CN116560025A - 一种增强型光缆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强型光缆及制备方法，该增强型光缆包括由内至外依次设置的缆芯、铠装层和增强型护套层，增强型护套层中设置有增强件，增强件类型包含螺旋型和编织网状型，增强件位于增强型护套层的中心位置。本发明提供的增强型光缆及制备方法中，缆芯外设置有铠装层和增强型护套层，增强型护套层内嵌入增强件，可赋予光缆优异的机械性能、抗侧压性能和防护性能等优点，可提升护套抵御动物的啃咬，延长光缆的使用寿命，在同等芯数外径下，增强型光缆具有重量轻和防护效果优良的特点，且施工运维成本低，产品优势明显，提升了防护型光缆产品的竞争力，切合市场实际需求，未来市场效益会进一步显现和提升。
Description
技术领域
本发明属于光缆技术领域，具体涉及一种增强型光缆及制备方法。
背景技术
光网建设由城市逐步向农村和山区推进，而在山区、农村及城市管道中经常出现光缆被老鼠咬断导致通信网络中断的现象，带来很大的不便。尤其是西南地区多丘陵地带和山区地带，鼠害更为厉害，骨干光缆被老鼠破坏的十分严重，造成大量的经济损失。目前市场上的光缆产品采用不锈钢带、尼龙护套等物理防护层，或在护套内部放入辣味素进行化学防护，但在光缆使用过程存在很多问题：如光缆重量大，需要增加大型光缆放线牵引设备，施工成本增加；施工过程存在光缆护套外表面被破坏风险，护套外表面被破坏后水进入光缆内部造成光纤受损，通信受到严重影响，且会缩短光缆的使用寿命，另外，对鼠类和鸟类的防护效果也会大大降低。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种增强型光缆及制备方法。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种增强型光缆，包括由内至外依次设置的缆芯、铠装层和增强型护套层，所述增强型护套层中设置有增强件，所述增强件包含螺旋型或编织网状型增强件，位于增强型护套层的中心位置。
进一步的，所述缆芯包括位于中央位置的中心加强件、均布于中心加强件外围的若干个光纤芯以及两个阻水扎纱，两个阻水扎纱对称设置于中心加强件相对的两侧，两个阻水扎纱位于光纤芯外部。
进一步的，所述光纤芯包括松套管及设置于其内的若干根光纤，所述松套管中完全填充光纤油膏，所述光纤能够在松套管内部自由移动，所述松套管与中心加强件之间采用阻水油膏进行填充。
进一步的，所述铠装层为金属带铠装层，所述金属带铠装层由金属复合带或钢丝制成，所述金属复合带包括但不限于铝塑复合带、钢塑复合带、不锈钢复合带，所述金属复合带通过纵包成型于缆芯外面。
进一步的，所述铠装层为非金属铠装层，所述非金属铠装层由非金属材料制成，所述非金属材料包括但不限于玻璃纤维增强杆、玻璃纤维带、玻璃纤维纱、芳纶纱，所述玻璃纤维带通过纵包成型于缆芯外面，所述玻璃纤维增强杆、玻璃纤维纱、芳纶纱通过S绞合方式进行成型于缆芯外面。
本发明还公开了一种增强型光缆的制备方法，包括以下步骤：
缆芯采用主动放线，放线张力控制在5~10kg；
对缆芯进行铠装；
螺旋型增强件或编织网状型增强件预成型；
经过挤塑机将护套料包裹在螺旋型增强件或编织网状型增强件外面，经过一段热水槽初步冷却定型，再经过二段冷水槽进行护套内应力消除，随后，对得到的光缆进行护套低温等离子表面处理，进行光缆信息喷印，最终进行光缆收线。
所述螺旋型增强件预成型的步骤包括：
螺旋型增强件通过螺旋绞合设备进行成型，编织网状型增强件通过编织设备进行成型，预成型的增强件经过导管进入挤塑机机头内的挤塑模具，放线张力为2~7N，所述挤塑模具包括半挤压模芯和挤管式模套，二者装配时应进行偏心调整，所述半挤压模芯应置于挤管式模套成径段中心位置，以确保增强件能够置于增强型护套层的中心位置，所述导管安装时，导管外沿应置于模芯增强件通道中心平齐，所述导管的长度为0.5~1.5m，所述导管从模芯增强件通道内伸出长度为1~3mm，所述导管的内孔径D0为d+δ/2，外径D1为D0+0.2~0.5mm，其中，d为半挤压模芯的内孔直径，δ为增强件通道宽度，δ为2~5mm。
所述一段热水槽的温度设置为20~40℃，水槽长度设置为2~5m。
所述二段冷水槽的温度设置为18~22℃，水槽长度为10~20m。
低温等离子喷嘴与光缆的护套表面垂直间距为10mm~25mm，所述低温等离子喷嘴与喷码喷头水平间距为50~150mm，等离子喷印至光缆表面温度为20~30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种增强型光缆及制备方法，该增强型光缆的缆芯外设置有铠装层和增强型护套层，增强型护套层内嵌入螺旋型增强件或编织网状型增强件，可赋予光缆优异的机械性能、抗侧压性能和防护性能等优点，可提升护套抵御动物的啃咬，延长光缆的使用寿命，在同等芯数外径下，增强型光缆具有重量轻和防护效果优良的特点，且施工运维成本低，产品优势明显，提升了防护型光缆产品的竞争力，切合市场实际需求，未来市场效益会进一步显现和提升。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的增强型护套层与螺旋型增强件的结构示意图；
图3为本发明的螺旋型增强件成型结构示意图；
图4为本发明的编织网增强件成型结构示意图；
图5为本发明的挤塑模具的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
如图1-5所示，一种增强型光缆，包括由内至外依次设置的缆芯、铠装层3和增强型护套层5，缆芯包括位于中央位置的中心加强件4、均布于中心加强件4外围的若干个光纤芯以及两个阻水扎纱2，两个阻水扎纱2对称设置于中心加强件4相对的两侧，两个阻水扎纱2位于光纤芯外部，光纤芯包括松套管1及设置于其内的若干根光纤，松套管1与中心加强件4之间采用阻水油膏进行填充起到截面阻水作用，缆芯是通过套管放线、中心加强件4放线、SZ绞合设备、扎纱机及牵引收线等设备将松套管1和阻水油膏或阻水纱采用SZ绞合方式缠绕紧贴在中心加强件4外面，采用两根阻水扎纱2交叉固定，套管放线张力需要控制在2.5~8N，通过扎纱机异向同点扎纱，扎纱节距控制在25~33mm，保证缆芯不发生松散，确保缆芯截面不发生渗水，增强型护套层5紧紧包裹在铠装层3外面，增强型护套层5的中心位置设置有增强件6，增强件包含螺旋型增强件61或编织网状型增强件62，具有优异的抗弯曲性能和抗拉性能，且可以有效阻止啮齿类动物的啃咬，增强型护套层5不易出现开裂。相比传统光缆采用聚乙烯护套挤塑成型且内部无增强件，机械性能、抗侧压性能及防啮齿啃咬能力差，本发明通过在增强型护套层5内嵌增强件6，使得光缆具有优异的机械性能、抗侧压性能和防护性能等，解决了传统光缆的缺陷，且在同等芯数外径下，具有重量轻和防护效果优良的特点。
本发明中，增强件6采用螺旋钢丝材料或增强型非金属材料，螺旋型增强件61采用螺旋钢丝材料时，增强型护套层5包裹螺旋钢丝形成具有厚度1.8~2.5mm的圆环，螺旋钢丝具有10~30mm螺距，具有一定强度和抗拉性能；编织网状型增强件62采用增强型非金属材料时，需要先对增强型非金属材料进行编织，之后经过增强型护套层5挤塑包裹实现嵌入，增强型护套层5的厚度应在1.5~2.2mm。
松套管1由聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、改性聚丙烯（MPP）、热塑型弹性体（TPE）等热塑型材料经过挤塑、牵引冷却等工艺制备而成，其内部为中空结构，光纤置于其中，完全填充光纤油膏，以保护光纤可以在松套管1内部自由移动。本发明中，套管工序需合理设置光纤的放线张力，设定值50~80g；冷却水槽分为三段，设置由高至低的温度梯度，一段设置温度范围40~45℃，二段设置温度范围30~38℃，三段设置温度范围18~22℃；主牵引圈数设置7~10圈；收线组合张力应设定4~8N，按照上述工艺参数以控制光纤余长，余长应控制0.3~0.6‰，以满足光缆机械性能和高低温技术要求。
光纤为着色光纤或色环光纤，其中，着色光纤可分为1~12种不同颜色，产品出厂检测、施工接续过程中能够进行辨识；色环光纤可依据色环颜色、宽度、间距、数量及喷印形状特征进行划分，色环光纤多用于超过12种以上的大芯数光缆中，可设置1~12种颜色，宽度可控制为2~8mm，间距可控制为80~150mm，色环喷印形状可分为点状或方形。
铠装层3具有优异防护效果，铠装层3可为金属带铠装层或非金属铠装层；其中，金属带铠装层可由金属复合带或钢丝制成，金属复合带包括铝塑复合带、钢塑复合带或不锈钢复合带等，可通过扎纹机和纵包成型设备制造而成，搭接位置通过挤塑机头和护套的温度将搭接处粘结在一起，保证搭接处不发生渗水，金属复合带放带张力控制为0.5~2kg，扎纹深度可依据成型是否产生荷叶边进行调整，通常设置范围0~0.6mm，而钢丝铠装可通过S绞合方式或SZ绞合方式制备而成；非金属铠装层可由非金属材料制成，非金属材料包括玻璃纤维增强杆、玻璃纤维带、玻璃纤维纱或芳纶纱等。玻璃纤维带和金属复合带主要通过纵包成型于缆芯外面，玻璃纤维增强杆、玻璃纤维纱及芳纶纱需要使用多股通过S绞合方式进行成型于缆芯外面，股数可依据缆芯大小和非金属材料的规格进行确定，通常可控制在3~20股，以起到抵御外界潮气侵蚀或抗外力冲击的作用。
一种增强型光缆的制备方法，包括以下步骤：
包括着色、套塑、成缆、护套四个生产工序；
其中，着色工序目的是实现光纤颜色区分，包括光纤装盘放线、穿纤、涂覆树脂、LED固化及光纤收线等操作流程；
其中，套塑工序为进行光纤的套塑，生产松套管1作为光纤外保护层，包括光纤束放线、光纤油膏填充、冷却、牵引及收线等操作流程。设置合适的加工温度很关键，温度优选240~260℃，若温度过低，则塑化不良，松套管1表面易出现包块，若温度过高，则材料易发生严重老化，无法挤制松套管1，若冷却温度差较大，则套管结晶不充分，容易出现严重的后收缩，光纤余长变化无法控制；
套塑工序需要控制光纤余长，需要设置光纤束的放线张力、冷却水槽温度、主牵引圈数和收线组合张力，参数之间的合理配置可以生产出满足技术要求的光纤余长；
成缆工序需要控制中心加强件4放线、松套管1放线、填充绳放线、中心加强件4绕阻水扎纱2、SZ绞合、阻水扎纱2放线、牵引机收线等操作流程进行缆芯生产；成缆工序套管放线张力有效控制，因松套管1会随着放置时间推移光纤余长会发生变化，套管上机前需要测试光纤余长，需要设置匹配的套管放线张力，以提升成品光缆的机械性能和环境性能；
护套工序生产步骤包括：
缆芯采用主动放线，放线张力控制在5~10kg；进行铠装，如进行金属复合带扎纹纵包成型；螺旋型增强件61或编织网状型增强件62预成型；经过挤塑机将护套料包裹在螺旋型增强件61或编织网状型增强件62外面，经过一段热水槽初步冷却定型，温度设置为20~40℃，水槽长度设置为2~5m；再经过二段冷水槽进行护套内应力消除，温度设置为18~22℃，水槽长度为10~20m；定型光缆进行护套低温等离子表面处理，等离子喷嘴与护套表面垂直间距为10~25mm，等离子喷嘴与喷码喷头水平间距为50~150mm，等离子喷印至光缆表面温度应在20~30℃，进行光缆信息喷印，最终进行光缆收线，收线张力控制在3~10kg。
螺旋型增强件61需要通过螺旋绞合设备进行成型；编织网状型增强件62需要通过编织设备进行成型，上述设备应放置在铠装成型台与挤塑机机头之间，预成型的增强件6需要经过导管7进入挤塑机机头内的挤塑模具完成螺旋钢丝增强件61或增强型非金属材料内嵌护套挤塑成型工艺，螺旋型增强件61的放线张力应控制在2~7N，增强型非金属材料的放线张力控制1~3N。需要注意的是，导管7安装时，导管7外沿应置于模芯增强件通道82中心平齐，且置于半挤压模芯8的孔壁81外部，导管7的长度应控制在0.5~1.5m，导管7从模芯增强件通道82内伸出长度为1~3mm，导管7的内孔径D0应为d+δ/2，外径D1应为D0+0.2~0.5mm，d为半挤压模芯8的内孔直径，δ为增强件通道宽度，δ典型值为2~5mm。
挤塑模具应选择半挤压模芯8和挤管式模套9，半挤压模芯8和挤管式模套9装配应进行偏心调整，半挤压模芯8应置于挤管式模套9成径段中心位置，以确保螺旋型增强件61或编织网状型增强件62能够置于增强型护套层5的中心位置，有利于控制光缆生产过程中外径和壁厚均匀性。
本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种增强型光缆，其特征在于，包括由内至外依次设置的缆芯、铠装层和增强型护套层，所述增强型护套层中设置有增强件，所述增强件包含螺旋型或编织网状型增强件，位于增强型护套层的中心位置。
2.根据权利要求1所述的一种增强型光缆，其特征在于，所述缆芯包括位于中央位置的中心加强件、均布于中心加强件外围的若干个光纤芯以及两个阻水扎纱，两个阻水扎纱对称设置于中心加强件相对的两侧，两个阻水扎纱位于光纤芯外部。
3.根据权利要求2所述的一种增强型光缆，其特征在于，所述光纤芯包括松套管及设置于其内的若干根光纤，所述松套管中完全填充光纤油膏，所述光纤能够在松套管内部自由移动，所述松套管与中心加强件之间采用阻水油膏或阻水纱进行填充。
4.根据权利要求1所述的一种增强型光缆，其特征在于，所述铠装层为金属带铠装层，所述金属带铠装层由金属复合带或钢丝制成，所述金属复合带包括但不限于铝塑复合带、钢塑复合带、不锈钢复合带，所述金属复合带通过纵包成型于缆芯外面。
5.根据权利要求1所述的一种增强型光缆，其特征在于，所述铠装层为非金属铠装层，所述非金属铠装层由非金属材料制成，所述非金属材料包括但不限于玻璃纤维增强杆、玻璃纤维带、玻璃纤维纱、芳纶纱，所述玻璃纤维带通过纵包成型于缆芯外面，所述玻璃纤维增强杆、玻璃纤维纱、芳纶纱通过S绞合方式进行成型于缆芯外面。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种增强型光缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
缆芯采用主动放线，放线张力控制在5~10kg；
对缆芯进行铠装；
螺旋型增强件或编织网状型增强件预成型；
经过挤塑机将护套料包裹在螺旋型增强件或编织网状型增强件外面，经过一段热水槽初步冷却定型，再经过二段冷水槽进行护套内应力消除，随后，对得到的光缆进行护套低温等离子表面处理，进行光缆信息喷印，最终进行光缆收线。
7.根据权利要求6所述的一种增强型光缆的制备方法，其特征在于，所述螺旋型增强件预成型的步骤包括：
螺旋型增强件通过螺旋绞合设备进行成型，编织网状型增强件通过编织设备进行成型，预成型的增强件经过导管进入挤塑机机头内的挤塑模具，放线张力为2~7N，所述挤塑模具包括半挤压模芯和挤管式模套，二者装配时应进行偏心调整，所述半挤压模芯应置于挤管式模套成径段中心位置，以确保增强件能够置于增强型护套层的中心位置，所述导管安装时，导管外沿应置于模芯增强件通道中心平齐，所述导管的长度为0.5~1.5m，所述导管从模芯增强件通道内伸出长度为1~3mm，所述导管的内孔径D0为d+δ/2，外径D1为D0+0.2~0.5mm，其中，d为半挤压模芯的内孔直径，δ为增强件通道宽度，δ为2~5mm。
8.根据权利要求6所述的一种增强型光缆的制备方法，其特征在于，所述一段热水槽的温度设置为20~40℃，水槽长度设置为2~5m。
9.根据权利要求6所述的一种增强型光缆的制备方法，其特征在于，所述二段冷水槽的温度设置为18~22℃，水槽长度为10~20m。
10.根据权利要求6所述的一种增强型光缆的制备方法，其特征在于，低温等离子喷嘴与光缆的护套表面垂直间距为10mm~25mm，所述低温等离子喷嘴与喷码喷头水平间距为50~150mm，等离子喷印至光缆表面温度为20~30℃。
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