CN1170181C - 一种光缆结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光缆结构，该结构包括成组装在缓冲管或缓冲室内的光纤，该缓冲管包括成束的光纤或光纤带组件，使用重量轻的纤维式复合带材作重量轻的增强件和防低温伸缩的保护包层。然后将多个不同形状的缓冲管或缓冲室配置在另一复合材料带上，随后将凝胶或泡沫粘合剂涂在该带上，以便将缓冲管固定在该带上，然后将带绕卷起来密封缓冲管，由此形成三角形或梯形的组件，并应用过量的凝胶来充填其间的间隙。随后铰接多个组件形成较大的特级光缆结构，这种光缆结构使用了如上所用的复合带材件以及绕卷方法，由此可以支承个别的组件。这种光缆结构可对光纤提供足够的支撑，同时不会显著增加光缆的横截面直径和重量。

Description

一种光缆结构及其制造方法

技术领域

本发明一般涉及光缆领域，具体涉及一种新颖的用于支承和包裹光导纤维的方法。

背景技术

光导纤维是很小直径的玻璃股线，该股线能够以很高的速度传播光信号，传送很长距离，并且与标准的金属导线网和光缆网相比具有相当低的信号损失。光导纤维应用在很多技术方面，因为光导纤维的发展，所以不断要求开发一种光导纤维缆结构，这种结构可以对光纤提供充分的支承，并且其尺寸可定为它们可以有效用在各种环境下。

图1示出普通光缆横截面的例子。在光缆的中心是中心增强部件1。光缆增强部件1可以用许多不同材料制作例如用硬塑料、玻璃或增强的玻璃复合材料制作，并用作为光缆的负载支承部件，以及用于支承缓冲管2的内侧，该缓冲管2通常沿螺旋路径绞合在该中心增强部件上。虽然图1示出六个缓冲管2，但是根据光缆的具体应用可以增加和减少该缓冲管的数目。在各个缓冲管内是许多单独的光导纤维3。该光导纤维3可以用许多方法成形。例如在各个缓冲管内可以为叠置的带结构(如图1所示)，并可以有许多带，其中各个带具有许多单独的纤维。或光纤3可以在缓冲管内成形为光纤束。其结构主要取决于光缆的应用方面。最后，形成外套4，对光缆内部部件提供保护，它有助于使所有部件结合在一起。外套4可以防止在使用和安装期间光纤受到的有害的物理作用。

如图1所示，常规光纤采用热挤压材料来形成外套4和缓冲管2，以保护光纤3，并形成外壳。不幸的是，这些材料在低温下的收缩太大，造成光纤的形变。为了减少这种收缩，可以增加中心增强部件1的直径，或在外套内插入径向的钢丝。也采用增强线5来增加拉伸强度。这些额外的部件增加了光缆的尺寸，同时也增加了总的成本。因此需要一种光纤数目大的光缆，这种光缆可以对光纤提供足够的支承，而同时不会显著增加光缆的横截面直径和重量。

发明内容

本发明的目的在于消除采用各种热塑性塑料和许多部件形成的光纤结构所引起的上述问题。因此，本发明提高了光缆的质量，并减小了其横截面直径、零部件数目和重量。

为此，根据本发明的一个方面提供一种光缆结构，包括：由一条绕卷复合带形成的外部保护包层；多个绞合的组件，该组件沿径向配置在该外部保护包层内，其中，上述多个组件中的各个组件包括多个缓冲管，上述缓冲管分别包含至少一根光纤。

根据本发明的另一个方面提供一种光缆结构，包括第一缓冲管，用复合带绕卷件形成；配置在上述第一缓冲管内的至少一根光纤。

根据本发明的再一个方面提供一种光缆结构，包括：外部保护包层；多个绞合的组件，该组件径向配置在上述外部保护包层内，其中，上述多个组件中的各个组件包括多个包含光纤的缓冲管，并形成为三角形；上述外部保护包层、上述组件和上述多个缓冲管中的至少一种部件具有外部支承部分，该支承部分用复合带的绕卷件形成。

此外，根据本发明还提供一种制造光纤结构的方法，包括：形成复合带部件；将凝胶涂在上述复合带的第一侧面上；在上述复合带上配置光纤；将上述复合带绕卷起来形成缓冲管，使得上述光纤包含在上述缓冲管内，其中，上述复合带形成对上述光纤的支承。

本发明解决上述问题的方法是提供一种光纤结构和这种结构的制造方法。该光纤结构包括用缓冲管分成组的光纤，该缓冲管采用重量轻的纤维复合带材来做增强部件。该结构的制造方法是，首先将许多光纤放置在复合带材上，然后在带材上涂上用作填充剂和粘接剂的凝胶或泡沫粘合剂，使光纤固定在该带上。然后将复合带材卷起来或将带材螺旋形绕在纤维上，使该带材成形为管形并包裹光纤，由此形成缓冲管。随后再将许多缓冲管包裹成光纤组件。形成该组件的方法是，利用另一条在一个侧面上涂有凝胶的复合带材，将缓冲管放置在有凝胶的这一面上，然后将带材卷起来包裹缓冲管，同时在间歇中充入过量的凝胶，这样便形成组件。然后将许多这种组件再绞合起来便形成更大的光缆。该光缆采用另一条复合带材，并同时进行类似于上面的绕卷操作。为进行有效的包裹各别的组件可以形成为三角形和梯形。

因此本发明提供一种质量获得改进，而横截面、部件数目和重量均减少的光缆结构。这种结构应用了创新性的几何结构，并且对于绝缘材料和铠装的光缆都应用了成本低的材料。这种条材提供了一种支承和控制光纤的方法，而不过份依赖挤压的塑料管或另外的增强部件，造成直径减小。该光纤可以成组的封在传统的缓冲管内或一种小室结构内，以便容易识别。另外，随着光纤数目的增加也产生了自持效果，这种效果使得光纤可以承受更大量的外部负载，这又进一步减少了对成本价高的占用空间的增强部件的依赖。

附图说明

在研究示意示于附图中的本发明的例示性实施例以后，可以明显看出本发明的优点、特性和各种其它的特征，这些附图是：

图1是普通光缆的截面图；

图2是按本发明制造的装有光纤的缓冲管的透视图；

图3和图3a分别是按本发明制造的其光纤带配置在缓冲管内的缓冲管的透视图以及光纤带配置在缓冲管外侧的前视图；

图4是用许多缓冲管构成的光缆组件透视图；

图5是本发明的由许多光纤组件构成的光缆结构的前视图；

图6是一条复合带材的透视图，其上放有光纤带，该图用于显示制造本发明装置的方法。

具体实施方式

下面参考附图，进一步说明本发明，这些附图不以任何方式限制本发明的范围。

图2示出本发明的一个实施例。形成复合带12的绕卷件，以便形成管状部件或缓冲管10。复合带材12起增强部件的作用，用于包裹光纤14。按照下面说明的方法，光纤14配置在缓冲管10内。在缓冲管10内可以涂上凝胶或泡末粘合剂16，以便填满空气间隙和定位光纤14。本发明的用复合带12构成的缓冲管10所起作用是支承光纤和防止光纤受到外力的作用。该复合带是这种技术中周知的复合带，该复合带具有相当的抗拉特性和抗压特性。作为举例，该复合带的制造方法是将网格形的底衬有机织物与颗粒形的无机防火陶瓷材料混合而成(例如Nextel 3L阻燃颗粒纸)。该复合带的颜色可以变化，以便容易识别以颜色编码的缓冲管内的纤维。

如图3所示，还可形成缓冲管18，使其包裹光纤带20。该光纤带20可以增加由绕卷复合带形成的一定空间内的纤维包裹密度。这是很有利的，因为较高的包裹密度可以使更多的纤维配置在一定直径的光缆中，因而可以更有效地使用现有的光缆导管。另外，应用光纤带20在铺设光纤时更容易识别光纤、保护光纤和连接光纤。光纤带20的尺寸可以根据具体的应用进行改变。另外，和图2的实施例相类似，可以在缓冲管18内配置凝胶或泡末粘合剂16，以便填充空气间隙和定位光纤带20。如图3a所示，在绕卷复合带12的外侧部配置光纤14或光纤带20也是很有利的，这样，绕卷该复合带便可以形成管子，使得光纤带18可以沿径向配置在绕卷复合带12的外侧部分。这种结构具有特殊好处，因为光纤条组件配置在用复合材料做的重量轻的圆筒顶上。该筒是空的，因此减少了光缆的重量。另外，可以用传统的热塑性塑料或新的复合带表层做外套，以包裹光纤带组件。另外，可以应用空心中心管的内腔来穿过一般在通信缆和电力缆的混合缆中有的电力线和其它元件。本发明的另一优点是，当受到径向压力时，该空心中心管不会被嵌入到光纤带内而是变形，因此可以防止光纤受到过份应力的作用。

图4示出由包含光纤带20的缓冲管18构成的组件22，该组件由一条绕卷的复合带24包裹在一起，该复合带形成外套。该复合带24对组件22起增强部件和支承部件的作用。由于复合带24的物理作用，所以可以形成几何形状不同的组件22。例如如图所示，组件22可形成为三角形。

可以应用凝胶或泡沫粘合剂26来填充缓冲管18之间的空气间隙和使组件32固定在一起。适当凝胶配方的例子包括由矿物油和/或与聚合触变胶改性剂或煅制二氧化硅混合的合成聚烯烃油构成的凝胶。市场上可以买到的凝胶化合物包括Mastergel R-18006和R-1806LT。由于将多个缓冲管18包扎形成组件22，所以便形成自持效果，这种效果使得光纤带20可以承受更大的外部负载。因此，当在管子内配置许多光纤时，它们便可承受本身负载，这样便可以尽量减少附加增强部件所起的作用，从而形成一种自持机构。另外，当每个缓冲管中的纤维数目增加时，所需要的纤维/复合材料壁的增强作用也被减少，所以可以减少壁的厚度。这样便可减少价格贵的又占空间的增强部件，这种增强部件传统上是用来提供光纤结构的稳定性并对该结构提供支承。虽然图4示出包含光纤带20的缓冲管18，但是应当看到，在缓冲管内可以应用不同结构的光纤。

如图5所示，光缆结构28具有许多包含很多缓冲管18的小单元或组件22，该缓冲管中包有光纤。该光纤结构28包括另一复合带绕卷件30，该绕卷件起增强部件的作用，形成外部保护层，并将许多组件22包扎在一起。如上所述，该组件22可以具有各种形状。在一个实施例中，该组件22可形成为三角形或梯形，使得这些组件可以以类似于饼干图案的节省空间的方式沿径向配置在复合带绕卷件30上。

在光纤结构28的相邻组件22之间的空间可以用凝胶32填充，该凝胶所起的作用是减少整个光缆长度上水的渗透，使组件22固定就位，并增加光纤结构的整体稳定性。应当认识到，可以配置在外部保护包套30内的组件22的数目取决于构成组件22的构成形状，该组件的形状应尽量减少相邻组件之间的形状。

光纤结构28还具有轴向部件34，该部件位于外部保护包套30的中心位置。该轴向部件用于对光纤结构28提供另外的支承，并用来固定和支承另外的光纤或其它的细长元件例如电力导线或光缆。在设法减少光纤结构28中热塑性塑料用量时，该轴向部件可以用缓冲管10和18中用的绕卷复合带形成，该轴向部件还包括光纤14，该光纤可以为光纤带20的形状。

参考图6说明制造本发明光纤结构的制造方法。首先放置未卷的复合带12。然后将凝胶或泡沫粘合剂涂在复合带12的开放表面36上，然后将光纤放在该复合带12上。应当注意到，图6示出的形为光纤带结构20的光纤，如参照图3说明的；然而可以应用各种形状的光纤。在将光纤带20放置在涂有凝胶的复合带12上以后，将复合带12卷在光纤上或缠绕在光纤上，形成缓冲管的结构18。然后进行类似的绕卷操作形成组件22，最后形成参照图5所说明的光纤结构。该复合带可以进行螺旋缠绕或可以进行纵向粘接。

虽然该条被说明为复合带，但是应该看到，可以应用任何有足够强度的条。

虽然本发明说明了使用缓冲管、缓冲室、组件和外部保护包层，该包层被说明为由复合带的绕卷件形成，但是应当看到，这些支承部件中的一个或多个可以用传统的热塑性塑料制作。

虽然本发明说明了如图5所示光纤结构单元的形成，但是应当看到，示于图5的光纤单元还可以围绕共同的中心增强件进行绞合例如螺旋绞合，以便形成例如包含多单元的特级光缆，从而形成具有较多数目的光缆。

还应当明白，普通技术人员可以明显看出，本发明不限于实施例而不违背由以下权利要求书限定的精神和范围。

Claims (18)

1.一种光缆结构，包括：

由一条绕卷复合带形成的外部保护包层；

多个绞合的组件，该组件沿径向配置在该外部保护包层内，其中，上述多个组件中的各个组件包括多个缓冲管，上述缓冲管分别包含至少一根光纤。

2.如权利要求1所述的光缆结构，其特征在于，形成上述多个组件中的各个组件，使其形状为三角形或梯形。

3.如权利要求1所述的光缆结构，其特征在于，上述至少一根光纤构成至少一个光纤带。

4.如权利要求1所述的光缆结构，其特征在于，上述多个组件分别具有由复合带绕卷件形成的外部分，该外部分分别支承位于各个上述组件内的多个缓冲管。

5.如权利要求1所述的光缆结构，其特征在于，各个上述缓冲管具有复合带绕卷件形成的外部分，该外部分支承包含在上述缓冲管内的光纤。

6.如权利要求3所述的光缆结构，其特征在于，各个上述缓冲管具有用复合带绕卷件形成的外部分，该外部分支承包在上述缓冲管内的光纤带。

7.如权利要求5所述的光缆结构，其特征在于，上述至少一根光纤由凝胶包围。

8.如权利要求6所述的光缆结构，其特征在于，上述光纤由凝胶包围。

9.如权利要求1所述的光缆结构，还包括相对于上述外部保护包层居中配置的轴向部件，该轴向部件用复合带的绕卷件形成。

10.一种光缆结构，包括：

第一缓冲管，用复合带绕卷件形成；

配置在上述第一缓冲管内的至少一根光纤。

11.如权利要求10所述的光缆结构，其特征在于，还包括至少一个第二缓冲管，该缓冲管由复合带的绕卷件形成，并邻接上述第一缓冲管；

配置在上述至少一个第二缓冲管内的至少一根光纤；

围绕上述第一和第二缓冲管的外套，由此形成第一组件。

12.如权利要求11所述的光缆结构，其特征在于，上述外套用复合带的绕卷件形成。

13.如权利要求12所述的光缆结构，其特征在于，还包括保护包层，该包层包括上述第一组件和一个第二组件，其中，上述第一和第二组件形成为三角形，使得上述组件相对于上述保护包层的中心位于径向位置。

14.如权利要求13所述的光缆结构，其特征在于，上述保护包层用复合带的绕卷件形成。

15.一种光缆结构，包括：

外部保护包层；

多个绞合的组件，该组件径向配置在上述外部保护包层内，其中，上述多个组件中的各个组件包括多个包含光纤的缓冲管，并形成为三角形；上述外部保护包层、上述组件和上述多个缓冲管中的至少一种部件具有外部支承部分，该支承部分用复合带的绕卷件形成。

16.一种制造光纤结构的方法，包括：

形成复合带部件；

将凝胶涂在上述复合带的第一侧面上；

在上述复合带上配置光纤；

将上述复合带绕卷起来形成缓冲管，使得上述光纤包含在上述缓冲管内，其中，上述复合带形成对上述光纤的支承。

17.如权利要求16所述的制造光缆结构的方法，其特征在于，还包括：

将上述多个缓冲管用复合带捆扎起来，形成具有三角形的组件；

将多个组件沿径向配置在由复合带绕卷件形成外部保护包层内。

18.如权利要求16所述的制造光缆结构的方法，其特征在于，所述绕卷是指以螺旋方式绕卷。

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