CN117310914A - 一种耐腐蚀光缆的制备工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信光缆技术领域，具体涉及一种耐腐蚀光缆的制备工艺及设备，本发明一方面提供一种耐腐蚀光缆的制备工艺，应用于所述光缆的外护层结构的成型处理，所述外护层的成型工艺步骤包括：在铠装包覆后的光缆主体的外部通过挤出成型工艺形成有第一防护层；通过冷却系统对所述第一防护层进行冷却、固化，并对第一防护层的外表面进行吹干处理；在固化的第一防护层的外部通过挤出成型工艺形成有第二防护层，其中所述第二防护层与第一防护层之间形成有间隙区。本发明旨在提高现有技术光缆外护层结构的强度和耐候性，使其在地埋敷设中保持光缆外护层的完好，提升光缆的耐腐蚀能力。
Description
技术领域
本发明涉及通信光缆技术领域，具体涉及一种耐腐蚀光缆的制备工艺及设备。
背景技术
光缆通信选用中，需埋地敷设的光缆的需要选用双护套－铠装光缆，从结构上讲从外到内有PE（聚乙烯）外护层一金属护套一PE内护层一防水填充料一光纤套管一硅油一光纤纤芯。当塑料外护层破损后，就会造成金属护套暴露。
在较长距离的光缆埋地敷设中，多采用开明沟敷设的方式，在光缆敷设的施工过程中，由于现场施工的地况和地质环境复杂，难以彻底清理整平光缆铺设的沟渠，沟渠底部或回填土中会留存有小石子或者是锐器等，现有的光缆的拖拽敷设中，易导致光缆外皮层保护套损坏。另外，现有的光缆敷设后，鼠、蚁等动物的啃食也易导致外护层的损坏。外护层的破损将破坏光缆的结构与防水、防潮性能，第二道“防线”的铠装金属护套会因进水等原因发生各种化学腐蚀而遭破坏。铠装层一旦破坏，光缆就会受到白蚂蚁、鼠类的直接危害，另外，内部的有机填充料也会遭受到物理的、化学的、生物的作用而变形、损坏，使得光缆逐渐失去防水、防潮性能，最终可能引起光缆中光纤传输特性和物理特性的劣化，降低传输质量以及光缆的使用寿命。
因此，如何提高现有技术光缆外护层结构的强度和耐候性，使其在地埋敷设中保持光缆外护层的完好，是防止光缆发生腐蚀的重要环节。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种耐腐蚀光缆的制备工艺及设备，旨在提高现有技术光缆外护层结构的强度和耐候性，使其在地埋敷设中保持光缆外护层的完好，提升光缆的耐腐蚀能力。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明一方面提供一种耐腐蚀光缆的制备工艺，应用于所述光缆的外护层结构的成型处理，所述外护层的成型工艺步骤包括：
在铠装包覆后的光缆主体的外部通过挤出成型工艺形成有第一防护层；
通过冷却系统对所述第一防护层进行冷却、固化，并对第一防护层的外表面进行吹干处理；
在固化的第一防护层的外部通过挤出成型工艺形成有第二防护层，其中所述第二防护层与第一防护层之间形成有间隙区；
利用冷却系统对所述第二防护层进行冷却、固化，并对第二防护层的外表面进行吹干处理；
在所述第二防护层表面的一侧开设有多个与所述间隙区相通的槽孔；
经所述槽孔灌入粉状固体混合物至所述间隙区；
固化所述粉状固体混合物形成硬质层，所述硬质层充满所述间隙区。
本发明另一方面一种耐腐蚀光缆的制备设备，用于在铠装包覆后的光缆制备外护层结构，包括用于牵引光缆移动的牵引机；
以及第一挤塑机，所述第一挤塑机上配置有第一口模，熔融、塑化后的塑料经所述第一口模形成第一防护层；
以及第二挤塑机，所述第二挤塑机上配置有第二口模，熔融、塑化后的塑料经所述第二口模形成第二防护层，所述第二防护层固定包覆在所述第一防护层的外侧，其中所述第二防护层与第一防护层之间形成有间隙区；
以及打孔机，所述打孔机用于在所述第二防护层表面的一侧开设有多个与所述间隙区相通的槽孔；
以及灌砂机，通过所述灌砂机将粉状固体混合物经槽孔灌入至所述间隙区。
进一步地，所述外护层结构由内到外包括所述第一防护层、硬质层和第二防护层，其中，所述第二防护层内侧一体成型有连接部，所述连接部的另一端与所述第一防护层固定相接。
进一步地，所述第一防护层与所述第二防护层均采用交联聚乙烯(XLPE)材质，经挤出工艺一体成型。
进一步地，所述粉状固体混合物为均匀混合的细沙与水泥组合物，所述细沙与水泥的混合比例为3:2，所述粉状固体混合物还包括防水剂和速凝剂，其中，所述防水剂含量为所述水泥含量的1%，所述速凝剂含量为所述水泥含量的2%～3%。
进一步地，所述粉状固体混合物在所述间隙区内经水浸处理后，固化形成所述硬质层。
进一步地，还包括冷却装置和吹干机，分别设置在第一挤塑机和第二挤塑机的后端，所述冷却装置包括连续设置的热水冷却槽和冷水冷却槽，用于对成型后的第一防护层或第二防护层进行冷却、固化，并通过所述吹干机对第一防护层或第二防护层的外表面进行吹干处理。
进一步地，所述第二口模采用挤管式模具，第二口模包括芯模和外模，所述芯模与外模前侧之间构成环形挤出口，所述芯模内部设有缆芯通道，所述芯模上开设有矩形槽口，所述矩形槽口的两侧分别与所述环形挤出口及所述缆芯通道相通。
进一步地，所述芯模与外模的主体之间形成有主流道，所述矩形槽口与所述主流道之间设有斜面倒角，所述外模上设有与环形挤出口相通的辅助流道，所述辅助流道与所述矩形槽口共线分布。
有益效果
本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过优化地埋型光缆的外护层结构，通过在第一防护层与第二防护层之间设有中空的间隙区，同时，通过在第二防护层表面的一侧开设与间隙区相通的槽孔，利用槽孔在间歇区填充有粉状的固体混合物，并对填充后的固体混合物进行固化处理，形成有硬质层，利用较厚的硬质层提升光缆外护层的强度和耐候性，使其在明沟敷设中的具有更强的耐刮、耐割伤能力，即使在第二防护层出现损伤后，依然具有优秀的机械强度和蚁鼠等动物啃食的能力，以及优秀的防水、防潮能力；保住第一防护层及内侧光缆部分完好性，提升光缆的耐腐蚀能力和使用寿命。
同时，采用本光缆可以有效地降低在明沟敷设中沟渠清理、回填和光缆外护层完整检测的工作强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的光缆外护套结构的成型工艺流程图；
图2为本发明的光缆外护套结构制备设备示意图；
图3为本发明的光缆结构透视示意图；
图4为本发明的光缆结构断面示意图；
图5为本发明的第二口模侧视剖面示意图；
图6为本发明的第二口模的芯模主视图；
图7为本发明的制备设备灌砂机主视示意图；
图中的标号分别代表：10、光缆；11、铠装层；12、第一防护层；13、第二防护层；14、间隙区；15、槽孔；16、硬质层；17、纤芯；20、线盘；30、第一挤塑机；31、第一口模；40、第二挤塑机；41、辅助流道；42、第二口模；43、芯模；44、外模；45、环形挤出口；46、矩形槽口；47、缆芯通道；48、主流道；50、打孔机；60、灌砂机；61、料筒；62、托线板；63振动电机；70、冷却装置；80、吹干机；90、滴水装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例：
本发明提出的光缆10产品主要用于对现有地埋光缆10的外护层结构进行改进处理，参照图3-4，使其可以更好地适应明沟敷设的复杂地况和地质环境，本产品主要适应于长距离的明沟敷设的施工环境，具有更好地耐腐蚀能力和更长的使用寿命。其中，光缆10的铠装层11以及内侧的PE内护层一防水填充料一光纤套管一硅油一光纤纤芯17等内部组成，其成型工艺和材料与现有产品一致，在本实施例中不作赘述。
本发明一方面提供一种耐腐蚀光缆10的制备工艺，参照图1，主要应用于光缆10的外护层结构的成型处理，外护层结构的成型工艺步骤包括：
步骤S10：在铠装包覆后的光缆10主体的外部通过挤出成型工艺形成有第一防护层12；
步骤S11：通过冷却系统对第一防护层12进行冷却、固化，并对第一防护层12的外表面进行吹干处理；
步骤S12：在固化的第一防护层12的外部通过挤出成型工艺形成有第二防护层13，其中第二防护层13与第一防护层12之间形成有间隙区14；
步骤S13：利用冷却系统对第二防护层13进行冷却、固化，并对第二防护层13的外表面进行吹干处理；
步骤S14：在第二防护层13表面的一侧开设有多个与间隙区14相通的槽孔15；
步骤S15：经槽孔15灌入粉状固体混合物至间隙区14；
步骤S16：固化粉状固体混合物形成硬质层16，硬质层16充满间隙区14。
其中，在本实施例的公开光缆10的外护层成型工艺中，将成型工艺跟地埋光缆10的成缆和敷设过程，将成型工艺分为敷设前工艺和敷设中工艺两个阶段，其中，光缆10在铠装层11前的制备及步骤S10—步骤S14为敷设前工艺，在完成第二防护层13表面的一侧开设槽孔15后，经线盘20体进行收线。在光缆10的地埋敷设现场，通过线盘20放线，经步骤S15—步骤S16，实现在第二防护层13与第一防护层12之间硬质层16的制备，为敷设中工艺，两阶段的成型工艺，降低了光缆10成缆和运输的难度，可以很好地实际明沟敷设的应用需求。
本光缆10产品通过优化地埋型光缆10的外护层结构，通过在第一防护层12与第二防护层13之间设有中空的间隙区14，同时，通过在第二防护层13表面的一侧开设与间隙区14相通的槽孔15，利用槽孔15在间歇区填充有粉状的固体混合物，并对填充后的固体混合物进行固化处理，形成有硬质层16，利用较厚的硬质层16提升光缆10外护层的强度和耐候性，使其在明沟敷设中的具有更强的耐刮、耐割伤能力，即使在第二防护层13出现损伤后，依然具有优秀的机械强度和蚁鼠等动物啃食的能力，以及优秀的防水、防潮能力；保住第一防护层12及内侧光缆10部分完好性，提升光缆10的耐腐蚀能力和使用寿命。
通过本外护层成型工艺形成的外护层结构，其由内到外包括第一防护层12、硬质层16和第二防护层13，其中，第二防护层13内侧一体成型有连接部，连接部的另一端与第一防护层12固定相接。其中，连接部在两侧对称设置，其中，一侧的连接部厚度较大，优选为第二防护层13厚度的2-2.5倍，另一侧较薄，厚度为第二防护层13厚度的1.2-1.5倍。另外，与间隙区14相通的槽孔15在厚度较大一侧的连接部处开设，槽孔15为间均为间隔分布的长腰型孔。
另外，本实施例中的第一防护层12与第二防护层13均采用常用的交联聚乙烯(XLPE)材质，经挤出工艺一体成型，交联聚乙烯(XLPE)材质较PVC材质更加环保，同时具备更优良的使用性能。
另外，本实施例中灌入至第一防护层12与第二防护层13之间的粉状固体混合物为均匀混合的细沙与水泥组合物，其中，细沙与水泥的混合比例为3:2，通过充分搅拌后作为填充原材料，其中，所用水泥标号不低于32.5MPa，配合防水剂使其具有更优的防水性能，粉状固体混合物在间隙区14内经水浸处理后，利用水泥遇水后硬化，固化形成硬质层16，优选地，粉状固体混合物还包括防水剂和速凝剂，其中，防水剂含量为水泥含量的1%，速凝剂含量为水泥含量的2%~3%，本实施例中优选地速凝剂采用防水速凝剂，本示例中水泥含量的2%~3%的用量，使得细沙与水泥组合物在20min左右进行初凝，在1.5h后实现完全凝固，达到良好的机械强度，可以很好地适应实际作业中光缆10敷设施工时间。
利用水泥和细沙以及防水剂混合而成的砂浆，组成常用的水泥基材料，水泥遇水硬化后形成硬质层16，并使硬质层16具备良好的结构强度和耐久性，具有良好的防水效果，即使在第一防护层12损伤后，硬质层16依然可以保持光缆10内侧不受水分入侵，提升光缆10耐腐蚀的能力。
针对以上公开的生产光缆10的成型工艺，参照图2-7，本发明另一方面一种耐腐蚀光缆10的制备设备，用于在铠装包覆后的光缆10制备外护层结构，其中，铠装层11及其内侧的PE内护层一防水填充料一光纤套管一硅油一光纤纤芯17，在光纤多纤芯17放纤后，通过分别通过绞合机、油膏填充机、绕带机、内护层挤塑机和钢带铠装机，进行连续加工，以上为光缆10常用的加工设备，在此不作赘述。其中，用于牵引光缆10移动的牵引机和纠偏机构是实现光缆10在连续的各设备之间移动的主动力。
制备设备还包括第一挤塑机30，第一挤塑机30上配置有第一口模31，熔融、塑化后的塑料经第一口模31形成第一防护层12；本实施例中第一口模31形采用挤压式口模，出口成型为圆形，为日常应用的光缆10成型口模一致，在此不作赘述。
以及第二挤塑机40，第二挤塑机40上配置有第二口模42，熔融、塑化后的塑料经第二口模42形成第二防护层13，第二防护层13固定包覆在第一防护层12的外侧，其中第二防护层13与第一防护层12之间形成有间隙区14；其中，本实施中的第二口模42的主体为挤管式模具，第二口模42的结构包括芯模43和外模44，芯模43与外模44前侧之间构成环形挤出口45，芯模43内部设有缆芯通道47，芯模43上开设有矩形槽口46，矩形槽口46的两侧分别与环形挤出口45及缆芯通道47相通。通过环形挤出口45的设计，实现在第一防护层12的外侧间隔挤出成型第二防护层13，在矩形槽口46的设计，在第二防护层13的成型的同时，一体成型有连接部，连接部支撑连接在第一防护层12与第二防护层13之间，从而在连续挤出成型中形成连续地间隙区14。
其中，第二口模42的芯模43与外模44的主体之间形成有主流道48，设计在矩形槽口46与主流道48之间设有斜面倒角，外模44上设有与环形挤出口45相通的辅助流道41，辅助流道41与矩形槽口46共线分布。斜面倒角和辅助流道41结构设计用于保证矩形槽口46的区物料流入充足，保证第二防护层13及连接部连续稳定的挤出成型。
另外，还包括冷却装置70和吹干机80，分别设置在第一挤塑机30和第二挤塑机40的后端，冷却装置70包括连续设置的热水冷却槽和冷水冷却槽，用于对成型后的第一防护层12或第二防护层13进行冷却、固化，其中，
热水冷却槽主要由水箱、固定水槽、移动水槽、加热系统、水泵系统等组成。热水冷却可分两段进行，以便适应不同塑料的阶梯冷却。冷水冷却槽其主要由水箱、水槽、水泵等组成。主要作用是进一步冷却和固化护套。并通过吹干机80对第一防护层12或第二防护层13的外表面进行吹干处理。
本实施例中第一防护层12与第二防护层13采用两层分开成型的工艺方式，较现有技术中常用的双层共同挤出工艺，本产品的第一防护层12与第二防护层13中间存在间隙区14，采用双层共同挤出时，在冷却时，内部的第一防护层12与第二防护层13的冷却温差较大，冷却收缩不均匀，易产生裂纹和表面缺陷，因此采用两层分开成型的工艺。
以及打孔机50，在第二防护层13经冷却、吹干后，打孔机50用于在第二防护层13表面的一侧开设有多个与间隙区14相通的槽孔15；本实施例中的打孔机50就常用的立式打孔机50，通过可上下移动的铣刀头对厚度较大一侧的连接部处开设槽孔15，槽孔15与间隙区14相通。打孔后经收线盘20进行盘绕成卷。以上，完成了在生产车间内部光缆10成型工艺。
在光缆10在线盘20上运输至明沟敷设的施工地，通过牵引机进行放线，使其敷设在已经开挖好的明沟内，在明沟内敷设之前通过灌砂机60和滴水装置继续完成光缆10外护层成型工艺。
首先，对牵引出的光缆10的端部通过堵头进行封堵，光缆10而后先通过灌砂机60将粉状固体混合物经槽孔15灌入至间隙区14，再通过滴水装置的连续滴水经槽孔15进入间隙区14与粉状固体混合物的水泥混合，控制滴水的流量保持通过的光缆10，其内部的浸透即可。滴水装置通过水箱和设有滴水孔的水管，光缆10经水管的底部通过，设备原理简单。
其中，本实施例中采用的灌砂机60包括料筒61和托线板62，其中托线板62小角度倾斜设置料筒61的下侧，并在托线板62的两侧底部安装有振动电机，光缆10贴附在托线板62的上侧，并穿过料筒61的底部，小角度的倾斜设置和振动电机的设置可以使得水泥和细沙混合物可以经槽孔15有效地填充满间隙区14，保证硬质层16的成型完整。
当然，敷设过程中及牵引机拉动光缆10的过程中，将设有槽孔15的一侧向上，硬质层16的成型、硬化后，利用较厚的硬质层16提升光缆10外护层的强度和耐候性，使其在明沟敷设中具有更强的耐刮、耐割伤能力，即使在第二防护层13出现损伤后，依然具有优秀的机械强度，光缆10敷设中可以有效地降低在明沟敷设中沟渠清理、回填和光缆10外护层完整检测的工作强度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种耐腐蚀光缆的制备工艺，应用于所述光缆的外护层结构的成型处理，其特征在于，所述外护层结构的成型工艺步骤包括：
在铠装包覆后的光缆主体的外部通过挤出成型工艺形成有第一防护层；
通过冷却系统对所述第一防护层进行冷却、固化，并对第一防护层的外表面进行吹干处理；
在固化的第一防护层的外部通过挤出成型有第二防护层，其中，所述第二防护层与第一防护层之间形成有间隙区；
利用冷却系统对所述第二防护层进行冷却、固化，并对第二防护层的外表面进行吹干处理；
在所述第二防护层表面的一侧开设有多个与所述间隙区相通的槽孔；
经所述槽孔灌入粉状固体混合物至所述间隙区；
固化所述粉状固体混合物形成硬质层，所述硬质层充满所述间隙区。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀光缆的制备工艺，其特征在于，所述外护层结构由内到外包括所述第一防护层、硬质层和第二防护层，其中，所述第二防护层内侧一体成型有连接部，所述连接部的另一端与所述第一防护层固定相接。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀光缆的制备工艺，其特征在于，所述第一防护层与所述第二防护层均采用交联聚乙烯材质，经挤出工艺一体成型。
4.根据权利要求1或2所述的一种耐腐蚀光缆的制备工艺，其特征在于，所述粉状固体混合物为均匀混合的细沙与水泥组合物，所述细沙与水泥的混合比例为3:2，所述粉状固体混合物还包括防水剂和速凝剂，其中，所述防水剂含量为所述水泥含量的1%，所述速凝剂含量为所述水泥含量的2%～3%。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀光缆的制备工艺，其特征在于，所述粉状固体混合物在所述间隙区内经水浸处理后，固化形成所述硬质层。
6.一种耐腐蚀光缆的制备设备，用于在铠装包覆后的光缆制备外护层结构，其特征在于，包括用于牵引光缆移动的牵引机；
以及第一挤塑机，所述第一挤塑机上配置有第一口模，熔融、塑化后的塑料经所述第一口模形成第一防护层；
以及第二挤塑机，所述第二挤塑机上配置有第二口模，熔融、塑化后的塑料经所述第二口模形成第二防护层，所述第二防护层固定包覆在所述第一防护层的外侧，其中所述第二防护层与第一防护层之间形成有间隙区；
以及打孔机，所述打孔机用于在所述第二防护层表面的一侧开设有多个与所述间隙区相通的槽孔；
以及灌砂机，通过所述灌砂机将粉状固体混合物经槽孔灌入至所述间隙区。
7.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀光缆的制备设备，其特征在于，还包括冷却装置和吹干机，分别设置在第一挤塑机和第二挤塑机的后端，所述冷却装置包括连续设置的热水冷却槽和冷水冷却槽，用于对成型后的第一防护层或第二防护层进行冷却、固化，并通过所述吹干机对第一防护层或第二防护层的外表面进行吹干处理。
8.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀光缆的制备设备，其特征在于，所述第二口模采用挤管式模具，第二口模包括芯模和外模，所述芯模与外模前侧之间构成环形挤出口，所述芯模内部设有缆芯通道，所述芯模上开设有矩形槽口，所述矩形槽口的两侧分别与所述环形挤出口及所述缆芯通道相通。
9.根据权利要求8所述的一种耐腐蚀光缆的制备设备，其特征在于，所述芯模与外模的主体之间形成有主流道，所述矩形槽口与所述主流道之间设有斜面倒角，所述外模上设有与环形挤出口相通的辅助流道，所述辅助流道与所述矩形槽口共线分布。
10.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀光缆的制备设备，用其特征在于，所述灌砂机包括料筒和托线板，所述托线板倾斜设置料筒的下侧，所述托线板的两侧底部安装有振动电机。
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