CN117420646A - 一种直埋光缆、其制造设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直埋光缆、其生产装置及方法。所述直埋光缆，包括从内至外依次设置的光纤阵列、松套管、阻水带、镀铬钢塑复合带和扁平护套，该扁平护套内嵌装有至少4根涂敷钢丝，并且：在该直埋扁平光缆的横截面上这些涂敷钢丝围绕该外护套的内边缘周向均匀分布；所述涂覆钢丝经扭转张力释放，处于周向自然状态；所述扁平护套的外护套的外壁与内壁同轴布置。涂敷钢丝成型前退扭处理及成型中的螺旋状内嵌方式，增加了光缆各个方向的弯曲适应性，且当弯曲应力去除后光缆可自然放直，有利于施工。
Description
技术领域
本发明属于光缆生产领域，更具体地，涉及一种直埋光缆、其制造设备及方法。
背景技术
直埋光缆是一种通信光缆敷设方式。这种光缆外部有钢带或涂敷钢丝的铠装，直接埋设在地下，要求有抵抗外界机械损伤的性能和防止土壤腐蚀的性能。直埋是最方便的光缆敷设方式，也节省了管道和架空安装成本。一般来说，直埋光缆需要具有良好的机械性能和温度性能、抗压性和柔韧性，适合直埋施工，施工安装方便，涂塑铝带(APL)防潮层，涂塑钢带(PSP)增强防潮，以及用于地下应用的阻水材料。
直埋光缆目前已广泛应用于乡野楼宇建筑之间、以及远程网络之间的互联。
然而，现有的直埋光缆存在一些不可避免的缺陷：第一，小尺寸直埋光缆抗压扁能力有待提高且各方向抗压扁能力不均匀；第二，中心束管式光缆承重钢丝加强件结构主要为180°对称置于护套中，钢丝加强件数量增多后光缆扭曲恢复性差，施工困难。一般不会增加钢丝加强件数量来提高和均匀抗压变性能的原因主要在于，如果是在直埋光缆的护套内布置两根平行的涂敷钢丝加强件，扭转趋势会通过冷却水槽护套冷却过程向没有加强件的部分释放，如果圆周均匀布置4根以上，扭转张力不能释放，导致缆身整体扭转不平整，不容易收线与施工。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种直埋光缆、其制造设备及方法，其提高了同类产品的整体抗压扁能力及各方向抗压扁性能均匀性，解决承重元件内嵌护套光缆的扭曲恢复性及弯曲性能差的难题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种直埋光缆，其特征在于，包括从内至外依次设置的光纤阵列、松套管、阻水带、镀铬钢塑复合带和扁平护套，该扁平护套内嵌装有至少4根涂敷钢丝，并且：
在该直埋扁平光缆的横截面上这些涂敷钢丝围绕该外护套的内边缘周向均匀分布；所述涂覆钢丝经扭转张力释放，处于周向自然状态；
所述扁平护套的外护套的外壁与内壁同轴布置。
优选地，该外护套的外边缘为椭圆形而内边缘为圆形。
优选地，所述涂敷钢丝为涂敷钢丝表面涂敷有机树脂薄膜。
优选地，每根所述涂敷钢丝均整体绕制为螺旋状并紧密内嵌于所述扁平护套内，并且螺旋中心线与所述扁平护套的中心线同线。
优选地，所述涂敷钢丝的数量为4～6根。
按照本发明的另一个方面，还提供了所述的一种直埋光缆的制造设备，其特征在于，包括涂敷钢丝放线组件、钢丝转向架、驱动电机、挤塑模和挤塑机机头，其中：
所述涂敷钢丝放线组件的数量与所述涂敷钢丝的数量一致，每个所述涂敷钢丝放线组件分别放出一根所述涂敷钢丝，以让各涂敷钢丝分别经过钢丝转向架后进入所述挤塑模；
所述挤塑模包括同轴固定连接在一起的模芯和模芯套筒，所述模芯上周向均匀布置有多个钢丝通孔，以让每根涂敷钢丝分别从一个所述钢丝通孔穿过挤塑模；
所述挤塑模通过前旋转轴承安装在所述挤塑机机头上，所述模芯套筒通过后旋转轴承安装在所述挤塑机机头上；
所述驱动电机通过传动装置连接所述挤塑模的模芯套筒的外延部分，以用于带动所述挤塑模转动。
优选地，所述驱动电机驱动所述挤塑模正、反转，以使每根所述涂敷钢丝呈现SZ绞。
优选地，所述涂敷钢丝放线组件包括钢丝放线架和导轮组，所述钢丝放线架包括架体及可转动安装在所述架体上的放线轮，并且所述放线轮具有第一自转中心线和第二自转中心线，所述第一自转中心线为所述放线轮自身的中心线，所述第二自转中心线处于与所述第一自转中心线垂直的方向上，以补偿涂敷钢丝的扭力，所述放线轮通过动力装置驱动来绕第二自转中心线转动以绕出涂敷钢丝。
优选地，所述导轮组为动态控制导轮组，其每个导轮均可通过调整位置实现放线张力与放线速度稳定动态平衡放线。
按照本发明的另一个方面，还提供了所述的一种直埋光缆的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调整各涂覆钢丝放线组件的位置，使得各涂覆钢丝的放线独立工作而不相互影响；
(2)将各涂覆钢丝穿过放线导轮和挤塑模，并在钢丝侧面做标记；
(3)对于各涂覆钢丝，使涂覆钢丝在相对于第二自转中心静止并放出，使得标记的位置由放线架运动至转向架，测量所述标记旋转的角度作为先验的扭转节距；
(4)生产时，对于各涂覆钢丝按照如下方法进行扭转张力补偿：根据先验的扭转节距，反向设置放线导轮的退扭角度，使涂覆钢丝在相对于第二自转中心自转，做扭转补偿，从而释放扭转张力。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)涂敷钢丝成型前退扭处理及成型中的螺旋状内嵌方式，增加了光缆各个方向的弯曲适应性，且当弯曲应力去除后光缆可自然放直，有利于施工。
2)扁平护套可减小收卷盘具上光缆顶端与底端涂敷钢丝的弯曲半径差，保持护套结构完整性，每根涂敷钢丝在整体呈螺旋状态，保持扁平护套弯曲性能的各向同性，光缆弯曲性能及弯曲可恢复性好。本发明能够提高中心管式直埋光缆抗压扁性能，能解决多根涂敷钢丝内镶式铠装护套弯曲性能差，继而无法施工等技术性难题.
附图说明
图1是本发明中直埋扁平光缆的示意图；
图2是本发明中制造设备的示意图；
图3是本发明中挤塑模具的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1，一种直埋光缆，包括从内至外依次设置的光纤带阵列51、松套管5、阻水带4、镀铬钢塑复合带3和扁平护套1，该扁平护套1内嵌装有多根涂敷钢丝2并且：
在该直埋扁平光缆的横截面上，该外护套的外边缘为椭圆形而内边缘为圆形，这些涂敷钢丝2围绕该外护套的内边缘周向均匀分布。涂覆钢丝经扭转张力释放，处于周向自然状态。
所述扁平护套1的外护套的外壁与内壁同轴布置。扁平护套1由聚乙烯材料制成。
在松套管5的径向方向上，松套管5内有P个平行设置的光纤带，其中P为自然数，其取值范围是6到12之间，每个光纤带中水平设置有Q根光纤(即芯数为Q)，其中Q为自然数，其取值在6到18之间。
本发明的扁平护套1整体呈椭圆状，其长轴方向宽而短轴方向窄，扁平护套1可减小收卷盘具上光缆顶端与底端涂敷钢丝2的弯曲半径差，保持扁平护套1结构完整性。优选4～6根1.0mm～1.6mm的涂敷钢丝2内嵌式铠装于扁平护套1的内壁与外壁之间，在横截面的二维平面上涂敷钢丝2为圆周均匀分布，本实施例特别为中心对称分布。
进一步，所述涂敷钢丝2为涂敷钢丝2表面涂敷有机树脂薄膜，提高涂敷钢丝2与护套间相对摩擦系数，有效规避涂敷钢丝2在护套内相对滑移发生。
进一步，每根所述涂敷钢丝2均整体绕制为螺旋状并紧密内嵌于所述扁平护套1内，并且螺旋中心线与所述扁平护套1的中心线同线。光缆内的涂敷钢丝2自身经扭转张力释放且呈螺旋状内嵌在护套内，光缆弯曲性能及弯曲可恢复性好。
参照图2、图3，按照本发明的另一个方面，还提供了所述的一种直埋光缆的制造设备，包括涂敷钢丝放线组件、钢丝转向架12、驱动电机11、挤塑模和挤塑机机头9，其中：
所述涂敷钢丝放线组件的数量与所述涂敷钢丝2的数量一致，每个所述涂敷钢丝放线组件分别放出一根所述涂敷钢丝2，以让各涂敷钢丝2分别经过钢丝转向架12后进入所述挤塑模；由于挤塑机6在生产线布局中心，钢丝放线组件位于生产线一侧，钢丝转向架12作用是把涂敷钢丝2导至生产线中心位置进挤塑机机头9，另外，钢丝转向架12可以让4-6根钢丝呈圆周分布，起到导向的作用。
所述挤塑模包括同轴固定连接在一起的模芯13和模芯套筒15，所述模芯13上周向均匀布置有多个钢丝通孔，以让每根涂敷钢丝2分别从一个所述钢丝通孔穿过挤塑模。
所述挤塑模通过前旋转轴承安装在所述挤塑机机头9上，所述模芯套筒15通过后旋转轴承安装在所述挤塑机机头9上；模芯13装配在模芯套筒15上，优选地，模芯套筒15前端与挤塑机机头9之间施加滚珠轴承14，尾端与机头之间施加圆柱旋转轴承16。
所述驱动电机11通过传动装置连接所述挤塑模的模芯套筒15的外延部分，以用于带动所述挤塑模转动。传动装置优选采用履带10。
进一步，所述驱动电机11驱动所述挤塑模正、反转，以使每根所述涂敷钢丝2呈现SZ绞。驱动电机11优选变频电机，驱动电机11驱使模芯套筒15、模芯13，以及安装在套筒上的入模导管按照指定频率±180°旋转，旋转后涂敷钢丝2呈螺旋状内嵌于扁平护套1内。每根涂敷钢丝2在扁平护套1内整体呈SZ螺旋状态，保持护套弯曲性能的各向同性。驱动电机11采用交流伺服控制，可驱动±180°正反交替旋转，两个方向旋转周期一致。
进一步，所述涂敷钢丝放线组件包括钢丝放线架7和导轮组8，所述钢丝放线架7包括架体及可转动安装在所述架体上的放线轮，放线轮可自转放线，并且所述放线轮具有第一自转中心线和第二自转中心线，所述第一自转中心线为所述放线轮自身的中心线，所述第二自转中心线处于与所述第一自转中心线垂直的方向上，以补偿涂敷钢丝2的扭力。所述放线轮通过动力装置驱动来绕第二自转中心线转动以绕出涂敷钢丝2。所述导轮组8优选为动态控制导轮组，其每个导轮均可通过调整位置实现放线张力与放线速度稳定动态平衡放线，使得不同钢丝放线架处于不同位置上，各自独立的控制钢丝扭转张力。钢丝放线架7及相匹配的动态控制导轮组8放置在挤塑生产线侧方，4～6个钢丝放线架7一方面沿涂敷钢丝2轴心方向放出涂敷钢丝2，另一方面可垂直涂敷钢丝2轴心单向旋转，根据钢丝放线架7至钢丝转向架12之间路径张力及扭曲角度，反向设置退扭角度，进行扭转张力补偿，从而释放扭转张力，使进入挤塑机机头9的涂敷钢丝2为自然放置状态。
进一步，所述放线轮通过动力装置驱动来绕第二自转中心线转动。放线轮通过指定的自转角速度，纠正涂敷钢丝2进入挤塑机机头9前自然放线形成的扭曲角度和扭曲力，进而使涂敷钢丝2以自然状态入模成型。可按照先验的扭转节距，反向扭转，以放线轮放出的涂敷钢丝2的轴心为中心轴轴向反转相应角度，做扭转补偿。所述先验的扭转节距，为放线架到挤出机头之间的距离，钢丝经方向轮放线扭转的角度，按照如下方法确定：
进一步地，自然状态的4～6根涂敷钢丝2经钢丝转向架12，从模芯套筒15尾端进入挤塑机6的挤塑机机头9，穿过带有4～6个钢丝通孔的模芯13，与挤塑机机头9挤出的熔融态的护套料(聚乙烯料)融合，出挤塑机机头9后便可紧密内嵌于扁平护套1中，且二维平面上呈几何中心对称分布。
同时，旋转变频电机11驱动履带10以±180°使贯穿在挤塑模芯13上的4～6个涂敷钢丝2周期性交替旋转，进而内嵌护套内4～6个涂敷钢丝2呈螺旋状贯穿在整个光缆轴心方向上，垂直轴心方向又为二维平面上的几何中心对称分布。涂敷钢丝2成型前退扭处理及成型中的螺旋状内嵌方式，增加了光缆各个方向的弯曲适应性，且当弯曲应力去除后可自然放直，有利于施工。
本发明提供过的直埋扁平光缆的制造方法，应用本发明提供的直埋光缆的制造设备，包括以下步骤：
(1)调整各涂覆钢丝放线组件的位置，使得各涂覆钢丝的放线独立工作而不相互影响；
(2)将各涂覆钢丝穿过放线导轮和挤塑模，并在钢丝侧面做标记；
(3)对于各涂覆钢丝，使涂覆钢丝在相对于第二自转中心静止并放出，使得标记的位置由放线架运动至转向架，测量所述标记旋转的角度作为先验的扭转节距；
(4)生产时，对于各涂覆钢丝按照如下方法进行扭转张力补偿：根据先验的扭转节距，反向设置放线导轮的退扭角度，使涂覆钢丝在相对于第二自转中心自转，做扭转补偿，从而释放扭转张力。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直埋光缆，其特征在于，包括从内至外依次设置的光纤阵列、松套管、阻水带、镀铬钢塑复合带和扁平护套，该扁平护套内嵌装有至少4根涂敷钢丝，并且：
在该直埋扁平光缆的横截面上这些涂敷钢丝围绕该外护套的内边缘周向均匀分布；所述涂覆钢丝经扭转张力释放，处于周向自然状态；
所述扁平护套的外护套的外壁与内壁同轴布置。
2.根据权利要求1所述的一种直埋光缆，其特征在于，该外护套的外边缘为椭圆形而内边缘为圆形。
3.根据权利要求1所述的一种直埋光缆，其特征在于，所述涂敷钢丝为涂敷钢丝表面涂敷有机树脂薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种直埋光缆，其特征在于，每根所述涂敷钢丝均整体绕制为螺旋状并紧密内嵌于所述扁平护套内，并且螺旋中心线与所述扁平护套的中心线同线。
5.根据权利要求1所述的一种直埋光缆，其特征在于，所述涂敷钢丝的数量为4～6根。
6.权利要求1～5中任一权利要求所述的一种直埋光缆的制造设备，其特征在于，包括涂敷钢丝放线组件、钢丝转向架、驱动电机、挤塑模和挤塑机机头，其中：
所述涂敷钢丝放线组件的数量与所述涂敷钢丝的数量一致，每个所述涂敷钢丝放线组件分别放出一根所述涂敷钢丝，以让各涂敷钢丝分别经过钢丝转向架后进入所述挤塑模；
所述挤塑模包括同轴固定连接在一起的模芯和模芯套筒，所述模芯上周向均匀布置有多个钢丝通孔，以让每根涂敷钢丝分别从一个所述钢丝通孔穿过挤塑模；
所述挤塑模通过前旋转轴承安装在所述挤塑机机头上，所述模芯套筒通过后旋转轴承安装在所述挤塑机机头上；
所述驱动电机通过传动装置连接所述挤塑模的模芯套筒的外延部分，以用于带动所述挤塑模转动。
7.根据权利要求6所述的制造设备，其特征在于，所述驱动电机驱动所述挤塑模正、反转，以使每根所述涂敷钢丝呈现SZ绞。
8.根据权利要求6所述的制造设备，其特征在于，所述涂敷钢丝放线组件包括钢丝放线架和导轮组，所述钢丝放线架包括架体及可转动安装在所述架体上的放线轮，并且所述放线轮具有第一自转中心线和第二自转中心线，所述第一自转中心线为所述放线轮自身的中心线，所述第二自转中心线处于与所述第一自转中心线垂直的方向上，以补偿涂敷钢丝的扭力，所述放线轮通过动力装置驱动来绕第二自转中心线转动以绕出涂敷钢丝。
9.根据权利要求7述的制造设备，其特征在于，所述导轮组为动态控制导轮组，其每个导轮均可通过调整位置实现放线张力与放线速度稳定动态平衡放线。
10.权利要求1～5中任一权利要求所述的一种直埋光缆的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调整各涂覆钢丝放线组件的位置，使得各涂覆钢丝的放线独立工作而不相互影响；
(2)将各涂覆钢丝穿过放线导轮和挤塑模，并在钢丝侧面做标记；
(3)对于各涂覆钢丝，使涂覆钢丝在相对于第二自转中心静止并放出，使得标记的位置由放线架运动至转向架，测量所述标记旋转的角度作为先验的扭转节距；
(4)生产时，对于各涂覆钢丝按照如下方法进行扭转张力补偿：根据先验的扭转节距，反向设置放线导轮的退扭角度，使涂覆钢丝在相对于第二自转中心自转，做扭转补偿，从而释放扭转张力。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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