CN117539011A - 一种气吹微缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气吹微缆及其制备方法，属于光纤制造技术领域，包括有多个光单元，多个光单元绞合设置；外护套，该外护套包覆在多个光单元外周，外护套内沿轴向开设有多个气吹孔，气吹孔周向均布在外护套内，该气吹孔内分布有沿孔道轴向布置的多个凸起，并且多个凸起沿轴向与气吹孔至少部分重合。本申请中的气吹微缆，其通过在外护套内增设气吹孔，气吹孔可用于气吹，增加气吹微缆与气流的接触面积；同时凸起的设置使得气流吹入气吹孔时，气流与凸起相触碰，进而阻碍气流的流动，增加气流对气吹微缆的推力，提高气吹微缆的气吹距离。

Description

一种气吹微缆及其制备方法

技术领域

本发明属于光纤制备技术领域，具体涉及一种气吹微缆及其制备方法。

背景技术

随着5G时代的到来，数据呈爆炸式增长，而海量的数据需要通过密集组网的形式来实现。

气吹微缆是一种可以采用气吹方式进行施工的光缆，它具备光纤密度高、直径小、重量轻和气吹敷设效率高等优点，其在主干网、局域网和接入网等均有广泛的应用，可有效节省管道资源，满足网络扩容建设的需求。虽然气吹微缆具备气吹敷设效率高等特点，但是由于气吹微缆的尺寸通常在2~25mm之间，并且气吹管道直径在3.5~30mm之间，二者直径均较小，在实际气吹过程中，气吹推力大部分会流经气吹微缆的表面，导致气吹推动效率低下，浪费大量气吹动能，并且气吹过程中气吹微缆的表面容易与管道内壁摩擦，造成气吹不便。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种气吹微缆的制备方法，用以解决现有气吹微缆在气吹时气吹效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种气吹微缆的制备方法，其包括如下步骤：

S1、牵引光单元，将多个光单元绞合成束；

S2、设置挤出模具，在挤出模具内布置气道并通入气流；

S3、调整气流流量，在气道内通入颗粒物；

S4、挤出模具挤出护套料，在光单元外周挤出成型外护套。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中颗粒物为二氧化硅颗粒、陶瓷颗粒或聚碳酸酯颗粒中的其中一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中颗粒物的直径为10~1000μm。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3还包括预处理工艺：

将颗粒物表面以研磨、碾压方式进行处理，使得颗粒物表面摩擦系数在0.03~1.0之间。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3还包括预处理工艺：

将颗粒物浸润在流动态EAA、EVA或水性固化材料中，将外表面包覆有EAA、EVA或水性固化材料的颗粒物取出，使用加热方式将EAA、EVA或水性固化材料进行固化，静置。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中挤出模具为异形模具，所述挤出模具的内壁处均布有沿气吹微缆轴向开设的缺口，以使得外护套表面局部有沿径向布置的凸起。

作为本发明的进一步改进，所述气道的布置数量与所述模具内壁上的缺口相对应。

作为本发明的进一步改进，所述挤出模具的出口端设置有搓动轮，所述搓动轮紧贴光缆的外护套，且搓动轮转动时与外护套表面凸起相接。

本申请还包括一种气吹微缆，其通过上述气吹微缆的制备方法制备得到，其包括：

多个光单元，多个所述光单元绞合设置；

外护套，所述外护套包覆在多个所述光单元外周；

所述外护套内沿轴向开设有多个气吹孔，多个所述气吹孔周向均布在所述外护套内；

所述气吹孔内分布有沿孔道轴向布置的多个凸起，多个所述凸起沿轴向与所述气吹孔至少部分重合。

作为本发明的进一步改进，所述外护套表面凸起沿所述气吹微缆周向螺旋缠绕布置。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

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，具有的有益效果包括：

（1）本发明的气吹微缆的制备方法，其通过在挤出微缆成型过程中增设气道，使得制备成型的气吹微缆内部具有孔道结构，当对气吹微缆进行气吹时，光缆内部的孔道也能通过气流，进而增加气流与气吹微缆的摩擦力，提高气流对气吹微缆的推动效率，提高气吹距离；同时，本申请在气道内部通入颗粒物，使得颗粒物在成型过程中粘附在光缆孔道的内壁，使得该孔道内具备凸起结构，在气吹过程中，这些凸起结构会对气流造成阻碍，进而增加气流对气吹微缆的推力，提高气吹微缆的气吹距离。

（2）本发明的气吹微缆的制备方法，其通过研磨、碾压等方式使得颗粒物表面粗糙，使得在有效挤出模具的进程内，该颗粒物尽可能粘附在孔道的表面，其一方面避免颗粒物将孔道堵塞，造成气吹微缆无法成型，其另一方面能够增加孔道表面颗粒物附着量，增加颗粒物对气流的阻碍作用，提高气吹微缆的气吹距离。

（3）本发明的气吹微缆的制备方法，其通过在颗粒物表面浸润EAA、EVA或者水性固化材料，在将颗粒物吹入气道时，表面凝固的EAA、EVA或者水性固化材料不会阻碍颗粒物的气吹，当颗粒物与护套料接触时，EAA、EVA或水性固化材料在挤出温度的影响下会快速融化，进而使得颗粒物与护套料快速粘接，确保在挤出模具较短的气道进程下粘附更多的颗粒物，提高气吹微缆的气吹距离。

（4）本发明的气吹微缆的制备方法，其通过调整模具内部流道形状，使得气吹微缆外表面形成气吹棱，然后通过搓动轮配合带动气吹微缆转动，使得从挤出模具挤出的外护套对应旋转，以在外护套表面成型螺旋状的气吹棱，使得气吹时气流直接打在气吹棱表面，增加气吹微缆对气流的阻力，提高气吹微缆的气吹距离。

附图说明

图1是本发明实施例中气吹微缆的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中气吹微缆的制备方法的挤出示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、光单元；2、外护套；3、气吹孔；4、颗粒物；5、气吹棱；6、阻水带；7、挤出模具。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1、图2，本发明优选实施例中的气吹微缆包括有多个光单元1，上述多个光单元1绞合设置；以及外护套2，外护套2包覆在多个光单元1的外周，同时外护套2内沿轴向开设有多个气吹孔3，并且多个气吹孔3周向均布在外护套2内，该气吹孔3内分布有沿孔道轴向布置的多个凸起，并且多个凸起沿轴向与气吹孔3至少部分重合。此处孔道指代气吹孔3的路径。

本申请中的气吹微缆，其通过在外护套2内增设气吹孔3，当对气吹微缆进行气吹敷设时，气吹孔3也可用于气吹，以增加气吹微缆与气流的接触面积，提高气流对气吹微缆的推动效率，提高气吹距离。进一步地，由于气吹孔3内部布置凸起，并且凸起沿气吹微缆的轴向与气吹孔3至少部分重合，使得气吹孔3内通入气流时，气流会与凸起相触碰，进而阻碍气流的流动，以增加气流对气吹微缆的推力，提高气吹微缆的气吹距离。

可选地，本申请中的外护套2可采用PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）或者LSZH（低烟无卤材料）中的其中一种制备成型。

可选地，本申请中的外护套2内沿轴向埋置有多根加强芯，多根加强芯为钢丝、GFRP（玻璃纤维增强材料）、KFRP（芳纶纤维增强材料）或者芳纶中的其中一种或多种。

可选地，本申请中的光单元1外周还包覆有阻水带6、阻水纱，或者在光单元1外周涂覆有阻水膏，以确保气吹微缆的阻水能力。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的外护套2表面具有沿径向凸出的多个气吹棱5，所述气吹棱5沿所述气吹微缆轴向螺旋布置。由于光缆的外护套2为柔性结构，在将气吹微缆放入管道内时，气吹微缆会贴附在管道内壁上，造成气吹困难。为了解决这一问题，本申请将气吹微缆制备为异形缆，即在气吹微缆的外护套2表面设置多个气吹棱5，为了方便气吹微缆的制备，该气吹棱5为沿光缆的轴向布置，并呈螺旋状布置在外护套2的表面，使得气吹微缆放置在管道内时，气吹棱5抵接在管道内壁上，使得外护套2表面不会全部贴附在管道上，以减少气吹微缆与管道的接触面积，使得气流能够尽可能接触外护套2表面，提高二者的摩擦力，以推动气吹微缆气吹更远的距离。

具体地，针对本申请中的气吹微缆，该颗粒物4为二氧化硅颗粒、陶瓷颗粒或者聚碳酸酯颗粒中的其中一种或多种。二氧化硅颗粒、陶瓷颗粒和聚碳酸酯颗粒与外护套2具备较好的相容性，在吹入到气吹孔3内时，使得颗粒物4能够尽快粘附到外护套2的表面，使得气吹孔3的内壁面上形成多个凸起。

作为本发明的优选实施例，本申请还包括一种气吹微缆的制备方法，其包括如下步骤：

S1、牵引光单元1，将多个光单元1绞合成束；

S2、设置挤出模具7，在挤出模具7内布置气道并通入气流；

S3、调整气流流量，在气道内通入颗粒物4；

S4、挤出模具7挤出护套料，在光单元1外周挤出成型外护套2。

本申请通过设置气道，利用气道在外护套2内形成气吹孔3，同时气道可作为颗粒物4的气吹载体，使得颗粒物4能够通过气道进入到成型外护套2内部，以粘附到气吹孔3上。通过该方式可成型得到具备气吹孔3，并且气吹孔3内粘附颗粒物4的气吹微缆，通过气吹孔3可大幅增加气流与气吹微缆的接触面积，并且颗粒物4在气吹孔3表面形成凸起，以阻碍气流的正常行径，以提高气吹距离。

具体地，上述光单元1可自行制备或者购买得到，光单元1具体包括有光纤和套管。

进一步地，上述颗粒物4为二氧化硅颗粒、陶瓷颗粒或聚碳酸酯颗粒中的其中一种或多种，上述材料与外护套2均具备较好的结合性，使得颗粒物4可稳定粘附在气吹孔3的内壁上，以稳定阻碍气流经过，提高气吹微缆的气吹距离。

进一步优选地，本申请中气吹微缆的直径为6~30mm；气吹孔3的孔径在0.8~2.0mm，为了确保颗粒物4可稳定粘附在气吹孔3表面，且不会造成气吹孔3的堵塞，该颗粒物4直径为10~1000μm。

值得注意的是，本申请中的颗粒物4不代表其一定为球状结构，其也可以是棒状、线状、椭球状等其他结构，一切可附着在气吹孔3表面，并能突出于气吹孔3壁面的形式均可。

进一步地，本申请步骤S3还包括预处理工艺：将颗粒物4表面以研磨或碾压方式进行处理，使得颗粒物4表面摩擦系数在0.03~1.0之间。球状颗粒物4因表面的界面张力作用，使得颗粒物4表面相对光滑，在颗粒物4从气道吹出时，其不会立马粘附到外护套2上，而随颗粒物4沿气吹孔3的孔道方向行径，颗粒物4在失去气道的束缚后，其运动轨迹难以控制，无序状态的颗粒物4容易发生堆积问题，造成外护套2的气吹孔3堵塞，后续气流灰枣堵塞处堆积，最后造成外护套2破裂，导致气吹微缆制备失败。因此本申请通过将颗粒物4表面以研磨、刻蚀、碾压等工序进行处理，使得颗粒物4表面粗糙度较高，颗粒物4在穿过气道并接触外护套2后会迅速粘附到外护套2上，当颗粒物4的输送量不变，外护套2的挤出速率不变时，气吹孔3的内壁会均匀粘附颗粒物4，且不会造成颗粒物4堆积堵塞气吹孔3的问题，以确保气吹微缆的成型。

进一步地，作为本发明的可选实施例，本申请步骤S3还包括预处理工艺：将颗粒物4浸润在流动态的EAA、EVA或水性固化材料中，将外表面包覆有EAA、EVA或水性固化材料的颗粒物4取出，冷却静置。EAA为乙烯丙烯酸共聚物，其属于一种具有热塑性和极高附着力的聚合物；EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其同样具备较好的粘合性；水性固化材料也是一种常用的粘接剂，三者均可用于实现颗粒物4与气吹孔3内壁的粘合。通过将颗粒物4表面包裹一层EAA、EVA或水性固化材料的形式，在将颗粒物4吹入气道时，表面为凝固态的EAA、EVA或水性固化材料不会阻碍颗粒物4的气吹，且不会粘附到气道的表面，确保气道对气流和颗粒物4的正常运输。颗粒物4在气吹过程中会受到熔融态护套料的影响，进而融化，使得颗粒物4在接触外护套2后迅速粘附到气吹孔3表面，以确保气吹微缆的正常成型。

进一步优选地，由于本申请中气吹孔3内需要吹入气流以将颗粒物4运送到气吹孔3内，因此该气吹孔3必须保持通畅，以避免气流在外护套2内堵塞，造成外护套2破裂或变形等问题，最终导致气吹微缆制备失败。基于此，本申请中的外护套2优选采用中/高密度聚乙烯或者低烟无卤LSZH进行制备，且护套料的模量在20Mpa以上。此时外护套2具备较好的形体保持能力，使得外护套2冷却成型并进行收卷时，该气吹孔3不会直接被挤压闭合，造成气流无法正常通入到气道内，导致外护套2直接破裂的问题。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请步骤S2中的挤出模具7为异形模具，该挤出模具7的内壁处均布有沿光缆轴向开设的缺口，以使得外护套2表面均布有沿径向布置的气吹棱5。具体地，本申请中的缺口沿轴向将异形模具的内壁破开，以在外护套2表面形成沿轴向延伸的气吹棱5。具体地，此处光缆指代气吹微缆。本申请通过改变挤出模具7的形状，使得挤出成型的外护套2表面具备凸起结构，凸起结构能够降低外护套2与气吹管道的接触面积，以降低气吹微缆与管道之间的摩擦力，提高气吹微缆的气吹距离。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的气道布置数量与模具内壁上的缺口相对应。优选地，该气吹棱5、气吹孔3与气吹微缆的中心位于同一直线上。在光缆制备过程中，挤出模具7具备光单元1进口、外护套2挤出出口以及护套料进口，护套料从进入到挤出成型为护套料的空间为相对封闭状，以确保挤出模具7内的挤出压力，确保护套料挤出成型。而在挤出异形缆时，会导致成型异形结构处的压力与其他圆周区域的压力不平衡，很容易造成外护套2表面发生形变，不利于外护套2的成型。而本申请的外护套2内部具备气吹孔3，气吹孔3本身占据外护套2内部一定空间，会使得护套料向外挤出，而气吹棱5正好与气吹孔3位置相对应，被气吹孔3位置占据的护套料正好用于成型凸起结构，使得挤出模具7内的护套料处于一个相对平衡的状态，以便于外护套2的成型。

进一步优选地，本申请挤出模具7的出口端设置有搓动轮，该搓动轮紧贴在光缆的外护套2表面，并且搓动轮转动时与外护套2表面气吹棱5相接。为了提高气吹微缆的气吹距离，本申请通过搓动轮带动外护套2进行转动，已经冷却成型的外护套2在搓动轮的带动下不会变形，进而发生转动，而从挤出模具7口挤出的外护套2还未完全冷却成型，在前端成型气吹微缆带动下进行转动，以将原本沿轴线呈直线布置的气吹棱5变为呈螺旋结构布置在外护套2的外周。在进行气吹时，气流打在螺旋结构气吹棱5的侧壁上，可进一步增加气流对气吹微缆的推动力，提高气吹微缆的气吹距离。

实施例，下面选取250μm光纤制备光单元1，光单元1数量为6个，并在光单元1外周包覆阻水带6，光单元1的套管挤制厚度为3mm，气吹棱5高度在0.2~0.4mm，气吹孔3直径为1.5mm，颗粒物4选取粒径为50~200μm的二氧化硅颗粒，气吹微缆整体直径为12.0mm，在20mm（外径）/16mm（内径）的管道中进行气吹，气吹机器为PLUMETT600，最大气吹压力为12bar。外护套2内气吹孔3的数量为6个，其在管道内的气吹距离为1850m；外护套2气吹孔3数量为4个时，其在管道内的气吹距离为1500m。常规无气吹孔3且无凸起的普通气吹微缆在管道内的气吹距离在1100m左右。可见，通过本申请制备得到的气吹微缆，其可大幅提高气吹微缆的气吹距离。

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)

1.一种气吹微缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、牵引光单元，将多个光单元绞合成束；

S2、设置挤出模具，在挤出模具内布置气道并通入气流；

S3、调整气流流量，在气道内通入颗粒物；

S4、挤出模具挤出护套料，在光单元外周挤出成型外护套。

2.根据权利要求1所述的气吹微缆的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中颗粒物为二氧化硅颗粒、陶瓷颗粒或聚碳酸酯颗粒中的其中一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的气吹微缆的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中颗粒物的直径为10~1000μm。

4.根据权利要求3所述的气吹微缆的制备方法，其特征在于，所述步骤S3还包括预处理工艺：

将颗粒物表面以研磨或碾压方式进行处理，使得颗粒物表面摩擦系数在0.03~1.0之间。

5.根据权利要求3所述的气吹微缆的制备方法，其特征在于，所述步骤S3还包括预处理工艺：

将颗粒物浸润在流动态EAA、EVA或水性固化材料中，将外表面包覆有EAA、EVA或水性固化材料的颗粒物取出，使用加热方式将EAA、EVA或水性固化材料进行固化，静置。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的气吹微缆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的挤出模具为异形模具，所述挤出模具的内壁处均布有沿气吹微缆轴向开设的缺口，以使得外护套表面均布有沿径向布置的气吹棱。

7.根据权利要求6所述的气吹微缆的制备方法，其特征在于，所述气道的布置数量与所述模具内壁上的缺口相对应。

8.根据权利要求6所述的气吹微缆的制备方法，其特征在于，所述挤出模具的出口端设置有搓动轮，所述搓动轮紧贴光缆的外护套，且搓动轮转动时与外护套表面气吹棱相接。

9.一种气吹微缆，其特征在于，其通过如权利要求1~8任一项中所述的气吹微缆的制备方法制备得到，其包括：

多个光单元，多个所述光单元绞合设置；

外护套，所述外护套包覆在多个所述光单元外周；

所述外护套内沿轴向开设有多个气吹孔，多个所述气吹孔周向均布在所述外护套内；

所述气吹孔内分布有沿孔道轴向布置的多个凸起，多个所述凸起沿轴向与所述气吹孔至少部分重合。

10.根据权利要求9所述的气吹微缆，其特征在于，所述外护套表面具有沿径向凸出的多个气吹棱，所述气吹棱沿所述气吹微缆轴向螺旋缠绕布置。