CN203311876U

CN203311876U - 适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆

Info

Publication number: CN203311876U
Application number: CN2013203235298U
Authority: CN
Inventors: 施宏帆; 徐侨; 应力鉴; 杨鑫
Original assignee: SHANGHAI NANYANG-FUJIKURA CABLE Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI NANYANG-FUJIKURA CABLE Co Ltd
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-06-06

Abstract

本实用新型是一种超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，可满足超高层超高速电梯移动时的动态平衡性能和传输高清晰图像的要求，包括：偶数对单元对线芯，2个单元对为复合光缆的TPS屏蔽线对，每个TPS屏蔽线对包括多个TPS屏蔽线组，每个TPS屏蔽线组包括2根对绞的PE绝缘线芯和2根单芯光缆；每单元对控制线芯包含多个成缆控制线芯组；每个控制线芯组包含多根控制线芯；各个线芯组一次成缆，每个单元对二次成缆，每个单元对线芯的二次成缆与一次成缆方向相反并且绞合的节距比不同；控制线芯之间和多个线芯组之间分别填充有PVC填衬芯；在TPS屏蔽线组之间填充有PVC填衬芯；在中间的单元对线芯的两旁分别布置有钢丝绳。

Description

适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆

技术领域

本实用新型涉及一种在垂直状态下高速移动场合中使用的扁型电缆，具体说涉及一种在超高层超高速电梯用超多芯扁型复合光纤随行扁电缆。

背景技术

建筑高度超过150m以上的超高层、运行速度是达到6M/S以上的超高速的民用或商用建筑所使用电梯通常都采用大轿厢，与之配套的随行控制电缆和复合光纤的随行扁型电缆都是总芯数在90芯以上的超多芯，其U型弯曲直径必须达到650mm及以上。而建筑开发商为追求建筑的高容积率，一般设计电梯安装井道都偏小，在狭小的井道空间里，垂直自由悬挂并要不断随电梯轿厢上下高速移动的扁型电梯随行电缆就必须要确保具有高度的动态平衡性能，以防止电缆在运行过程中产生前后、左右超范围的摆动，碰擦井道壁或电梯轿厢使电缆损坏。为此要求超多芯扁型电梯随行电缆在150m以上的大高度井道内垂直悬挂时其电缆的偏转角度不能超过20⁰。且扁型电缆垂直悬挂偏转角度与电梯提升高度恰成反比关系。提升高度越高，要求扁型电缆垂直悬挂偏转角度要越小。这是扁型电缆制造一个难度很大的问题，目前国内尚无厂商有较好的方法予以解决。目前中国国内尚无厂商能制造在一条扁型电缆内控制线芯数达到90芯以上的超多芯电梯随行电缆。

电梯提升高度超过150m后，现有的复合在扁型电梯随行电缆内的同轴电缆和TPS屏蔽线对均无法满足传输高清晰图像的要求。因此必须复合光缆在超多芯扁型电梯随行电缆内，以保证复合光缆的超多芯扁型电梯随行电缆在6M/S以上高速移动中光纤不断芯，其传输的图像和信号不衰减，也是需要重点解决的技术难点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，以满足在垂直状态下自由悬挂并高速移动时的动态平衡性能要求和传输高清晰图像的要求，使超高层超高速电梯能安全、可靠地运行。

根据本实用新型提供一种超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，包括：并列排列在外护套内的偶数对单元对线芯，其中有2个单元对为复合光缆的TPS屏蔽线对，放置在复合光纤随行电缆的中间，每个复合光缆的TPS屏蔽线对包括多个复合光缆的TPS屏蔽线组，每个复合光缆的TPS屏蔽线组包括2根对绞的PE绝缘线芯和2根单芯光缆；其他单元对是控制线芯单元对，每单元对控制线芯包含多个成缆控制线芯组；每个控制线芯组包含多根控制线芯；控制线芯和TPS屏蔽线分别构成绝缘线芯，控制线芯由导体线芯和绝缘层组成；各个控制线芯组和复合光缆的TPS屏蔽线组一次成缆，每个单元对控制线芯和复合光缆的TPS屏蔽线对二次成缆，一次成缆方向与绝缘线芯导体束丝方向相一致，每个单元对线芯的二次成缆与一次成缆方向相反并且绞合的节距比不同；相邻单元对线芯的一次成缆方向和二次成缆方向与其邻近的单元对线芯相反；在多根控制线芯之间和经一次成缆的多个线芯组之间分别填充有一根PVC填衬芯；在多个个复合光缆的TPS屏蔽线组之间填充有一根PVC填衬芯；在中间的单元对线芯的两旁分别布置有一根钢丝绳作为承力元件，2根钢丝绳的绞合方向相反；每单元对内控制线芯组的组数和每组线芯数相等，每根绝缘线芯中的导体截面相同。

所述偶数单元对为四单元对或六单元对。

所述多个成缆控制线芯组为4组、5组或六组的成缆控制线芯组。

所述多根控制线芯为4根、5根或6根的控制线芯。

其中，复合光缆的TPS线对组一次成缆后，在外采用抽真空方式挤包一层半导电PVC材料层，以使铜网编织层、PVC内护套厚度相加其外径与相邻单元对内的控制线芯组外径相一致。

单元对中TPS屏蔽线对加光缆的组数比控制线芯组数少1组。

所述二次成缆节距控制在单元对线芯外径的10-12倍，二次成缆通过完全退扭的设备成缆后，每个线芯组的放线张力严格控制保持一致。

在超多芯扁型复合光纤随行电缆内复合的2根钢丝绳的直径相同，2根钢丝绳的绞合方向选用相反绞合方向。

本实用新型的有益效果是：采用上述研发工艺制造扁型电缆可彻底消除单元对线芯在成缆过程中产生的应力，本实用新型的扁型电缆能满足在垂直状态下自由悬挂并高速移动时的动态平衡性能要求和传输高清晰图像的要求，同时减小扁型电缆垂直自由悬挂偏转角度，使超高层超高速电梯能安全、可靠地运行。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的适合超高层超高速电梯的四单元对超多芯扁型复合光纤随行电缆的横剖面结构示意图；

图2是本实用新型另一个实施例的适合超高层超高速电梯的六单元对超多芯扁型复合光纤随行电缆的横剖面结构示意图；

图3是本实用新型又一个实施例的适合超高层超高速电梯的六单元对超多芯扁型复合光纤随行电缆的横剖面结构示意图；

图4是本实用新型具有4组控制线芯绞合成的一个单元对结构的示意图；

图5是本实用新型具有5组控制线芯绞合成的一个单元对结构的示意图；

图6是本实用新型具有6组控制线芯绞合成的一个单元对结构的示意图；

图7是由4根绝缘线芯绞合构成的单个线芯组的横剖面结构示意图；

图8是由5根绝缘线芯绞合构成的单个线芯组的横剖面结构示意图；

图9是由6根绝缘线芯绞合构成的单个线芯组的横剖面结构示意图；

图10是单个线芯组的绝缘线芯布置的S方向示意图；

图11是按与绝缘线芯S方向相一致的方向进行单个线芯组绞合一次成缆的示意图；

图12是单个单元对的线芯组布置的结构示意图；

图13是按与图11所示一次成缆S方向相反的Z方向进行单个单元对绞合的二次成缆的示意图；

图14是控制线芯单元对结构与相邻的复合光缆TPS线对结构对比示意图；

图15是本实用新型的复合光缆TPS线芯组的结构示意图；

图16是本实用新型的复合光缆TPS线对组的PE绝缘加光缆线芯一次成缆方向的示意图；

图17是本实用新型的复合光缆TPS线芯对组的结构示意图；

图18是本实用新型的复合光缆TPS线芯对组进行复合光缆组绞合二次成缆方向示意图；

图19是作为本实用新型的适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆的承力元件的其中一根钢丝绳横截面示意图；

图20是图19的钢丝绳成缆绞合方向示意图；

图21是作为本实用新型的适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆的承力元件的其中另一根钢丝绳横截面示意图；以及

图22是图21的钢丝绳成缆绞合方向示意图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本实用新型并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本实用新型，各技术术语可以基于本实用新型的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。

本实用新型所提供的适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆（以下简称复合光纤随行电缆）及其制造方法，可满足在垂直状态下自由悬挂并高速移动时的动态平衡性能要求和传输高清晰图像的要求，使超高层超高速电梯能安全、可靠地运行。

图1至图3示出本实用新型的复合光纤随行电缆的三个实施例的结构，其中图1是本实用新型一个实施例的适合超高层超高速电梯的四单元对超多芯扁型复合光纤随行电缆的横剖面结构示意图；图2是本实用新型另一个实施例的适合超高层超高速电梯的六单元对超多芯扁型复合光纤随行电缆的横剖面结构示意图；图3是本实用新型又一个实施例的适合超高层超高速电梯的六单元对超多芯扁型复合光纤随行电缆的横剖面结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型一个实施例的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆1，包括：并列排列在外护套7内的4对单元对线芯，其中有2个单元对为复合光缆的TPS屏蔽线对2b’组成，放置在扁型电缆1的中间，每个复合光缆的TPS屏蔽线对2b’包括5个复合光缆的TPS屏蔽线组3，每个复合光缆的TPS屏蔽线组3包括2根对绞的PE绝缘线芯4’和2根单芯光缆4”。其他2个单元对2c是控制线芯单元对，每单元对控制线芯2c包含6个成缆控制线芯组3c。每个控制线芯组3c包含6根控制线芯4。控制线芯4和TPS屏蔽线4’分别构成绝缘线芯。控制线芯4由导体线芯4a和绝缘层4b组成。导体线芯可分别选择0.5mm²（20/0.18mm），0.75mm²（30/0.18mm），1.0mm²（40/0.18mm）3种规格的5类软结构束合铜丝。各个控制线芯组3c和复合光缆的TPS屏蔽线组3一次成缆，每个单元对控制线芯2c和复合光缆的TPS屏蔽线对2b’二次成缆，一次成缆方向与绝缘线芯导体束丝方向相一致，每个单元对线芯2c、2b’的二次成缆与一次成缆方向相反并且绞合的节距比不同。相邻单元对线芯的一次成缆方向和二次成缆方向与其邻近的单元对线芯相反。在6根控制线芯4之间和经一次成缆的6个线芯组3c之间分别填充有一根PVC填衬芯5a、5b。在5个复合光缆的TPS屏蔽线组之间填充有一根PVC填衬芯5b’。在中间的单元对线芯2b’的两旁分别布置有一根钢丝绳6a、6b作为承力元件，2根钢丝绳6a、6b的绞合方向相反（以下予以说明）。每单元对2c内控制线芯组3c的组数和每组线芯数4相等，每根绝缘线芯中的导体截面相同。

图2所示实施例是在图1所示结构的基础上增加了2个单元对控制线芯3b，每个单元对3b包括5个控制线芯组，每个控制线芯组包括5根绝缘线芯4，其余的结构与图2所示的基本相同。

图3所示实施例是图2的变型，即复合光缆的TPS屏蔽线对2b”包括4个复合光缆的TPS屏蔽线组，即比图2所示少了1组，其余结构与图3所示的基本相同。

由上述实施例可知，本实用新型的复合光纤随行电缆可包括四单元对或六单元对线芯，以使线芯总数超过90芯。

如图4至图6所示可知，每个单元对2a、2b、2c分别可由4组、5组或6组成缆线芯组3a、3b、3c绞合而成。

如图7至图9所示，每个线芯组3a、3b、3c分别可由4根，5根或6根等截面导体控制线芯4绞合而成。

图10至图22示出本实用新型的一种适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆的制造过程。本实用新型的制造过程如下：

如图10至图13所示，制造每个单元对控制线芯2c（2a或2b）：采用绞合设备从绝缘线芯导体束丝4a方向S进行线芯组3c（3a或3b）线芯绞合的一次成缆（图10、图11），在6根绝缘线芯之间填充一根PVC填衬芯5a；在6个经一次成缆的线芯组3c之间填充一根PVC填衬芯（图12）；采用完全退扭的绞合设备以与所述线芯组线芯3c（3a或3b）绞合的一次成缆方向S相反的方向Z和不同的节距比进行单元对线芯组绞合的二次成缆，以形成单个单元对线芯2c（2a或2b），如图4至图6及图12至图13所示。

如图14至18所示，制造复合光缆跟踪导频信号（TPS）屏蔽线对（以下简称TPS屏蔽线对）2b”（2b’）：选择与控制线芯4完全相同截面的5类软结构束丝铜导体4a，在铜导体4a外挤包PE绝缘材料层4b’构成绝缘线芯4’，2根绝缘线芯4’绞成缆，在对绞间隙处填充PP填衬芯(未图示)，并绕包聚脂（PVC）带薄膜3a”，在聚脂带薄膜外编织铜丝网3b”，在铜网外被敷PVC内护套3c”；在TPS屏蔽线对内去掉PP填衬芯，在2根PE绝缘线芯4’对绞成缆间隙处镶嵌2根光缆4”，如图15、图17所示；按绝缘线芯的导体束丝4a方向S构成对PE绝缘线芯4’加光缆线芯4”进行一次成缆绞合，以构成2根PE绝缘线芯4’加2根单芯光缆的4”成缆TPS线对复合光缆线芯组3,如图15、16所示，此时2根PE绝缘线芯4’便构成光缆的骨架；对一次成缆的TPS线对复合光缆线芯组3以与一次成缆方向相反的方向Z进行二次成缆绞合，以形成在TPS屏蔽线对内复合光缆单元2b”(或2b’),如图17、18所示。

其中，复合光缆的TPS线对组3一次成缆后，在外采用抽真空方式挤包一层半导电PVC材料层3c”，以使铜网编织层3b”、PVC内护套3a”厚度相加其外径与相邻单元对2b(2a、2c)内的控制线芯组3b（3a、3c）外径相一致,如图14所示。PE绝缘线芯挤出外径与单芯光缆外径之比必须严格控制在±0.04mm的公差范围内。PE线芯过大，易造成光缆在U形弯曲高速移动时产生位移而断芯；PE线芯外径过小，则会使光缆在U形弯曲移动时受到挤压力使光缆中的光纤损伤。

制造相邻单元对控制线芯：采用绞合设备从绝缘线芯的导体束丝方向Z进行线芯组线芯绞合的一次成缆；在多根经一次成缆的线芯组之间填充一根PVC填衬芯；以及采用完全退扭的绞合设备以与所述线芯组线芯绞合一次成缆方向Z相反的方向S和不同的节距比进行单元对线芯组绞合的二次成缆，以形成相邻单元对线芯；相邻单元对控制线芯的一次成缆和二次成缆的方向是分别与上述制造每个单元对控制线芯2c（2a或2b）的一次成缆和二次成缆的方向相反。

依次类推，以经二次成缆后的偶数对（四单元对或六单元对）的单元对2b(2a、2c)、2b’(2b”)线芯排列在的护套7内，使2个单元对的TPS屏蔽线对复合光缆2b’(2b”)放置在扁型电缆1的中间，其他单元对2b(2a、2c)由控制线芯组成。

在中间的单元对线芯2b’(2b”)的两旁分别布置一根钢丝绳6a、6b作为承力元件。

最后，通过挤压设备挤压以制成适合超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆。

单元对中TPS屏蔽线对加光缆的组数可以比控制线芯组数少1组，如图1和图3所示。

复合光缆的TPS线对在成缆时必须采用完全退扭的设备进行制造，并要同时分别控制好PE绝缘线芯、光缆的放线张力和成缆节距。经过反复试验，用放线张力精度能达到0.1N的成缆设备制造，PE绝缘线芯的张力控制在不小于5kg，光缆放线张力控制在不大于0.2kg，成缆节距设定为4芯成缆外径的6～8倍时，能保证电缆在U型移动弯曲时，所有的受力点都在PE绝缘线芯上，镶嵌在其中的光缆完全不受力。

此外，复合光缆的TPS线对组成缆后，不采用聚脂薄膜带绕包，而在外采用抽真空方式挤包一层半导电PVC材料。采用此工艺目的一是使成缆节距能长久固定，确保复合光缆能经受长期U型移动弯曲不受损伤，二是半导电PVC又能和铜网编织层构成组合屏蔽，提高TPS线对的屏蔽效果。挤包半导电PVC材料必须严格控制好挤出厚度，要求越薄越好，因为与铜网编织层、PVC内护套厚度相加其外径必须和相邻单元对内的控制线芯组外径相一致

在本实用新型中，所述二次成缆节距控制在单元对线芯外径的10-12倍，二次成缆通过完全退扭的设备成缆后，每个线芯组的放线张力严格控制保持一致。

在超多芯扁型电缆内复合的2根钢丝绳6a、6b的直径相同，2根钢丝绳的绞合方向选用相反绞合方向，如图19至图22所示。

采用上述研发工艺制造扁型电缆其最终目的是为了彻底消除单元对线芯在成缆过程中产生的应力。虽然二次成缆采用了扭退方式成缆，但还是可能存在残余应力无法释放。为此，相邻单元对线芯从导体束丝一次成缆，二次成缆采用完全相反的绞合方向能使残余应力一一抵消。试验证明：采用此研发工艺制造的扁型电缆在垂直悬挂高速移动时的均衡性和稳定性得到进一步提高，同时对减小扁型电缆垂直自由悬挂偏转角度也有很大的帮助。

综上所述，采用上述研发工艺制造扁型电缆可彻底消除单元对线芯在成缆过程中产生的应力，本实用新型的扁型光纤电缆能满足在垂直状态下自由悬挂并高速移动时的动态平衡性能要求和传输高清晰图像的要求，同时减小扁型电缆垂直自由悬挂偏转角度，使超高层超高速电梯能安全、可靠地运行。

应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，包括：并列排列在外护套内的偶数对单元对线芯，其中有2个单元对为复合光缆的TPS屏蔽线对，放置在复合光纤随行电缆的中间，每个复合光缆的TPS屏蔽线对包括多个复合光缆的TPS屏蔽线组，每个复合光缆的TPS屏蔽线组包括2根对绞的PE绝缘线芯和2根单芯光缆；其他单元对是控制线芯单元对，每单元对控制线芯包含多个成缆控制线芯组；每个控制线芯组包含多根控制线芯；控制线芯和TPS屏蔽线分别构成绝缘线芯，控制线芯由导体线芯和绝缘层组成；各个控制线芯组和复合光缆的TPS屏蔽线组一次成缆，每个单元对控制线芯和复合光缆的TPS屏蔽线对二次成缆，一次成缆方向与绝缘线芯导体束丝方向相一致，每个单元对线芯的二次成缆与一次成缆方向相反并且绞合的节距比不同；相邻单元对线芯的一次成缆方向和二次成缆方向与其邻近的单元对线芯相反；在多根控制线芯之间和经一次成缆的多个线芯组之间分别填充有一根PVC填衬芯；在多个复合光缆的TPS屏蔽线组之间填充有一根PVC填衬芯；在中间的单元对线芯的两旁分别布置有一根钢丝绳作为承力元件，2根钢丝绳的绞合方向相反；每单元对内控制线芯组的组数和每组线芯数相等，每根绝缘线芯中的导体截面相同。

2.根据权利要求1所述的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，所述偶数单元对为四单元对或六单元对。

3.根据权利要求2所述的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，所述多个成缆控制线芯组为4组、5组或六组的成缆控制线芯组。

4.根据权利要求3所述的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，所述多根控制线芯为4根、5根或6根的控制线芯。

5.根据权利要求1所述的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，复合光缆的TPS线对组一次成缆后，在外采用抽真空方式挤包一层半导电PVC材料层，以使铜网编织层、PVC内护套厚度相加其外径与相邻单元对内的控制线芯组外径相一致。

6.根据权利要求1所述的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，单元对中TPS屏蔽线对加光缆的组数比控制线芯组数少1组。

7.根据权利要求1所述的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，所述二次成缆节距控制在单元对线芯外径的10-12倍，二次成缆通过完全退扭的设备成缆后，每个线芯组的放线张力严格控制保持一致。

8.根据权利要求1所述的超高层超高速电梯的超多芯扁型复合光纤随行电缆，其特征在于，在超多芯扁型复合光纤随行电缆内复合的2根钢丝绳的直径相同，2根钢丝绳的绞合方向选用相反绞合方向。