LV14587B

LV14587B - Skrūves tipa optisko šķiedru savienotājs, kura konstrukcija balstās uz pārbīdes un rotācijas kustībām

Info

Publication number: LV14587B
Application number: LVP-12-124A
Authority: LV
Inventors: Maksims Ivanovs; Jurģis PORIŅŠ; Andis Supe
Original assignee: Rīgas Tehniskā Universitāte
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2012-12-20
Also published as: EP2687887A1; LV14587A

Description

Izgudrojums attiecas uz telekomunikāciju nozari, konkrēti - uz optisko šķiedru savienošanas tehnoloģijām.

Ir zināmas dažādas divu optisko šķiedru savienošanas metodes gan izjaucamu, gan neizjaucamu savienojumu veidošanai.. Izjaucamo optisko šķiedru savienotāju klasē ir izveidoti dažādi standarti, katrs ar savām priekšrocībām un trūkumiem. Visplašāk pielietotie optiskie savienotāji šķiedru optiskās pārraides sistēmās ir ar SC, ST un FC konstrukciju. Šo savienotāju konstrukcija sastāv no diviem identiskiem uzgaļiem un centrālā savienotājelementu, saukta par adapteri. Adapters nodrošina, ka no abām pusēm pievienotie savienotāja uzgaļi tiek precīzi savstarpēji iecentrēti, lai panāktu pēc iespējas mazākus optiskā savienotāja ienestos zudumus. Alternatīvs risinājums ir izveidot optiskos uzgaļus, kurus iespējams savstarpēji savienot, neizmantojot papildu centrālo elementu, bet vienlaikus nodrošinot precīzu optisko šķiedru savstarpējo pozicionēšanu [1].

Par izgudrojuma prototipu ir izvēlēts optisko šķiedru savienotājs, kura konstrukcija ir veidota tā, ka nav nepieciešams papildu centrālais savienotājelements [lj. Savienotāja uzgaļi ir izveidoti tā, ka ir savienojami savā starpā ar centrējošu tapu palīdzību. Šāds savienotājs nodrošina ātri izveidojamu divu optisko šķiedru savienojumu bez papildus konstruktīvo elementu izmantošanas. Prototipa galvenais trūkums ir tas, ka optisko šķiedru uzgaļi ir novietoti atstatus viens no otra. Tātad starp divām šķiedrām veidojas gaisa sprauga, kas ienes papildu vājinājumu. Turklāt šāda konstrukcija nenodrošina labu aizsardzību pret putekļiem, kas laika gaitā nosēžas uz šķiedru galiem. Lai izveidotu labāku optisko savienotāju ar labāku optisko šķeidru savienojuma aizsardzību, šī konstrukcija ir jāuzlabo.

Izgudrojuma mērķis ir izveidot vienkārši lietojamu optisko savienotāju ar labāku optisko šķiedru uzgaļu aizsardzību. Šis mērķis ir sasniegts, izveidojot citādākas konstrukcijas savienotāju, kas uzlabo optisko uzgaļu aizsardzību no ārējās vides iedarbības (putekļi un netīrumi) un vienkārši lietojamu uzgaļu savienošanas konstrukciju, kas nodrošina optisko šķiedru uzgaļu savienošanu ar tiešu fizisko kontaktu un iespēju pielāgot optisko šķiedru uzgaļu savstarpējo piespiešanās spēku. Savienotāja konstrukciju veido divi simetriski uzgaļi, kuru pamatā ir skrūves-pārbīdes konstrukcija, kas nodrošina divu optisko uzgaļu precīzu sabīdīšanu. Izgudrojuma konstrukcija ir atspoguļota 1 .attēlā.

Izgudrojuma detalizēts izklāsts

Optiskā savienotāja mazglu konstrukcija, kas parādīta 1.attēlā, sastāv no četriem pamatmezgliem: avienotāja uzgaļa (la.att.), diafragmas mehānisma, kas aizsargā šķiedras galu (lb.att.), pagriežama ārējā cilindra (lc.att.) un uzgaļa izbīdāmā mehānisma (ld.att.). Savienotāja konstrukcijas detaļas detalizēti ir parādītas 2.attēlā, kur atsevišķi ir redzamas visas diafragmas mehānisma sastāvdaļas. Konstrukcija sastāv no astoņām dažādām detaļām. Savienotāja uzgalis (2a.att.) nodrošina spraudņu savstarpēju savienošanu tā, ka optisko šķiedru uzgaļi ir precīzi novietoti viens otram pretī, lai maksimāli samazinātu leņķiskās, sāniskās un gareniskās nobīdes ienestos zudumus [2ļ. Aizsargājošā diafragma (2b.att.) pasargā šķiedru no ārējās vides iedarbības (putekļiem un skrāpējumiem uz šķiedras gala virsmas). Diafragma ir izveidota no sešām vienādām plāksnītēm. Aizsargājošās diafragmas korpuss (2c.att.) nostiprina diafragmas aizvara plāksnītes un vienlaikus nodrošina tās atvēršanu un aizvēršanu, griežoties apkārt savai centrālajai asij. Iekšējā mehānisma korpuss (2d.att.) nodrošina diafragmas mehānisma un optiskā uzgaļa precīzu novietojumu ap savienotāja centrālo asi. Bīdāmās tapas (2e.att.) ir paredzētas divu savienotāju precīzai iecentrēšanai un vienlaikus atver pievienojamā uzgaļa aizsargājošo diafragmu. Izbīdāmo tapu apakšējais atbalsts (2f.att.) ir savienots ar iekšējā mehānisma korpusu (2d.att.) un darbojas kā tapu pārbīdīšanas zemākā punkta atdure. Ārējais cilindrs (2g.att.) nodrošina gan bīdāmo tapu, gan optiskās šķiedras uzgaļa pārbīdīšanu turp un atpakaļ virzienā. Savienotāja pamatkorpusā (2h.att.) ir iestrādāta savienotāja aptvere, kurā ir ielīmēta optiskā šķiedra un vienlaikus ari nostiprināts optiskās šķiedras ārējais apvalks, lai aizsargātu šķiedru no pārmērīgas liekšanas un pagriešanas uzgaļa lietošanas laikā.

Savienotāja darbības princips

Savienotāja konstrukcijas pamatā ir aizsargājošās diafragmas atvēršanas mehānisms un skrūves tipa rotācijas-pārbīdes mehānisms. 3.attēlā ir parādīti divi savienotāja stāvokļi: aizvērts stāvoklis (3a.att.) un atvērts stāvoklis (3b att.). Atvērtā stāvoklī ir pilnībā atvērta diafragma, pie kam gan bīdāmās tapas, gan optiskās šķiedras aptvere ir izbīdīti uz āru, lai izveidotu savienojumu ar otru savienotāju, kam attiecīgi ir centrējošajām tapām paredzēti urbumi.

Diafragmas atvēršanas mehānisma darbība ir balstīta uz ārējā cilindra (2g.att.) rotācijas mehāniskā spēka pārnešanu uz diafragmas korpusu (2c.att.). Savukārt savienotāja iekšējā mehānisma korpuss (2d.att.) cilindra rotācijas brīdī paliek nekustīgs, jo ir savienots ar izbīdāmo tapu turētāju (2f.att.) un savienotāja pamatkorpusu (2h.att.). Ārējā cilindra pagriešanas leņķis nosaka katras diafragmas plāksnītes, kura ir piestiprināta divos punktos, resp. pie nekustīgās pamatnes (savienotāja pamatkorpusa (2h.att.) un pie kustīgās (rotējošās) diafragmas korpusa (2c.att.), novirzi jeb visas diafragmas atvērumu. Atvērta diafragma ir parādīta 4b.attēlā).

Ārējā cilindra iekšpusē ir iekšējā kreisā vītne jeb vadotne, kas rotācijas brīdī izbīda uz priekšu savienotāja pamatkorpusu (2h.att.) kopā ar izbīdāmajām tapām (2e.att.) un tapu apakšējo atbalstu (2f.att.). Kad ārējais cilindrs tiek pagriezts par 90° pret pulksteņa rādītāja virzienu pretskatā, tiek atvērta diafragma un savienotāja priekšā tiek izbīdītas tapas. Pagriežot ārējo cilindru tālāk vēl par 90°, tiek izbīdīts savienotāja pamatkorpuss (2h.att.), kurā ir iestrādāta aptvere ar optisko šķiedru (5. attēls).

Divu savienotāju savienojums tiek izveidots sekojoši:

1) tiek paņemti divi savienotāji (6a.att.) un gar kopējo garenasi satuvināti līdz viena savienotāja uzgaļa izvirzītā daļa iegulst otra savienotāja attiecīgos uzgaļa padziļinājumos (6b.att.);

2) pagriežot savienotāju uzgaļus pretējos virzienos ap kopējo garenasi, sakabināmās virsmas savienotāju uzgaļos savstarpēji saāķējas (6c.att.);

3) pēc tam labās vītnes virzienā tiek griezts ārējais cilindrs, pie kam, ja savienotāju uzgaļi ir sakabināti līdz galam, speciālās tapas (2e.att.) sakrīt ar attiecīgiem urbumiem pretējā uzgaļa pusē un pirmajā ceturtdaļpagriezienā (0-90°) ieiet otrā savienotāja urbumos, kur vienlaikus pagriež otra savienotāja diafragmas korpusu, un tādējādi pirmā ceturdaļpagrieziena laikā tiek atvērtas abu uzgaļu aizsargājošās diafragmas, bet otrā ceturtdaļpagrieziena laikā (90-180°) tiek izbīdīts savienotāja pamatkorpuss ar uzgaļa aptveri, kurā ir ielīmēta optiskā šķiedra (7.attēls).

Kad abu šķiedru gala virsmas ir sabīdītas kopā, ir izveidots optiskais savienojums ar šķiedru fizisku kontaktu. Šķiedru savstarpējais piespiešanas spēks ir regulējams ar savienotāja pagriezējmehānismu. Lai palielinātu savienotāja ienestos zudumus, var attālināt šķiedras, pagriežot savienotāja ārējo cilindru pulksteņa rādītājam pretējā virzienā.

Izmantotie informācijas avoti:

1. Chi-Nan Liao, Chun-Fu Lin, Optical Fiber Connector Assembly With Guiding Means, Patent application number: 20110008004, publication datē: 2011.01.13 (prototips);

2. Bailey D. & Wright E., Practical Fiber Optics, Burlington, Great Britain, Newnes,

Claims

Pretenzijas

1. Telekomunikācijas optisko šķiedru savienotājs, kas balstīts uz divu simetrisku skrūves-pārbīdes tipa konstrukcijas optisko šķiedru savienotājuzgaļu izmantošanu ar papildu aizsargājošo diafragmu un nodrošina divu šķiedru galu fizisko kontaktu, kas samazina savienotāja ienestos zudumus, kā arī ļauj plašā diapazonā regulēt divu šķiedru galu savstarpējo attālumu un papildu aizsargājošās diafragmas savienotājuzgaļu centrālajā daļā būtiski samazina ārējās vides iedarbību uz optisko šķiedru gala virsmām, neļaujot uz tām nosēsties dažādiem putekļiem un netīrumiem, kas var izraisīt ievērojamus optiskā signāla zudumus, izplatoties caur optisko šķiedru savienojuma vietu.
2. Telekomunikācijas optisko šķiedru savienotājs saskaņā ar 1. pretenziju, kurš sastāv no četriem pamatmezgliem: savienotājuzgaļa (la.att.), diafragmas mehānisma, kas aizsargā šķiedras galu (lb.att.), pagriežama ārējā cilindra (lc.att.) un uzgaļa izbīdāmā mehānisma (ld.att.).
3. Telekomunikācijas optisko šķiedru savienotājs, kura: savienotājuzgalis (2a.att.) nodrošina spraudņu savstarpēju savienošanu tā, ka optisko šķiedru uzgaļi ir precīzi novietoti viens otram pretī, lai maksimāli samazinātu leņķiskās, sāniskās un gareniskās nobīdes ienestos zudumus; aizsargājošā diafragma (2b.att.) pasargā šķiedru no ārējās vides iedarbības (putekļiem un skrāpējumiem uz šķiedras gala virsmas); aizsargājošās diafragmas korpuss (2c.att.) nostiprina diafragmas aizvara plāksnītes un vienlaikus nodrošina tās atvēršanu un aizvēršanu, griežoties apkārt savai centrālajai asij; iekšējā mehānisma korpuss (2d.att.) nodrošina diafragmas mehānisma un optiskā uzgaļa precīzu novietojumu ap savienotāja centrālo asi; bīdāmās tapas (2e.att.) nodrošina divu savienotāju precīzu iecentrēšanu un vienlaikus atver pievienojamā uzgaļa aizsargājošo diafragmu; izbīdāmo tapu apakšējais atbalsts (2f.att.) ir savienots ar iekšējā mehānisma korpusu (2d.att.) un darbojas kā tapu pārbīdīšanas zemākā punkta atdure; ārējais cilindrs (2g.att.) nodrošina gan bīdāmo tapu, gan optiskās šķiedras uzgaļa pārbīdīšanu turp un atpakaļ virzienā; savienotāja pamatkorpusā (2h.att.) ir iestrādāta savienotāja aptvere, kurā ir ielīmēta optiskā šķiedra un vienlaikus arī nostiprināts optiskās šķiedras ārējais apvalks, lai aizsargātu šķiedru no pārmērīgas liekšanas un pagriešanas uzgaļa lietošanas laikā.