RU2799106C1 - Multichannel optical fibre connector - Google Patents
Multichannel optical fibre connector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799106C1 RU2799106C1 RU2023108823A RU2023108823A RU2799106C1 RU 2799106 C1 RU2799106 C1 RU 2799106C1 RU 2023108823 A RU2023108823 A RU 2023108823A RU 2023108823 A RU2023108823 A RU 2023108823A RU 2799106 C1 RU2799106 C1 RU 2799106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- socket
- plug
- optical
- light guides
- tips
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к разъемным соединителям оптических линий передачи информации и может быть использовано в качестве герметичного многоканального оптического соединителя, работающего в условиях высокого давления.SUBSTANCE: invention relates to detachable connectors of optical information transmission lines and can be used as a sealed multichannel optical connector operating under high pressure conditions.
Из области техники известно, что в оптических соединителях важнейшим условием работоспособности является минимизация оптических потерь, величина которых определяется надежностью стыковки разъемного соединителя, т.е. степенью перекрытия торцов стыкуемых оптических световодов. На несоосность световодов в соединителе может влиять ряд факторов: допуск несоосности волокна в оптическом наконечнике; допуск несоосности оптического наконечника в корпусе феррулы; допуск несоосности феррулы в отверстии корпуса, складывающийся из позиционного допуска на расположение относительно общей базы; величина зазора феррулы и корпуса; допуска несоосности двух баз (вилка, розетка) и т.д. Первые два фактора могут частично минимизироваться специальными оптическими наконечниками строгой геометрии, выполненными из металла, керамики, стекла. Остальные факторы могут минимизироваться как строгими допусками на изготовление соответствующих деталей, так и применением различных компенсаторов. А изготовление деталей строгой геометрии минимальных допусков является сложной технологической задачей, требующей специализированного металлорежущего оборудования, и предполагает сложный технологический процесс изготовления и как следствие -высокую стоимость.It is known from the field of technology that in optical connectors the most important condition for operability is the minimization of optical losses, the magnitude of which is determined by the reliability of the docking of the detachable connector, i.e. the degree of overlapping of the ends of the joined optical fibers. The misalignment of the fibers in the connector can be affected by a number of factors: misalignment tolerance of the fiber in the optical tip; misalignment tolerance of the optical tip in the ferrule body; misalignment tolerance of the ferrule in the body bore, consisting of the positional tolerance for location relative to the common base; ferrule and housing clearance; misalignment tolerance of two bases (plug, socket), etc. The first two factors can be partially minimized by special optical tips of strict geometry made of metal, ceramics, and glass. Other factors can be minimized both by strict tolerances for the manufacture of the corresponding parts, and by the use of various compensators. And the manufacture of parts of strict geometry with minimum tolerances is a complex technological task that requires specialized metal-cutting equipment, and involves a complex manufacturing process and, as a result, a high cost.
Известно, что при конструировании оптических соединителей строгая стыковка наконечников световодов обеспечивается прецизионной втулкой, устанавливаемой в оптический центратор. При стыковке наконечники заходят в прецизионную втулку плотно, практически без зазора. При наличии несоосностей феррул вилок, розеток с использованием оптических центраторов конструкция многоканального соединителя должна обеспечивать возможность радиального смещения хотя бы одной из имеющихся феррул. Для работоспособности соединителя необходимо обеспечить общую строгую соосность как ступенчатых отверстий под феррулы вилки и розетки, так и оптических центраторов многоканального соединителя. При стыковке феррул вилки оси прецизионных втулок центраторов должны быть соосны осям наконечников вилки, тогда лишь прецизионные втулки центраторов плотно наденутся на наконечники феррул вилки. Однако в случае даже незначительной несоосности заходные фаски стыкуемых элементов упрутся друг в друга кромками, создавая перекос, а при прикладывании значительного осевого усилия имеющийся перекос создаст значительные радиальные нагрузки в стыкуемых элементах, и один из элементов (прецизионная втулка) может разрушиться.It is known that in the design of optical connectors, strict splicing of the tips of the light guides is ensured by a precision sleeve installed in the optical centralizer. When docking, the tips enter the precision sleeve tightly, with virtually no gap. In the presence of misalignments in the ferrules of plugs, sockets using optical centralizers, the design of a multichannel connector must provide the possibility of radial displacement of at least one of the existing ferrules. For the connector to work, it is necessary to ensure the overall strict alignment of both the stepped holes for the ferrules of the plug and socket, and the optical centralizers of the multichannel connector. When joining the ferrules of the fork, the axes of the precision bushings of the centralizers must be coaxial with the axes of the tips of the fork, then only the precision bushings of the centralizers will fit tightly on the tips of the ferrules of the fork. However, in the case of even a slight misalignment, the lead-in chamfers of the joined elements will rest against each other with their edges, creating a misalignment, and when a significant axial force is applied, the existing misalignment will create significant radial loads in the joined elements, and one of the elements (precision bushing) may collapse.
Известен оптоволоконный соединитель, описанный в оптико-электрическом соединителе [патент РФ №2501139, МПК H02G 15/08, G02B 6/36, опуб. 10.12.2013], состоящий из вилки и розетки, содержащих корпуса, выполненные цилиндрическими и за единое целое, размещенные в отверстиях корпусов феррулы для световодов с наконечниками, и оптические центраторы ответных друг другу феррул. В данном устройстве феррулы для световодов выполнены подпружиненными и установлены с радиальными уплотнителями.Known fiber optic connector described in the optical-electrical connector [RF patent No. 2501139, IPC H02G 15/08,
Недостатком известного соединителя является недостаточная надежность стыковки оптических световодов, а также сложность конструкции и связанная с этим высокая трудоемкость изготовления деталей соединителя. По мнению авторов можно предположить, что требуемое радиальное смещение феррул, необходимое для компенсации перекоса, в данном соединителе может обеспечить зазор между каждой феррулой и ступенчатым отверстием под нее в корпусе. Однако в конструкции феррулы снабжены радиальными уплотнителями, как правило, выполненными из резины твердых сортов, и при радиальном смещении феррул (за счет перекоса наконечника феррулы в прецизионных втулках) радиальный уплотнитель деформируется в пределах указанного компенсационного зазора (как правило, небольшого). Если зазор мал, то произойдет «закусывание» подпружиненных феррул в ступенчатом отверстии, что создаст дополнительное трение, противодействующее усилию пружины. Таким образом, осевое усилие стыковки феррулы в оптическом центраторе за счет перекоса увеличится и может превзойти усилие пружины, что приведет к ненадежной стыковке феррул между собой, к поломке прецизионных втулок оптических центраторов. Данный недостаток усиливается в условиях повышенного рабочего давления при наличии в конструкции нескольких радиальных уплотнителей из резины твердых сортов. Кроме того, удовлетворение условию взаимозаменяемости в пределах партии, необходимой для замены при регламентных работах или аварийных ситуациях, и условию обеспечения строгих допусков изготовления может привести к технологическому отсеву (браку). В данном соединителе для герметизации феррул помещены два ряда уплотнительных колец (на практике может быть и более). Недостатком данного вида герметизации является ограниченный срок службы элементов уплотнения (как правило, резины твердых сортов), срок службы которых меньше, чем собственно соединителя и самого кабеля. Это связано с тем, что материал резины подвержен старению. Широкий диапазон температур эксплуатации (например, морская вода) и постоянная деформация уплотнения значительно сокращают срок его службы. Таким образом, во время эксплуатации соединителя необходимо производить или замену розетки или переборку соединителя с заменой резинотехнических изделий.The disadvantage of the known connector is the lack of reliability of the joining of optical fibers, as well as the complexity of the design and the associated high complexity of manufacturing connector parts. According to the authors, it can be assumed that the required radial displacement of the ferrules, necessary to compensate for misalignment, in this connector can provide a gap between each ferrule and a stepped hole for it in the body. However, the design of the ferrules is equipped with radial seals, as a rule, made of hard rubber, and when the ferrules are radially displaced (due to misalignment of the ferrule tip in precision bushings), the radial seal is deformed within the specified compensation gap (usually small). If the clearance is too small, the spring-loaded ferrules will "bite" in the stepped hole, creating additional friction against the spring force. Thus, the axial force of ferrule docking in the optical centralizer due to misalignment will increase and may exceed the spring force, which will lead to unreliable docking of ferrules to each other, to breakage of precision bushings of optical centralizers. This drawback is exacerbated under conditions of increased operating pressure in the presence of several radial hard rubber seals in the design. In addition, satisfaction of the condition of interchangeability within the batch required for replacement during routine maintenance or emergency situations, and the condition of ensuring strict manufacturing tolerances can lead to technological elimination (marriage). In this connector, two rows of sealing rings are placed to seal the ferrules (in practice, there may be more). The disadvantage of this type of sealing is the limited service life of the sealing elements (usually hard rubber), the service life of which is less than that of the connector itself and the cable itself. This is due to the fact that the rubber material is subject to aging. The wide operating temperature range (e.g. sea water) and the constant deformation of the seal significantly shorten its service life. Thus, during the operation of the connector, it is necessary to either replace the socket or rebuild the connector with the replacement of rubber products.
Известен оптоволоконный соединитель, описанный в оптико-электрическом соединителе и принятый за прототип [патент РФ №2719771, МПК H02G 15/08, G02B 6/36, опуб. 23.04.2020], который частично решает недостатки предыдущего аналога. Данный соединитель состоит из вилки и розетки, содержащих корпуса, выполненные цилиндрическими и за единое целое, размещенные в отверстиях корпусов световоды с наконечниками, и оптические центраторы ответных друг другу наконечников световодов вилки и розетки, причем в отверстия корпуса розетки установлены феррулы для световодов розетки, подружиненные пружинами, при этом каждый наконечник световода розетки одним концом жестко закреплен в ферруле, а другим концом введен в оптический центратор с обеспечением стыковки торцов ответных друг другу наконечников световодов вилки и розетки. В данном соединителе каждый наконечник для световода вилки, также как и в предыдущем аналоге, установлен в ферруле, которая в свою очередь установлена в отверстии корпуса вилки с помощью радиальных уплотнителей. А феррулы для световодов розетки установлены в отверстия корпуса розетки с охватывающими их плавающими центрирующими муфтами, которые являются дополнительными промежуточными силовыми элементами для стыковки наконечников стыкуемых световодов вилки и розетки. Каждый оптический центратор одним концом жестко прикреплен к ферруле для световода вилки, а другим свободным концом введен в указанную муфту.Known fiber optic connector, described in the optical-electrical connector and taken as a prototype [RF patent No. 2719771, IPC H02G 15/08, G02B 6/36, pub. 04/23/2020], which partially solves the shortcomings of the previous analogue. This connector consists of a plug and a socket, containing housings made cylindrical and in a single whole, light guides with tips placed in the openings of the housings, and optical centralizers of tips of the light guides of the plug and socket that respond to each other, moreover, ferrules for the light guides of the socket are installed in the openings of the socket housing, spring-loaded springs, wherein each tip of the light guide of the socket is rigidly fixed at one end in the ferrule, and at the other end is inserted into the optical centralizer to ensure mating of the ends of the tips of the light guides of the plug and socket that respond to each other. In this connector, each lug for the fork fiber, as in the previous analogue, is installed in a ferrule, which, in turn, is installed in the hole of the fork body using radial seals. And the ferrules for the light guides of the socket are installed in the openings of the socket housing with floating centering sleeves covering them, which are additional intermediate power elements for joining the tips of the coupled light guides of the plug and the socket. Each optical centralizer is rigidly attached with one end to the ferrule for the fork light guide, and with the other free end is inserted into the specified sleeve.
Недостатком прототипа является то, что в нем, по мнению авторов, плавающая муфта является излишним и не эффективным элементом, так как для обеспечения строгой стыковки наконечников вилки и розетки в центраторе необходимо обеспечить следующие условия: строгую концентричность внутренних и наружных цилиндрических поверхностей оптических центраторов вилки между собой; строгую концентричность наружных поверхностей наконечника светодовода розетки относительно наружных поверхностей феррулы розетки; строгую концентричность наружных и внутренних поверхностей плавающей муфты; строгую соосность наконечников световода вилки между собой и элементами корпуса; а также необходимо рассчитать и обеспечить соотношение зазоров между сопрягаемыми поверхностями плавающих муфт и оптических центраторов, и соответственно муфт и феррул розетки. Выполнение всех этих условий трудоемко и требует специальных расчетов. Так соосность наконечников световодов вилки в отверстии корпуса вилки зависит от величин допусков отверстия феррулы под указанный наконечник, от допусков наружного диаметра каждой феррулы в корпусе вилки, от допусков на расположение и диаметра отверстий корпуса вилки под феррулы. Также надо учитывать допуска на изготовление оптического центратора, так как по его наружному диаметру идет первоначальная «силовая» стыковка муфты. Присутствие в соединении резиновых колец ставит соотношения внешнего диаметра каждой феррулы и величины отверстий корпуса вилки особым образом, свойственным конструированию данного типа уплотнений. Соосность муфты в корпусе розетки зависит от допусков на изготовление самой муфты и допусков отверстий под них в корпусе розетки. Зазор между наружным диаметром муфты и диаметром отверстий в корпусе розетки должен компенсировать все перечисленные выше допуска элементов вилки. Изготовление указанных выше деталей требует минимизации допусков и соответственно использования высокоточного оборудования.The disadvantage of the prototype is that, according to the authors, the floating sleeve is an unnecessary and ineffective element, since in order to ensure strict mating of the tips of the plug and socket in the centralizer, it is necessary to ensure the following conditions: strict concentricity of the inner and outer cylindrical surfaces of the optical centralizers of the plug between yourself; strict concentricity of the outer surfaces of the socket light guide tip relative to the outer surfaces of the socket ferrule; strict concentricity of the outer and inner surfaces of the floating coupling; strict alignment of the tips of the light guide of the plug between themselves and the body elements; and it is also necessary to calculate and ensure the ratio of the gaps between the mating surfaces of the floating couplings and optical centralizers, and, accordingly, the couplings and ferrules of the rosette. The fulfillment of all these conditions is laborious and requires special calculations. Thus, the alignment of the tips of the optical fibers of the plug in the hole in the body of the plug depends on the tolerances of the ferrule hole for the specified tip, on the tolerances of the outer diameter of each ferrule in the body of the plug, on the tolerances for the location and diameter of the holes in the body of the plug for the ferrules. It is also necessary to take into account the tolerances for the manufacture of the optical centralizer, since the initial “power” coupling of the coupling takes place along its outer diameter. The presence of rubber rings in the connection sets the ratio of the outer diameter of each ferrule and the size of the holes in the fork body in a special way, characteristic of the design of this type of seals. The coaxiality of the coupling in the socket housing depends on the tolerances for the manufacture of the coupling itself and the tolerances of the holes for them in the socket housing. The gap between the outer diameter of the coupling and the diameter of the holes in the socket housing must compensate for all the tolerances of the plug elements listed above. The manufacture of the above parts requires minimizing tolerances and, accordingly, the use of high-precision equipment.
Кроме того конструкция прототипа как и предыдущего аналога также усложнена, при ступенчатой стыковке количество возможных перекосов увеличивается, эксплуатационная надежность соединения снижается.In addition, the design of the prototype, like the previous analogue, is also complicated, with stepped docking, the number of possible distortions increases, and the operational reliability of the connection decreases.
Также в известном соединителе осевая герметичность феррул в корпусе вилки обеспечивается клеевым соединением каждого наконечника световода вилки в феррулах, а также герметизацией каждой феррулы в корпусе вилки радиальными уплотнениями. Данные способы герметизации используют материалы, которые имеют ограниченные сроки эксплуатации. Клеевые соединения дают усадку, подвержены старению, тем самым запрессовка и герметизация в феррулу керамического наконечника ненадежна. Радиальные уплотнения, как правило, выполняются в виде резиновых колец, которые обеспечивают герметичность соединения до 27 МПа внешнего давления, что не обеспечивает эксплуатационную надежность в условиях воздействия повышенного рабочего давления. Материал резины подвержен старению, широкий диапазон температур эксплуатации и постоянная деформация уплотнения значительно сокращают срок его службы. Для обеспечения функционирования соединения необходимо постоянно проводить его регламентное обслуживание (смазка, замена колец по истечении гарантийного или общего сроков эксплуатации). Замена колец в соединителях подводной эксплуатации является трудоемкой и дорогой процедурой.Also in the known connector, the axial tightness of the ferrules in the plug body is ensured by the adhesive connection of each tip of the plug light guide in the ferrules, as well as by sealing each ferrule in the plug body with radial seals. These sealing methods use materials that have a limited service life. Adhesive joints shrink and are subject to aging, thus pressing and sealing the ceramic tip into the ferrule is unreliable. Radial seals, as a rule, are made in the form of rubber rings, which ensure the tightness of the connection up to 27 MPa of external pressure, which does not ensure operational reliability under conditions of increased operating pressure. The rubber material is subject to aging, a wide operating temperature range and constant deformation of the seal significantly reduce its service life. To ensure the functioning of the connection, it is necessary to constantly carry out its routine maintenance (lubrication, replacement of rings after the warranty or general service life has expired). Replacing rings in subsea connectors is a labor intensive and expensive procedure.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является обеспечение эксплуатационной надежности в условиях воздействия повышенного рабочего давления с сохранением надежности стыковки световодов многоканального оптоволоконного соединителя при простоте конструктивного исполнения.The technical result to which the claimed invention is directed is to ensure operational reliability under conditions of increased operating pressure while maintaining the reliability of splicing of the light guides of the multichannel fiber optic connector with the simplicity of the design.
Технический результат достигается тем, что многоканальный оптоволоконный соединитель, состоящий из вилки и розетки, содержащих корпуса, выполненные цилиндрическими и за единое целое, размещенные в отверстиях корпусов световоды с наконечниками, и оптические центраторы ответных друг другу наконечников световодов вилки и розетки, при этом в отверстия корпуса розетки установлены феррулы для световодов розетки, подружиненные пружинами, причем каждый наконечник световода розетки одним концом жестко закреплен в ферруле, а другим концом введен в оптический центратор с обеспечением стыковки торцов ответных друг другу наконечников световодов вилки и розетки, согласно изобретению каждый наконечник световода вилки одним концом герметично закреплен в отверстии корпуса вилки с помощью индивидуального стеклоизолятора, а другим концом введен в оптический центратор, поджатый к корпусу вилки при помощи гайки.The technical result is achieved by the fact that a multichannel fiber optic connector, consisting of a plug and a socket, containing housings made cylindrical and integral, placed in the openings of the housings, light guides with tips, and optical centralizers of the tips of the light guides of the plug and socket that respond to each other, while in the holes Ferrules for the light guides of the socket, spring-loaded by springs, are installed on the socket housing, each tip of the light guide of the socket is rigidly fixed at one end in the ferrule, and at the other end is inserted into the optical centralizer to ensure that the ends of the tips of the light guides of the plug and socket that respond to each other are mated, according to the invention, each tip of the light guide of the plug is one its end is hermetically fixed in the hole of the plug body with the help of an individual glass insulator, and the other end is inserted into the optical centralizer pressed against the plug body with a nut.
Герметичное закрепление каждого наконечника световода вилки одним концом в отверстии корпуса вилки с помощью индивидуального стеклоизолятора, и введение указанного наконечника другим концом в оптический центратор, поджатый к корпусу вилки при помощи гайки, обеспечивает эксплуатационную надежность в условиях воздействия повышенного рабочего давления (внешнего гидростатического давления до 100 МПа и выше) и строгую соосность наконечников световодов, обеспечивая надежность стыковки световодов многоканального оптоволоконного соединителя при простоте конструктивного исполнения. По сравнению с прототипом феррула в корпусе вилки, герметизированная посредством радиальных уплотнений, исключена, тем самым полностью исключается зависимость соосности керамического наконечника для световода вилки от промежуточных элементов конструкции и выше приведенных недостатков данного соединения, описанных в прототипе. Введение каждого световода вилки свободным концом в оптический центратор дает возможность охватить наконечник оптическим центратором, тем самым сориентировать оптический центратор в радиальном направлении относительно жестко закрепленного наконечника для световода вилки. В этом случае осевое расположение центраторов принимает осевое расположение указанных наконечников, обеспечивая строгую геометрию положения входящих в него наконечников световодов вилки и розетки. Также минимизируется количество поверхностей, сопрягаемых между собой и количество деталей конструкции, повышая надежность стыковки световодов многоканального оптоволоконного соединителя при простоте конструктивного исполнения. В результате данного соединения не требуется специального расчета при проектировании и высокоточного технологического оборудования изготовления, а величина зазора между каждой феррулой розетки и соответствующим отверстием корпуса розетки определяется величиной допуска расположения керамических наконечников вилки, закрепленных в корпусе вилки с помощью стеклоизолятора. Как известно, минимальные допуска таких соединений определяются величинами радиальных смещений - 0,03 мм. Допуска изготовления феррул и отверстий могут быть минимизированы по 6 квалитету и определены десятками микрон. При этом общий допуск указанного смещения может определяться радиальным смещением 0,04 мм. Таким образом, при таких полях величин смещений, керамический наконечник розетки (диаметром 2,5 мм) сам становится направляющим элементом (штырем), который при требуемом осевом воздействии состыковывается с центратором и собственно с керамическим наконечником вилки, при этом феррула розетки, подпружиненная пружиной, имеет возможность радиального перемещения в отверстии корпуса, компенсируя величиной зазора незначительные осевые смещения наконечников вилки и розетки.Hermetic fastening of each tip of the fork fiber with one end in the hole of the plug body using an individual glass insulator, and the introduction of the specified tip with the other end into the optical centralizer, pressed against the plug body with a nut, ensures operational reliability under conditions of increased operating pressure (external hydrostatic pressure up to 100 MPa and above) and strict coaxiality of the tips of the light guides, ensuring the reliability of the splicing of the light guides of the multichannel fiber optic connector with the simplicity of the design. Compared to the prototype, the ferrule in the plug housing, sealed by means of radial seals, is excluded, thereby completely eliminating the dependence of the alignment of the ceramic tip for the plug light guide on intermediate structural elements and the above disadvantages of this connection described in the prototype. The introduction of each fiber of the plug with its free end into the optical centralizer makes it possible to cover the tip with the optical centralizer, thereby orienting the optical centralizer in the radial direction relative to the rigidly fixed tip for the fork fiber. In this case, the axial arrangement of the centralizers assumes the axial arrangement of the indicated tips, providing a strict geometry of the position of the tips of the light guides of the plug and socket included in it. Also, the number of mating surfaces and the number of structural parts are minimized, increasing the reliability of the splicing of the light guides of the multichannel fiber optic connector with the simplicity of the design. As a result of this connection, no special calculation is required when designing and high-precision manufacturing equipment, and the gap between each ferrule of the socket and the corresponding hole in the socket body is determined by the size of the tolerance for the location of the ceramic plug tips fixed in the plug body with a glass insulator. As you know, the minimum tolerances of such connections are determined by the values of radial displacements - 0.03 mm. Manufacturing tolerances for ferrules and holes can be minimized to
Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого устройства обеспечивает эксплуатационную надежность в условиях воздействия повышенного рабочего давления с сохранением надежности стыковки световодов многоканального оптоволоконного соединителя при простоте конструктивного исполнения.Thus, the set of essential features of the proposed device ensures operational reliability under conditions of increased operating pressure while maintaining the reliability of splicing of the optical fibers of a multichannel fiber optic connector with a simple design.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».The presence in the claimed invention of features that distinguish it from the prototype, allows us to consider it as corresponding to the condition of "novelty".
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».The new features contained in the distinctive part of the claims are not found in technical solutions of a similar purpose. On this basis, it can be concluded that the claimed invention complies with the "inventive step" condition.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где приведен осевой разрез многоканального оптоволоконного соединителя.The invention is illustrated in the drawing, which shows an axial section of a multi-channel fiber optic connector.
На фиг. принимаются следующие обозначения.In FIG. the following designations are accepted.
1 - корпус вилки;1 - fork body;
2 - корпус розетки;2 - socket housing;
3 - световод вилки;3 - light guide plug;
4 - световод розетки;4 - socket light guide;
5 - наконечник для световода вилки;5 - tip for the light guide of the plug;
6 - наконечник для световода розетки;6 - tip for the socket light guide;
7 - стеклоизолятор;7 - glass insulator;
8 - оптический центратор;8 - optical centralizer;
9 - феррула розетки;9 - rosette ferrule;
10 - пружина;10 - spring;
11 - ступень отверстия корпуса вилки;11 - step of the hole in the fork body;
12 - гайка;12 - nut;
13 - гайка, фиксирующая феррулу.13 - nut fixing the ferrule.
Устройство выполнено следующим образом.The device is made as follows.
Многоканальный оптоволоконный соединитель (фиг.) содержит вилку и розетку, корпуса 1, 2 которых выполнены цилиндрическими и за единое целое и имеют проходные отверстия, в которых размещены световоды 3 вилки и световоды 4 розетки. Соединитель также содержит оптические центраторы 8 ответных друг другу наконечников 5, 6 световодов 3, 4. В отверстиях корпуса 1 вилки герметично одним концом закреплены с помощью индивидуальных стеклоизоляторов 7 керамические наконечники 5 световодов вилки, при этом другим концом они введены в оптический центратор 8, поджатый к корпусу 1 подвижной гайкой 12. Отверстия в корпусе 1 вилки в данном конкретном случае выполнены ступенчатыми, при этом каждый оптический центратор 8 установлен с упором в ступень отверстия корпуса 1 вилки, обеспечивая «силовое замыкание по оси» центратора 8 на корпус 1 вилки, как противодействие трению, возникающему при его стыковке с наконечником 6 розетки, при этом сохраняя целостность стеклоизоляторов 7. В отверстиях корпуса 2 розетки установлены с зазором феррулы 9, подпружиненные пружинами 10. Каждый керамический наконечник 6 световода 4 розетки одним концом жестко закреплен в ферруле 9, а другим свободным концом введен в оптический центратор 8 с обеспечением стыковки торцов ответных друг другу наконечников 5, 6.Multichannel fiber optic connector (Fig.) contains a plug and a socket,
Сборка устройства осуществляется следующим образом.The assembly of the device is carried out as follows.
Первоначально отдельно собирают вилку и розетку. Вилку собирают следующим образом: в отверстия корпуса 1 вилки устанавливают наконечники 5 и стеклянные втулки стеклоизоляторов 7 и одновременно по технологии металлостеклянных спаев осуществляют крепление всех наконечников 5 многоканального оптоволоконного соединителя. Затем в наконечники 5 вклеивают световоды 3 пропиткой герметика глубокого проникновения. Концы наконечников 5 с выступающими световодами 3 шлифуют. Выступающие части наконечников 5 охватывают отическими центраторами 8, которые фиксируют в корпусе 1 гайками 12. Розетку собирают следующим образом: в отверстия корпуса 2 розетки устанавливают наконечники 6, запрессованные концами в феррулы 9. Далее в наконечники 6 вклеивают световоды 4, торцы шлифуют. Для обеспечения радиального смещения каждую феррулу 9, подпружиненную пружинами 10, устанавливают в отверстия корпуса 2 розетки с зазором. Затем феррулы 9 фиксируют гайками 13. Вилка и розетка готовы к стыковке.Initially, the plug and socket are assembled separately. The plug is assembled as follows:
Для осуществления многоканального оптоволоконного соединения вилку и розетку стыкуют, строго ориентируя их корпуса 1, 2 друг относительно друга. При этом сразу все наконечники 6 световодов розетки, преодолевая незначительные несоосности, вводят в центраторы 7 с обеспечением стыковки торцов ответных друг другу наконечников 5, 6 световодов 3, 4. Степень сжатия пружины 10 регулируется гайками 13 до достижения полного соприкосновения торцевых поверхностей корпусов 1, 2 вилки и розетки. Для преодоления сопротивления трения при незначительных несоосностях оптических центраторов 8 и наконечников 6, торцы оптических центраторов могут иметь заходные фаски.To implement a multi-channel fiber optic connection, the plug and socket are joined, strictly orienting their
Данное техническое решение минимизирует количество стыковочных поверхностей, обеспечивающих надежную стыковку керамических наконечников световодов многоканального оптоволоконного соединителя и обеспечивает эксплуатационную надежность в условиях воздействия повышенного рабочего давления. Предложенный оптоволоконный соединитель, по сравнению с прототипом, прост в конструктивном исполнении за счет исключения из конструкции устройства феррул вилки с радиальными уплотнителями, а также плавающих муфт розетки и связанных с этим деталей, требующих высокоточного оборудования для изготовления. При этом заявляемая конструкция не содержит органические материалы (резиновые кольца, клей), что исключает регламентное обслуживание. Общий срок службы значительно увеличивается. Конструкция предлагаемого изобретения позволяет изготовление деталей производить на универсальном программном металлорежущем оборудовании, что значительно удешевляет стоимость.This technical solution minimizes the number of mating surfaces that ensure reliable mating of the ceramic tips of the optical fibers of a multichannel fiber optic connector and ensures operational reliability under conditions of increased operating pressure. The proposed fiber optic connector, in comparison with the prototype, is simple in design due to the exclusion from the design of the device of the plug ferrules with radial seals, as well as floating socket sockets and related parts that require high-precision equipment for manufacturing. At the same time, the claimed design does not contain organic materials (rubber rings, glue), which excludes routine maintenance. The overall service life is greatly increased. The design of the proposed invention allows the manufacture of parts to be carried out on a universal program metal-cutting equipment, which significantly reduces the cost.
Кроме того данный оптоволоконный соединитель возможно использовать в оптико-электрическом соединителе, где электроды для электрических линий также впаивают по технологии металлостеклянных спаев. Причем впайку электродов и наконечников световодов вилки проводят одновременно по единому технологическому процессу.In addition, this fiber optic connector can be used in an optical-electrical connector, where electrodes for electrical lines are also soldered using glass-to-metal junction technology. Moreover, the soldering of the electrodes and tips of the light guides of the plug is carried out simultaneously according to a single technological process.
На предприятии был изготовлен опытный образец, который подтвердил работоспособность заявляемого устройства. Многоканальный оптоволоконный соединитель был применен для стыковки кабельных линий, соединяющих переборки глубоководного аппарата. Результаты испытаний подтвердили при простоте конструктивного исполнения обеспечение эксплуатационной надежности в условиях воздействия повышенного рабочего давления с сохранением надежности стыковки световодов.A prototype was made at the enterprise, which confirmed the operability of the proposed device. A multi-channel fiber optic connector was used to connect cable lines connecting the bulkheads of a deep-sea submersible. The test results confirmed, with the simplicity of the design, the provision of operational reliability under conditions of increased operating pressure while maintaining the reliability of fiber splicing.
Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:The presented information testifies to the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- заявляемый многоканальный оптоволоконный соединитель относится к разъемным соединителям оптических линий передачи информации;- the inventive multi-channel fiber optic connector refers to detachable connectors of optical information transmission lines;
- заявляемое устройство при использовании способно обеспечить эксплуатационную надежность в условиях воздействия повышенного рабочего давления с сохранением надежности стыковки световодов многоканального оптоволоконного соединителя при простоте конструктивного исполнения;- the claimed device, when used, is capable of ensuring operational reliability under conditions of increased operating pressure while maintaining the reliability of splicing of the optical fibers of a multi-channel fiber optic connector with a simple design;
- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.- for the claimed device in the form in which it is characterized in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known before the priority date is confirmed.
Следовательно, заявляемое устройство соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed device meets the condition of "industrial applicability".
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2799106C1 true RU2799106C1 (en) | 2023-07-04 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2128852C1 (en) * | 1993-04-08 | 1999-04-10 | Дзе Уитейкер Корпорейшн | Fiber-optical connection |
RU2210797C2 (en) * | 1995-06-29 | 2003-08-20 | Миннесота Майнинг энд Мэнюфекчуринг | Facility to join optical fibers |
US20070196053A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Anthony Kewitsch | Isolated Fiber Optic Union Adapters |
RU179459U1 (en) * | 2017-11-22 | 2018-05-15 | Закрытое акционерное общество "ЭЛСИ" | MULTI-CHANNEL ROTATING OPTICAL TRANSITION |
DE102019112876B3 (en) * | 2019-05-16 | 2020-08-27 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Fiber composite component, adapter unit, fiber optic sensor device and manufacturing process for this |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2128852C1 (en) * | 1993-04-08 | 1999-04-10 | Дзе Уитейкер Корпорейшн | Fiber-optical connection |
RU2210797C2 (en) * | 1995-06-29 | 2003-08-20 | Миннесота Майнинг энд Мэнюфекчуринг | Facility to join optical fibers |
US20070196053A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Anthony Kewitsch | Isolated Fiber Optic Union Adapters |
RU179459U1 (en) * | 2017-11-22 | 2018-05-15 | Закрытое акционерное общество "ЭЛСИ" | MULTI-CHANNEL ROTATING OPTICAL TRANSITION |
DE102019112876B3 (en) * | 2019-05-16 | 2020-08-27 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Fiber composite component, adapter unit, fiber optic sensor device and manufacturing process for this |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4684205A (en) | Fiber optic connector with compensating mechanism | |
CA1286900C (en) | Optical fiber connector and method for using same | |
EP0223608B1 (en) | Optical fiber connector | |
EP2283390B1 (en) | Hardened fiber optic connector with connector body joined to cylindrical cable by unitary housing | |
US4687288A (en) | Fiber optic connector with temperature compensating mechanism | |
US4158476A (en) | Single optical fiber connector | |
US20040247251A1 (en) | Fiber optic cable connectors for downhole applications | |
CA1247419A (en) | Optical fiber connector | |
CN1118191A (en) | Pull-proof, modular fiber optic connector system | |
JPH073494B2 (en) | Fiber optic connector | |
US4198122A (en) | Connector with self-centering elements for optical conductors | |
EP2592453B1 (en) | Floating fiber optic pin contact | |
US20160320566A1 (en) | Connector for collimated optical fiber | |
EP3370097A1 (en) | Connector with lateral and angular tolerance | |
RU2799106C1 (en) | Multichannel optical fibre connector | |
US5033808A (en) | Quick disconnect fiber optic feedthrough for well borehole usage | |
JPS6037527Y2 (en) | Optical fiber transmission line connector | |
EP2914994B1 (en) | Terminus assembly for terminating an optical cable | |
CA1141213A (en) | Fiber optic cable connector | |
RU2719771C1 (en) | Optoelectronic connector | |
CN110854635B (en) | Photoelectric separation connecting device | |
WO2019178936A1 (en) | Prefabricated optical cable assembly and prefabricated optical cable connector | |
CN116508210A (en) | Cable termination and termination method | |
KR102085172B1 (en) | field installable optical connector preventing optical fiber from bending | |
US9022667B2 (en) | Pin and socket terminus assemblies for terminating optical cables |