ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ С ОГНЕСТОЙКОЙ ПЛЕНКОЙ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 61/921763, поданной 30 декабря 2013, которая полностью включена в документ путем ссылки.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Аспекты настоящего раскрытия относятся в целом к кабелям, таким как волоконно-оптические кабели, которые могут держать и нести оптические волокна, а также другие компоненты кабеля.
[0003] Волоконно-оптические кабели, особенно таковые в сферах полномочий и применений со строгими пожарными нормативами (по огню и дыму), проектируются, чтобы минимизировать распространение огня, дыма, ядовитых газов и других опасностей, связанных с пожаром. Часто толстые оболочки из огнестойкого материала используются, чтобы блокировать попадание языков пламени к компонентам сердцевины (внутренней части) кабелей. Однако традиционные кабели обычно включают в себя компоненты, такие как нити полиэфирного связующего, и структуры, например, воздушные пустоты в сердцевине, что может содействовать распространению дыма и пламени. Существует потребность в волоконно-оптических кабелях, включая новые структуры кабелей и компоненты таковых, которые являются огнестойкими и/или снижают опасности, связанные с огнем.
СУЩНОСТЬ
[0004] Некоторые варианты осуществления относятся к волоконно-оптическому кабелю, который включает в себя элементы сердцевины, связующую пленку, окружающую элементы сердцевины, и оболочку, окружающую связующую пленку. Элементы сердцевины включают в себя оптическое волокно и трубку, окружающую оптическое волокно. Из документа WO 2013/130121 A1 (далее - «Публикация 121») известен кабель, имеющий плотные буферные элементы с множеством волокон, связанные в пучок внутри экструдированного тонкостенного защитного слоя и окруженные оболочкой. Однако, публикация «121» не раскрывает или не предполагает, что тонкослойная защитная оболочка является многослойной, имеет первую пленку экструдируемого полимера и вторую пленку экструдируемого полимера. Связующая пленка включает в себя материал основы и материал заполнителя. Материал основы преимущественно формируется из полимера. Материал заполнителя является огнестойким материалом и рассеянным в материале основы. Связующая пленка является связующим для элементов сердцевины, противодействующим снаружи поперечному прогибу одного или нескольких элементов сердцевины. Связующая пленка является тонкой, имеющей среднюю толщину по 10-метровой длине кабеля, которая меньше чем половина средней толщины оболочки по 10-метровой длине.
[0005] Другие варианты осуществления относятся к волоконно-оптическому кабелю, который включает в себя элементы сердцевины и многослойную структуру огнестойкой пленки, окружающую элементы сердцевины. Элементы сердцевины включают в себя оптическое волокно и трубку, окружающую оптическое волокно. Структура пленки включает в себя первую пленку и вторую пленку. И первая, и вторая пленки могут включать в себя экструдируемые полимеры, которые включают в себя материал основы и огнестойкий материал заполнителя. Кроме того, и первая, и вторая пленки могут иметь среднюю толщину по 10-метровой длине кабеля, которая меньше, чем 500 микрометров.
[0006] Еще другие варианты осуществления относятся к волоконно-оптическому кабелю, который включает в себя сердцевину кабеля, содержащего элементы сердцевины, пленку, окружающую элементы сердцевины, и оболочку, окружающую пленку. Элементы сердцевины держат оптическое волокно и образуют пустоты относительно друг друга. Пленка включает в себя базовый слой, содержащий полимер, и порошковые частицы, частично внедренные в базовый слой. Порошковые частицы внедряют так, что у порошковых частиц одна порция таковых погружена в базовый слой, проходящий частично через плоскость поверхности базового слоя, а другая порция таковых открыта, частично выступая из плоскости поверхности базового слоя. По меньшей мере, некоторые (например, по меньшей мере, 10% по весу (массе), по меньшей мере, 50% по весу) порошковые частицы расположены на внутренней поверхности базового слоя между базовым слоем и элементами сердцевины и простираются в пустоты. Оболочка содержит огнестойкий материал заполнителя.
[0007] Дополнительные признаки и преимущества изложены в Подробном описании, которое следует ниже, и отчасти будут легко очевидны специалистам в данной области техники из описания или признаны применением на практике вариантов осуществления, как описаны в письменном описании и формуле полезной модели, а также сопроводительных чертежей. Нужно понимать, что и предшествующее общее описание, и последующее Подробное описание полезной модели являются просто иллюстративными и предназначены представить общее представление или структуру для понимания характера и сущности формулы полезной модели.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Сопроводительные фигуры чертежей включены, чтобы обеспечить дополнительное понимание, и включаются в это описание и составляют его часть. Чертежи иллюстрируют один или несколько вариантов осуществления и вместе с Подробным описанием полезной модели служат для пояснения принципов и операций различных вариантов осуществления. По существу, раскрытие станет более полно понятым из последующего Подробного описания полезной модели, рассматриваемого вместе с сопроводительными фигурами чертежей, на которых:
[0009] Фиг.1 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля согласно примерному варианту осуществления.
[0010] Фиг.2 - схематичное представление волоконно-оптического кабеля согласно примерному варианту осуществления.
[0011] Фиг.3 - вид сбоку в поперечном разрезе многослойной структуры пленки согласно примерному варианту осуществления.
[0012] Фиг.4 - вид сбоку в поперечном разрезе присоединения порошковых частиц к пленке согласно примерному варианту осуществления.
[0013] Фиг.5 - цифровое изображение образца скрученных элементов, связанных вокруг центрального силового (упрочняющего) элемента, причем центральный силовой элемент выступает из его концов так, что образец выполнен с возможностью испытания на протягивание, чтобы измерить силу связи, согласно примерному варианту осуществления.
[0014] Фиг.6 - цифровое изображение образца по Фиг.5 в установке для испытания на протягивание, причем центральный силовой элемент закреплен в зажиме, и аппаратура испытания на растяжение выполнена с возможностью растягивать скрученные элементы в осевом направлении вверх относительно центрального несущего элемента для определения силы связи, согласно примерному варианту осуществления.
[0015] Фиг.7 - цифровое изображение сердцевины из скрученных элементов, связанных пленкой, согласно другому примерному варианту осуществления.
[0016] Фиг.8 - цифровое изображение сердцевины по Фиг.7 с пленкой, оторванной от конца сердцевины, чтобы освободить скрученные элементы и центральный силовой элемент.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
[0017] Прежде обращения к последующему Подробному описанию изобретения и фигурам чертежей, которые подробно иллюстрируют примерные варианты осуществления, следует понять, что настоящая технология по изобретению не ограничивается подробностями или методологией, изложенными в Подробном описании изобретения, или проиллюстрированными на иллюстрациях. Например, как поймут средние специалисты в данной области техники, признаки и характеристики, связанные с вариантами осуществления, показанными на одной из фигур или описанными в тексте, относящемся к одному из вариантов осуществления, могут также применяться к другим вариантам осуществления, показанным на другой из фигур, и/или описанным в другом месте в тексте.
[0018] С обращением на Фиг.1, кабель в форме волоконно-оптического кабеля 110 может быть кабелем для наружной установки с трубкой со свободной укладкой волокон, кабелем для внутренней установки с огнеупорными/стойкими характеристиками, кабелем для внутренней/наружной установки или другим типом кабеля, таким как соединительный кабель центра по обработке данных с микромодулями или гибридный волоконно-оптический кабель, включающий в себя проводящие элементы. Согласно примерному варианту осуществления, кабель 110 включает в себя сердцевину 112 (например, субблок, микромодуль), которая может быть расположена в центре кабеля 110 или в другом месте и может быть единственной жилой кабеля 110 или одной из нескольких жил. Согласно примерному варианту осуществления, сердцевина 112 кабеля 110 включает в себя элементы 114 сердцевины.
[0019] В некоторых вариантах осуществления элементы 114 сердцевины включают в себя трубку 116, такую как трубка-буфер, окружающая, по меньшей мере, одно оптическое волокно 118, плотный буфер, окружающий оптическое волокно, или другую трубку. Согласно примерному варианту осуществления, трубка 116 может содержать два, четыре, шесть, двенадцать, двадцать четыре или другие количества оптических волокон 118. В рассмотренных вариантах осуществления элементы 114 сердцевины дополнительно или альтернативно включают в себя трубку 116 в форме диэлектрического изолятора, окружающего проводящий провод или провода, как например, для гибридного кабеля.
[0020] В некоторых вариантах осуществления трубка 116 дополнительно включает в себя водоблокирующий элемент, такой как гель (например, смазочный материал, гель на нефтяной основе) или абсорбирующий полимер (например, частицы или порошок полимера-суперабсорбента). В некоторых таких вариантах осуществления трубка 116 включает в себя нить 120, несущую (например, с пропиткой) полимер-суперабсорбент, например, по меньшей мере, одну водоблокирующую нить 120, по меньшей мере, две такие нити, или, по меньшей мере, четыре такие нити на одну трубку 116. В других рассмотренных вариантах осуществления трубка 116 включает в себя полимер-суперабсорбент без отдельного носителя, например, когда полимер-суперабсорбент является свободным или прикрепленным к внутренним стенкам трубки. В некоторых таких вариантах осуществления частицы полимера-суперабсорбента частично внедрены в стенки трубки 116 (внутреннюю и/или наружную стенки трубки) или присоединены к ней клейким веществом. Например, частицы полимера-суперабсорбента могут быть пневматически распылены на стенки трубки 116 в ходе экструдирования трубки 116 и внедрены в трубку 116, тогда как трубка 116 является липкой, такой как благодаря процессам экструдирования.
[0021] Согласно примерному варианту осуществления, оптическое волокно 118 трубки 116 является стеклянным оптическим волокном, имеющим сердечник оптического волокна, окруженный оболочкой (показанной в виде окружности, окружающей точку на Фиг.1). Некоторые такие стеклянные оптические волокна могут также включать в себя одно или несколько полимерных покрытий. Оптические волокна 118 трубки 116 являются одномодовым оптическим волокном в некоторых вариантах осуществления, многомодовым оптическим волокном в других вариантах осуществления, многожильным оптическим волокном в еще других вариантах осуществления. Оптическое волокно 118 может быть стойким к изгибу (например, нечувствительным к изгибу оптическим волокном, таким как оптическое волокно CLEARCURVE™, изготавливаемое компанией Corning Incorporated of Corning, Нью-Йорк). Оптическое волокно 118 может быть с цветным покрытием и/или с плотным буфером. Оптическое волокно 118 может быть одним из нескольких оптических волокон, ориентированных и связанных в форме ленты волокон (ленточной).
[0022] Согласно примерному варианту осуществления, сердцевина 112 кабеля 110 включает в себя множество дополнительных элементов сердцевины (например, удлиненные элементы, простирающиеся продольно через кабель 110), в дополнение к трубке 116, как например, по меньшей мере, три дополнительных элемента сердцевины, по меньшей мере, пять дополнительных элементов сердцевины. Согласно примерному варианту осуществления, множество дополнительных элементов сердцевины включает в себя, по меньшей мере, одно из стержня 122 заполнителя и/или дополнительной трубки 116´. В других рассмотренных вариантах осуществления элементы 114 сердцевины могут также или альтернативно включать в себя прямые или скрученные проводящие провода (например, медные или алюминиевые провода) или другие элементы. В некоторых вариантах осуществления элементы сердцевины имеют все одинаковый размер и геометрию поперечного сечения (см. Фиг.1), например, все являющиеся круглыми и имеющими диаметры в пределах 10% от диаметра самого большого из элементов 114 сердцевины. В других вариантах осуществления элементы 114 сердцевины могут разниться по размеру и/или форме.
[0023] С обращением теперь к Фиг. 1-2, кабель 110 включает в себя пленку (например, мембрану, рукав), показанную в виде однослойной пленки 126 на Фиг.1 и в виде составной пленки 826 (например, структуры многослойной пленки) на Фиг.2, внешней к некоторым или всем элементам 114 сердцевины.
[0024] В некоторых вариантах осуществления пленка может использоваться в качестве связующего там, где трубка 116 и множество дополнительных элементов 116´, 122 сердцевины, по меньшей мере, частично несвободны (то есть, закреплены на месте) и прямо или косвенно связаны друг с другом пленкой 126. В некоторых вариантах осуществления пленка 126 непосредственно контактирует с элементами 114 сердцевины. Например, напряжение T в пленке 126 (см. также Фиг.2A) может поджимать элементы 114 сердцевины к центральному силовому элементу 124 и/или друг к другу. Нагружение пленки 126 может дополнительно увеличить межповерхностную нагрузку (например, трение) между элементами 114 сердцевины относительно друг друга и других компонентов кабеля 110, таким образом ограничивая свободу элементов 114 сердцевины. В рассмотренных вариантах осуществления пленка имеет один слой.
[0025] В некоторых вариантах осуществления однослойную пленку 126 формируют из полимера основы или подложки, такого как полиэтилен, полипропилен, и т.д., и огнестойкого материала заполнителя, смешанного в нем (например, огнестойкого, огнеупорного, огнезащитного, стойкого к пламени и т.д. материала). Примеры такого материала заполнителя включают в себя как гидроокись алюминия (ATH), гидроокись магния (MDH), хантит и гидромагнезит, гидраты, красный фосфор, соединения бора, такие как бораты, органогалогеновые соединения и органофосфорные соединения. Согласно примерному варианту осуществления, пленка 826 сформирована из двух или более слоев, которые могут включать в себя огнестойкие материалы. Слои пленки могут быть композиционно отличными друг от друга, как дополнительно обсуждено ниже.
[0026] Согласно примерному варианту осуществления, пленки 126, 826 включают в себя (например, сформированы из, сформированы преимущественно из, имеют некоторое количество) полимерный материал, такой как один или несколько слоев полиэтилена (например, полиэтилена малой плотности, полиэтилена средней плотности, высокоплотного полиэтилена), полипропилен, полиуретан или другие полиолефиновые материалы или другие полимеры, такие как полиамиды (например, нейлон). В некоторых вариантах осуществления отдельный слой(и) пленки 126 включает в себя полиэтилен, по меньшей мере, 30% по весу, по меньшей мере, 50% по весу, и/или, по меньшей мере, 70% по весу или другой такой из вышеупомянутых полимеров, и может дополнительно включать в себя стабилизаторы, инициаторы образования ядра, заполнители, огнестойкие добавки, армирующие элементы (например, штапелированное стекловолокно), и/или комбинации некоторых или всех таких дополнительных компонентов или другие компоненты.
[0027] Согласно примерному варианту осуществления, один или более слоев пленки 126, 826 сформированы из материала, имеющего модуль Юнга 3 гигапаскаля (ГПа) или менее, посредством этого обеспечивая относительно высокую эластичность или упругость пленкам 126, 826 так, что пленки 126, 826 могут соответствовать геометрии элементов 114 сердцевины и не искажать чрезмерно элементы 114 сердцевины, посредством этого снижая вероятность затухания для оптических волокон 118, соответствующих элементам 114 сердцевины. В других вариантах осуществления пленки 126, 826 включают в себя один или более слоев, сформированных из материала, имеющего модуль Юнга 5 ГПа или менее, 2 ГПа или менее, или другую упругость, которая, может не быть относительно высокой.
[0028] Согласно примерному варианту осуществления, пленки 126, 826 являются тонкими, такими как с отдельными слоями таковых, и/или двумя или более слоями таковых, и/или всеми пленками 126, имеющими толщину 0,5 мм или менее (например, по толщине приблизительно 20 мил или менее, где ʺмилʺ - 1/1000-ая дюйма). В некоторых таких вариантах осуществления пленки 126, 826 составляют 0,2 мм или менее (например, приблизительно 8 мил или менее), например, более чем 0,05 мм и/или менее чем 0,15 мм. В некоторых вариантах осуществления пленки 126, 826 находятся в диапазоне 0,4-6 мил по толщине, или другой толщины. В рассмотренных вариантах осуществления пленки 126, 826 могут быть по толщине более чем 0,5 мм и/или менее чем 1,0 мм. В некоторых случаях, например, пленка 126, 826,примерно, имеет толщину типичного мешка для мусора. Толщина пленок 126, 826 может быть менее чем одна десятая максимального размера в поперечном сечении соответственного кабеля, например, менее чем одна двадцатая, менее чем одна пятидесятая, менее чем одна сотая, тогда как в других вариантах осуществления пленки 126, 826 могут иметь иные размеры относительно поперечного сечения кабеля. В некоторых вариантах осуществления, при сравнении средних толщин в поперечном сечении, оболочка 134, как показано на Фиг.1, является более толстой, чем любая из пленок 126, 826, например, по меньшей мере, в два раза толще, чем любая из пленок 126, 826, по меньшей мере, в десять раз более толстой чем любая из пленок 126, 826, по меньшей мере, в двадцать раз более толстой чем любая из пленок 126, 826. В других рассмотренных вариантах осуществления кабель с пленками 126, 826 может не требовать и/или оболочку, такую как с 0,4 мм или менее скин-слоем из нейлона, экструдированного поверх 0,5 мм или менее внутреннего слоя пленки из полиэтилена.
[0029] Использование относительно тонких пленок 126, 826 и соответственно тонких слоев таковых позволяет быстрое охлаждение (например, порядка миллисекунд, как дополнительно описано относительно процесса 310, показанного на Фиг.4) пленок 126, 826 в ходе изготовления и, в некоторых вариантах осуществления, посредством этого позволяя пленке 126 быстро закрепить элементы 114 сердцевины на месте, как например, в конкретной конфигурации скрутки, содействуя изготовлению. После нанесения пленок 126, 826 технологический процесс может дополнительно включать в себя нанесение более толстой оболочки 134 на внешнюю часть пленок 126, 826, посредством этого повышая прочность и/или устойчивость к атмосферным воздействиям кабеля 110 (см. в целом Фиг.1). В других рассмотренных вариантах осуществления сердцевины 112, окруженные любой из пленок 126, 826, могут использоваться и/или продаваться в качестве готового изделия (см. в целом Фиг.2).
[0030] Все еще со ссылкой на Фиг.1, кабель 110 дополнительно включает в себя центральный силовой элемент 124, который может быть диэлектрическим защитным элементом, таким как армированный стекломатериалом составной стержень с оболочкой (покрытием) снаружи. В других вариантах осуществления центральный силовой элемент 124 может являться или включать в себя стальной стержень, скрученный стальной, работающие на растяжение нити или волокна (например, связанный в пучок арамид), или другие упрочняющие материалы. Как показано на Фиг.1, центральный силовой элемент 124 включает в себя центральный стержень 128 и сверху покрыт оболочкой из полимерного материала 130 (например, полиэтиленом с огнестойкой добавкой, поливинилхлоридом с огнестойкой добавкой, малодымным безгалогеновым полимером).
[0031] Согласно примерному варианту осуществления, порошковые частицы 132, такие как (1) полимер-суперабсорбент и/или другой порошоковый материал (например, тальк) или другой водоабсорбирующий компонент (например, водоблокирующая лента, водоблокирующая нить), (2) частицы огнестойкого материала, такие как огнестойкие материалы, раскрытые здесь, (3) порошки твердого смазочного материала, такого как тальк, графит, и т.д., и/или (4) частицы вспенивающегося материала, такого как материалы, содержащие, по меньшей мере, 10% гидроксида по весу, по меньшей мере, 30% гидроксида по весу, по меньшей мере, 50% гидроксида по весу, силикаты натрия, и/или графит, присоединены к наружной поверхности центрального силового элемента 124. Комбинации таких порошковых частиц могут использоваться вместе, например, вспенивающийся и огнестойкий порошковый материал. Кроме того, некоторые такие порошковые частицы могут служить многим синергическим целям, например, графит, использующийся, чтобы образовать твердый обуглившийся слой после подвергания огню, и также использующийся, чтобы управлять сцеплением (например, пониженным трением) между смежными поверхностями.
[0032] Согласно примерному варианту осуществления, вспенивающиеся частицы формируют из одного или более вспенивающихся материалов, которые расширяются и образуют обугленный материал после подвергания высокой температуре. Расширение вспенивающегося материала обеспечивает огнестойкость, блокируя воздушный поток через оболочку кабеля, как например, через пустоты, сформированные между компонентами в сердцевине. В различных вариантах осуществления вспенивающиеся частицы выполнены с возможностью расширяться в присутствии огня в объеме более чем в 500 раз их нерасширенного объема, и в других вариантах осуществления выполнен с возможностью расширяться в присутствии огня в объеме более чем в 1000 раз их нерасширенного объема. Кроме того, образование обугливания обеспечивает слой материала с характеристикой низкой теплопроводности. В различных вариантах осуществления, вспенивающиеся частицы могут включать в себя вспенивающиеся материалы, которые образуют легкое обугливание и/или включают в себя вспенивающиеся материалы, которые образуют твердое обугливание. В различных вариантах осуществления вспенивающийся материал частиц включает в себя один или несколько материалов Exolit, коммерчески доступных от компании Clariant, такие как материалы Exolit AP 765 (TP), вспенивающиеся порошковые материалы, производимые компанией CeaseFire, вспенивающиеся порошковые материалы, производимые компаниями Zhejiang Longyou Sihai Chemical Industry Co., Ltd., Qingdao Sungraf Chemical Industry Co., Ltd., Dalian CR Science Development Co., Ltd., Weifang Menjie Chemicals Co., Ltd., или другими изготовителями. По меньшей мере, некоторые из порошковых частиц 132 могут быть частично внедрены в верхнюю оболочку 130 и присоединены к таковой пневматическим распылением частиц 132 к оболочке 130, тогда как оболочка 130 находится в липком и/или размягченном состоянии. Порошковые частицы 132 могут повысить или иным образом воздействовать на сцепление между центральным силовым элементом 124 и элементами 114 сердцевины вокруг центрального силового элемента 124.
2
2
2
[0033] Согласно примерному варианту осуществления, порошковые частицы 132, 136 включают в себя частицы полимера-суперабсорбента (например, полиакрилата натрия, сополимера этилена и малеинового ангидрида, сополимера полиакриламида, сополимеров поливинилового спирта, сшитого полиэтиленоксида, сшитой карбоксиметилцеллюлозы, и крахмал-привитого сополимера полиакрилонитрила), и количество частиц полимера-суперабсорбента составляет менее чем 100 граммов на один квадратный метр площади поверхности (г/м) соответственного компонента, с которым порошковые частицы сцепляются (центральный силовой элемент 124 или пленка 126). В некоторых таких вариантах осуществления количество частиц полимера-суперабсорбента составляет между 20 и 60 г/м, как например, между 25 и 40 г/м. Согласно примерному варианту осуществления, количество полимера-суперабсорбента или других водоблокирующих элементов, используемых в кабеле, по меньшей мере, достаточно, чтобы препятствовать однометровой высоте гидростатического напора водопроводной воды в кабеле 110 однометровой длины, согласно испытаниям по промышленному стандарту на просачивание воды, которые могут соответствовать вышеупомянутым количествам, в зависимости от других характеристик соответственного кабеля 110, таких как пустотность между элементами 114 сердцевины.
[0034] Альтернативно или в дополнение к этому, частицы 132 могут присоединяться к верхней оболочке 130 клейким веществом. В некоторых вариантах осуществления центральный силовой элемент 124 включает в себя стержень 128 без оболочки сверху, и частицы 132 могут присоединяться к стержню 128. В рассмотренных вариантах осуществления силовой элемент, такой как армированный стекломатериалом стержень или покрытый сверху оболочкой стальной стержень, включает в себя частицы 132, присоединенные к его наружной поверхности, как раскрыто выше, причем силовой элемент, не являющийся центральным силовым элементом.
[0035] В некоторых вариантах осуществления элементы 114 сердцевины скручивают (то есть, обматывают) вокруг центрального силового элемента 124. Элементы 114 сердцевины могут быть скручены в повторяющейся обратно-колебательной схеме, такой как так называемая S-Z скрутка (см. в целом Фиг. 4-7), или другой схеме (например, спиральной). Пленка 126 может ограничить элементы 114 сердцевины в скрученной конфигурации, содействуя доступу к середине промежутка или к концу кабеля оптических волокон 118 (см. Фиг.8), и сгибу кабеля без снятия напряженного состояния элементов 114 сердцевины путем расширения наружу из места доступа или сгиба в сердцевине 112 кабеля 110.
[0036] В других рассмотренных вариантах осуществления элементы 114 сердцевины являются нескрученными. В некоторых таких вариантах осуществления элементы 114 сердцевины включают в себя микромодули или оптические волокна с плотным буфером, которые ориентированы в целом параллельно друг с другом в пленке 126. Например, жгутовые кабели и/или соединительные кабели могут включать в себя множество микромодулей, каждый включающий в себя оптические волокна и работающую на растяжение нить (например, арамид), где микромодули связаны вместе пленкой 126 (см. в целом Фиг.2). Арамид может находиться между пленкой 126 и оболочкой 134 и/или арамид может находиться внутри пленки 126, такой как окружающей скрученные субблоки (например, трубки-буферы, волокна с плотным буфером, микромодули). Некоторые такие кабели могут не включать в себя центральный силовой элемент. Некоторые варианты осуществления включают в себя множественные сердцевины или субблоки, каждые связанные пленкой 126 и заключенные в оболочку вместе в том же несущем/распределительном кабеле, тогда множественные сердцевины или субблоки могут быть связаны вместе еще одной пленкой. Для некоторых таких вариантов осуществления раскрытые здесь способы для быстрого охлаждения/отверждения в ходе экструзии и наведения радиального натяжения в пленке 126 для сцепления с центральным усилительным элементом 124 могут быть ненужными для изготовления. Характеристики кабеля 110 могут смешиваться и подгоняться в различных комбинациях, чтобы формировать другие кабели согласно раскрытию в документе.
[0037] С обращением снова на Фиг.1, в некоторых вариантах осуществления, пленка 126 кабеля 110 включает в себя порошковые частицы 136, каковое может использоваться, чтобы обеспечить водоблокирование, задержку огня, закупоривание зазоров (то есть, снижение так называемого ʺобразования тягиʺ), и/или чтобы управлять сцеплением (например, расцеплением) смежных поверхностей в кабеле 110. В некоторых вариантах осуществления порошковые частицы 132, 136 имеют средний максимальный размер в поперечном сечении 500 микрометров (мкм) или менее, например, 250 мкм или менее, 100 мкм или менее. Соответственно, частицы 132, 136, внедренные в пленку 126, могут быть больше чем подобные такие частицы, которые могут использоваться внутри трубок 116, импрегнированными в нити или внедренными во внутренние стенки трубок 116, как раскрыто выше, каковые могут иметь средний максимальный размер в поперечном сечении менее чем 75 мкм, чтобы ослаблять затухание из-за микроизгиба оптического волокна.
[0038] В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, некоторые из порошковых частиц 136 присоединяются прямо или косвенно к пленке 126 (например, прикрепляются связанными непосредственно к ней, приклеенными к ней, в контакте с ней), как например, присоединенные к поверхности пленки 126, присоединенные к внешней поверхности пленки 126, присоединенные к внешней поверхности пленки 126 и/или внутренней поверхности пленки 126. Согласно примерному варианту осуществления, по меньшей мере, некоторые из порошковых частиц 136 частично внедряются в пленку 126, например, проходя частично через окружающую плоскость поверхности пленки 126, частично выступая из поверхности пленки 126; или другими словами, имея часть таковых, погруженную в пленку 126, и другую часть таковых - открытую. С помощью вспенивающихся порошковых частиц 136, заполнение пустотности (между элементами) устраняет проходы через сердцевину кабеля, каковое может иначе позволять перегретому воздуху и/или дыму проходить через сердцевину. Заявители полагают, что когда вспенивающийся материал прилегает к и/или простирается из внутренней поверхности пленок 126, 826, вспенивающийся материал является менее ограниченным, чем подобный такой материал, который полностью внедрен в оболочку, и, следовательно, вспенивающийся материал более быстро и/или более полно устраняет проходы через сердцевину.
[0039] Порошковые частицы 136 могут прикрепляться к пленке 126 пневматическим распылением порошковых частиц на пленку 126, внутрь и вне связанного с этим экструзионного конуса (см. также Фиг.4), как дополнительно описано ниже. Пневматическое распыление может также содействовать быстрому охлаждению пленки 126. В другом варианте осуществления статическое электричество или другое средство может использоваться, чтобы заставить порошковые частицы 136 внедриться в пленку 126 или иначе соединиться с ней. В других вариантах осуществления клеи или другие средства прикрепления используются, чтобы присоединить порошковые частицы 136 к пленке 126. Использование пленки 126 в качестве носителя для частиц 136 может устранить необходимость водоблокирующей ленты, огнестойкой ленты или других компонентов между сердцевиной и компонентами кабеля вне сердцевины, а также устранить необходимость связующей нити, чтобы закреплять такие компоненты на месте. В еще других вариантах осуществления порошковые частицы могут присутствовать, но быть свободными и/или не присоединенными к пленке 126. В рассмотренных вариантах осуществления пленка 126 может быть покрыта сплошным водоблокирующим, огнестойким, маловязким и/или вспенивающимся материалом/слоем; и/или соответствующий кабель может включать в себя другие типы водоблокирующих, огнестойких, маловязких и/или вспенивающихся элементов или может не включать в себя такие элементы.
[0040] Согласно примерному варианту осуществления, по меньшей мере, некоторые из порошковых частиц 136 расположены на внутренней поверхности пленки 126 (см. Фиг.1) между пленкой 126 и элементами 114 сердцевины. В дополнение к блокированию воды, задержанию огня, устранению промежутков и т.д., такое размещение может ослаблять слипание между пленкой 126 и элементами 114 сердцевины в ходе изготовления кабеля 110, как например, если пленка 126 является липкой благодаря экструзии или другим способам изготовления, таким как лазерная сварка или термопластикация. Альтернативно или в сочетании с этим, в некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, некоторые из порошковых частиц 136 размещают на внешней поверхности пленки 126 (см. в целом Фиг.4).
[0041] Порошковые частицы 136, расположенные на внешней поверхности пленки 126, могут блокировать воду, замедлять огонь, управлять трением/сцеплением, блокировать пустотности между частицами и т.д. между пленкой 126 и компонентами кабеля, наружными к нему, такими как металлическая или диэлектрическая броня, еще одно кольцо скрученных элементов, микромодули вне сердцевины 112, или другими компонентами. Такая броня может быть гофрированной сталью или другим металлом и может также использоваться в качестве провода заземления, например, для гибридных волоконно-оптических кабелей, обладающих признаками, раскрытыми здесь. Использование пленки 126 вместо более толстого слоя позволяет более узкую конструкцию "легкой брони", где нет внутренней оболочки между броней и сердцевиной 112. Альтернативно, такая броня может быть диэлектриком, таким как формируют из твердого полимера (например, некоторых форм поливинилхлорида).
[0042] Согласно примерному варианту осуществления, разрывности внедренного материала в оболочке (см. в целом, позиции 142 по Фиг.1 относительно размещения таких характеристик), такие как узкие полоски совместно экструдированного полипропилена, внедренные в полиэтиленовую оболочку 134, могут обеспечить линию отрыва для содействия открытию оболочки 134. Альтернативно, разрывные нитки 142 (Фиг.1) внутри или прилегающие к оболочке 134 могут содействовать открытию оболочки 134. Порошковые частицы 136 могут дополнительно содействовать отрыву оболочки 134 от сердцевины 112 расцеплением поверхностей, смежных с порошковыми частицами 136. По существу, в зависимости от размещения порошковых частиц 136, частицы 136 могут содействовать отсоединению оболочки 134 от пленки 126, например, для кабеля 110, показанного на Фиг.1, где оболочка 134 и пленка 126 являются смежными (то есть, частицы 136 помещены между оболочкой 134 и пленкой 126), и/или может содействовать отсоединению пленки 126 от элементов 114 сердцевины (то есть, частицы 136 помещены между пленкой 126 и элементами 114 сердцевины).
[0043] В некоторых вариантах осуществления пленка 126 и оболочка 134 не являются окрашенными одинаково друг с другом. Например, они могут быть окрашены визуально различимыми цветами, имеющими разность в "значении" по шкале Менсела, по меньшей мере, в 3. Например, оболочка 134 может быть черной, тогда как пленка 126 может быть белой или желтой, но обе включают в себя (например, преимущественно состоят из, состоят, по меньшей мере, из 70% по весу) полиэтилен. В некоторых рассмотренных вариантах осуществления оболочка 134 является непрозрачной, например, окрашенной черным и/или включающей добавки, блокирующие ультрафиолетовый свет, такие как сажа; но пленка 126 является прозрачным и/или "естественно"-окрашенным полимером, без добавленного цвета, так что менее чем 95% видимого света отражается или поглощается пленкой 126.
[0044] Соответственно, по меньшей мере, в некоторых таких вариантах осуществления после открытия или отслаивания оболочки 134 от пленки 126 и сердцевины 112, трубка 116 и, по меньшей мере, некоторые из множества дополнительных элементов 114 сердцевины, по меньшей мере, являются частично видимыми через пленку 126, являясь при этом ограниченными, таким образом, пленкой 126, нераскрытой и неповрежденной, например, видимой после направления света от лампочки в 25 ватт белого цвета лучом в 20 градусов непосредственно на пленку 126 с расстояния одного метра или менее в иным образом не освещенном помещении. В рассмотренных вариантах осуществления сердцевина включает в себя ленту или нитку (например, полимерную разрывную нитку), ниже пленки 126 и видимую через пленку 126, которая может включать в себя знаки относительно содержания сердцевины 112 или конкретного места по длине кабеля 110.
[0045] Согласно примерному варианту осуществления, пленка 126 является сплошной по периметру вокруг сердцевины, образуя сплошной замкнутый контур (например, закрытую трубку), если смотреть с поперечного сечения, как показано на Фиг.1-2, а также сплошной продольно по длине кабеля 110, где длина кабеля 110 составляет, по меньшей мере, 10 метров (м), например, по меньшей мере, 100 м, по меньшей мере, 1000 м, и может храниться на большой бобине. В других рассмотренных вариантах осуществления кабель 110 имеет длину менее чем 10 м.
[0046] Что касается фигур Фиг.1-2, в некоторых вариантах осуществления, по периметру поперечного сечения пленок 126, 826, пленка 126, 826 принимает форму смежных элементов 114 сердцевины и простирается в целом по прямым или выпуклым траекториям поверх промежутков 144 между элементами 114 сердцевины, каковое в некоторых вариантах осуществления может приводить в целом к многоугольной форме пленки 126 со скругленными вершинами, где число сторон многоугольника соответствует числу смежных элементов 114 сердцевины. В некоторых вариантах осуществления пленка 826 образует дугу в зазорах 144, так что пленка 826 не проходит по касательной между смежными элементами 114 сердцевины, а вместо этого является волнистой между вогнутыми дугами 146 и выпуклыми дугами 148 по периметру скрученных элементов 114 и промежуточных зазоров 144. Вогнутые дуги 148 могут не быть идеальной дугой окружности, а вместо этого могут иметь средний радиус кривизны, который больше чем радиус одного или всех скрученных элементов 114 и/или центрального силового элемента 124. Другими словами, степень вогнутости вогнутых дуг 146 меньше, чем степень выпуклости выпуклых дуг 148. Заявители предполагают, что волнистость между вогнутыми дугами 146 и выпуклыми дугами 148 ограничивает скрученные элементы 114, противодействующим раскручиванию скрученных элементов 114 вокруг центрального силового элемента 124. Применение вакуума к внутренней части экструзионного конуса (см. пространство 316 на Фиг.4) может повысить скорость вытяжки экструдата и может содействовать формированию вогнутых дуг 146. Заявители дополнительно полагают, что волнистость и вогнутые дуги 146 повышают крутильную жесткость пленки 826.
[0047] Использование сплошных пленок 126, 826 может блокировать возможность проникновения воды к сердцевине 112 (например, пленка 126, 826 может быть водонепроницаемой, водостойкой). В других вариантах осуществления пленка 126 включает в себя микроотверстия или другие отверстия. В некоторых рассмотренных примерных вариантах осуществления пленки могут быть экструдированы по рисунку ячеистой сетки с перекрещивающимися канавками для полосок пленки, или в виде полоски(ок) пленки по спирали или обратной спирали, например, с помощью вращательных поперечных головок или многоканальных мундштуков. Либо сердцевина, либо поперечная головка могут вращаться, и сердцевина может вращаться со скоростью другой, чем поперечная головка, или наоборот. В других рассмотренных вариантах осуществления предварительно сформированная изогнутая или C-образная трубка может использоваться в качестве пленки 126, где сердцевина 112 связывается посредством этого.
[0048] Что касается Фиг.2, в некоторых вариантах осуществления пленка 826 находится в натяжении T вокруг сердцевины 112, где напряжение в окружном направлении распределяется относительно равномерно вокруг поперечного (то есть, поперечного сечения) периметра пленки 826, где пленка 826 перекрывает (например, контактирует прямо или косвенно) элементы сердцевины 112. По существу, пленка 826 противодействует поперечного прогибу наружу элементов 114 сердцевины относительно остальной части кабеля 110, например, направленному наружу усилию пружины кручения S-Z-скрученных элементов 114 сердцевины, продольному прогибу нескрученных элементов 114 сердцевины, таких как плоская стекловолоконная пряжа, или другому нагружению. По существу натяжение T в пленке 826 может повысить устойчивость и целостность кабеля, например, в сжатии кабеля 110. Другие пленки, раскрытые здесь, такие как пленка 126, могут быть подобными в натяжении. В других рассмотренных вариантах осуществления пленки 126, 826 могут находиться в натяжении, которое впоследствии смягчается, как например после подвергания нагреву; или могут не находиться в натяжении вовсе или в какой-либо момент времени.
[0049] В некоторых вариантах осуществления натяжение T пленки 826 имеет распределенное нагружение, по меньшей мере, в 5 Ньютонов (Н) на один метр (м) длины кабеля 110, которое может быть измерено путем измерения среднего диаметра неповрежденной пленки 826, окружающей элементы 114 сердцевины, затем открытия пленки 826, удаления элементов 114 сердцевины, допущения времени пленки 826 на стягивание в ненапряженное состояние (например, по меньшей мере, один день, в зависимости от материала) при постоянной температуре, затем измерения уменьшения пленки 826 в размере в ширину (то есть, по сравнению со средним периметром). Натяжение T является нагружением, требуемым для растяжения пленки 826 к исходной ширине.
[0050] Что касается Фиг.3, экструдер 210 (например, поперечная головка) включает в себя проток 212 для первого экструдируемого полимера 214 (например, полипропилена) и проток 216 для второго экструдируемого полимера 218. Подобные экструдеры могут иметь такие дополнительные протоки для третьего, четвертого, пятого и т.д., экструдируемых полимеров. На Фиг.3 первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 могут быть совместно экструдируемыми друг с другом, означая, что первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 имеют достаточно близкую точку плавления (например, в пределах 80°C, в пределах 50°C) и соответствующую вязкость, среди прочих параметров, что первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 являются совместимыми для совместной экструзии. В некоторых вариантах осуществления маршруты 212, 216 экструзии сходятся так, что первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 совместно экструдируются в экструдере 210.
[0051] В других вариантах осуществления первый и второй экструдируемые полимеры 214, 216 могут экструдироваться по отдельности, например, работающими совместно отдельными экструдерами в технологической линии или посредством множественных проходов через один и тот же экструдер. Согласно примерному варианту осуществления, первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 вытягивают на элементы 220 сердцевины кабеля, которые проходят через экструдер 210 и в конус 222 для экструзии первого и второго экструдируемых полимеров 214, 218. Элементы 220 сердцевины могут включать в себя оптические волокна и/или трубку или трубки, окружающее оптическое волокно, среди прочих элементов. В некоторых вариантах осуществления пленку 126 затем быстро охлаждают, например, в водяной ванне. В некоторых вариантах осуществления пленка может быть впоследствии ограничена последующей экструзией, как показано на Фиг.4 и пояснено ниже.
[0052] Все еще с обращением на Фиг. 2-3, соответствующий волоконно-оптический кабель, который включает в себя элементы 114, 124, 220 сердцевины и многослойную структуру огнестойкой пленки, показанную как пленка 126 на Фиг.3 (и Фиг.1) и пленка 826 на Фиг.2, где пленки 126, 826 окружают элементы 114, 124, 220 сердцевины. Элементы 114, 124, 220 сердцевины включают в себя оптическое волокно 118 и трубку 116, окружающую оптическое волокно 118 (см. Фиг.1). Структура пленок 126, 826 включает в себя первую и вторую пленки 810 и 813 на Фиг.2. И первая, и вторая пленки 810 и 813 могут включать в себя экструдированные полимеры, которые включают в себя материал основы и огнестойкий материал заполнителя. Кроме того, и первая, и вторая пленки 810 и 813 могут иметь среднюю толщину по 10-метровой длине кабеля, которая меньше, чем 500 микрометров. В других вариантах осуществления пленка 126 может быть лишь единственным слоем материала, как показано на Фиг.1.
[0053] Согласно примерному варианту осуществления, состав второй пленки отличается от состава первой пленки. Например, материал основы первой и второй пленок может отличаться. Материал основы одной пленки может быть преимущественно полиэтиленом, таким как пленка 810, и материал основы другой пленки может быть преимущественно поливинилхлоридом, таким как пленка 813, или другим материалом, таким как нейлон. В других вариантах осуществления состав второй пленки 813 отличается от состава первой пленки 810, но материал основы является тем же. В некоторых таких вариантах осуществления первая и вторая пленки имеют различные материалы заполнителя, например, одна пленка имеет огнестойкий материал заполнителя, как раскрыто здесь, и другая из пленок имеет вспенивающийся материал, как раскрыто здесь, в качестве материала заполнителя. В еще других вариантах осуществления состав второй пленки отличается от состава первой пленки, по меньшей мере, относительно концентрации огнестойкого материала заполнителя или другого материала заполнителя. В некоторых таких вариантах осуществления, различие в концентрации огнестойкого материала заполнителя в первой и второй пленках в среднем в 10-метровой длине кабеля является существенным, таким как, по меньшей мере, 10% по весу, по меньшей мере, 20% по весу, по меньшей мере, 30% по весу соответственной пленки. Такое количество может быть измерено путем усреднения, по меньшей мере, по 100 образцам пленки, например, посредством спектроскопии, взятой в четные интервалы по длине 10-метрового участка кабеля.
[0054] В некоторых вариантах осуществления первая и вторая пленки 810, 813 могут не связать друг с другом или хорошо связать друг с другом, например, с одной из пленок 810, 813, имеющих полярные материалы основы, и другой - имеющей неполярные материалы основы. В некоторых таких вариантах осуществления третий внутренний слой 812 (Фиг.2) может использоваться, чтобы связать первую и вторую пленки 810, 813 вместе. В других рассмотренных вариантах осуществления третий внутренний слой 812 может служить целям, отличным от связывания вместе первой и второй пленок 810, 813. Например, в некоторых таких вариантах осуществления, первая и вторая пленки 810, 813 закрепляют третий внутренний слой 812 на месте и вместе, где третий внутренний слой 812 не является достаточно когезионным («липким») без первой и второй пленок 810, 813. В некоторых таких вариантах осуществления третий внутренний слой 812 имеет особо высокую концентрацию огнестойкого и/или вспенивающегося материала относительно первой и второй пленок 810, 813. Например, третий внутренний слой 812 может состоять преимущественно из огнестойкого материала(ов), такого как огнестойкие материалы, раскрытые здесь, например, третий внутренний слой 812 имеет состав в более чем 50%, более чем 60%, более чем даже 80% такого огнестойкого материала(ов). В некоторых вариантах осуществления, в среднем на 10-метровой длине кабеля процентное отношение по весу состава слоя 812 между первой и второй пленками 810, 813, который является огнестойким материалом заполнителя, существенно больше (например, по меньшей мере, на 10% больше, по меньшей мере, на 20% больше, по меньшей мере, на 30% больше), чем процентное отношение по весу, которое является огнестойким материалом заполнителя, по меньшей мере, одной из первой и второй пленок 810, 813. Кроме того, в некоторых таких вариантах осуществления третий внутренний слой 812 является существенно более толстым, чем первая и вторая пленки 810, 813, где первая и вторая пленки 810, 813 могут иметь размеры других пленок, также раскрытых здесь, такие как, где третий внутренний слой 812, по меньшей мере, в два раза толще в среднем на 10-метровом участке соответственного кабеля, чем первая и/или вторая пленки 810, 813, например, по меньшей мере, в три, четыре или даже в пять раз толще таковой. В некоторых таких вариантах осуществления объединенная структура пленки 826 (Фиг.2) может служить и связующей пленкой для скрученных элементов 114, и в качестве оболочки соответственного кабеля. В других таких вариантах осуществления объединенная структура пленки 826, может даже не служить связующим. В других вариантах осуществления третий внутренний слой 812 является пленкой, и общая структура многослойной огнестойкой пленки 826 имеет среднюю толщину по 10-метровой длине, которая меньше, чем 500 микрометров.
[0055] Со ссылкой теперь на Фиг.4, пленка 126, показанная в виде экструзионного конуса 222, стягивающегося вокруг сердцевины 112 вдоль направления L технологической линии, где сердцевина 112 является конкретно сердцевиной скрученных элементов в противоположность более общим элементам 220 сердцевины по Фиг.3. Соответственно, экструзионный конус 222 может применяться в соединении с технологическим процессом или способом 310, который может включать в себя скручивание. В некоторых таких вариантах осуществления элементы 114 сердцевины (см. также Фиг. 1-2) (например, трубки-буферы, арамид, волокна с плотным буфером, микромодули) скручивают протяжением колебательно-движущегося наконечника 312 через поперечную головку и в пространство 316, окруженное экструзионным конусом 222 пленки 126.
[0056] В некоторых таких вариантах осуществления пленку 126 экструдируют вокруг элементов 114 сердцевины непосредственно после того, как элементы 114 сердцевины скручены вокруг центрального силового элемента 124, например, в пределах расстояния, по меньшей мере, в десять шагов свивки (например, в пределах шести шагов свивки) скрутки от замыкающей точки элементов 114 сердцевины, где элементы 114 сердцевины сходятся на заднем конце крутильной машины в схеме скрутки сердцевины 112. Непосредственная близость крутильной машины и экструдера по существу позволяет крутильной машине компенсировать проскальзывание и/или раскручивание между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124, например, из-за извлечения экструзионного конуса 222 (до сцепления между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124 пленкой 126 и/или гусеничным тяговым устройством 320 (caterpuller)).
[0057] Определением по промышленному стандарту шага свивки скручиваемых по спирали элементов (например, шаг свивки по спирали) является продольное расстояние вдоль кабеля (и вдоль центрального силового элемента, если имеется) за полный оборот скрученных элементов 114 вокруг продольной оси кабеля (например, длина через центр одной винтовой спирали). Определением промышленного стандарта для шага свивки обратно-колебательно скрученных элементов, таких как SZ скрученных элементов 114, является продольное расстояние между точками возврата скрутки, деленное на сумму числа оборотов скрученных элементов (например, оборотов центрального силового элемента) между точками возврата, каковое может включать в себя долю оборота; похожее на "средний" шаг свивки по спирали.
[0058] В пространстве 316 и вне конуса экструдата пленки 126, порошковые частицы 136 (см. Фиг.4), такие как частицы полимера-суперабсорбента (например, Cabloc GR-111), вспенивающиеся частицы, огнестойкие частицы, частицы твердой смазки и т.д. могут быть внедрены в пленку 126 пневматической подачей, например, являясь несомыми и осаждаемыми при посредстве вращающегося вихря турбулентного воздушного потока в камере 314 (Фиг.4) вне конуса для экструдата пленки 126 и/или являясь втягиваемыми в воздушный поток высокого давления соплом Вентури и несомыми посредством этого, пока не ускорятся и затем не будут выпущены из воздушного потока через обычное сопло во внутреннюю часть конуса экструдата пленки 126 или направлены к ней. Согласно такому варианту осуществления, кинетическая энергия порошковых частиц 136 заставляет их воздействовать на стенки литого конуса экструдата пленки 126. Сила удара и состояние экструдата (например, полиэтилена) заставляют частицы механически прилипать к пленке 126, но может не останавливать удлинение экструдата, разрешая экструдату продолжать вытяжку/сжатие до относительно тонкой пленки, которая может сформироваться плотно вокруг элементов 114 сердцевины.
[0059] Воздушные потоки, несущие порошковые частицы 136, могут синергически использоваться, чтобы ускорить охлаждение пленки 126, и могут еще дополнительно использоваться, чтобы придать форму или утоньшить пленку 126. Дополнительные потоки охлаждающей жидкости 318 (например, сухой воздух, если связанная поверхность(и) пленки 126 - с частицами полимера-суперабсорбента; тонкораспыленная вода или водяная ванна, если поверхности - без частиц полимера-суперабсорбента) могут использоваться, чтобы дополнительно ускорить охлаждение пленки 126 с тем, что пленка 126 достаточно охлаждается и отверждается, чтобы ограничить свободу элементов 114 сердцевины за доли секунды после скручивания элементов 114 сердцевины в некоторых вариантах осуществления. Кроме того, воздушные потоки, несущие порошковые частицы 136, могут координироваться на противоположных сторонах пленки, чтобы управлять приданием формы пленки 126 и/или предотвращать искажение пленки 126. Прилипание частиц 136 к пленке 126 может содействовать удержанию частиц 136 в ходе доступа к концу кабеля и середине пролета.
[0060] В некоторых вариантах осуществления пленка 126 является сплошной и водонепроницаемой, каковое может предотвращать абсорбирование порошковыми частицам 136 (например, частицами полимера-суперабсорбента) во внутренней части пленки 126 влаги или воды на внешней части пленки 126. Для препятствия осевому перемещению воды вдоль внешней части пленки 126 между пленкой 126 и дополнительными образующими кабель слоями, такими как металлическая броня, неметаллическая броня, дополнительные силовые элементы и/или дополнительные внешние оболочки поверх сердцевины кабеля, или по другим причинам; порошковые частицы 136 могут наноситься на внешнюю часть пленки 126, тогда как пленка 126 является все еще расплавленной и непосредственно до приема кабеля 110 гусеничным тяговым устройством 320 с анти-скручиванием. Гусеничное тяговое устройство 320 может быть особенно полезным для обратно-колебательных схем скрутки, таких как так называемые скрутки ʺSZʺ, поскольку гусеничное тяговое устройство 320 удерживает от движения и ограничивает обратный ход. Также, гусеничное тяговое устройство предпочтительно позиционировано в пределах расстояния, по меньшей мере, одного шага свивки скрутки от замыкающей точки элементов 114 сердцевины, где элементы 114 сердцевины сходятся на заднем конце крутильной машины в схеме скрутки сердцевины 112. Экструзионная головка 414 и конус экструдата (см. Фиг.4) расположены между крутильной машиной и гусеничным тяговым устройством 320.
[0061] Конкретно в крутильных конфигурациях элементов 114 сердцевины, которые включают в себя схемы обратно-колебательной намотки (например, S-Z скрутка), гусеничное тяговое устройство 320 с анти-скручиванием (anti-torsion) может использоваться, чтобы применять противодействующий крутящий момент к моменту, вызванному натяжением и вращением элементов 114 сердцевины. Ремни 322 гусеничного тягового устройства 320 с анти-скручиванием могут быть соединены вместе так, что ремни 322 регистрируют на средней линии кабеля 110, каковое разрешает автоматическую настройку расстояния между ремнями для различных диаметров кабеля. Согласно примерному варианту осуществления, гусеничное тяговое устройство 320 расположено в пределах 100 мм от точки выпуска колебательно-движущегося наконечника 312 или замыкающей точки элементов 114 сердцевины, где элементы 114 сердцевины сходятся, например, чтобы контактировать друг с другом и/или центральным силовым элементом (см., например, центральный силовой элемент 124, как показано на Фиг.1). Непосредственная близость гусеничного тягового устройства 320 и замыкающей точки элементов 114 сердцевины препятствуют раскручиванию элементов 114 сердцевины, когда направление скрутки меняется на обратное. Гусеничное тяговое устройство 320 также изолирует натяжение отдельных элементов 114 сердцевины на его входящей стороне, снижая вероятность искажения требуемых геометрий пленки, если формируют сердцевину 112 (см. также Фиг. 1-2). Кроме того, гусеничное тяговое устройство 320 позволяет пленке 126 охлаждаться быстро, пока не под нагрузкой от сил отпущенной пружины скрученных элементов 114 (которые ограничены вместо этого ремнями гусеничного тягового устройство 320). По существу, пленка 126 способна охлаждать и стягивать до степени, которая прикладывает нагрузку к скрученным элементам 114, которая прижимает элементы 114 к центральному силовому элементу 124, обеспечивая сцепление между ними. Без гусеничного тягового устройства 320 и/или охлаждения пневматическим воздушным потоком 318 пленка 126 может быть внешне нагружена отпусканием сил сжатия пружины в скрученных элементах 114 при охлаждении (то есть, пленка затвердевает тогда как внешне растянута), так что результирующая охлажденная пленка 126 может не обеспечивать достаточную силу связи между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124, чтобы предотвратить образование ʺкорзинообразной деформацииʺ, приводящей к выпучиванию в готовом кабеле в точках возврата скрученных элементов 114. Когда сердцевина присутствует в(?) гусеничном тяговом устройстве 320, раскручивание элементов 114 сердцевины ограничено отвержденной пленкой 126 в таких вариантах осуществления. В некоторых рассмотренных вариантах осуществления гусеничное тяговое устройство 320 может дополнительно использоваться, чтобы охлаждать (например, включает в себя охлажденные ремни), и/или может включать в себя серию профилированных роликов, например, имеющих канавку, вдоль которой сердцевину 112 ограничивают.
[0062] Согласно примерному варианту осуществления, пленка 126 поддерживает целостность сердцевины 112 в ходе последующих этапов обработки, которые могут включать в себя плотные сгибы кабеля 110 и/или нанесения дополнительных компонентов кабеля. В некоторых вариантах осуществления пленка 126 имеет дополнительную полезную функцию удаления инициацией надрыва, например, с помощью разрывных ниток 142, расположенных ниже пленки 126 (см. разрывные нитки 142 выше и ниже пленки 126, как показано на Фиг.1). Пленка 126 распределяет нагрузку от таких разрывных ниток 142 по более большой площади элементов 114 сердцевины (по сравнению с разрывными нитками ниже связующих нитей), каковое снижает давление на элементы 114 сердцевины в течение отрыва.
[0063] Все еще со ссылкой на Фиг.4, способ 310 изготовления волоконно-оптического кабеля 110 включает в себя этапы скручивания элементов 114 сердцевины вокруг центрального силового элемента 124, формирование пленки 126, чтобы окружить элементы 114 сердцевины и, по меньшей мере, частично закрепить элементы 114 сердцевины, ограничивая свободу сердцевины 112 тогда как пленка 126 затвердевает и стягивается и/или экструзии оболочки 134 кабеля 110, чтобы окружить пленку 126. Оболочка 134 может быть более толстой, чем пленка 126. Альтернативно, оболочка 134 может быть сформирована в форме дополнительных слоев пленки 826, например, на одном слое 813 в дополнение к базовому слою 810 (например, слою связующего), например, по меньшей мере, двух дополнительных слоев 812, 813, по меньшей мере, трех дополнительных слоев; где в некоторых таких вариантах осуществления все слои 810, 812, 813 имеют одинаковую толщину и/или все являются относительно тонкими, такими как менее чем 500 микрон каждый, менее чем 300 микрон каждый, и/или даже менее чем 250 микрон каждый в средней толщине на один слой по 10-метровой длине кабеля 110 и в пределах ±50 микрон по толщине друг друга.
[0064] Согласно примерному варианту осуществления, элементы 114 сердцевины включают в себя трубку 116, окружающую, по меньшей мере, одно оптическое волокно 118, и множество дополнительных элементов 114 сердцевины, таких как, по меньшей мере, одно из стержня 112 заполнителя и дополнительной трубки 116´. В некоторых таких вариантах осуществления пленка 126, 826 включает в себя (например, содержит, состоит по существу из, состоит из) один или несколько слоев материала, имеющего модуль Юнга 3 гигапаскаля (ГПа) или менее. В некоторых таких вариантах осуществления способ 310 дополнительно включает в себя этапы формирования пленок 126, 826 так, что пленка 126 имеет толщину 0,5 мм или менее, и активного охлаждения пленок 126, 826. Поскольку пленка 126, 826 охлаждается, например, охлаждающим потоком воздуха, и сердцевина 112 может удерживаться гусеничным тяговым устройством 320, пленка 126, 826 стягивается вокруг элементов 114 сердцевины, чтобы ограничить элементы 114 сердцевины так, что элементы 114 сердцевины могут быть сцеплены с центральным силовым элементом 124 под натяжением T пленок 126, 826 и так, что сила сцепления (например, сила трения покоя) между элементами 114 сердцевины и центральным силовым элементом 124 ограничивает осевое и/или направленное наружу перемещение элементов 114 сердцевины от центрального силового элемента 124. В некоторых таких вариантах осуществления способ 310 дополнительно включает в себя движение порошковых частиц 132, 136 и направление порошковых частиц 132, 136 к пленке 126, 826 и/или центральному силовому элементу 124, тогда как пленка 126, 826 и/или верхняя оболочка 130 являются, по меньшей мере, частично жидкими (например, липкими). По меньшей мере, некоторые из порошковых частиц 132, 136 являются частично внедренными в один или более слоев (например, внешние слои) пленок 126, 826 и/или верхнюю оболочку 130 после охлаждения.
[0065] Такой технологический процесс 310 может устранить необходимость некоторых или всех связующих нитей и водоблокирующей ленты, огнестойких лент и других компонентов, и заменить такие компоненты непрерывно-экструдируемой пленкой 126, которая может иметь частицы 136, внедренные во внутреннюю поверхность пленки 126, и/или на внешней поверхности пленки 126. Кроме того, пленка 126 может ограничить обратный ход скрученных элементов 114 сердцевины в радиальном направлении. Разрывные нитки 142, разрывности 140 материала, или другие функции доступа могут быть объединены с кабелем 110, например, располагаемыми вовне, внутри или ниже пленки 126 для либо армированного, либо канализированного типа кабеля (см. в целом Фиг.1).
[0066] С обращением снова на Фиг.4, элементы 114 сердцевины, в форме трубок 116, содержащих оптические волокна 118, направляются через экструзионную поперечную головку и рабочий конец крутильным (колебательным) наконечником 312 в некоторых вариантах осуществления. Экструдированная пленка 126 наносится на сердцевину 112 непосредственно после того, как сердцевина 112 сформирована колебательным движением наконечника 312. Вращение скрученной сердцевины 112 и центрального силового элемента 124 ограничено гусеничным тяговым устройством 320 с антискручиванием. Кроме того, гусеничное тяговое устройство 320 с антискручиванием может использоваться, чтобы препятствовать раскручиванию в ходе изменения на обратное направления колебания, позволяя пленке 126 быстро охлаждаться и стягиваться, чтобы нагрузить скрученные элементы 114 к центральному силовому элементу 124 таким образом, что между ними имеется контакт прилипания (например, статическое трение), который ограничивает осевое перемещение скрученных элементов 114.
[0067] Пленка 126 может наноситься без порошковых частиц. В некоторых вариантах осуществления кабель 110 может изготавливаться с внутренним применением порошковых частиц 136, но без внешнего применения таковых. Остаточные порошковые частицы могут проходить через пустоты между элементами 114 сердцевины к центральному силовому элементу 124, где порошковые частицы могут захватываться трубками 116 и другими внутренними поверхностями сердцевины 112. На Фиг.4 порошковые частицы 136 применяются к внутренней части и внешней части конуса экструдата пленки 126. В некоторых вариантах осуществления порошковые частицы 136 наносятся только на внешнюю часть конуса экструдата пленки 126.
[0068] Использование пленок 126, 826, как раскрыто здесь, может позволить изготовление непрерывного или почти непрерывного кабеля 110, может устранить углубления для связующих нитей на элементах 114 сердцевины, может удалить связывание кабеля как ограничение скорости изготовления, может разрешить, чтобы скрутка была по скорости согласованной с формированием оболочки, может способствовать упрочнению оболочки 134, может заменить водоблокирующую ленту и другие компоненты, может устранить связанное с этим ведение перечня лент и подмножества перечня лент по ширине, может позволить доступ посредством разрывной нитки 142 к элементам 114 сердцевины (где связующие нити обычно не могут быть разрезаны разрывной ниткой, как обсуждено), может обеспечить значительную экономию материалов и/или может позволять удаление водоблокирующей нити, обернутой вокруг центрального силового элемента в некоторых обычных кабелях.
[0069] В альтернативных рассмотренных вариантах осуществления раскрытых выше кабелей 110 и технологических процессов 310 и оборудования, натяжной барабан может использоваться вместо гусеничного тягового устройства 320. В некоторых вариантах осуществления порошковый материал 136 может не наноситься на внешнюю часть пленки 126, и/или может использоваться водяная ванна, чтобы повысить скорость охлаждения. Кроме того, гусеничное тяговое устройство 320 или, по меньшей мере, часть такового можно погрузить в водяную ванну. В некоторых вариантах осуществления порошковый материал 136 может не наноситься на внутреннюю поверхность пленки 126 или на либо внутреннюю, либо на внешнюю поверхности пленки 126. Термопластичные пластмассы и/или материалы, такие как огнестойкие материалы, отличные от полиэтилена, могут использоваться для формирования пленки 126. Пленка 126 может быть различных цветов и может иметь ультрафиолетовые (UV) стабилизаторы, что дает возможность использования пленки 126 в качестве наружной стороны готового уличного изделия. На пленке 126 можно печатать. Пленка 126 может включать в себя средства 140 отрыва, такие как раскрытые здесь относительно оболочки 134. В некоторых вариантах осуществления пленка 126 может охватывать широкую номенклатуру различных типов скрученных компонентов кабеля, таких как S-Z скрученные волокна с плотным буфером, стержни заполнителей, стекловолоконные нити, арамидную пряжу и другие компоненты.
[0070] Два потенциально возможных материала основы для пленки 126 включают в себя высокой плотности полиэтилен и полипропилен. "Точка плавления" полипропилена является более близкой к (например, в пределах 50°C; в пределах 30°C) температуре обработки/экструзии (например, примерно 200-230°C ±20°C) процессов экструзии, раскрытых здесь, каковое является полезным для быстрого отверждения пленки 126 (то есть, меньшее изменение температуры требуется, чтобы добиться отверждения после экструзии), так что пленка 126 стягивается, тогда как скрученные элементы 114 закреплены гусеничным тяговым устройством 320 с тем, что пленка 126 нагружает скрученные элементы 114 в прижатии к центральному силовому элементу 124, обеспечивая силу связи между ними.
[0071] Согласно примерному варианту осуществления, материалы слоев пленок 126, 826 могут выбираться так, что температура плавления материала меньше (например, по меньшей мере, 30°C меньше, по меньшей мере, 50°C меньше), чем температура экструзии (например, приблизительно 200-230°C ±20°C) оболочки 134 (см. Фиг.1), которая впоследствии экструдируется поверх пленок 126, 826. В некоторых таких вариантах осуществления внешний слой 126, 826 вплавляется или вмешивается в оболочку 134. В других вариантах осуществления пленка 126 поддерживает отделение от оболочки 134 промежуточным материалом, таким как частицы полимера-суперабсорбента или несовместимые материалы. Заявители предполагают, что причина, по которой скрученные элементы 114 могут не перемещаться в осевом направлении или внешне в ходе экструзии оболочки 126 при расплавлении или размягчении пленки 126, состоит в том что, ко времени последующей экструзии оболочки 126 (например, по меньшей мере, через 2 секунды после скручивания и нанесения пленки 126, по меньшей мере, 5 секунд, по меньшей мере, 10 минут), скрученные элементы 114 достаточно соответствуют геометрии схемы скрутки благодаря снятию напряжений материалов скрученных элементов 114, снижению сил сжатия пружины, которые первоначально несут скрученные элементы 114 после скрутки; и заявители предполагают, что оболочка 134 положительно способствует радиальному натяжению, приложенному пленкой 126, чтобы ограничить свободу и нагрузить элементы 114 сердцевины по нормали к центральному силовому элементу 124.
[0072] Кроме того, Заявители установили, что нанесение пленки 126 при температурах экструзии выше температуры плавления скрученных элементов 114 (например, по меньшей мере, выше 30°C, по меньшей мере, выше 50°C) не расплавляет или существенно не деформирует скрученные элементы 114. По существу, пленка 126 может включать в себя одинаковые или сходно плавящиеся полимеры в качестве трубок 116 буфера, 116´, скрученных в сердцевине 112, например, полипропилен. Кроме того, Заявители установили, что очень незначительное слипание или отсутствие слипания между пленкой 126 и трубками 116, 116´ буфера, скрученными в сердцевине 112, предположительно вследствие способов быстрого охлаждения, раскрытых здесь, таких как активное направление потока охлаждающего воздуха, гусеничное тяговое устройство 320 в водяной ванне, тонкий слой пленки, материал пленки, выбранный для температур отверждения/кристаллизации пленки 126, близких к температуре экструзии, и/или других способов. В некоторых вариантах осуществления, один или большее количество слоев включают в себя и/или преимущественно состоят из (более чем 50% по весу) материалов повышенной прочности (EA), таких как полиэстер.
[0073] Заявители предполагают, что эффективность материала для пленки 126 может иметь отношение к температуре кристаллизации, при которой кристаллы начинают расти, и, следовательно, механические свойства (материала) начинают создаваться. Понимание Заявителей состоит в том, что температура кристаллизации составляет приблизительно 140°C для полипропилена с зародышами кристаллизации, тогда как температура кристаллизации имеет более низкую температуру для полиэтилена высокой плотности, такую как менее чем 125°C. Заявители предполагают, что материалы, которые кристаллизуются при более высоких температурах, будут фиксировать быстрее для применений пленки 126, как раскрыто здесь (то есть, такие материалы прикладывают более большую радиальную силу к сердцевине 112 ранее).
[0074] В рассмотренных вариантах осуществления один слой пленки 826 (например, материал основы - полипропилен) вытягивается быстрее, чем другой, и вытягивает или сжимает другой вблизи элементов сердцевины. В некоторых вариантах осуществления, второй может быть менее дорогим материалом (например, материал основы - полиэтилен), но с достаточной прочностью, однажды отвержденный, чтобы ограничить свободу нижележащих элементов. Другие слои можно вытягивать и кристаллизовать с еще другими скоростями, например, нейлоновые, и можно обеспечить другие преимущества для пленки 826, такие как слой, который блокирует проникновение грызунов или термитов через пленку 826.
[0075] Кроме того, понимание Заявителей, что в некоторой степени, вытягивание материалов основы продолжается до тех пор, пока не будет достигнута температура стеклования. В случае полипропилена температура стеклования может достигаться примерно при -10°C и для полиэтилена - при -70°C (но может доходить до -30°C). Соответственно, такие низкие температуры, вероятно, не будут достигаться при обработке/изготовлении, поэтому слои пленки 826 могут продолжать активно сокращать последующую обработку (пока не будут достигнуты температуры стеклования), каковое может дополнительно повысить сцепление между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124. Для других возможных материалов слоев пленки 826, таких как полибутилен терефталат, с температурой стеклования приблизительно в 50°C, нормальная сила, приложенная к скрученным элементам, может быть меньше, поскольку пленка 826 может приостановить активное стягивание или тенденцию стягиваться. По существу объединение слоя материала с более высокой температурой стеклования с материалом, имеющим более низкую температуру стеклования, может обеспечить преимущество сокращения последующей обработки для материала с более высокой температурой стеклования.
[0076] Кроме того, заявители установили, что более большая прочность полипропилена относительно полиэтилена позволяет, что пленка 126 будет более тонкой для полипропиленовой пленки 126, чтобы обеспечить такой же величины силу связи между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124 для чисто полиэтиленовой пленки. Например, было установлено, что 0,15-миллиметровый полиэтиленовый слой имеет радиальную силу 70 Н, тогда как 0,15-миллиметровый полипропиленовый слой имеет радиальную силу 85 Н. Соответственно, прочность полипропиленового слоя может дополнять полиэтиленовый слой, но полиэтиленовый слой может обеспечить преимущество, не обеспечиваемое полипропиленом, такое как когезионная связь полиэтилена с полиэтиленовой оболочкой.
[0077] В некоторых вариантах осуществления пленка 126 сформирована из первого материала основы, и оболочка 134 сформирована из второго материала основы. Второй материал основы оболочки 134 может быть смешанным составом полимеров в противоположность составу из отдельных слоев, где второй материал основы является смешанным составом, который может включать в себя, например, преимущественно включать (> 50% по весу), первый полимер, такой как полиэтилен или поливинилхлорид; и первый материал пленки 126 может также быть смешанным составом полимеров, и включать в себя, например, преимущественно включать в себя второй полимер, такой как полипропилен. В некоторых вариантах осуществления первый материал дополнительно включает в себя первый полимер (например, по меньшей мере, 2% по весу первого материала, по меньшей мере, 5% по весу, по меньшей мере, 10% по весу, и/или менее чем 50% по весу, например, менее чем 30% по весу). Включение первого полимера в первый материал пленки 126 в дополнение к преимущественному включению второго полимера в смешанный состав первого материала может содействовать связыванию между первым и вторым материалами, так что пленку 126 может сцепляться с оболочкой 134 и автоматически удаляться из сердцевины 112, когда оболочку 134 удаляют из сердцевины 112, например, в середине места доступа. Подобным образом в других вариантах осуществления один или несколько слоев пленки 126, например, наиболее удаленный от центра слой(и), как показано на Фиг.1-2, могут быть смешанными составами, разработанными для когезионного соединения с оболочкой и/или нижележащими компонентами, такими как трубки-буферы, путем включения общих полимеров оболочки и/или нижележащих компонентов.
[0078] Фигуры Фиг. 5-6 показывают образец 510 сердцевины 512 из скрученных элементов 114 внутри пленки 126, который выполнен с возможностью испытания на протягивание, чтобы определять силу связи между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124. Как показано на Фиг.5, центральный силовой элемент 124 простирается из скрученных элементов 114 на расстояние приблизительно 50 мм. Как показано на Фиг.6, выдвинутая порция центрального силового элемента 124 удерживается с закреплением зажимом 514. Пластина 516 с отверстием, достаточно широким только для центрального силового элемента, присоединена к устройству 518 испытания на растяжение с тем, что устройство 518 поднимает пластину 516, и пластина 516 толкает скрученные элементы 114 вдоль центрального силового элемента 124. Заявители установили, что пленка 126, как раскрыто здесь, приводит к тому, что (результирующая) сила трения покоя между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124 составляет, по меньшей мере, 10 Н для 100-миллиметровой длины скрученных элементов, например, по меньшей мере, 15 Н.
[0079] Посредством испытания на протягивание, Заявители установили, что (абсолютная) величина силы трения покоя связана с толщиной и составом пленки 126. Для пленки 126, имеющей полипропиленовый слой, по меньшей мере, в 0,02 мм, но меньше чем 0,04 мм в средней толщине стенок, сила трения покоя для 100-миллиметрового участка скрученных элементов 114 (без оболочки) составляет, по меньшей мере, 10 Н, например, приблизительно 12,4 Н, и/или средняя сила трения покоя для 200-миллиметрового участка скрученных элементов 114 составляет, по меньшей мере, 20 Н, например, приблизительно 23,1 Н. Соответственно, для такой пленки 126, схема обратно-колебательной скрутки должна быть такой, что для 100-миллиметрового участка результирующая сила сжатия пружины скрученных элементов 114 составляет приблизительно 10 Н или менее, чтобы препятствовать осевому перемещению скрученных элементов 114 и образования ʺкорзинообразной деформацииʺ в ходе изготовления. Заявители также установили, что для пленки 126, по меньшей мере, в 0,08 мм, но менее чем 0,15 мм в средней толщине стенок, средняя сила трения покоя для 100-миллиметрового участка скрученных элементов составляет, по меньшей мере, 20 Н, например, по меньшей мере, 30 Н, и/или средняя сила трения покоя для 200-миллиметрового участка скрученных элементов составляет, по меньшей мере, 40 Н, например, по меньшей мере, 50 Н. Некоторое испытание включало скрученные элементы, связанные и пленкой 126, и связующими нитками, чтобы определить вклад пленки 126.
[0080] Что касается фигур Фиг.7-8, скрученная сердцевина 712 кабеля 710 включает в себя пленку 716, которая ограничивает скрученные элементы 718 с наличием обращения 714. В некоторых вариантах осуществления сердцевина 712 может быть вмещена внутри оболочки (см. Фиг.8). Как показано на Фиг.8, пленка 716 является тонким полимерным материалом (например, полипропиленом, полиэтиленом), который можно разорвать и отогнуть вручную, чтобы обеспечить доступ к скрученным элементам 718 и центральному силовому элементу 720. Сразу после освобождения от пленки 716, скрученные элементы 718 возможно отсоединить от центрального силового элемента 720, как показано на Фиг.8. Оптические волокна 722 простираются от конца одного из скрученных элементов 718, который является трубкой-буфером 724, включающей полипропилен. Другие скрученные элементы 718 на Фиг.13 являются "фиктивными" трубками или стержнями твердого полимера, которые заполняют позиции в скрутке.
[0081] Как упомянуто выше, материал пленки 716 может быть выбран так, что пленка 716 будет, по меньшей мере, частично прозрачной, как показано на Фиг. 7-8. Для некоторых вариантов осуществления оболочка может быть оттянута или иначе удалена при неповрежденной пленке 716. Позицию точки обращения в скрутке можно легко определить через такую пленку 716, к которой можно затем осуществлять доступ, как показано на Фиг.7.
[0082] Со ссылкой еще раз на Фиг.1, трубки-буферы 116, раскрытые здесь, могут включать в себя материалы основы, такие как полипропилен, поливинилхлорид, поликарбонат, полибутилен терефталат и/или другие полимеры. Заполнители, добавки и другие компоненты могут быть добавлены к полимерам. В некоторых вариантах осуществления, в дополнение к оптическим волокнам 118, трубки-буферы 116 заполняют заливочной массой, такой как смазочный материал или гель на нефтяной основе. Заливочная масса блокирует от воды трубки-буферы 116 и обеспечивают сцепление между оптическим волокном и буферными трубками 116. В других вариантах осуществления трубки-буферы 116 являются "сухими" и без заливочной массы, как обсуждено выше. В таких вариантах осуществления трубки-буферы 116 могут блокироваться от воды набухающим в воде порошком, таким как полимер-суперабсорбент, который может быть импрегнирован в пряже, простирающейся через полость для трубок 116 буфера, и/или порошковый материал может быть механически присоединен к внутренней части трубки-буферы 116, как обсуждено выше.
[0083] Согласно примерному варианту осуществления, трубки-буферы 116 имеют внешний диаметр, который составляет 3 миллиметра или менее, например, 2,5 миллиметра или менее, или даже 2 миллиметра или менее. Трубки-буферы 116 могут иметь среднюю толщину стенок, по меньшей мере, 100 микрометров, например, по меньшей мере, 200 микрометров, и/или менее чем миллиметр. Если число оптических волокон 118 увеличивается для того же размера трубки-буфера 116, свобода оптических волокон в ней для сгиба и превышения длины оптических волокон, уменьшается. Каждая трубка-буфер 116 может включать в себя, по меньшей мере, одно оптическое волокно 118, например, по меньшей мере, четыре оптических волокна, например, по меньшей мере, двенадцать оптических волокон. Фиктивные стержни могут заменять одну или несколько трубок-буферов 116, как обсуждено выше.
[0084] Согласно примерному варианту осуществления, оптическое волокно 118 включают в себя стеклянную сердцевину, непосредственно окруженную стеклянной оболочкой, которая непосредственно окружена одним или несколькими слоями полимерного покрытия, такого как более мягкий, изолирующий напряжение слой из акрилата, непосредственно окруженный более твердой оболочкой из акрилата. Согласно примерному варианту осуществления, оптические волокна являются отдельными, дискретными оптическими волокнами в противоположность оптическим волокнам волоконно-оптической ленты. В других вариантах осуществления включены (плоские) ленты и/или пачки лент. Оптические волокна могут быть одномодовыми оптическими волокнами, многомодовыми оптическими волокнами, многожильными оптическими волокнами, пластиковыми оптическими волокнами, оптическими волокнами, имеющими однородную оболочку, и/или других типов.
[0085] Оптическое волокно 118 может быть стойкими к изгибу оптическими волокнами, имеющими оболочку, которая включает в себя кольцевые слои отличающихся показателей преломления или другие типы стойких к изгибу оптических волокон. Примером нечувствительного к изгибу, или стойкого к изгибу оптического волокна является многомодовое волокно ClearCurve, коммерчески доступное от компании Corning Incorporated of Corning, Нью-Йорк. В некоторых таких вариантах осуществления, при сгибе в катушку, имеющую один виток диаметром приблизительно 200 миллиметров, оптические волокна имеют изменение в оптическом затухании (дельта затухание) в 1310 нанометров приблизительно в 0,1 дБ или менее на один оборот, и более предпочтительно приблизительно 0,03 децибела или менее на один оборот, где вышеупомянутое дельта затухание наблюдают на одной из(?) длин волн, предпочтительно большей чем или равной 1500 нм, в некоторых вариантах осуществления, также большей чем приблизительно 1310 нм, в других вариантах осуществления, также большей чем 1260 нм. Использование стойких к изгибу оптических волокон может содействовать улучшенной оптической рабочей характеристики связанного с ними кабеля, например, тогда, когда кабель растянут.
[0086] Шаг свивки скрученных трубок-буферов 116 описан выше. В некоторых вариантах осуществления, шаг свивки является особо коротким, таким как менее чем 1 метр по длине соответственного кабеля между изменениями направления на обратное в схеме обратно-колебательной скрутки, таким как менее чем 750 мм, таким как менее чем 500 мм, таким как менее чем 250 мм, таким как даже менее чем 100 мм в некоторых вариантах осуществления. Между изменениями направления на обратное в, по меньшей мере, некоторой такой скрученной конфигурациями трубки-буферы 116 включают в себя, по меньшей мере, 2 полных оборота (то есть полных спиралей) вокруг центральной оси скрутки, такие как, по меньшей мере, 3 полных оборота, и/или даже, по меньшей мере, 4 полных оборота. Плотность схемы скрутки имеет отношение к нагрузке, требуемой соответственной пленкой 126. В целом, чем более плотный рисунок укладки, тем больше относящееся к скручиванию нагружение трубки-буфера 116 в сторону от центральной оси скрутки (например, центрального силового элемента) при изменениях направления на обратное. Например, варианты осуществления, раскрытые здесь, могут обеспечивать вышеописанное сцепление с центральным силовым элементом при соблюдении таких плотных шагов свивки.
[0087] В некоторых вариантах осуществления оболочка 134 и пленка 126 может смешиваться вместе в ходе экструзии оболочки 134 поверх пленки 126, конкретно если оболочка 134 и пленка 126 сформированы из того же материала без порошковых частиц 136 между ними. В других вариантах осуществления оболочка 134 и пленка 126 могут оставаться раздельными или, по меньшей мере, частично отделенными друг от друга таким образом, что каждая является визуально различимой, если кабель 110 рассматривают в поперечном сечении.
[0088] Как раскрыто здесь, некоторые варианты осуществления включают в себя составную связующую пленку 826, включающую множественные слои 810, 812, 813 пленки 126; тогда как другие варианты осуществления пленок 126 включают в себя только один слой материала. Использование составной связующей пленки 826 с множественными слоями 810, 812, 813 может быть полезным в нескольких способах. Во-первых, многослойная пленка 826 может использоваться, чтобы контролировать соединение компонентов в соответственном кабеле. В некоторых таких вариантах осуществления пленка 826 позиционирована в кабеле 110 между двумя компонентами, по одному с той и другой стороны пленки 826 (см. в целом Фиг.1). Первый компонент, такой как один или несколько элементов сердцевины, таких как трубки-буферы 116, имеют внешнюю сторону первого материала; и второй компонент, такой как внешняя трубка, окружающая пленку 826, такая как оболочка 134, имеет внешнюю сторону второго материала. В некоторых вариантах осуществления первый материал отличается от второго материала различными комбинациями материалов, как раскрыто здесь.
[0089] В некоторых вариантах осуществления пленка 826 выполнена с возможностью уменьшать или препятствовать сцеплению между пленкой 826 и смежным компонентом. Например, в некоторых вариантах осуществления самый внутренний слой 810 пленки 826 (например, ближайший к центру кабеля) не связывает или имеет сниженное связывание со смежным компонентом, таким как трубка-буфер 116. В некоторых таких вариантах осуществления самый внутренний слой 810 пленки 826 включают в себя и/или преимущественно содержит полярный материал, и смежный компонент (например, трубка-буфер 116) включает в себя и/или преимущественно содержит неполярный материал, или наоборот. В некоторых таких вариантах осуществления внутренний слой 810 пленки 826 преимущественно содержит (например, состоит из более чем 50% по весу) материал основы из полиэтилена, такой как линейный полиэтилен малой плотности, и внешняя сторона трубок-буферов 116, прилегающая к пленке 826, преимущественно состоит из другого материала основы, такого как полимер, такой как поликарбонат, полипропилен, полибутилен терефталат, или другого материала. В других вариантах осуществления компонент(ы), отличные от трубок-буферов, прилегает к внутренней стороне пленки 826, и материалы пленки 826 выбирают на основании соответствующего компонента(ах). В некоторых вариантах осуществления и самый внутренний слой 810 пленки 826, и внешняя сторона смежного компонента включают в себя термопластичный материал, такой как экструдируемые термопластичные материалы. Использование несовместимых или несвязанных материалов для самого внутреннего слоя 810 пленки 826 и смежных компонентов сердцевины может позволять легкое разделение таковых после доступа к сердцевине и/или для относительного перемещения между ними, например, чтобы содействовать легкому сгибанию соответственного кабеля 110. С помощью пленки 826, 716, выбранной, чтобы минимизировать или уменьшить сцепление, пленка 826 может быть просто разорвана или оторвана от смежных компонентов сердцевины, как показано на Фиг.8.
[0090] Подобным образом, в некоторых вариантах осуществления наиболее удаленный слой 813 пленки 826 (например, самый дальний от центра кабеля), не связывает или имеет уменьшенное сцепление со смежным компонентом(ами). В некоторых таких вариантах осуществления наиболее удаленный слой 813 пленки 826 включают в себя и/или преимущественно содержит полярный материал, и смежный компонент (например, оболочка 134, броня, покрытие, другая пленка, окружающая другие элементы), включает в себя и/или преимущественно содержит неполярный материал, или наоборот. В некоторых таких вариантах осуществления наиболее удаленный слой 813 пленки 826 включает в себя и/или преимущественно состоит из (например, состоит из более чем 50% по весу) полипропилена, и внутренняя сторона оболочка 134, смежная с пленкой 826, преимущественно состоит из другого полимера, такого как полиэтилен, поливинилхлорид, или другого материала. В некоторых вариантах осуществления и наиболее удаленный слой 813 пленки 826, и внутренняя сторона смежного компонента являются термопластичными материалами, такими как экструдируемые термопластичные материалы. Использование несовместимых или несвязанных материалов для самого внешнего слоя 813 пленки 826 и смежных компонентов (например, оболочки) могут позволять легкое разделение таковых после доступа к сердцевине кабеля. Оболочка 134 может быть просто оторвана от пленки 826 и компонентов сердцевины, например, без нарушения водонепроницаемого барьера, обеспеченного пленкой 826 (например, непроницаемого барьера). С помощью пленок 126, 826, которые являются прозрачными, как раскрыто здесь, может быть определена позиция обратимой точки скрученных компонентов сердцевины и к ней осуществлен доступ с минимальным и/или уменьшенным внешним воздействием на компоненты сердцевины.
[0091] Все еще с обращением на Фиг.2, пленка 826 дополнительно включает в себя внутренний слой 812, который является внутренним по отношению и к самому внутреннему слою 810, и к наиболее удаленному слою 813 пленки 826. Внутренний слой 812 может связать и с самым внутренним слоем 810, и с наиболее удаленным слоем 813 пленки 826, и может связать пленку 826. В некоторых вариантах осуществления внутренний слой 812 включает в себя и/или преимущественно содержит смешанный состав, который включает в себя полимеры и из самого внутреннего слоя 810, и из наиболее удаленного слоя 813 пленки 826. Например, в вариантах осуществления, где самый внутренний слой 810 и наиболее удаленный слой 813 пленки 826 включают в себя и/или преимущественно состоят из полиэтилена и полипропилена соответственно, внутренний слой 812 включает в себя и/или преимущественно состоит из смеси и полиэтилена, и полипропилена, например, по меньшей мере, из 3% каждого по весу, чтобы содействовать когезионной связи и самого внутреннего слоя 810, и наиболее удаленного слоя 813 пленки 826 с внутренним слоем 812.
[0092] В других вариантах осуществления внутренний слой 812 является или включает в себя связующий агент или добавку, как обсуждено выше, такую как малеиновый ангидрид и/или его сополимер, этилен акриловую кислоту и/или ее сополимер, или другой повышающий сцепление материал. Внутренний слой 812 может включать в себя и/или преимущественно состоять из связующего агента. В некоторых вариантах осуществления, любые два и/или все из самого внутреннего слоя 810, внутреннего слоя 812 и наиболее удаленного слоя 813 пленки 126 экструдируют cовместно друг с другом (см. в целом Фиг.3). В других вариантах осуществления некоторые или все слои 810, 812, 813 экструдируют последовательно друг с другом. Во еще других вариантах осуществления только самый внутренний слой 810 экструдируют на первой технологической линии, и самый внутренний слой 810 служит связующим элементов сердцевины, тогда как внутренний слой(и) 812 и/или самый внешний слой 813 экструдируют впоследствии и их можно использовать для других целей. В еще других вариантах осуществления ни один из слоев 810, 812, 813 пленки 126 не служит связующими, например, для кабелей, где нижележащий смежный компонент(ы) не скручивают.
[0093] В рассмотренных вариантах осуществления внутренний слой(и) 812 и/или самый внешний слой 813 обеспечивают сердцевине защиту от термитов и/или грызунов, например, образуя барьер к таковой. В некоторых таких вариантах осуществления, один внутренний слой 812 или несколько внутренних слоев и/или самый внешний слой 813 включает в себя и/или преимущественно состоит из полиамида, например, нейлона, такого как нейлон-6,6; нейлон-6; нейлон-6,9; нейлон-6,10; нейлон-6,12; нейлон-11; нейлон-12 и нейлон-4,6. Внутренний слой 812 может связать полиамид с самым внутренним слоем 810 пленки 826, например, где самый внутренний слой 810 включает в себя и/или преимущественно состоит из полиэтилена, и внутренний слой 812 включает в себя малеиновый ангидрид. В еще других вариантах осуществления пленка 826 включает в себя только (например, состоит из) два слоя, такие как внутренний слой 810, смежный с одним или несколькими элементами сердцевины кабеля и внешним слоем 812 или 813. Внутренний слой 810 может включать в себя связующий агент для повышения сцепления с внешним слоем 812 или 813 соответственной пленки, например, внутренний слой 810 из полиэтилена с добавкой малеинового ангидрида, причем внутренний слой 810 сцеплен с внешним слоем 812 или 813 из нейлона. Каждый из слоев 810 и 812 или 813 может быть особо тонким, как раскрыто здесь.
[0094] В других вариантах осуществления конфигурация материалов используется, чтобы вызвать связывание компонентов кабеля с пленкой 826, например, где материалы пленки 826 выбирают, чтобы вызывать связывание со смежными компонентами кабеля. В некоторых вариантах осуществления соответственный кабель 110 предназначен для использования в динамической или экстремальной средах, и устойчивость (к внешним воздействиям) кабеля 110 повышается путем связывания компонентов сердцевины с пленкой 826 и/или с оболочкой 134. Такая конфигурация может ограничить или ослабить относительное перемещение между компонентами сердцевины и/или обеспечить более значительную живучесть кабелю 110, например, в перекручивании, экстремальном сгибании, смятии, и т.д. Соответственно, в некоторых таких вариантах осуществления, самый внутренний слой 810 пленки 826 может связать со смежными компонентами сердцевины кабеля 110, такими как самый внутренний полипропиленовый слой 810, который когезионно связывает со смежными трубками-буферами 116 сердцевины, которые включают в себя полипропилен. Самый внешний слой 813 такой пленки 826 может включать в себя полимерный материал, который также находится в оболочке 134 или другой смежной структуре(ах) соответственного кабеля 110, например, самый внешний полиэтиленовый слой 813 пленки 826, который когезионно связывает с полиэтиленом в оболочке 134.
[0095] В рассмотренных вариантах осуществления пленка 826, включающая два или больше слоев, может использоваться в качестве оболочки для соответственной сердцевины кабеля, и может не требовать какого-либо дополнительного формирования оболочки или покрытия, например, для кабеля субблока из большего распределительного кабеля, для кабеля, который предназначен для использования в менее требовательных средах, например, с внутренним кабелем, который ведет оптическое волокно через стены здания и/или мини-кабелем, который проходит через кабелепровод (см. в целом Фиг.2), или с другими кабелями. В таком варианте осуществления только первый слой 810 пленки 826 может использоваться в качестве связующего, как раскрыто здесь, и один или более дополнительных слоев пленки 826 могут обеспечить дополнительные функции, такие как устойчивость в условиях окружающей среды. Некоторые или все из дополнительных слоев 812, 813, и т.д. могут быть таким же материалом, как самый внутренний слой 810 (например, включающим и/или преимущественно состоящим из: полиэтилена, поливинилхлорида, экструдируемого полимера(ов), экструдируемого термопластика(ов)), или могут являться или включать в себя различные материалы. Например, в рассмотренных вариантах осуществления оболочка 134 такого кабеля включает в себя множество слоев 810, 812, 813 тонкой пленки, которые вместе образуют оболочку, где каждый слой является особо тонким, как раскрыто выше (например, менее чем 500 микрон, менее чем 250 микрон), и где полная пленка 826 имеет достаточную толщину, чтобы функционировать в качестве оболочки для соответственного кабеля (например, по меньшей мере, 800 микрон, по меньшей мере, 1000 микрон). Такая оболочка может задавать внешнюю сторону кабеля, или может просто задавать внешнюю сторону подкомпонента полного кабеля (например, субблок кабеля; внутренний кабель внутри бронированного кабеля; предназначенный для внутренней установки участок кабеля внутренней/наружной установки). В некоторых таких вариантах осуществления пленка 826 включает в себя, по меньшей мере, 3 слоя, по меньшей мере, 4 слоя, по меньшей мере, 5 слоев. Слои 810, 812, 813 могут наноситься через установленные тандемом экструдеры, в отдельных проходах одного или нескольких экструдеров или иным образом.
[0096] В некоторых вариантах осуществления пленка, пленки, или слои таковых имеют материал основы, который является безгалогеновым огнестойким материалом. Материал основы может дополнительно включать в себя высокое содержание стекловолокна, которое предназначено для улучшения рабочей характеристики плотности дыма соответственных кабелей. Если конструкция огнестойкого, некоррозийного (FRNC) и/или малодымного безгалогенового (LSZH) кабеля, без пленки, пленок или слоев, раскрытых здесь, строго не проходит испытание на плотность дыма согласно стандарту IEC61034-2, то добавление пленки, пленок или слоев, которые включают в себя материал FRNC/LSZH, со стекловолокном или без стекловолокна, может содействовать улучшенной конструкции кабеля в прохождении испытания на плотности дыма. Кроме того, если конструкция кабеля FRNC/LSZH, без пленки, пленок или слоев, раскрытых здесь, проходит испытание на плотности дыма согласно стандарту IEC61034-2, то использование пленки, пленок или слоев, включающих материал FRNC/LSZH, со стекловолокном или без стекловолокна, может содействовать улучшению рабочей характеристики плотности дыма. Другое преимущество для такого кабеля будет в том, что даже с уменьшением толщины оболочки FRNC/LSZH, пленка, пленки или слои все еще могут содействовать соответствию кабеля требованиям к плотности дыма согласно IEC61034-2, и может таким образом уменьшить полную стоимость материалов кабеля.
[0097] Конструкция и конфигурации кабелей, как показано в различных примерных вариантах осуществления, являются лишь иллюстративными. Хотя только несколько вариантов осуществления были описаны подробно в этом раскрытии, возможны многие модификации (например, изменения в размерах, измерениях, структурах, формах, и пропорциях различных элементов, значениях параметров, схем расположения, использования материалов, цветов, ориентаций), без выхода по существу за рамки новых идей и преимуществ заявленного объекта, описанного здесь. Например, в некоторых вариантах осуществления, кабели включают в себя множественные слои или уровни элементов сердцевины, скрученных вокруг центрального силового элемента 124, где каждый слой включает в себя пленку 126, ограничивающую свободу соответственного слоя, и где пленка 126 внешнего слоя(ев) неявно окружает пленку 126 внутреннего слоя(ев). В рассмотренных вариантах осуществления пленку 126 не экструдируют, а формируют из полученной лазерной сваркой ленты и/или термоусаживаемого материала, например. Некоторые элементы, показанные сформированными как целое, могут строиться из множественных частей или элементов, позиция элементов может быть обращена или меняться иным образом, и характер или количество отдельных элементов или позиций могут быть обращены или меняться. В некоторых рассмотренных вариантах осуществления пленка 126 с водоблокирующим порошком, как раскрыто здесь, может действовать в качестве экструдированного водоблокирующего элемента, посредством этого позволяя изготовление непрерывного кабеля без замены бобин водоблокирующей ленты; которая, например, может блокировать воду между броней (или другими внешними слоями в кабеле) и сердцевиной 112, такой как сердцевина секционных волоконно-оптических лент или сердцевина с одной трубкой, или между другими компонентами в кабеле. Порядок или последовательность любого процесса, логического алгоритма, или этапов способа могут быть изменены или повторно упорядочены согласно альтернативным вариантам осуществления. Другие замены, модификации, изменения и опущения также могут делаться в конструкции, рабочих условиях и компоновке различных примерных вариантов осуществления, без выхода за рамки объема настоящей изобретательской технологии.