Гибридный оптоэлектрический кабель

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к кабельной технике и может быть использована для передачи сигналов и питания в автоматических кабельных лебедках.
Уровень техники
Известен кабель оптический (патент РФ на полезную модель №88820, опубл. 20.11.2009), содержащий как минимум одно оптическое волокно с акрилатным покрытием, буферное покрытие, упрочняющее покрытие из арамидных нитей и наружную оболочку, причем буферное покрытие выполнено из термостабильной полиамидной смолы с противопожарными наполнителями, а наружная оболочка - из смолы на основе полибутилентерефталата с противопожарными наполнителями.
Недостатком данного кабеля является невозможность использования его для передачи питания из-за отсутствия токопроводящих жил.
Известен электрооптический кабель (патент РФ на полезную модель №175197, опубл. 28.11.2017), содержащий размещенные во внешней изолирующей оболочке токопроводящую жилу, упрочняющий элемент и волоконно-оптический модуль, содержащий защитную оболочку, в которой размещены залитые гидрофобным заполнителем оптические волокна, причем в волоконно-оптический модуль введена жила из скрученных медных проводников, прилегающая к защитной оболочке, в которой размещены залитые гидрофобным заполнителем оптические волокна, при этом внешняя изолирующая оболочка выполнена в виде изолирующей оболочки упрочняющего элемента, изолирующей оболочки волоконно-оптического модуля, соединенного с изолирующей оболочкой упрочняющего элемента первым перешейком, и изолирующей оболочки токопроводящей жилы, которая соединена с изолирующей оболочкой волоконно-оптического модуля вторым перешейком, выполненным в одной плоскости с первым перешейком.
Также известен электрооптический кабель (патент РФ на полезную модель №190410, опубл. 01.07.2019), покрытый внешней защитной оболочкой и содержащий две изолированные токопроводящие жилы, а также волоконно-оптический модуль с оптическими волокнами, проложенный между изолированными токопроводящими жилами, и два силовых элемента в виде прутков из прочного изолирующего материала, установленных вдоль волоконно-оптического модуля, выполненного в виде заключенных в упрочняющую модульную трубку оптических волокон, помещенных в гидрофобе, и промежуточная изолирующая оболочка, в которую заключены волоконно-оптический модуль и прутки из прочного изолирующего материала, при этом прутки из прочного изолирующего материала, установленные вплотную к волоконно-оптическому модулю, и изолированные токопроводящие жилы, установленные вплотную к внешней поверхности промежуточной изолирующей оболочки, размещены поочередно через равные центральные углы относительно продольной оси электрооптического кабеля.
Известен электрооптический кабель (патент РФ на полезную модель №196630, опубл. 11.03.2020), содержащий помещенные во внешней защитной оболочке изолированные токопроводящие жилы, а также размещенный в центре кабеля волоконно-оптический модуль с оптическими волокнами в гидрофобе, покрытый водоблокирующей оболочкой, выполненной из гибких диэлектрических армирующих водоблокирующих нитей, или вместо модуля в центре конструкции расположен дроп-кабель, содержащий под общей оболочкой оптические волокна в гидрофобе и стеклопластиковые прутки.
Основными недостатками предложенных решений является недостаточная гибкость и прочность, а также относительно большой диаметр. Такие недостатки известных гибридных кабелей обусловлены их конструктивным выполнением из разных жил, проходящих независимо друг от друга, и объединенных общей оболочкой.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного технического решения, является повышение гибкости и прочности гибридного оптоэлектрического кабеля при одновременном уменьшении его диаметра.
Указанный технический результат достигается тем, что гибридный оптоэлектрический кабель содержит в центре одномодовое оптическое волокно, вокруг которого расположены кольцевидные слои: металлическая броня, питающая токопроводящая жила, диэлектрик, заземляющая токопроводящая жила и внешняя полимерная оболочка, причем токопроводящие жилы выполнены в виде медной оплетки.
Внешняя полимерная оболочка гибридного кабеля может быть выполнена из поливинилхлорида.
Краткое описание чертежей
На фигуре представлена схема гибридного оптоэлектрического кабеля.
На фигуре приняты следующие обозначения: 1 - одномодовое оптическое волокно, 2 - металлическая броня, 3 - питающая токопроводящая жила, 4 - диэлектрик, 5 - заземляющая токопроводящая жила, 6 - полимерная оболочка.
Осуществление полезной модели
Гибридный оптоэлектрический кабель (см. фиг.) содержит в центре  одномодовое оптическое волокно 1, вокруг которого расположены кольцевидные слои: металлическая броня 2, питающая токопроводящая жила 3, диэлектрик 4, заземляющая токопроводящая жила 5 и внешняя полимерная оболочка 6. Конструкция гибридного оптоэлектрического кабеля содержит два медных проводника, выполненных в виде оплетки: медный экран, оплетающий металлическую броню 2 оптического волокна 1 - питающая токопроводящая жила 3, и внешний медный экран - заземляющая токопроводящая жила 5.
Внешняя полимерная оболочка 5 гибридного кабеля может быть выполнена из поливинилхлорида (ПВХ).
Заявленное устройство используется следующим образом.
Предложенный гибридный оптоэлектрический кабель используется для одновременной передачи данных по оптическому волокну и электрической энергии по изолированным медным жилам.
Примеры реализации.
Был изготовлен оптоэлектрический кабель заявленной конструкции. Его технические характеристики: максимальный передаваемый ток - 3,5 А, максимальная эксплуатационная нагрузка - 100Н, внешний диаметр - 4 мм. Кабель используется в автоматических кабельных лебедках, где он наматывается на барабан диаметром чуть более 200 мм и в процессе работы лебедки находится в постоянном движение (разматывание и заматывание), выполняя функцию лебедки под нагрузкой и также при этом передавая информационные сигналы и электропитание без помех.
Преимущества предлагаемого технического решения:
кабель сверхтонкий и гибкий, что обусловлено его коаксиальной конструкцией, а также выполнением жил в виде оплеток;
кабель сверхпрочный, за счет использования металлической брони, кольцевидной структуры и выполнения жил в виде оплеток;
гибридность: используется для передачи сигналов и питания;
простота конструкции (кольцевая) позволяет изготавливать кабель в кратчайшие сроки с использованием небольшого количества специального оборудования;
конструкция кабеля позволяет передавать сигнал по оптоволокну без потерь в процессе динамической нагрузки на кабель (размотка/намотка под нагрузкой).
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства для передачи сигналов и питания в автоматических кабельных лебедках, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».