СОЕДИНИТЕЛЬ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области связи и может быть использована в волоконно-оптических линиях с целью передачи информации с вращающихся объектов или к вращающимся объектам.
Известен соединитель для оптических кабелей, содержащий корпус, который выполнен из соединенных между собой двух частей, одна из которых установлена с возможностью вращения, содержащая пружины и подпружиненные феррулы. Оптический кабель проходит внутри втулок, установленных в ферулах с двух сторон корпуса (пат. США №5633963, от 27.05.1997). Недостатками этого соединителя является сложность изготовления, т.к. требуется большая точность изготовления деталей соединителя, чтобы поддержать соосность волокон, обеспечивающую исключение оптических потерь в процессе вращения, для чего необходимо выполнение высокоточных элементов вращения, что усложняет конструкцию соединителя и удорожает его изготовление. Кроме того, известный соединитель имеет увеличенные габариты, особенно вращающегося элемента, в результате чего линейная скорость вращающихся частей большая, что ограничивает скорость вращения соединителя, что приводит к уменьшению надежности передачи сигнала с одного кабеля на другой и увеличивается износ деталей соединителя.
Известен вращающийся соединитель для оптических кабелей, содержащий корпус, в котором оппозитно установлены два узла с направляющими втулками, в которых закреплены оптические кабели, один из узлов имеет возможность вращения, а другой узел закреплен неподвижно, между направляющими втулками расположен оптический элемент в виде призмы, во втулках зафиксированы обоймы, представляющие стержни с крестообразным сечением, в пазах которых установлены оптические кабели, концы которых подведены к граданам (пат. РФ №108646, от 20.09.2011). Недостатком указанной конструкции является ее сложность.
Известен двухканальный двухмодовый вращающийся соединитель, состоящий из двух каналов волоконно-оптического вращательного интерфейса, держателей вращающихся относительно друг друга, на которых установлены два микроколлиматора. Первый канал прохождения света состоит из микроколлиматора, который крепится на геометрической оси держателя, а другой микроколлиматор крепится на другой оси держателя. Два микроколлиматора расположены друг напротив друга и параллельно лучу света, излучаемого из одного микроколлиматора, который передается на другой микроколлиматор через вращательные интерфейсы. Второй канал света прохождения включает в себя обычные коллиматоры, которые устанавливаются внутри держателей коллиматоров соответственно, с отражающими поверхностями. Наклонные поверхности на держателях покрыты оптической отражающей поверхностью. Отражающие поверхности присоединены к угловой поверхности держателей и параллельно оптической поверхности соответственно. Когда свет излучается с одного из коллиматоров, это отразится на отражающих поверхностях, а затем направляется в другой коллиматор. Второй путь прохождения света образуется при вращении. Таким образом, получается два пассивных канала света (пат. США №7515782, от 07.04.2009). Двухканальный двухмодовый вращающийся соединитель предназначен для передачи света на две пары активных каналов. Известен многоканальный вращающийся соединитель для оптических кабелей состоящий из корпуса, в котором установлены два диска, с возможностью вращения вокруг общей оси на подшипниках. На втором диске установлены по два отражателя с каждой стороны (пат. РФ №130414, от 20.07.2013). Данный соединитель предназначен для обеспечения трех оптических каналов связи.
Ближайшим прототипом к заявленной полезной модели является соединитель (пат. РФ №2402794, от 27.10.2010) для оптических кабелей, содержащий корпус, в котором оппозитно установлены два узла, каждый с закрепленным в нем концом оптического кабеля. Один из узлов имеет возможность вращения, а другой узел закреплен неподвижно. Внутри корпуса установлена феррула. Корпус выполнен в виде втулки. Узел с возможностью вращения установлен с одного конца корпуса и состоит из вала со ступенчатым отверстием вдоль оси, в котором установлен оптический кабель, подшипников и распорной втулки. Неподвижно закрепленный узел установлен на другом конце корпуса и состоит из втулки с закрепленным в ней кабелем, совмещенной с феррулой, выполненной с боковым вырезом, в которой размещены зачищенные концы кабелей и которая заполнена силиконовым гелем. Боковой вырез феррулы закрыт чехлом.
Недостатками этого соединителя являются:
- ненадежность вследствие негерметичности изделия, уязвимости из-за отсутствия защиты оптических кабелей (возможности поломки или разрегулировки соединителя, вследствие "рывка" за оптический кабель), невозможности предохранения от "увлечения" оптического кабеля за счет трения в подшипниках;
- сложность монтажа вследствие необходимости дополнительной подготовки (зачистки) оптических кабелей, предварительной регулировки зазора при сборке (имеется в виду расстояние между кабелями в ферруле), плохой центровки изделия из-за отсутствия посадочных поверхностей (биение), больших линейных размеров и большой длины изделия;
- не ремонтопригодность вследствие неразборной конструкции, отсутствия возможности замены оптических кабелей.
Технической проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание улучшенной конструкции вращающегося соединителя для оптических кабелей, которая обеспечивает повышение надежности соединения, улучшение ремонтопригодности, упрощение монтажа и уменьшение габаритов соединителя.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в улучшении технических характеристик вращающегося соединителя для оптических кабелей, в частности, с улучшенными характеристиками надежности.
Повышение надежности работы достигается за счет обеспечения герметичности изделия, наличия защиты кабелей от «увлечения», упрощение подсоединения кабелей и улучшения ремонтопригодности. Технический результат достигается за счет того, что соединитель вращающийся для оптических кабелей, содержащий ось с наружной ступенчатой поверхностью и установленными на нее подшипниками, зафиксированными от смещения стопорным кольцом, и корпус, установленный на подшипники, предохраняемый от смещения гайкой, образующие общую внутреннюю полость, в которой установлены трубка и расположенный внутри нее центратор керамический, с установленной в нем прокладкой, обеспечивающей зазор между коннекторами оптических кабелей и предохраняющая их от сваривания при вращении, а во внутренней полости оси установлена прокладка, обеспечивающая герметичность, причем ось и корпус имеют присоединительные поверхности для резьбового и/или байонетного присоединения коннекторов оптических кабелей.
Соединитель вращающийся для оптических кабелей поясняется рисунками, где:
На фиг. 1 представлен разрез устройства;
На фиг. 2 представлен вид спереди устройства.
Соединитель вращающийся для оптических кабелей (фиг. 1) состоит из оси 10 и корпуса 9 с подшипниками 7, которые в свою очередь установлены на наружной ступенчатой поверхности оси и зафиксированы от смещения стопорным кольцом 6. Возможность смещения корпуса исключается гайкой 2, притягивающей корпус к подшипникам 7 и регулирующей зазоры в подшипниках, прокладка 3 обеспечивает зазор между коннекторами оптических кабелей и предохраняет их от сваривания.
Ось 10 имеет фланец с точно выполненной наружной посадочной поверхностью, по которой соединитель вращающийся для оптических кабелей легко центрируется в изделии. Через отверстия во фланце при помощи винтов соединитель вращающийся для оптических кабелей крепится на изделии. Фланец предусматривает возможность двухсторонней установки соединителя вращающегося для оптических кабелей, как снаружи, так и изнутри корпуса изделия. При монтаже между фланцем оси соединителя вращающегося для оптических кабелей и изделием предварительно устанавливается прокладка 5. Для подключения оптических кабелей ось 10 и корпус 9 имеют присоединительные поверхности, которые могут быть выполнены в нескольких исполнениях: для резьбового или байонетного присоединения коннекторов оптических кабелей. Это позволяет подключать к соединителю вращающемуся для оптических кабелей различные сочетания оптических кабелей со стандартными резьбовыми или байонетными коннекторами. В образованной деталями внутренней полости предварительно установлены трубка 1 и центратор керамический 8. Центратор керамический имеет вид трубки, с разрезанной с одной стороны стенкой вдоль оси, что предохраняет его от поломки.
При подсоединении коннекторов оптических кабелей к соответствующим им присоединительным поверхностям соединителя вращающегося для оптических кабелей (резьбовые коннекторы к резьбовым поверхностям, байонетные к байонетным) их коннекторы "встречаются" внутри керамического центратора 8.
Внутри центратора 8 поперек отверстия установлена прокладка 3, обеспечивающая точный рабочий зазор между коннекторами оптических кабелей, и исключающая возможность трения и контакта между ними. Прокладка 4, установленная между осью и кабелем оптическим, обеспечивает герметичность соединителя вращающегося для оптических кабелей в целом.
Простота присоединения коннекторов дает возможность быстрой ("горячей") замены оптических кабелей на более длинные/короткие и замены поврежденных оптических кабелей при необходимости.
Использование соединителя вращающегося для оптических кабелей возможно, как с одномодовым, так и с многомодовым оптическим кабелем. При работе центратор 8 обеспечивает точное взаимное расположение коннекторов друг относительно друга, чем обеспечивается соосность оптических волокон кабелей и точная передача информации, также передача информации на больших скоростях вращения. При этом возможный эксцентриситет при вращении корпуса 9 относительно оси 10 не влияет на передачу информации, исключается взаимное смещение при вращении и температурных перепадах, что увеличивает надежность.
Повышение надежности работы обеспечивается также наличием защиты оптических кабелей:
- разрегулировка соединителя вращающегося для оптических кабелей, вследствие "рывка" за оптический кабель, маловероятна, так как расстояние между коннекторами определяется прокладкой 3, а коннекторы поджаты к ней навстречу друг другу;
- от возможности поломки предохраняет конструкция коннекторов, так как крепление кабелей происходит механически металлическими элементами коннектора к металлическим деталям соединителя вращающегося для оптических кабелей. Байонетные коннекторы, кроме того, имеют в своем составе пружину между крепежным элементом коннектора и контактным элементом, которая гасит часть энергии при рывке.
На гайке 2 предусмотрен конструктивный элемент в виде двух лысок, который позволяет исключить блокирование подвижности соединителя вращающегося для оптических кабелей, увлечение корпуса вслед за осью, а также снимает с оптического кабеля усилие, приводящее к возможному скручиванию и выходу из строя кабеля корпуса. Для этого необходимо использовать элемент в виде вилки, принадлежащий изделию, придерживающий гайку за лыски и прикрепленный к детали изделия неподвижной относительно корпуса 9 СВОК, возможно также использование "приемного" фланца, имеющего отверстие с лысками под гайку 2 соединителя вращающегося для оптических кабелей.
Благодаря такой конструкции предлагаемая полезная модель позволяет обеспечить ремонтопригодность, повысить надежность, упростить монтаж, а также уменьшить габариты соединителя вращающегося для оптических кабелей.