СКРУЧЕННЫЙ МНОГОЖИЛЬНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ БЕЗ СЛОЯ СВЯЗУЮЩИХ НИТЕЙ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
TWISTED MULTI-CORE OPTICAL CABLE WITHOUT A BINDING THREAD LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURE THEREOF

Область техники
Настоящее изобретение относится к области технологии передачи оптической связи, в частности к скрученному многожильному оптическому кабелю без слоя связующих нитей и способу его изготовления.
Уровень техники
С наступлением эры 5G оптоволоконная связь будет полностью развернута при условии модернизации сети благодаря преимуществам низких затрат и высокой эффективности. Однако трубопровод прокладки оптического кабеля имеет ограниченные ресурсы, и конструкцию оптического кабеля необходимо развивать в направлении высокой плотности и миниатюризации. В то же время для целей чистой конструкции все более широкое распространение получает применение сухих оптических кабелей без смазки.
В процессе изготовления традиционных скрученных послойно многожильных оптических кабелей трубки со свободной укладкой волокон должны быть скручены между собой по типу S и типу SZ, чтобы увеличить прочность оптического кабеля на растяжение, уменьшить количество компонентов прочности и сэкономить затраты на изготовление оптического кабеля. В настоящее время для производства обычно используется способ скручивания SZ. Трубка A со свободной укладкой волокон скручивается вместе посредством вращения при возвратно-поступательном перемещении в левом и правом направлении с определенной частотой и в завершении объединяется в пучок связующей нитью B с образованием сердечника оптического кабеля, как показано на Фиг. 1.
По мере того, как конструкция оптического кабеля становится меньше, размер трубки со свободной укладкой волокон также непрерывно уменьшается, и толщина стенки становится все меньше и меньше; поскольку в сухом оптическом кабеле используется водоблокирующая нить вместо смазки, внутренняя сторона трубки со свободной укладкой волокон не имеет опоры. В процессе производства кабелей посредством скручивания SZ колебания натяжения связующей нити будут влиять на качество трубки со свободной укладкой волокон. Когда натяжение связующих нитей слишком мало, трубка со свободной укладкой волокон будет расширяться и внешний диаметр будет изменяться. Когда натяжение связующих нитей слишком велико, трубка со свободной укладкой волокон будет сплющиваться, что приведет к чрезмерному затуханию при передаче через оптическое волокно.
Раскрытие сущности изобретения
С учетом недостатков, существующих в предшествующем уровне техники, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить скрученный многожильный оптический кабель без слоя связующих нитей и способ его изготовления. Оптический кабель не имеет связующих нитей, поскольку процесс связывания нитями исключен из производственного процесса, благодаря чему предотвращается расширение трубок со свободной укладкой волокон и изменение внешнего диаметра оптического кабеля, когда натяжение связующей нити слишком мало, и предотвращается сплющивание трубок со свободной укладкой волокон (что приведет к чрезмерному затуханию при передаче через оптическое волокно), когда натяжение связующей нити слишком велико.
Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении используется следующее техническое решение: скрученный многожильный оптический кабель без слоя связующих нитей, содержащий:
центральный армирующий элемент;
по меньшей мере одну первую водоблокирующую нить, обернутую вокруг внешней поверхности центрального армирующего элемента;
сердечник кабеля, который расположен на внешней поверхности центрального армирующего элемента и содержит m трубок со свободной укладкой волокон и n заполнительных тросиков, скрученных по типу SZ, где m≥1, n≥0, при этом трубка со свободной укладкой волокон содержит от 1 до 48 оптических волокон;
внешнюю оболочку, которая расположена на внешней стороне сердечника кабеля; и
водоблокирующий элемент, который расположен между сердечником кабеля и внешней оболочкой.
Кроме того, водоблокирующий элемент выполнен в виде второй водоблокирующей нити.
Кроме того, когда количество вторых водоблокирующих нитей составляет не менее двух, вторая водоблокирующая нить равномерно распределяется вдоль окружного направления сердечника кабеля.
Кроме того, водоблокирующий элемент выполнен в виде водоблокирующей ленты.
Кроме того, количество m трубок со свободной укладкой волокон составляет 6, а количество n заполнительных тросиков составляет 0; или количество m трубок со свободной укладкой волокон составляет 4, а количество n заполнительных тросиков составляет 2.
Кроме того, на внешней поверхности внешней оболочки выпукло выполнена маркировочная линия для вскрытия кабеля, которая проходит в осевом направлении вдоль внешней оболочки.
Кроме того, материалы, используемые для центрального армирующего элемента, содержат один металл или армированный волокном полимер FRP.
Кроме того, трубка со свободной укладкой волокон выполнена в виде сухой или заполненной смазкой трубки со свободной укладкой волокон.
Кроме того, материалы, используемые для трубки со свободной укладкой волокон, содержат по меньшей мере одно из полибутилентерефталата PBT, поликарбоната PC, полипропилена PP, полиэтилентерефталата PET и термопластичного сложного полиэфирного эластомера TPEE.
Кроме того, материалы, используемые для внешней оболочки, включают полиэтилен ПЭ, поливинилхлоридн ПВХ, полиуретан ТПУ, полиамид ПА или низкодымный, не выделяющий галоген и не распространяющий горение полиолефин LZSH.
В настоящем изобретении дополнительно предложен способ изготовления скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей, включающий следующие этапы:
выпуск центрального армирующего элемента из стойки для разматывания армирования;
выпуск первой водоблокирующей нити вращением из первой стойки для укладки нити, обматывание ее вокруг центрального армирующего элемента, при этом центральный армирующий элемент, обмотанный первой водоблокирующей нитью, входит в центральное отверстие машины для скручивания;
выпуск m трубок со свободной укладкой волокон и n заполнительных тросиков из стойки для разматывания трубок со свободной укладкой волокон и соответственно стойки для разматывания заполнительных тросиков, при этом они последовательно и параллельно проходят через скручивающую пластину и скручивающую головку машины для скручивания;
выполнение возвратно-поступательного вращения по типу SZ на скручивающей пластине и скручивающей головке, скручивание трубок со свободной укладкой волокон и заполнительных тросиков в сердечник кабеля, при этом сердечник кабеля расположен на внешней поверхности центрального армирующего элемента;
обеспечение формы с откачиванием до отрицательного давления между скручивающей головкой и головкой экструдера;
выпуск водоблокирующего элемента из второй стойки для укладки нити, пропускание водоблокирующего элемента через форму для перекачки отрицательного давления и ввод в головку экструдера параллельно с сердечником кабеля;
запуск вентилятора откачивания до отрицательного давления, откачивание внутреннего пространства головки экструдера до отрицательного давления, запуск экструдера, экструзию материала расплавленной внешней оболочки из головки экструдера и нанесение покрытия на сердечник кабеля и водоблокирующий элемент с образованием внешней оболочки и получением оптического кабеля.
Кроме того, способ включает следующие этапы:
охлаждение и формование оптического кабеля через водный канал и сушку; и
протягивание оптического кабеля к приемной катушке для намотки.
По сравнению с предшествующим уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующие преимущества.
Настоящее изобретение позволяет не использовать процесс скручивания с нитями по типу SZ, который позволяет снизить затраты на нити, и в то же время позволяет предотвратить расширение трубок со свободной укладкой волокон и изменение внешнего диаметра оптического кабеля, когда натяжение связующей нити слишком мало, и предотвратить сплющивание трубок со свободной укладкой волокон и превышение затухания при передаче через оптическое волокно, когда натяжение связующей нити слишком велико.
Настоящее изобретение объединяет процесс скручивания и процесс нанесения оболочки, что позволяет сэкономить на одном производственном процессе, уменьшить производственную площадку и снизить затраты на оборудование и трудозатраты.
Когда внешняя оболочка получена экструзией, маркировочная линия для вскрытия кабеля может быть получена непосредственно экструзией, что позволяет снизить затраты на вскрытие кабеля.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой структурную принципиальную схему обычного скрученного многожильного оптического кабеля в известном уровне техники;
Фиг. 2 представляет собой принципиальный вид в поперечном сечении скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 представляет собой принципиальный вид в поперечном сечении скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей в другом варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 представляет собой принципиальный вид в поперечном сечении скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей в другом варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 представляет собой принципиальный вид в поперечном сечении скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей в другом варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6 представляет собой принципиальный вид по оси скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей в варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 7 представляет собой технологическую схему изготовления скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей в варианте осуществления настоящего изобретения.
На чертежах:
A - трубка со свободной укладкой волокон;
B - связывающая нить;
C - водоблокирующая нить;
D - линия для вскрытия кабеля;
E - водоблокирующая лента;
F - внешняя оболочка.
1 - центральный армирующий элемент;
2 - первая водоблокирующая нить;
3 - сердечник кабеля;
4-трубка со свободной укладкой волокон;
5 - заполнительный тросик;
6 - оптическое волокно;
7 - водоблокирующий элемент;
8 - внешняя оболочка;
9 - маркировочная линия для вскрытия кабеля;
10 - стойка для разматывания армирования;
11 - первая стойка для укладки нити;
12 - машина для скручивания;
13 - стойка для разматывания трубок со свободной укладкой волокон;
14 - стойка для разматывания заполнительных тросиков;
15 - скручивающаяся пластина;
16 - скручивающая головка;
17 - головка экструдера;
18 - форма с откачиванием до отрицательного давления;
19 - вторая стойка для укладки нити;
20 - экструдер;
21 - вентилятор откачивания до отрицательного давления;
22 - водный канал;
2 - сушилка;
24 - принтер;
25 - приемное тянущее устройство;
26 - приемная катушка;
27 - гаситель крутильных колебаний.
Осуществление изобретения
Ниже подробно описывается настоящее изобретение со ссылкой на чертежи в комбинации с вариантами осуществления.
Как показано на Фиг. 2, первый вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает скрученный многожильный оптический кабель без слоя связующих нитей, содержащий центральный армирующий элемент 1, по меньшей мере одну первую водоблокирующую нить 2, сердечник 3 кабеля, водоблокирующий элемент 7 и внешнюю оболочку 8. Центральный армирующий элемент 1 изготовлен из одного металла или армированного волокном полимера FRP. Первая водоблокирующая нить 2 обернута вокруг внешней поверхности центрального армирующего элемента 1; когда имеется множество первых водоблокирующих нитей, первые водоблокирующие нити равномерно распределены вдоль окружного направления центрального армирующего элемента 1. Сердечник 3 кабеля расположен на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Сердечник 3 кабеля содержит m трубок 4 со свободной укладкой волокон и n заполнительных тросиков 5, скрученных по типу SZ, при этом m трубок 4 со свободной укладкой волокон и n заполнительных тросиков 5 окружают внешнюю поверхность центрального армирующего элемента 1 и образуют приблизительно идеальную окружность. Из Фиг. 2 видно, что диаметры трубки 4 со свободной укладкой волокон и заполнительного тросика 5 приблизительно одинаковы, а центры трубки 4 со свободной укладкой волокон и заполнительного тросика 5 находятся в одной окружности, где m≥1, n≥0. Трубка 4 со свободной укладкой волокон выполнена в виде сухой или заполненной смазкой трубки со свободной укладкой волокон, а материалы, используемые для трубки со свободной укладкой волокон, содержат по меньшей мере одно из полибутилентерефталата PBT, поликарбоната PC, полипропилена PP, полиэтилентерефталата PET и термопластичного сложного полиэфирного эластомера TPEE. Трубка 4 со свободной укладкой волокон содержит от 1 до 48 оптических волокон 6. Внешняя оболочка 8 расположена на внешней стороне сердечника 3 кабеля. Водонепроницаемый элемент 7 расположен между сердечником 3 кабеля и внешней оболочкой 8. Материалы, используемые для внешней оболочки, содержат полиэтилен ПЭ, поливинилхлорид ПВХ, полиуретан ТПУ, полиамид ПА или низкодымный, не выделяющий галоген и не распространяющий горение полиолефин LZSH. На внешней поверхности внешней оболочки 8 выпукло выполнена маркировочная линия 9 для вскрытия кабеля, которая проходит в осевом направлении вдоль внешней оболочки 8. Ряд маркировочных линий 9 для вскрытия кабеля может быть выполнен в количестве, таком как 2 или 4, и расположен равномерно вдоль окружного направления внешней оболочки 8.
Как показано на Фиг. 2, второй вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает связующий скрученный многожильный оптический кабель без слоя связующих нитей, содержащий центральный армирующий элемент 1, одну первую водоблокирующую нить 2, сердечник 3 кабеля, водоблокирующий элемент 7 и внешнюю оболочку 8. Первая водоблокирующая нить 2 обернута вокруг внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Сердечник 3 кабеля расположен на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1, и сердечник 3 кабеля содержит четыре многожильные трубки 4 со свободной укладкой волокон со скруткой SZ и два многожильных заполнительных тросика 5 со скруткой SZ. Четыре трубки 4 со свободной укладкой волокон и два заполнительных тросика 5 образуют приблизительно идеальную окружность на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Трубка 4 со свободной укладкой волокон выполнена в виде сухой трубки со свободной укладкой волокон и содержит от 1 до 48 оптических волокон 6. Внешняя оболочка 8 расположена на внешней стороне сердечника 3 кабеля. Водонепроницаемый элемент 7 выполнен в виде двух вторых водонепроницаемых нитей, которые равномерно распределены вдоль окружного направления сердечника 3 кабеля. Вторая водоблокирующая нить расположена плоско между сердечником 3 кабеля и внешней оболочкой 8. На внешней поверхности внешней оболочки 8 выпукло выполнены две маркировочные линии 9 для вскрытия кабеля, которые проходят в осевом направлении вдоль внешней оболочки 8 и равномерно расположены по окружности внешней оболочки 8.
Как показано на Фиг. 3, третий вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает скрученный многожильный оптический кабель без слоя связующих нитей, содержащий центральный армирующий элемент 1, одну первую водоблокирующую нить 2, сердечник кабеля 3, водоблокирующий элемент 7 и внешнюю оболочку 8. Первая водоблокирующая нить 2 обернута вокруг внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Сердечник 3 кабеля расположен на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1, и сердечник 3 кабеля содержит четыре многожильные трубки 4 со свободной укладкой волокон со скруткой SZ и два многожильных заполнительных тросика 5 со скруткой SZ. Четыре трубки 4 со свободной укладкой волокон и два заполнительных тросика 5 образуют приблизительно идеальную окружность на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Трубка 4 со свободной укладкой волокон выполнена в виде сухой трубки со свободной укладкой волокон и содержит от 1 до 48 оптических волокон 6. Внешняя оболочка 8 расположена на внешней стороне сердечника 3 кабеля. Водонепроницаемый элемент 7 выполнен в виде водонепроницаемой ленты, которая наматывается в продольном направлении между сердечником 3 кабеля и внешней оболочкой 8. На внешней поверхности внешней оболочки 8 выпукло выполнены две маркировочные линии 9 для вскрытия кабеля, которые проходят в осевом направлении вдоль внешней оболочки 8 и равномерно расположены по окружности внешней оболочки 8.
Как показано на Фиг. 4, четвертый вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает скрученный многожильный оптический кабель без слоя связующих нитей, содержащий центральный армирующий элемент 1, одну первую водоблокирующую нить 2, сердечник 3 кабеля, водоблокирующий элемент 7 и внешнюю оболочку 8. Первая водоблокирующая нить 2 обернута вокруг внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Сердечник 3 кабеля расположен на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1, при этом сердечник 3 кабеля содержит шесть многожильных трубок 4 со свободной укладкой волокон и со скруткой SZ. Шесть трубок 4 со свободной укладкой волокон образуют приблизительно идеальную окружность на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Трубка 4 со свободной укладкой волокон выполнена в виде сухой трубки со свободной укладкой волокон и содержит от 1 до 48 оптических волокон 6. Внешняя оболочка 8 расположена на внешней стороне сердечника 3 кабеля. Водонепроницаемый элемент 7 выполнен в виде двух вторых водонепроницаемых нитей, которые равномерно распределены вдоль окружного направления сердечника 3 кабеля. Вторая водоблокирующая нить расположена плоско между сердечником 3 кабеля и внешней оболочкой 8. На внешней поверхности внешней оболочки 8 выпукло выполнены две маркировочные линии 9 для вскрытия кабеля, которые проходят в осевом направлении вдоль внешней оболочки 8 и равномерно расположены по окружности внешней оболочки 8.
Как показано на Фиг. 5 и Фиг. 6, пятый вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает скрученный многожильный оптический кабель без слоя связующих нитей, содержащий центральный армирующий элемент 1, одну первую водоблокирующую нить 2, сердечник кабеля 3, водоблокирующий элемент 7 и внешнюю оболочку. Первая водоблокирующая нить 2 обернута вокруг внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Сердечник 3 кабеля расположен на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1, при этом сердечник 3 кабеля содержит шесть многожильных трубок 4 со свободной укладкой волокон и со скруткой SZ. Шесть трубок 4 со свободной укладкой волокон образуют приблизительно идеальную окружность на внешней поверхности центрального армирующего элемента 1. Трубка 4 со свободной укладкой волокон выполнена в виде сухой трубки со свободной укладкой волокон и содержит от 1 до 48 оптических волокон 6. Внешняя оболочка 8 расположена на внешней стороне сердечника 3 кабеля. Водонепроницаемый элемент 7 выполнен в виде водонепроницаемой ленты, которая наматывается в продольном направлении между сердечником 3 кабеля и внешней оболочкой 8. На внешней поверхности внешней оболочки 8 выпукло выполнены две маркировочные линии 9 для вскрытия кабеля, которые проходят в осевом направлении вдоль внешней оболочки 8 и равномерно расположены по окружности внешней оболочки 8.
Как показано на Фиг. 7, шестой вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ изготовления скрученного многожильного оптического кабеля без слоя связующих нитей, включающий следующие этапы:
выпуск центрального армирующего элемента 1 из стойки 10 для разматывания армирования;
выпуск первой водоблокирующей нити 2 вращением из первой стойки 11 для укладки нити, обматывание ее вокруг центрального армирующего элемента 1, при этом центральный армирующий элемент 1, обмотанный первой водоблокирующей нитью 2, входит в центральное отверстие машины 12 для скручивания;
выпуск m трубок 4 со свободной укладкой волокон и n заполнительных тросиков 5 из стойки 13 для разматывания трубок со свободной укладкой волокон и соответственно стойки 14 для разматывания заполнительных тросиков, при этом они последовательно и параллельно проходят через скручивающую пластину 15 и скручивающую головку 16 машины 12 для скручивания;
выполнение возвратно-поступательного вращения по типу SZ на скручивающей пластине 15 и скручивающей головке 16, скручивание трубок 4 со свободной укладкой волокон и заполнительных тросиков 5 в сердечник 3 кабеля, при этом сердечник 3 кабеля намотан на внешнюю поверхность центрального армирующего элемента 1;
обеспечение формы 18 с откачиванием до отрицательного давления между скручивающей головкой 16 и головкой 17 экструдера;
выпуск водоблокирующего элемента 7 из второй стойки 19 для укладки нити, пропускание водоблокирующего элемента 7 через форму 18 для перекачки отрицательного давления и ввод в головку 17 экструдера параллельно с сердечником 3 кабеля;
запуск вентилятора 21 откачивания до отрицательного давления, откачивание внутреннего пространства головки 17 экструдера до отрицательного давления, запуск экструдера 20, экструзию материала расплавленной внешней оболочки, такого как полиэтилен PE, поливинилхлорид ПВХ, полиуретан ТПУ, полиамид ПА или низкодымный, не выделяющий галоген и не распространяющий горение полиолефин (LZSH), из головки 17 экструдера и нанесения покрытия на сердечник 3 кабеля и водоблокирующий элемент 7 с образованием внешней оболочки 8 и получением оптического кабеля; преимущество откачивания внутреннего пространства головки 17 экструдера до отрицательного давления заключается в том, что материал внешней оболочки может быть плотно намотан на сердечник 3 кабеля, с тем чтобы зафиксировать трубки 4 со свободной укладкой волокон и заполнительные тросики 5 сердечника 3 кабеля и предотвратить раскручивание сердечника 3 кабеля с увеличением шага крутки;
охлаждение и формование оптического кабеля водным каналом 22 длиной от 4 м до 40 м, выполнение после полного охлаждения сушки оптического кабеля сушилкой 23, установку гасителя 27 крутильных колебаний, который может перемещаться влево и вправо в водном канале 22 с зажимом оптического кабеля, который недостаточно охлажден, тем самым предотвращая обратное скручивание внутреннего сердечника 3 кабеля, когда внутренний сердечник 3 кабеля не полностью зафиксирован, а также предотвращая деформацию расплавленного материала внешней оболочки на правом выходе из головки 17 экструдера в результате перемещения сердечника 3 кабеля, что приводит к выпучиванию снаружи; посредством измерения шага сердечника кабеля в водном канале 22, перемещения гасителя 27 крутильных колебаний влево и вправо для получения требуемого шага скручивания;
затем печать на поверхности оптического кабеля посредством принтера 24;
протягивание оптического кабеля к приемной катушке 26 посредством приемного тянущего устройства 25 и намотку оптического кабеля.
Подводя итог, в процессе изготовления настоящее изобретение позволяет не использовать процесс скручивания с нитями по типу SZ, что позволяет снизить затраты на нити, используемые для связывающих нитей, а также предотвратить расширение трубок со свободной укладкой волокон и изменение внешнего диаметра оптического кабеля, когда натяжение связывающей нити слишком мало, и предотвратить сплющивание трубок со свободной укладкой волокон и затухание при передаче через оптическое волокно, превышающее стандартное значение, когда натяжение связывающих нитей слишком велико.
Настоящее изобретение объединяет процесс скручивания и процесс нанесения оболочки, что позволяет сэкономить на одном производственном процессе, уменьшить производственную площадку и снизить затраты на оборудование и трудозатраты.
Когда внешняя оболочка получена экструзией, маркировочная линия для вскрытия кабеля может быть получена непосредственно экструзией, что позволяет снизить затраты на вскрытие кабеля.
Настоящее изобретение не ограничено вышеуказанными вариантами осуществления. Специалисты в данной области техники могут вносить несколько улучшений и модификаций без отступления от принципа настоящего изобретения, и эти улучшения и модификации также считаются находящимися в пределах объема охраны настоящего изобретения. Содержание, которое подробно не приводится в описании, относится к предшествующему уровню техники, известному для специалистов в данной области техники.