СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

Соединитель для оптических кабелей предназначен для применения в области связи для передачи информации по волоконно-оптическим кабелям.
Известен вращающийся соединитель для оптических кабелей, который содержит корпус с оппозитно установленными двумя узлами 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, во втулках зафиксированы обоймы (патент РФ №2402794, 14.04.2009). Недостатком указанного вращающегося соединителя является повреждение оптического волокна при его вращении во время работы соединителя. Кроме того для ремонта или замены оптического кабеля необходимо разбирать весь соединитель, что весьма сложно и затратно.
Техническим результатом является повышение стабильности оптических параметров, упрощение монтажа и повышение ремонтоспособности изделия. Технический результат достигается выполнением соединителя для оптических кабелей в виде двух оппозитно установленных узлов, в которых закреплены оптические кабели, один из узлов - роторный состоит из корпуса, внутри которого установлен с возможностью вращения вал с ферульной сборкой в виде втулки, в которой установлены оптический кабель, пружина, соединенная с ферулой, часть оптического кабеля неподвижно закреплена во втулке, другая часть оптического кабеля со снятой внешней оболочкой установлена в пружине, конец оптического волокна закреплен в феруле; другой узел - статорный выполнен в виде корпуса, в котором неподвижно установлена ферульная сборка в виде втулки, в которой оптический кабель, пружина, соединенная с ферулой, часть оптического кабеля неподвижно закреплена во втулке, другая часть оптического кабеля со снятой внешней оболочкой установлена в пружине, конец оптического волокна закреплен в феруле, в статорном узле имеется полость, в которой расположена разрезная подпружиненная втулка, внутри которой соосно состыкованы ферулы обоих узлов, статорный и роторный узлы установлены соосно и неподвижно закреплены между собой.
Во вращающемся соединителе для оптических кабелей вал роторного узла установлен на конических подшипниках скольжения.
Ферулы обоих узлов с одного торца выполнены с лысками и закреплены с возможностью шарнирного люфта в ферульных сборках.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен вращающийся оптический соединитель,
на фиг. 2 показан роторный узел,
на фиг. 3, 4 изображена ферульная сборка,
на фиг. 5 - показана ферула,
на фиг. 6 показан статорный узел,
на фиг. 7, 8 показано соединение ферульных сборок.
Вращающийся оптический соединитель (фиг 1) состоит из двух узлов: роторного и статорного, механически и оптически соединенных в единое изделие.
Роторный узел 1 кинематически и оптически связан с вращающимся внешним объектом. Статорный узел 2 имеет оптическую связь с неподвижным другим внешним объектом.
В корпусе каждого из этих узлов имеется отверстие для размещения оптического кабеля или элементов движения и в сборе узлов эти отверстия соосны. В соединителе соосность оптических каналов при стыковке роторного и статорного узлов обеспечивает упругая разрезная керамическая втулка 3 (фиг. 1).
Роторный узел показан на фиг 2. Он представляет собой корпус 4 с установочным фланцем и отверстием для размещения элементов ротора. Отверстие корпуса с обоих концов полнено в виде конусов, в контакте с которыми имеются антифрикционные шайбы 5 малой толщины. В отверстии корпуса 4 установлен вал 6 и прижимная шайба 7. Диск 8 и пружины 9 обеспечивают прижатие поверхностей сопряженных конусов, исключая осевой и радиальный люфт вала 6.
Поводок 10 на диске 8 позволяет механически связать ротор с внешним объектом вращения. Вал 6 вдоль своей оси имеет отверстие, в котором установлена ферульная сборка 11. Ферульная сборка ротора изображена на фиг. 3. Оптический кабель 13 оконцован ферулой 15 таким образом, что между ферулой и кабелем с внешней оболочкой оставлен участок длиной (15-20 мм) оптического волокна в полимерной оболочке 14 и на этом участке с натягом 0.5-1.5 Н вставлена пружина 16, как показано на Фиг. 3. Внешняя оболочка кабеля 13 вклеена во втулку 12 таким образом, чтобы ферула 15 концом с лысками (фиг. 5) вошла во втулку 12 (сечении А-А, на фиг 4.)
Размеры отверстия втулки 12илыски ферулы выбраны такими, чтобы ферула имела возможность отклоняться от оси на 1-2 градуса в любом направлении, но не проворачиваться во втулке 12.
Статорный узел (фиг. 6) состоит из корпуса 18 и ферульной сборки 11. Ферульная сборка аналогична ферульной сборке роторного узла как показано на фиг. 3 и фиг. 4.
Оптический канал соединителя образуется двумя ферульными сборками, состыкованными навстречу друг другу, торцами ферул 15, соединенными разрезной втулкой 3 (Фиг. 1, фиг. 8.). Такая стыковка показана на Фиг. 7. Расположить обе ферулы строго +1 мкм на одной оси и при этом вращать одну из них - задача сложная: практически будет осевое отклонение до 0,1 мм, как показано на фиг. 8 в точке 20.
В вышеописанном соединителе при нарушении соосности вала две ферулы, сжатые разрезной втулкой 3 отклонятся на некоторый значительно меньший угол, в данном случае только на 1 градус.
Роторный 1 и статорный 2 узлы соединены между собой неподвижно, как показано на фиг. 1, в частности, с помощью резьбы для возможности быстрой разборки при ремонте или замене узлов.
Технические решения, реализованные во вращающемся соединителе, позволили получить ряд положительных результатов.
Позволили исключить повреждение оптического волокна в полимерной оболочке при работе соединителя, т.к. в динамическом режиме вращается ферула роторного узла с закрепленным в ней концом оптического волокна, а не само оптическое волокно, как в аналоге.
Также вращение вала роторного узла на конических подшипниках скольжения исключили осевой и радиальный люфты, и дали возможность работать без смазки, что позволяет расширить интервал рабочей температуры (-70 +80C) и исключить влияние выделяемых продуктов смазки на оптические параметры соединителя.
Малая толщина антифрикционных шайб позволила сделать осевое смещение торца вращающегося оптического волокна минимальным при изменении температуры и, тем самым, повысить стабильность оптических параметров.
Выполнение оптического канала соединителя в виде ферульных сборок упростило монтаж и повысило ремонтоспособность изделия.
Придание “некруглости” на одном конце ферулы (лыски) и люфт в сопряженном отверстии втулки позволяют компенсировать несоосность осей ротора и статора, т.е., повысить точность работы соединителя.
Пружина, создающая натяг волокна и ферулы в сборке, стабилизирует осевое расположение торца вращающегося волокна, повышая точность и стабильность оптических потерь.
Разрезная керамическая втулка сохраняет соосность стыкуемых ферул, обеспечивая стабильность оптических параметров.
В разрезной керамической втулке полость между торцами ферул заполнена оптическим гелем для уменьшения оптических потерь и снижения потерь трения, а также для увеличения срока службы.