ПОДЗЕМНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МУФТ И ЗАПАСОВ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи с использованием оптических кабелей, проложенных в кабельной канализации из защитных пластмассовых тру6, в основном микрокабелей в микротрубках.
Подземные камеры (смотровые устройства), предназначены для хранения оптических муфт и технологических запасов оптических кабелей, необходимых для изъятия муфты и проведения с ней монтажных и ремонтных работ вне камеры.
Известна конструкция камеры оптической трубопроводной КОТ-2, выполненной из полиэтилена методом ротационного формования, представляющая собой корпус цилиндрической формы с 4-мя вводами, выполненными в виде тру6, расположенными тангенциально по отношению к корпусу и направленными попарно в противоположные стороны, а также крышку [Камеры оптические трубопроводные КОТ-2. Технические условия ТУ 2219-059-00203031. OOO «Тверьтрубпласт», 2000 г.]. Конструкция обеспечивает возможность ввода-вывода оптических кабелей, расположенных в 4-х защитных пластмассовых трубах типоразмера 40/33 мм, проложенных в грунте. Соединение вводов камеры и защитных пластмассовых труб осуществляется при помощи механических соединительных муфт, например производства фирм Plasson или Plassim. При повсеместном использовании оптических муфт тупикового типа, имеющих при прочих равных условиях меньшие габариты по сравнению с оптическими муфтами проходного типа, организация запаса оптических кабелей в
КОТ-2 требует выполнения одного S-образного изгиба кабеля для его вывода из корпуса камеры в направлении противоположном его вводу в корпус, что характерно для соединения строительных длин кабелей [Прокладка оптических кабелей в защитных пластмассовых трубах. Проблемы и их решения. Научно-технический журнал ФОТОН-ЭКСПРЕСС, 2004. №2 (34), стр.10-11]. При этом увеличивается и неэффективно используется рабочий объем камеры, диаметральный размер которой должен быть не менее 4×R, где R - минимально допустимый радиус изгиба оптического кабеля, т.к. диаметральный размер внутренней поверхности камеры не может быть меньше, чем размер S-образного изгиба кабеля. Масса КОТ-2 без вводов достигает 36 кг. Увеличенные габаритные размеры камеры и объем влекут за собой увеличенный объем земляных работ по устройству котлована для установки камеры, а также проблемы со всплытием камеры при ее эксплуатации в водонасыщенных грунтах. Для предотвращения всплытия камеры рекомендуется ее заполнение гладким щебнем мелкой фракции или сухим песком, что затрудняет обслуживание оптической муфты. Герметичность сопряжения корпуса и крышки камеры обеспечивается за счет применения герметизирующих материалов, которые размещаются в их сопряжении. Поверхность сопряжения корпуса и крышки камеры имеет размер, близкий к габаритному размеру корпуса и требует большого количества герметизирующих материалов, что затрудняет обеспечение герметичности камеры. Кроме того, значительная овальность и конусообразность внутренних отверстий в кабельных вводах, являющаяся следствием технологии изготовления камеры (метод ротационного формования), в большинстве случаев не позволяет установить в них проходные кабельные заглушки, например типа Jackmoon, и обеспечить герметичность. Таким образом, конструкция камеры не обеспечивает герметичность рабочего объема, который со временем заполняется водой и илом, что затрудняет регламентные и
ремонтные работы, а также ведет со временем к повышению затухания сигнала в оптических волокнах кабеля. Конструкция камеры не позволяет вводить (дозадувать) дополнительные кабели в защитные полиэтиленовые трубы, а также выводить провода КИП. Защитные пластмассовые трубы могут подводиться к камере только с двух направлений, что затрудняет вывод кабелей в 3-х или 4-х направлениях от разветвительных оптических муфт. В конструкции камеры не предусмотрены элементы, облегчающие ее вскрытие при эксплуатации, процесс которого требует применения специальных инструментов.
Известна конструкция пункта оперативного доступа ПОД к местам соединения строительных длин оптических кабелей, прокладываемых в защитных пластмассовых трубах [Пункт оперативного доступа (ПОД). Технические условия ПДОКЗ-800.000. OOO «Севербуммаш», 1998 г.].
ПОД представляет собой металлический корпус с опорной пластиной для крепления к железобетонной плите и вводами, выполненными в виде тру6, расположенных тангенциально и разнесенных по окружности, и металлическую крышку, причем между корпусом и крышкой расположены уплотнения. Соединение корпуса и крышки осуществляется при помощи откидных болтов с головкой под специальный ключ, а герметичность обеспечивается за счет уплотнений, выполненные из эластомера. Конструкция ПОД обеспечивает возможность ввода (дозадувки) дополнительного кабеля при открытой крышке. ПОД имеет значительный объем и массу (до 160 кг), что требует применения подъемно-транспортных машин для его транспортировки до места и установки в рабочее положение. Для предотвращения перемещения ПОД в грунте и всплытия предусмотрено его крепление к железобетонной плите с размерами 1000×1000×100 мм, которая предварительно устанавливается в котловане. Кроме того, металлическая конструкция ПОД требуют дополнительной защиты от коррозии. Высокая стоимость изготовления ПОД и его установки за
счет значительного объема земляных работ и применения подъемно-транспортных механизмов существенно ограничивают область его применения при строительстве. Защитные пластмассовые трубы (до 8 шт. типоразмера до 50/41 мм) могут подводиться к камере только с двух направлений, что затрудняет вывод кабелей в 3-х или 4-х направлениях от разветвительных оптических муфт.
Известна конструкция смотрового устройства (подземной камеры) производства фирмы Sitel [Материалы фирмы Sitel (Чешская Республика). Инструкция по применению. Смотровые устройства из полиэтилена.], которая является наиболее близким аналогом заявленного технического решения. Камера выполнена из полиэтилена методами ротационного формования и экструзионной сварки, и представляет собой корпус с одним или двумя выступами цилиндрической формы с закрытым дном, которые разнесены по окружности и расположены тангенциально по отношению к корпусу, вводами, расположенными тангенциально по отношению к корпусу, а также крышку с разгрузочным силовым элементом (распорной трубой). Вводы выполнены в виде отрезков защитных пластмассовых тру6, которые ввариваются в корпус или соединяются с ним при помощи уплотнительных элементов из эластомера при монтаже устройства в полевых условиях. Дополнительные работы по устройству вводов увеличивают время и стоимость установки камеры, требуют применения специального инструмента, что особенно сложно в полевых условиях. Соединение отрезков защитных пластмассовых труб с корпусом при помощи уплотнительных элементов из эластомера не обеспечивает механическую прочность заделки вводов в корпусе. Кроме того, герметичность таких вводов не может быть обеспечена при длительной эксплуатации из-за износа сопряжения уплотнение-труба при их постоянных взаимных осевых перемещениях, вызванных температурными деформациями подходящей защитной пластмассовой
трубы. По этой же причине возможна авария камеры из-за значительного уменьшения длины подходящей к камере защитной пластмассовой трубы и выхода вводов из корпуса камеры при экстремальном понижении температуры, характерном для отдельных районов России. Соединение корпуса и крышки производится при помощи герметизирующих материалов. Для предотвращения всплытия камеры значительного объема предусмотрено заполнение бетоном внутренних полостей крышки. Фиксированное положение выступов на цилиндрической части корпуса камеры, которые предназначены для размещения в них оптических муфт, обусловливает дополнительные работы по обеспечению необходимых длин запасов оптических кабелей, которые обеспечивали бы при укладке технологических запасов кабелей размещение муфт в выступах. На практике это означает подбор радиусов запасов кабеля, что требует дополнительных затрат времени. Кроме того, допустимый радиус изгиба R оптического кабеля не позволяет уменьшить размер отверстия в сопряжении корпус-крышка камеры менее величины 2×R, что определяется размером петли кабеля, которая проходит в отверстие корпуса при укладке оптической муфты. Значительный размер отверстия в корпусе также требует большого количества герметизирующих материалов для обеспечения герметичности рабочего объема камеры. Масса смотрового устройства без вводов в зависимости от типа составляет от 23,5 кг до 26,5 кг (масса корпуса составляет от 17 кг до 20 кг). Горизонтальное расположение выступов на цилиндрической части корпуса камеры существенно увеличивает размер котлована в плане, что приводит к увеличению объема земляных работ. Защитные пластмассовые трубы типоразмера 40/33 мм могут подводиться к камере с двух противоположных направлений (до 3-х вводов на каждой из 3-х плоских поверхностях), что затрудняет вывод кабелей в 3-х или 4-х направлениях от разветвительных оптических муфт. В конструкции
камеры не предусмотрены элементы, облегчающие ее вскрытие, процесс которого требует применения специальных инструментов.
Существенными признаками заявляемой полезной модели являются: наличие корпуса с тангенциально расположенными на нем кабельными вводами, крышки, уплотнения из эластомера или/и герметика, причем размер внутренней полости крышки по высоте больше размера отверстия в корпусе, наличие на крышке внутренней резьбы и внутренней упорной поверхности, наличие на торце крышки перекрещивающихся пазов, наличие на корпусе ответной наружной резьбы и ответной упорной поверхности с канавкой под уплотнение, кабельных вводов, которые расположены попарно равномерно разнесенными по окружности, каждому основному вводу соответствует дополнительный ввод, направленный в противоположную основному вводу сторону, причем оси основных вводов расположены параллельно, а оси дополнительных вводов - под углом к основанию камеры. Кроме того, основные вводы расположены ортогонально друг относительно друга и выполнены в виде механических муфт для соединения защитных пластмассовых тру6, резьбовые части корпусов механических муфт ввернуты в корпус камеры, а между резьбовыми частями корпусов механических муфт и корпусом камеры размещен герметик. Дополнительные вводы выполнены в виде заглушенных отверстий.
Данные существенные признаки полезной модели позволяют получить технический результат, который заключается: в снижении затрат на производство и установку камеры; в улучшении герметичности камеры (снижении просачиваемости подземных вод); в обеспечении удобства обслуживания камеры; в возможности ввода-вывода кабелей с 4-х ортогональных направлений и вывода проводов КИП; в возможности ввода (дозадувки) дополнительных микрокабелей.
Существенными отличительными признаками полезной модели от наиболее близкого аналога (смотрового устройства фирмы Sitel) являются: размер внутренней полости крышки по высоте больше размера отверстия в корпусе, наличие на крышке внутренней резьбы и внутренней упорной поверхности, наличие на торце крышки перекрещивающихся пазов, наличие на корпусе ответной наружной резьбы и ответной упорной поверхности с канавкой под уплотнение, кабельных вводов, которые расположены попарно равномерно разнесенными по окружности, каждому основному вводу соответствует дополнительный ввод, направленный в противоположную основному вводу сторону, причем оси основных вводов расположены параллельно, а оси дополнительных вводов - под углом к основанию камеры. Кроме того, основные вводы расположены ортогонально друг относительно друга и выполнены в виде механических муфт для соединения защитных пластмассовых труб, резьбовые части корпусов механических муфт ввернуты в корпус камеры, а между резьбовыми частями корпусов механических муфт и корпусом камеры размещен герметик. Дополнительные вводы выполнены в виде заглушенных отверстий.
Известные аналоги имеют общий недостаток, заключающийся в избыточных размерах и объеме для размещения оптических муфт (муфты) и запасов оптических кабелей, которые определяются размерами муфт и запасов кабеля при их размещении только в корпусе камеры. Размеры оптических муфт определяются количеством сварок оптических волокон или числом сплайс пластин на которых эти сварки размещены, а также количеством введенных оптических кабелей. Размеры запасов оптических кабелей определяются минимально допустимым радиусом R изгиба кабелей. Поэтому, отношение габаритных размеров оптической муфты к габаритным размерам запаса оптических кабелей, свернутых в кольцо, растет с увеличением числа вводимых в муфту оптических волокон и оптических кабелей. При
попытках получить камеру минимальных размеров рост этого отношения становится препятствием к размещению муфты в корпусе камеры, размеры которой определяются минимально допустимым радиусом R изгиба кабелей. Особенно ярко это проявляется при использовании современных микрокабелей, имеющих допустимые радиусы изгиба R в пределах 100-160 мм. При габаритных размерах муфты 400 мм - 500 мм внутренний диаметр запаса кабеля составляет 200 мм - 320 мм, а наружный диаметр определяется размещением запаса оптических кабелей длиной до 15 м при его сворачивании в кольцо.
При таких соотношениях размеров муфты и запасов кабелей становится проблематичным размещение муфты непосредственно в корпусе камеры минимально допустимых размеров, т.к. это либо физически невозможно, либо приводит к критическому изгибу (меньше допустимого радиуса изгиба R) кабелей в месте их ввода в оптическую муфту.
Предлагаемым техническим решением является размещение оптической муфты (муфт) вне зоны размещения запасов оптических кабелей. Учитывая то, что продольный размер оптической муфты, как правило, больше ее поперечного размера, в заявляемой полезной модели оптическая муфта размещается внутри крышки камеры. При этом размер внутренней полости крышки по высоте выполнен больше размера отверстия в корпусе камеры. Такая компоновка позволяет значительно уменьшить суммарные размеры и объем корпуса и крышки камеры. При этом более полно используется рабочий объем камеры, а, следовательно, уменьшаются, габариты и объем камеры. Такое техническое решение частично устраняет проблемы со всплытием камеры уменьшенного объема во влагонасыщенных грунтах. Кроме того, малый вес камеры выполненной из полиэтилена методом ротационного формования позволяет легко транспортировать и проводить быстрый ручной монтаж камеры без использования
подъемно-транспортных средств даже в стесненных и трудных топографических условиях с минимальным объемом земляных работ. При этом достигается технический результат, заключающийся в снижении затрат на производство и установку камеры.
Размещение оптической муфты внутри крышки позволяет также уменьшить размеры сопряжения корпуса и крышки камеры, доведя их до размеров, соизмеримых с размерами поперечного сечения оптической муфты (практически необходимо иметь в корпусе камеры отверстие с размерами немного большими размеров пучка оптических кабелей, входящих в муфту). Наличие в конструкции крышки внутренней резьбы и внутренней упорной поверхности, а на корпусе - ответной наружной резьбы и ответной упорной поверхности с канавкой под уплотнение, и самого уплотнения уменьшенных размеров позволяет более просто и надежно обеспечить герметичность внутреннего объема камеры. Выполнение основных вводов в виде механических муфт для соединения защитных пластмассовых труб, с резьбовыми частями корпусов механических муфт ввернутыми в корпус камеры и размещением между резьбовыми частями корпусов механических муфт и корпусом камеры герметика, позволяет достичь как механической прочности заделки вводов в корпусе, так и герметичности указанных соединений. Это техническое решение позволяет в полевых условиях без дополнительных затрат гибко организовывать ввод-вывод защитных пластмассовых труб и кабелей в различных направлениях, используя стандартные пластмассовые заглушки механических соединительных муфт. При этом достигается технический результат, заключающийся в улучшении герметичности камеры (снижении просачиваемости подземных вод).
Наличие на верхнем торце крышки камеры перекрещивающихся пазов позволяет в полевых условиях отказаться от специального инструмента и приспособлений для монтажа-демонтажа крышки камеры, и использовать подручный шанцевый инструмент, например
черенок лопаты или лом, что уменьшает затраты времени на сборку-разборку крышки и корпуса камеры при строительстве и эксплуатации. Одновременно с этим, перекрещивающиеся пазы на торце крышки играют роль ребер жесткости, что значительно повышает сопротивление камеры к раздавливающим нагрузкам, например при наезде транспорта на место установки камеры. Малые размеры крышки и корпуса камеры в плане обусловливают малый объем земляных работ при обслуживании камеры. При этом достигается технический результат, заключающийся в обеспечении удобства обслуживания камеры.
Размещение оптической муфты вне корпуса камеры и отсутствие на корпусе горизонтально расположенных выступов (конструкция фирмы Sitel) позволяет расположить на корпусе основные кабельные вводы, предназначенные для ввода-вывода оптических кабелей, ортогонально друг относительно друга (равномерно разнесенными по окружности), так, что их оси расположены параллельно основанию камеры. Оптимальным расположением вводов является их направленность в 4-х ортогональных направлениях, что позволяет выводить кабели в произвольных 2-х, 3-х или 4-х направлениях, как от соединительных, так и от разветвительных оптических муфт. При необходимости свободные вводы или свободные микротрубки можно использовать для вывода проводов КИП. При этом достигается технический результат заключающийся в возможности ввода-вывода кабелей с 4-х направлений и вывода проводов КИП.
Кроме основных вводов на корпусе размещены дополнительные вводы, причем основные и дополнительные вводы расположены попарно равномерно разнесенными по окружности, каждому основному вводу соответствует дополнительный ввод, направленный в противоположную основному вводу сторону, а оси дополнительных вводов расположены под углом к основанию камеры. Такое парное расположение основных и дополнительных вводов позволяет достичь
приемлемого радиуса кривизны R микрокабеля при его дополнительном вводе в камеру. Дополнительные вводы выполнены в виде изначально заглушенных при изготовлении камеры отверстий, которые при необходимости вскрываются механическим путем, например, сверлением, а после проведения необходимых операций по вводу в них дополнительных микрокабелей, вновь заглушаются (герметизируются), например, при помощи механических заглушек. При этом достигается технический результат, заключающийся в возможности ввода (дозадувки) дополнительных микрокабелей.
На фиг.1 представлен общий вид подземной камеры с установленными кабельными вводами. На фиг.2 представлен вид сверху на подземную камеру с необходимыми разрезами. На фиг.3 представлена фотография общего вида подземной камеры с установленными основными кабельными вводами - пример реализации заявленной полезной модели.
Подземная камера состоит из корпуса 1 с тангенциально расположенными основными кабельными вводами 2 и дополнительными кабельными вводами 3, крышки 4, уплотнения 5. На фиг.1 также показаны: размер Н внутренней полости крышки 4, размер D отверстия в корпусе 1, внутренняя резьба 6 и внутренняя упорная поверхность 7, перекрещивающиеся пазы 8 на верхнем торце крышки 4, ответная наружная резьба 9 и ответная упорная поверхность 10 с канавкой 11 под уплотнение 5, на корпусе 1, угол С наклона осей дополнительных вводов к основанию корпуса камеры (показан в проекции на плоскость фиг.1). На фиг.2 показан герметик 12 между резьбовыми частями корпусов механических муфт основных кабельных вводов 2 и корпусом камеры 1, а также заглушка 13 в дополнительном вводе 3.
На этапе изготовления, на корпусе 1 и на крышке 4 формируются резьбовые поверхности их сопряжения, а также резьбовые поверхности сопряжения основных кабельных вводов 2 и корпуса 1. Дополнительные кабельные вводы 3 изначально заглушены (залиты полиэтиленом при изготовлении корпуса). Резьбовые части корпусов основных кабельных вводов (механических соединительных муфт) 2 смазывают герметиком 12 и вкручивают до упора в корпус камеры 1. Отверстия в корпусах заглушают стандартными пластмассовыми пробками (на фиг. не показаны), которые закрепляют при помощи гаек, входящих в комплект механических соединительных муфт.
Устройство работает следующим образом. При установке камеры в котлован с задействованных основных вводов 2 снимают пластиковые пробки и состыковывают основные вводы со строительными длинами защитных пластмассовых труб. В защитные пластмассовые трубы предварительно вводят (задувают) защитные пластмассовые микротрубки, а затем в защитные пластмассовые микротрубки вводят (задувают) микрокабели. Пучки микрокабелей выводят в корпус камеры, ставят на них проходные герметизирующие заглушки, отмеряют и отрезают необходимый технологический запас микрокабеля. Вводят микрокабели в оптическую муфту и производят монтаж микрокабелей в муфте, сращивание оптических волокон, и ее герметизацию. Пучки микрокабелей укладывают в корпус 1 кольцами против часовой стрелки до упора оптической муфты в уступ на верхнем торце корпуса камеры. В канавку 11 укладывают уплотнение 5 (возможна замена уплотнения 5 герметиком или дополнительное нанесение герметика на уплотнение 5). На корпус 1 устанавливают крышку 4, которую закручивают до упора на счетное число оборотов при помощи подручного шанцевого инструмента, например, черенка лопаты или лома.
При необходимости ввода (дозадувки) микрокабеля в незанятую, предварительно проложенную защитную пластмассовую микротрубку, снимают крышку камеры 4 и вынимают оптическую муфту с
технологическим запасом микрокабелей. Нужный дополнительный парный ввод 3 вскрывают механическим путем, например, сверлением. В дополнительный ввод 3 вводят технологическую микротрубку, которую соединяют при помощи микромуфты с концом основной микротрубки, выходящим внутрь корпуса 1 камеры. Затем осуществляют процесс ввода (дозадувки) микрокабеля. После окончания процесса ввода микрокабеля, технологическую микротрубку снимают, а на основную микротрубку с микрокабелем одевают проходную герметизирующую заглушку. Отмеряют и отрезают необходимый технологический запас микрокабеля, который затем заводят внутрь корпуса 1 камеры. Дополнительный ввод 3 герметизируют (заглушают) механической заглушкой 13. Проводят вскрытие оптической муфты, сращивание оптических волокон, монтаж микрокабеля в муфте и ее герметизацию. Затем запасы кабелей укладывают кольцами в корпусе 1 камеры. На торец корпуса укладывают уплотнение 5 и/или герметик, оптическую муфту закрепляют на торце корпуса 1 и закрывают крышкой 4, которую закручивают до упора.
Представленная на фиг.3 камера - пример реализации заявленной полезной модели позволяет разместить внутри крышки большинство современных оптических муфт, в том числе такие, как, например, МТОК 96 производства ЗАО «Связьстройдеталь», FOSC-400A4 производства Тусо Electronics (Raychem), UFS, FDN производства HellermannTyton. При этом полная масса существующего образца камеры с установленными вводами для защитных пластмассовых труб типоразмера 50/41 мм не превышает 16 кг (в том числе масса крышки 4 кг).