全介质自承式光缆、制造方法及其生产系统转让专利
申请号 : CN202210608198.6
文献号 : CN114690357B
文献日 : 2022-08-09
发明人 : 沈冰冰 , 沈一春 , 薛赵剑 , 缪小明 , 周娟
申请人 : 江苏中天科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种全介质自承式光缆,其特征在于,包括缆芯组件,所述缆芯组件的表面沿所述缆芯组件的轴向上依次包覆有第一防护层、铠装组件和第二防护层,所述铠装组件包括非金属加强层和固化层,所述非金属加强层包括非金属层和多个非金属加强件,所述非金属层沿所述缆芯组件的轴向包覆在所述第一防护层的表面,所述非金属层由非金属材料构成,多个所述非金属加强件沿所述缆芯组件的轴向嵌设在所述非金属材料内,并与所述非金属材料共同形成所述非金属加强层;所述固化层由可固化树脂固化后形成,所述固化层沿所述缆芯组件的轴向涂覆在所述非金属加强层的表面,以及填充在所述非金属加强层内的间隙处;
所述全介质自承式光缆还包括编织层,所述编织层位于所述缆芯组件和所述第一防护层之间,并与所述缆芯组件紧密贴合;所述编织层的编织密度大于或等于150,编织厚度大于或等于0.3mm,所述编织密度为所述编织层在一平方厘米的编织面积内最小单元的编织网格的数量。
2.根据权利要求1所述的全介质自承式光缆,其特征在于,所述非金属材料为玻纤纱,所述非金属层为由所述玻纤纱形成的玻纤纱层。
3.根据权利要求2所述的全介质自承式光缆,其特征在于,所述玻纤纱层的厚度大于或等于0.8mm。
4.根据权利要求1所述的全介质自承式光缆,其特征在于,多个所述非金属加强件沿所述缆芯组件的周向均匀嵌设并固定在所述非金属层内,所述非金属加强件的端部沿着所述缆芯组件的轴向延伸。
5.根据权利要求4所述的全介质自承式光缆,其特征在于,所述非金属加强件为纤维增强复合杆,所述纤维增强复合杆的直径大于或等于0.3mm,且小于或等于0.6mm。
6.根据权利要求5所述的全介质自承式光缆,其特征在于,所述非金属加强件包括非金属杆和套胶层,所述套胶层沿所述非金属杆的轴向套设并粘接在所述非金属杆的表面。
7.根据权利要求1‑6中任一项所述的全介质自承式光缆,其特征在于,所述铠装组件的厚度为大于0.8mm,且小于1.0mm。
8.根据权利要求1‑6中任一项所述的全介质自承式光缆,其特征在于,所述编织层为芳纶编织套。
9.根据权利要求1‑6中任一项所述的全介质自承式光缆,其特征在于,所述缆芯组件包括缆芯、第三防护层和固化的芳纶纱层,所述第三防护层和所述芳纶纱层在沿所述缆芯的轴向上依次包覆在所述第三防护层的表面,所述编织层与所述芳纶纱层紧密贴合。
10.一种全介质自承式光缆的制造方法,其特征在于,所述制造方法应用于如权利要求
1‑9中任一项所述的全介质自承式光缆,所述制造方法包括:
制备缆芯组件;
沿所述缆芯组件的轴向,在所述缆芯组件的表面形成第一防护层,以使所述第一防护层包覆在所述缆芯组件的表面;
在所述第一防护层的表面制备铠装组件,所述铠装组件包括非金属加强层和可固化树脂固化后形成的固化层,所述非金属加强层包括非金属层和多个非金属加强件,所述非金属层沿所述缆芯组件的轴向包覆在所述第一防护层的表面,所述非金属层由非金属材料构成;多个所述非金属加强件沿所述缆芯组件的轴向嵌设在所述非金属材料内,并与所述非金属材料共同形成所述非金属加强层;所述固化层沿所述缆芯组件的轴向涂覆在所述非金属加强层的表面,以及填充在所述非金属加强层内的间隙处;
在所述铠装组件上形成第二防护层,以使所述第二防护层包覆在所述铠装组件的表面,形成所述全介质自承式光缆;
所述沿所述缆芯组件的轴向上,在所述缆芯组件的表面形成第一防护层之前,具体包括:在所述缆芯组件的表面编织形成编织层,所述编织层位于所述缆芯组件和所述第一防护层之间,并与所述缆芯组件紧密贴合;所述编织层的编织密度大于或等于150,编织厚度大于或等于0.3mm,所述编织密度为所述编织层在一平方厘米的编织面积内最小单元的编织网格的数量。
11.根据权利要求10所述的制造方法,其特征在于,所述非金属材料为玻纤纱,和/或,所述可固化树脂为光固化树脂或者热固化树脂。
12.根据权利要求10所述的制造方法,其特征在于,所述在所述第一防护层的表面制备铠装组件,具体包括:在所述第一防护层的表面制备所述非金属加强层;
沿所述缆芯组件的轴向,在所述非金属加强层的表面涂覆并形成所述固化层。
13.根据权利要求12所述的制造方法,其特征在于,所述在所述第一防护层的表面制备所述非金属加强层,具体包括:将多个所述非金属加强件均匀嵌入所述非金属材料,并和所述非金属材料在所述第一防护层的表面一同绞合形成所述非金属加强层。
14.根据权利要求10所述的制造方法,其特征在于,所述编织层为芳纶编织套。
15.根据权利要求14所述的制造方法,其特征在于,所述制备缆芯组件,具体包括:制备缆芯;
沿所述缆芯的轴向,在所述缆芯的表面依次包覆第三防护层和固化的芳纶纱层,所述编织层与所述芳纶纱层紧密贴合。
16.一种全介质自承式光缆的生产系统,其特征在于,所述生产系统应用于如权利要求
1‑9中任一项所述的全介质自承式光缆,所述生产系统包括放线装置,所述放线装置的输出端依次设有第一绞合装置、第一涂覆装置、第一固化装置、第一挤塑装置和收线装置,所述全介质自承式光缆的缆芯组件在同一高度上依次通过所述第一绞合装置、所述第一涂覆装置、所述第一固化装置和所述第一挤塑装置后,并经所述收线装置收线。
说明书 :
全介质自承式光缆、制造方法及其生产系统
技术领域
背景技术
力通信系统中提供快速、经济的传输信道。
决ADSS光缆防动物啃咬的问题,目前,ADSS光缆通常采用非金属材料比如玻纤纱或者玻纤
带,在缆芯组件和外护套之间形成铠装层,以在ADSS光缆经过鼠害严重或者鸟类密集的区
域时,起到防动物啃咬的功能。在实际应用中发现,ADSS光缆的防动物啃咬的性能容易失
效。为此,相关技术中,采用由纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)制成杆
状结构,比如玻璃纤维增强塑料杆,通过玻璃纤维增强塑料杆在缆芯组件和外护套之间形
成铠装层,得到一种新型的ADSS光缆。
升空间。
发明内容
护层,所述铠装组件包括非金属加强层和固化层,所述非金属加强层包括非金属层和多个
非金属加强件,所述非金属层沿所述缆芯组件的轴向包覆在所述第一防护层的表面,所述
非金属层由非金属材料构成,多个所述非金属加强件沿所述缆芯组件的轴向嵌设在所述非
金属材料内,并与所述非金属材料共同形成所述非金属加强层;所述固化层由可固化树脂
固化后形成,所述固化层沿所述缆芯组件的轴向涂覆在所述非金属层的表面,以及填充在
所述非金属加强层内的间隙处。
表面,所述编织层与所述芳纶纱层紧密贴合。
非金属层沿所述缆芯组件的轴向包覆在所述第一防护层的表面,所述非金属层由非金属材
料构成;多个所述非金属加强件沿所述缆芯组件的轴向嵌设在所述非金属材料内,并与所
述非金属材料共同形成所述非金属加强层;所述固化层沿所述缆芯组件的轴向涂覆在所述
非金属加强层的表面,以及填充在所述非金属加强层内的间隙处;
织套的编织密度大于或等于150,编织厚度大于或等于0.3mm。
端依次设有第一绞合装置、第一涂覆装置、第一固化装置、第一挤塑装置和收线装置,所述
全介质自承式光缆的缆芯组件在同一高度上依次通过所述第一绞合装置、所述第一涂覆装
置、所述第一固化装置和所述第一挤塑装置后,并经所述收线装置收线。
层和多个非金属加强件,非金属层沿缆芯组件的轴向包覆在第一防护层的表面,非金属层
由非金属材料构成,多个非金属加强件嵌设在非金属材料内,并与非金属材料共同形成非
金属加强层。固化层由可固化树脂固化后形成,固化层沿缆芯组件的轴向涂覆在非金属加
强层的表面,以及填充在非金属加强层内的间隙处。这样通过固化层能够对非金属层内的
非金属材料进行固化,实现非金属加强件在非金属加强层内的固定,形成坚固的铠装组件
的同时,不仅在第二防护层不慎破损后,非金属层中的非金属材料不会松散,使得全介质自
承式光缆具有持续且优异的防动物破坏性能,而且由于多个非金属加强件的设置,能够增
强铠装组件的强度,增强全介质自承式光缆整体的抗拉强度和结构稳定性。除此之外,本发
明的全介质自承式光缆结构更加紧凑,无需大型的绞笼设备,对加工设备的要求较低,具有
更高的机械性能、更优的物理防护性能以及较高的性价比。
附图说明
明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
中设有多个由光纤组成的光单元。ADSS光缆因其使用环境比如电力环境的要求,通常采用
非金属材料对ADSS光缆的缆芯进行铠装保护。常用的非金属材料采用玻纤纱(即玻璃纤维
纱)、玻纤带或者由纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)制成杆状结构,比
如玻璃纤维增强塑料杆等。在实际的生产及工程应用中发明人发现,采用玻纤纱作为铠装
层对ADSS光缆的缆芯进行铠装保护,防止动物啃咬时,玻纤纱在ADSS光缆的外护套被动物
啃咬破损之后会变得松散,久而久之降低了对内部光纤的保护作用。玻纤带也同样存在这
个问题,在包覆在玻纤带外侧的外护套破损后,玻纤带会张开,从而使得ADSS光缆失去防动
物啃咬的功能。ADSS光缆的防动物啃咬的性能容易失效。相关技术中,ADSS光缆有采用玻璃
纤维增强塑料杆,通过玻璃纤维增强塑料杆在缆芯组件和外护套之间形成铠装层,得到一
种新型的ADSS光缆。
1.0mm,从而增加了ADSS光缆的外径和重量,同时该种尺寸大小的玻璃纤维增强塑料杆在制
备ADSS光缆时需要大型绞笼设备才进行铠装,使得ADSS光缆对工装设备有一定的要求,
ADSS光缆整体的性价比还有很大的提升空间。除此之外,在外护套破损严重后,玻璃纤维增
强塑料杆也会松散,从而降低其对缆芯组件的防护性能,使得这种新型的ADSS光缆的防动
物啃咬的性能降低。
包括非金属层和多个非金属加强件,非金属层沿缆芯组件的轴向包覆在第一防护层的表
面,非金属层由非金属材料构成,绞合形成,多个非金属加强件嵌设在非金属材料内,并与
非金属材料共同形成非金属加强层。固化层由可固化树脂固化后形成,固化层沿缆芯组件
的轴向涂覆在非金属加强层的表面,以及填充在非金属加强层内的间隙处。这样通过固化
层能够对非金属加强层内的非金属材料进行固化,实现非金属加强件在非金属加强层内的
固定,形成坚固的铠装组件的同时,不仅能够使得全介质自承式光缆具有持续且优异的防
动物破坏性能,而且能够增强铠装组件的强度,增强全介质自承式光缆整体的抗拉强度和
结构稳定性。除此之外,本发明的全介质自承式光缆结构更加紧凑,无需大型的绞笼设备,
对加工设备的要求较低,具有更高的机械性能、更优的物理防护性能以及较高的性价比。
本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
缆芯组件10的轴向上依次包覆有第一防护层20、铠装组件40和第二防护层50。其中,第一防
护层20也可以称为中护套,以便通过第一防护层20对缆芯组件10进行防护的同时,能够便
于和第二防护层50对铠装组件40进行固定,从而实现对缆芯组件10的铠装防护。第二防护
层50也可以称为外护套,以便包裹铠装组件40,对铠装组件40进行防护。
20的表面。非金属层41由非金属材料构成。多个非金属加强件42沿缆芯组件10的轴向嵌设
在非金属材料内,并与非金属材料共同形成非金属加强层。
金属加强件42以均匀或者非均匀的方式嵌入非金属材料,然后通过绞合装置将嵌设有非金
属加强件42的非金属材料与非金属加强件42一同绞合到第一防护层20的表面,从而形成非
金属加强层。这样不仅通过非金属层41内的非金属材料可以起到防动物啃咬的功能,而且
由于非金属加强件42的存在,能够对非金属层41以及非金属加强层起到强化作用,有助于
铠装组件40的强度,增加ADSS光缆整体的抗拉强度和结构稳定性。
部分层状结构,然后将非金属加强件42通过编织的方法形成在第一部分层状结构上,最后
在非金属加强件42上再次编织非金属材料,形成非金属层41的第二部分层状结构。第二部
分层状结构包覆在非金属加强件42上,并与第一部分层状结构连接,从而形成非金属层41,
使得非金属层41可以非金属加强件42共同形成非金属加强层。在本实施例中,对于非金属
加强层的形成方式不做进一步限定。
属材料进行固化,不仅可以增强非金属层41的物理性能,而且固化后的非金属层41中的非
金属材料不会松散,能够形成坚固的非金属铠装组件。这样在第二防护层50不慎破损后,由
于固化层的存在,非金属层41可像“铠甲”一样对缆芯组件10进行铠装保护,从而提高ADSS
光缆的长期防啃咬性能,使得全介质自承式光缆100具有持续且优异的防动物破坏性能,且
防动物啃咬性能稳定,而且相较于相关技术中由多个玻璃纤维增强塑料杆形铠装层的ADSS
光缆,本发明实施例的全介质自承式光缆100结构更加紧凑,无需大型的绞笼设备,对加工
设备的要求较低,具有更高的机械性能、更优的物理防护性能以及较高的性价比。
中,对于可固化树脂的固化方式以及可固化树脂的种类并不做进一步限定。
体的,玻纤纱层可以由玻纤纱通过绞合或者编织等的方式形成。这样在玻纤纱被动物啃咬
后,会呈粉碎状,使动物对光缆产生畏惧感,起到较好的防动物啃咬的功能,而且在经固化
层固化后,会形成坚固的铠装组件40,在第二防护层50不慎破损后,非金属材料不会松散,
使得ADSS光缆具有持续且优异的防动物破坏性能。
铠装防护性能以及防动物啃咬性能,而且相较于相关技术中由多个玻璃纤维增强塑料杆形
铠装层的ADSS光缆,使得本实施例的ADSS光缆的结构更为紧凑,且性价比更高。
更为可靠和牢固。
加强件42能够“钢筋”一样对非金属加强层起到强化作用,从而进一步增强铠装组件40的强
度,增加ADSS光缆整体的抗拉强度和结构稳定性。
合材料(KFRP)等。这样能够利用纤维增强复合杆较高的比强度,能够对非金属加强层以及
铠装组件40起到进一步强化的作用,从而增加ADSS光缆整体的抗拉强度和结构稳定性。
0.6mm,比如0.4mm或者0.5mm等。这样能够将纤维增强复合杆的直径控制在一定的范围内,
在不影响纤维增强复合杆对铠装组件40起到强化作用的同时,不仅能够避免纤维增强复合
杆的直径过大,影响铠装组件40的厚度以及ADSS光缆的直径和重量,而且还能够避免大型
绞笼设备进行铠装,降低ADSS光缆对工装设备的要求,降低ADSS光缆的生产成本,进一步提
高ADSS光缆整体的性价比。
属杆上。这样通过套胶层的设置,能够增强非金属加强件42与固化层和非金属材料的粘结
效果,从而增强非金属加强件42在非金属层41内的固定效果。
同形成缆芯组件10。其中,缆芯11可以包括多个光单元111、中心加强件112和阻水层113,多
个光单元111在中心加强件112的周侧并围绕中心加强件112设置。本实施例中,光单元111
可以是松套管结构、紧套结构或者半松半紧结构。半松半紧结构可以理解为介于松套管结
构和紧套结构之间的光单元111结构。不同的光单元111可以通过被覆不同颜色的材料进行
识别。
好的阻水和密封性能。本实施例中,阻水层113可以由阻水材料构成,阻水材料可以采用据
水性的油膏或者遇水膨胀的固态阻水材料,阻水层113的形成可以参考现有ADSS光缆中的
相关描述,在本实施例中,不再作进一步阐述。
量的芳纶纱绞合在缆芯11的表面或ADSS光缆的内护套的外侧,形成芳纶纱层13,芳纶纱层
13中芳纶纱是松散状态,使得相关技术中ADSS光缆的芳纶纱层13不仅受力一致性有待提
高,而且抗穿刺能力不强,ADSS光缆的防弹性能较差。
缆的抗拉强度的同时,在相同拉力下,能够减少芳纶纱的用量。
的芳纶纱层13,从而提高芳纶纱层13受力一致性。或者,在一些实施例中,还可以采用其他
的固化方式形成固化的芳纶纱层13。
啃咬的问题,还需要考虑防弹的问题。
中,编织层30与芳纶纱层13紧密贴合。编织层30包括但不限于为芳纶编织套。这样通过编织
层30能够对固化的芳纶纱层13进行阻挡,以增强ADSS光缆的防弹性能,避免芳纶纱层13在
非法捕猎时被刺穿,对缆芯11造成损伤。
的数量。也就是说,编织密度的单位可以为1/cm 。其中,编制网格由多个横纵方向的编织线
在编织时相互交叉形成。编织网格越多,编织密度越大,编织越密。本实施例中,在编织厚度
不变时,编织密度越大,编织层30的抗穿刺能力越强。因此,本实施例可以将编织厚度控制
在较小的范围,提高编织密度,从而在确保ADSS光缆具有较好的防弹性能的同时,能够使得
ADSS光缆的结构更加紧凑,有助于进一步降低ADSS光缆的直径。
芯组件的制备方法。
护材料,并形成第一防护层20,通过第一防护层20对缆芯组件10进行防护。其中,防护材料
可以参考现有的ADSS光缆中的相关材料,在本实施例中,不再做进一步阐述。
属加强层包括非金属层和多个非金属加强件,非金属层沿缆芯组件的轴向包覆在第一防护
层的表面,非金属层由非金属材料构成;多个非金属加强件沿缆芯组件的轴向嵌设在非金
属材料内,并与非金属材料共同形成非金属加强层;固化层沿缆芯组件的轴向涂覆在非金
属加强层的表面,以及填充在非金属加强层内的间隙处。
样通过固化层能够对非金属层41内的非金属材料进行固化,且固化后的非金属层41中的非
金属材料不会松散,能够与非金属加强件42形成坚固的非金属铠装组件,非金属铠装组件
可像“铠甲”一样对缆芯组件10进行铠装保护,从而提高使ADSS光缆的长期防啃咬性能,使
得全介质自承式光缆100具有持续且优异的防动物破坏性能。
方式形成非金属加强层时,可以预先在非金属材料比如玻纤纱中嵌入预设数量的多个非金
属加强件42,然后通过绞合装置将非金属加强件42和非金属材料比如玻纤纱在第一防护层
20的表面一同绞合,以形成非金属加强层。
关技术中的描述,在本实施例中不再作进一步阐述。
述。
固化装置内采用热固化或者光固化等方式对可固化树脂进行在线固化,对非金属层41内原
本松散的非金属材料进行固化,使得非金属层41比如玻纤纱层的硬度进一步增加,形成坚
固的非金属铠装组件。
压力涂覆时,能够确保可固化树脂可以填充在非金属材料的间隙,对非金属层41内的非金
属材料起到更好的固化效果。
时间和固化温度。本实施例中,固化层采用丙烯酸酯,涂覆厚度可以为0.1mm‑0.3mm时,固化
时间可以小于或等于1s,固化温度可以为200℃‑280℃。
强件42,能够对已固化的铠装组件40起到强化作用,增加ADSS光缆整体的抗拉强度和结构
稳定性。其中,非金属加强件42的材料和直径以及其他的有益效果可以参考上述中的相关
描述,在此不再做进一步赘述。
体可以参加第一防护层20的相关描述,在此不再做进一步赘述。
通过成缆工序围绕中心加强件112绞合成圆整的缆芯11,绞合方式可以是S绞,也可以是SZ
绞。缆芯11中加入了具有阻水层113,以便通过阻水层113保证光单元111之间的阻水性能。
步赘述。
以经过涂覆装置240,以便通过涂覆装置240在芳纶纱层13中均匀的涂覆可固化树脂。涂覆
后,经过固化装置,在固化装置内采用热固化或者光固化等方式对可固化树脂进行在线固
化,对芳纶纱层13中原本松散的芳纶纱进行固化,使得原本松散的芳纶纱变得更加紧密,提
高芳纶纱层13的受力一致性。
套,芳纶编织套的编织密度大于或等于150,编织厚度大于或等于0.3mm,使得芳纶编织套与
缆芯组件10的表面结合紧密后,在通过挤塑装置在编织层30的表面挤塑形成第一防护层
20。这样通过编织层30能够对固化的芳纶纱层13进行阻挡,以增强ADSS光缆的防弹性能。编
织层30的编织方法可以参考现有中的相关技术,在本实施例中,不在作进一步阐述。
以包括放线装置210,放线装置210的输出端依次设有第一绞合装置230、第一涂覆装置240、
第一固化装置250、第一挤塑装置260和收线装置290,全介质自承式光缆100的缆芯组件10
在同一高度上依次通过第一绞合装置230、第一涂覆装置240、第一固化装置250和第一挤塑
装置260后,并经收线装置290收线。这样可以通过该生产系统200制造出全介质自承式光缆
100。
入非金属材料后可以与非金属材料在第一绞合装置230比如绞合机内一同绞合到第一防护
层20的表面后,再通过第一涂覆装置240比如树脂涂覆器进行可固化树脂的涂覆,然后通过
第一固化装置250对可固化树脂进行固化形成铠装组件40后,接着通过第一挤塑装置260比
如挤塑机在铠装组件40的表面形成第二防护层50后经过冷却装置270,使第二防护层50进
行冷却固化后,通过收线装置290进行收排线。
一绞合装置230之间,以便通过编织机在缆芯组件10的表面比如芳纶纱层13上编织形成编
织层30后,可以通过第二挤塑装置在编织层30的表面形成第一防护层20。
装置240以及第二固化装置,以便制备的缆芯11可以通过第三挤塑装置形成第三防护层12
后,可以通过依次通过第二绞合装置、第二涂覆装置240以及第二固化装置形成固化的芳纶
纱层13。其中,芳纶纱层13的固化方式可以参考上述中的相关描述。
并位于放线装置210的前端,用于通过放线装置210对储线装置220中的缆芯11进行放线,使
缆芯11在牵引装置280的牵引下,可以在同一高度上依次通过生产系统200中的其他装置,
形成ADSS光缆。
材料绞合形成,固化层由可固化树脂固化后形成,固化层沿缆芯组件10的轴向涂覆在非金
属层41的表面,以及填充在非金属材料的间隙。这样能够形成坚固的铠装组件40,使得全介
质自承式光缆100具有持续且优异的防动物破坏性能,防动物啃咬性能稳定,而且结构更加
紧凑,具有较高的性价比。
因此不能理解为对本发明的限制。
统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或
对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
中间媒介间接相连,可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域
的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外,术语
“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所
指示的技术特征的数量。
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。