CN110542965B - 一种通信工程用节肢式防双弯型光缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，属于通信工程技术领域，一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，可以实现仿生节肢动物的躯体结构，将光缆传统的整体式外护套结构替换为多节式子护套结构，同时利用多向摆动杆和区间限转槽之间的配合，一方面将相邻两节子护套之间的转动角度限制在安全范围内，通过多节小幅度的转角叠加取代大幅度的转角，实现避免光缆的大幅度宏弯，另一方面只允许单节子护套一定的形变角度，实现避免光缆的大幅度微弯，并且通过在多向摆动杆内部设置开裂引导口和补救措施，避免多向摆动杆长期受压产生的不规则断裂，实现对光缆信号传输的防双弯效果，显著降低传输损耗和通讯故障发生的概率。

Description

一种通信工程用节肢式防双弯型光缆

技术领域

本发明涉及通信工程技术领域，更具体地说，涉及一种通信工程用节肢式防双弯型光缆。

背景技术

进入21世纪以来，通信事业飞跃发展，光缆广泛应用于各个领域，光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。光缆主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆芯，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。即：由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成的线缆。光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。

光缆在使用过程中注意一般切忌弯折过大，这是由于光缆内部的光纤是通过光的全反射原理实现的，光线垂直光纤端面射入，并与光纤轴心线重合时，光线沿轴心线向前传播，弯曲度过大，就会造成部分光线无法正常通过，也就导致光功率下降，进而造成信号损耗，弯折幅度过大时甚至会导致光传输受损，造成通讯故障，可能会导致巨大的损失。

一般来说光缆中光纤的弯折问题分为两类，一个是光纤的微弯，光纤出现微弯一般是光纤上过度的压力导致的，光纤微弯曲会导致信号质量下降，而且这种问题光凭肉眼很难发现，因为属于微观上的单点受力过大出现弯折另一个是光纤的宏弯，所有的光缆都有自己的最小弯曲半径，光缆在最小弯曲半径内的弯折损耗几乎可以忽略不计，但是往往在实际使用过程中，光缆的受力情况十分复杂，内部光纤的微弯和宏弯是不可避免的，一旦出现幅度过大的情况，容易出现传输损耗甚至是通讯故障，对通信工程带来巨大的损失。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，它可以实现仿生节肢动物的躯体结构，将光缆传统的整体式外护套结构替换为多节式子护套结构，同时利用多向摆动杆和区间限转槽之间的配合，一方面将相邻两节子护套之间的转动角度限制在安全范围内，通过多节小幅度的转角叠加取代大幅度的转角，实现避免光缆的大幅度宏弯，另一方面只允许单节子护套一定的形变角度，实现避免光缆的大幅度微弯，并且通过在多向摆动杆内部设置开裂引导口和补救措施，避免多向摆动杆长期受压产生的不规则断裂，实现对光缆信号传输的防双弯效果，显著降低传输损耗和通讯故障发生的概率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，包括聚乙烯外护套，所述聚乙烯外护套内端固定连接有功能层，所述功能层内侧设有聚乙烯内护套，所述功能层和聚乙烯内护套之间固定连接有若干环形阵列分布的细圆钢丝，所述聚乙烯内护套内端固定连接有松套管，所述松套管内端填充有松套管填充物，所述松套管填充物内设置有中心加强芯和若干环形阵列分布的缆芯，所述聚乙烯外护套包括若干子护套，所述子护套一端开凿有半球槽，所述半球槽内固定连接有固定球，所述子护套另一端开凿有区间限转槽，所述固定球远离半球槽一端固定连接有多向摆动杆，所述多向摆动杆远离固定球一端固定连接有移动球，可以实现仿生节肢动物的躯体结构，将光缆传统的整体式外护套结构替换为多节式子护套结构，同时利用多向摆动杆和区间限转槽之间的配合，一方面将相邻两节子护套之间的转动角度限制在安全范围内，通过多节小幅度的转角叠加取代大幅度的转角，实现避免光缆的大幅度宏弯，另一方面只允许单节子护套一定的形变角度，实现避免光缆的大幅度微弯，并且通过在多向摆动杆内部设置开裂引导口和补救措施，避免多向摆动杆长期受压产生的不规则断裂，实现对光缆信号传输的防双弯效果，显著降低传输损耗和通讯故障发生的概率。

进一步的，所述多向摆动杆内端开凿有中心槽，所述中心槽内侧设置有玻璃杆，所述玻璃杆左右两端与中心槽两侧壁之间固定连接有弹性连接块，所述玻璃杆内端开凿有储液槽，所述储液槽内填充有快速胶黏剂，当多向摆动杆长期受压过大出现裂缝时，玻璃杆会随之破裂流出快速胶黏剂，在空气中水分的作用下迅速沿着裂缝流淌凝固，起到粘接裂缝的作用，为多向摆动杆起到加固的作用。

进一步的，所述中心槽环壁上开凿有易碎口，所述储液槽和易碎口均位于多向摆动杆的中心位置，通过设置易碎口来引导多向摆动杆的裂缝产生位置，方便快速胶黏剂可以定点修复。

进一步的，所述易碎口的截面形状为倒锥形，所述易碎口的宽度为0.05mm-0.1mm，所述易碎口的深度为0.1mm-0.15mm，且区间限转槽沿深度方向直径逐渐增大，在引导裂缝产生的同时尽可能降低对多向摆动杆机械强度的影响。

进一步的，所述多向摆动杆内端还固定连接有若干环形阵列分布的弧形应力杆，所述弧形应力杆的数量为4-8个，且均处于形变状态下，弧形应力杆起到对多向摆动杆的加强作用，于多向摆动杆的制备过程中设置好并一体成型，并施加好形变的内应力，在多向摆动杆形变时进行应力抵消。

进一步的，所述区间限转槽为锥台型，所述区间限转槽槽口处与固定球相匹配，所述区间限转槽槽底截面形状为劣弧型，且劣弧对应的角度为20度-30度，区间限转槽的形状允许多向摆动杆向任意角度转动，且转动的角度只能为10度-15度，即限制子护套的单次转动角度只能为10度-15度。

进一步的，所述子护套的长度为5mm-10mm，所述区间限转槽的深度与子护套的长度比为1:1.2-1.4。

进一步的，所述区间限转槽内壁上固定连接有固型网，所述固型网采用低弹性模量的金属材料制成，固型网起到保护区间限转槽的作用，用于维持其形状，且分散多向摆动杆和移动球施加的压力。

进一步的，所述子护套左右两端均涂覆有环形自修复密封胶层，且环形自修复密封胶层的厚度为0.1mm-0.2mm，一方面起到一对子护套之间的无缝连接，另一方面可以起到自修复密封的作用，即使因外力出现裂缝也会自动修复填补裂缝。

进一步的，所述环形自修复密封胶层包括以下重量份数计的组分：30-35份水性聚氨酯遇水膨胀密封胶、0.2-0.5份增粘剂、0.2-0.5份纳米级二氧化硅粉、25-35份纳米级蒙脱石粉、0.05-0.1份高倍吸水性树脂、2-5份水泥基渗透结晶性母料和0.02-0.05份抗老化剂。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现仿生节肢动物的躯体结构，将光缆传统的整体式外护套结构替换为多节式子护套结构，同时利用多向摆动杆和区间限转槽之间的配合，一方面将相邻两节子护套之间的转动角度限制在安全范围内，通过多节小幅度的转角叠加取代大幅度的转角，实现避免光缆的大幅度宏弯，另一方面只允许单节子护套一定的形变角度，实现避免光缆的大幅度微弯，并且通过在多向摆动杆内部设置开裂引导口和补救措施，避免多向摆动杆长期受压产生的不规则断裂，实现对光缆信号传输的防双弯效果，显著降低传输损耗和通讯故障发生的概率。

(2)多向摆动杆内端开凿有中心槽，中心槽内侧设置有玻璃杆，玻璃杆左右两端与中心槽两侧壁之间固定连接有弹性连接块，玻璃杆内端开凿有储液槽，储液槽内填充有快速胶黏剂，当多向摆动杆长期受压过大出现裂缝时，玻璃杆会随之破裂流出快速胶黏剂，在空气中水分的作用下迅速沿着裂缝流淌凝固，起到粘接裂缝的作用，为多向摆动杆起到加固的作用。

(3)中心槽环壁上开凿有易碎口，储液槽和易碎口均位于多向摆动杆的中心位置，通过设置易碎口来引导多向摆动杆的裂缝产生位置，方便快速胶黏剂可以定点修复。

(4)易碎口的截面形状为倒锥形，易碎口的宽度为0.05mm-0.1mm，易碎口的深度为0.1mm-0.15mm，且区间限转槽沿深度方向直径逐渐增大，在引导裂缝产生的同时尽可能降低对多向摆动杆机械强度的影响。

(5)多向摆动杆内端还固定连接有若干环形阵列分布的弧形应力杆，弧形应力杆的数量为4-8个，且均处于形变状态下，弧形应力杆起到对多向摆动杆的加强作用，于多向摆动杆的制备过程中设置好并一体成型，并施加好形变的内应力，在多向摆动杆形变时进行应力抵消。

(6)区间限转槽为锥台型，区间限转槽槽口处与固定球相匹配，区间限转槽槽底截面形状为劣弧型，且劣弧对应的角度为20度-30度，区间限转槽的形状允许多向摆动杆向任意角度转动，且转动的角度只能为10度-15度，即限制子护套的单次转动角度只能为10度-15度。

(7)子护套的长度为5mm-10mm，区间限转槽的深度与子护套的长度比为1:1.2-1.4。

(8)区间限转槽内壁上固定连接有固型网，固型网采用低弹性模量的金属材料制成，固型网起到保护区间限转槽的作用，用于维持其形状，且分散多向摆动杆和移动球施加的压力。

(9)子护套左右两端均涂覆有环形自修复密封胶层，且环形自修复密封胶层的厚度为0.1mm-0.2mm，一方面起到一对子护套之间的无缝连接，另一方面可以起到自修复密封的作用，即使因外力出现裂缝也会自动修复填补裂缝。

(10)环形自修复密封胶层包括以下重量份数计的组分：30-35份水性聚氨酯遇水膨胀密封胶、0.2-0.5份增粘剂、0.2-0.5份纳米级二氧化硅粉、25-35份纳米级蒙脱石粉、0.05-0.1份高倍吸水性树脂、2-5份水泥基渗透结晶性母料和0.02-0.05份抗老化剂。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明部分的剖视图；

图3为本发明多向摆动杆的内部结构示意图；

图4为图3中A处的结构示意图；

图5为本发明两节子护套分离状态下的结构示意图；

图6为本发明多节子护套直线状态下的结构示意图；

图7为本发明多节子护套弯折状态下的结构示意图；

图8为本发明区间限转槽部分的结构示意图。

图中标号说明：

1子护套、2功能层、3细圆钢丝、4聚乙烯内护套、5松套管、6缆芯、7松套管填充物、8中心加强芯、9区间限转槽、10固定球、11多向摆动杆、12移动球、13固型网、14弧形应力杆、15中心槽、16玻璃杆、17储液槽、18快速胶黏剂、19易碎口、20环形自修复密封胶层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，包括聚乙烯外护套，聚乙烯外护套内端固定连接有功能层2，技术人员可以根据光缆实际的使用情况进行设置，例如在高湿环境下可以设置为防水层，功能层2内侧设有聚乙烯内护套4，功能层2和聚乙烯内护套4之间固定连接有若干环形阵列分布的细圆钢丝3，起到提高光缆机械强度的作用，尤其是抗拉和抗剪强度，聚乙烯内护套4内端固定连接有松套管5，松套管5内端填充有松套管填充物7，松套管填充物7内设置有中心加强芯8和若干环形阵列分布的缆芯6。

请参阅图2，聚乙烯外护套包括若干子护套1，子护套1一端开凿有半球槽，半球槽内固定连接有固定球10，子护套1另一端开凿有区间限转槽9，固定球10远离半球槽一端固定连接有多向摆动杆11，区间限转槽9和多向摆动杆11相互配合实现对子护套1的定角度限转作用，多向摆动杆11远离固定球10一端固定连接有移动球12，移动球12起到减小转动时的摩擦力的作用，子护套1的长度为10mm，区间限转槽9的深度与子护套1的长度比为1:1.2，固定球10、多向摆动杆11和移动球12均为塑料材质，请参阅图8，区间限转槽9为锥台型，区间限转槽9槽口处与固定球10相匹配，区间限转槽9槽底截面形状为劣弧型，且劣弧对应的角度为20度，区间限转槽9的形状允许多向摆动杆11向任意角度转动，且转动的角度只能为10度，即限制子护套1的单次转动角度只能为10度，区间限转槽9内壁上固定连接有固型网13，固型网13采用低弹性模量的金属材料制成，固型网13起到保护区间限转槽9的作用，用于维持其形状，且分散多向摆动杆11和移动球12施加的压力。

请参阅图3-4，多向摆动杆11内端开凿有中心槽15，中心槽15内侧设置有玻璃杆16，玻璃杆16左右两端与中心槽15两侧壁之间固定连接有弹性连接块，玻璃杆16内端开凿有储液槽17，储液槽17内填充有快速胶黏剂18，当多向摆动杆11长期受压过大出现裂缝时，玻璃杆16会随之破裂流出快速胶黏剂18，在空气中水分的作用下迅速沿着裂缝流淌凝固，起到粘接裂缝的作用，为多向摆动杆11起到加固的作用，中心槽15环壁上开凿有易碎口19，储液槽17和易碎口19均位于多向摆动杆11的中心位置，通过设置易碎口19来引导多向摆动杆11的裂缝产生位置，方便快速胶黏剂18可以定点修复，易碎口19的截面形状为倒锥形，易碎口19的宽度为0.05mm，易碎口19的深度为0.1mm，且区间限转槽9沿深度方向直径逐渐增大，在引导裂缝产生的同时尽可能降低对多向摆动杆11机械强度的影响，多向摆动杆11内端还固定连接有若干环形阵列分布的弧形应力杆14，弧形应力杆14的数量为4-8个，且均处于形变状态下，弧形应力杆14起到对多向摆动杆11的加强作用，于多向摆动杆11的制备过程中设置好并一体成型，并施加好形变的内应力，在多向摆动杆11形变时进行应力抵消。

请参阅图5，子护套1左右两端均涂覆有环形自修复密封胶层20，且环形自修复密封胶层20的厚度为0.1mm，一方面起到一对子护套1之间的无缝连接，另一方面可以起到自修复密封的作用，即使因外力出现裂缝也会自动修复填补裂缝，环形自修复密封胶层20包括以下重量份数计的组分：30份水性聚氨酯遇水膨胀密封胶、0.2份增粘剂、0.2份纳米级二氧化硅粉、25份纳米级蒙脱石粉、0.05份高倍吸水性树脂、2份水泥基渗透结晶性母料和0.02份抗老化剂。

光缆在使用过程中出现受力弯折的情况时，请参阅图6-7，通过多向摆动杆11在区间限转槽9中的摆动实现一对子护套1之间的微角度转动，可以将较大的弯折角度通过多节子护套1进行分解，通过子护套1之间的弯折叠加，可以减少缆芯6内光纤的过度弯折，一方面将光纤的弯折角度控制在其无损传输的角度内，另一方面将光缆本身的弯折控制在其允许的弯折曲率半径内；从单个子护套1来看，由于多向摆动杆11的加固和子护套1本身的尺寸限制，难以出现单点微弯现象，从而有效规避光纤收到过度压力后产生的微弯现象。

本发明可以实现仿生节肢动物的躯体结构，将光缆传统的整体式外护套结构替换为多节式子护套结构，同时利用多向摆动杆11和区间限转槽9之间的配合，一方面将相邻两节子护套1之间的转动角度限制在安全范围内，通过多节小幅度的转角叠加取代大幅度的转角，实现避免光缆的大幅度宏弯，另一方面只允许单节子护套1一定的形变角度，实现避免光缆的大幅度微弯，并且通过在多向摆动杆11内部设置开裂引导口和补救措施，避免多向摆动杆11长期受压产生的不规则断裂，实现对光缆信号传输的防双弯效果，显著降低传输损耗和通讯故障发生的概率。

实施例2：

通信工程中的关键节点采用实施例1，非关键节点可以直接采用实心的多向摆动杆11，其余均与实施例1一致，可以起到节约成本的作用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，包括聚乙烯外护套，其特征在于：所述聚乙烯外护套内端固定连接有功能层(2)，所述功能层(2)内侧设有聚乙烯内护套(4)，所述功能层(2)和聚乙烯内护套(4)之间固定连接有若干环形阵列分布的细圆钢丝(3)，所述聚乙烯内护套(4)内端固定连接有松套管(5)，所述松套管(5)内端填充有松套管填充物(7)，所述松套管填充物(7)内设置有中心加强芯(8)和若干环形阵列分布的缆芯(6)，所述聚乙烯外护套包括若干子护套(1)，所述子护套(1)一端开凿有半球槽，所述半球槽内固定连接有固定球(10)，所述子护套(1)另一端开凿有区间限转槽(9)，所述固定球(10)远离半球槽一端固定连接有多向摆动杆(11)，所述多向摆动杆(11)远离固定球(10)一端固定连接有移动球(12)。

2.根据权利要求1所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述多向摆动杆(11)内端开凿有中心槽(15)，所述中心槽(15)内侧设置有玻璃杆(16)，所述玻璃杆(16)左右两端与中心槽(15)两侧壁之间固定连接有弹性连接块，所述玻璃杆(16)内端开凿有储液槽(17)，所述储液槽(17)内填充有快速胶黏剂(18)。

3.根据权利要求2所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述中心槽(15)环壁上开凿有易碎口(19)，所述储液槽(17)和易碎口(19)均位于多向摆动杆(11)的中心位置。

4.根据权利要求3所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述易碎口(19)的截面形状为倒锥形，所述易碎口(19)的宽度为0.05mm-0.1mm，所述易碎口(19)的深度为0.1mm-0.15mm，且区间限转槽(9)沿深度方向直径逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述多向摆动杆(11)内端还固定连接有若干环形阵列分布的弧形应力杆(14)，所述弧形应力杆(14)的数量为4-8个，且均处于形变状态下。

6.根据权利要求1所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述区间限转槽(9)为锥台型，所述区间限转槽(9)槽口处与固定球(10)相匹配，所述区间限转槽(9)槽底截面形状为劣弧型，且劣弧对应的角度为20度-30度。

7.根据权利要求1所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述子护套(1)的长度为5mm-10mm，所述区间限转槽(9)的深度与子护套(1)的长度比为1:1.2-1.4。

8.根据权利要求1所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述区间限转槽(9)内壁上固定连接有固型网(13)，所述固型网(13)采用低弹性模量的金属材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述子护套(1)左右两端均涂覆有环形自修复密封胶层(20)，且环形自修复密封胶层(20)的厚度为0.1mm-0.2mm。

10.根据权利要求9所述的一种通信工程用节肢式防双弯型光缆，其特征在于：所述环形自修复密封胶层(20)包括以下重量份数计的组分：30-35份水性聚氨酯遇水膨胀密封胶、0.2-0.5份增粘剂、0.2-0.5份纳米级二氧化硅粉、25-35份纳米级蒙脱石粉、0.05-0.1份高倍吸水性树脂、2-5份水泥基渗透结晶性母料和0.02-0.05份抗老化剂。

Images