CN112526686B - 一种光缆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于通信基础设施领域，尤其涉及一种光缆。其包括：外护套、加强件、内护套和光纤；外护套设有护套腔，内护套设置于护套腔中且设有光纤腔，光纤设置在光纤腔内；外护套设有若干抗压缓冲腔，加强件设置在抗压缓冲腔内；加强件由支撑段、内接段和外接段三部分构成，支撑段呈折线状或曲线型，呈一端开口、一端封闭状结构，封闭端向外抵接抗压缓冲腔的外侧壁，开口端向内抵接抗压缓冲腔内侧壁，内接段连接在支撑段开口端的两端沿抗压缓冲腔内侧壁向圆角处延伸，外接段贴合抗压缓冲腔外侧壁设置并在圆角处与内接段相接，且外接段与支撑段的封闭端分离。本发明能够显著改善光缆的抗压性能、降低光缆的重量。

Description

一种光缆
技术领域
本发明属于通信领域，尤其涉及一种光缆。
背景技术
光缆(optical fiber cable)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。
光缆存在着受较大外力作用或产生弯折后容易损伤的问题。目前为提高光缆的抗压性能，大多采用金属铠装的方式提高光缆的抗压性能。但仅是简单地层绞铠装强化光缆的抗压性能，并不能对光缆实现非常优异的抗压保护效果。同时，铠装层的设置也会显著地增大光缆本身的重量，使得光缆覆设难度增大、运输成本升高。
发明内容
为解决现有的光缆存在抗压性能有限，而现有改善光缆抗压性能的方式存在保护效果不佳或会显著增大光缆重量等缺陷的问题，本发明提供了一种光缆。
本发明的目的在于：
一、提高光缆的抗压性能；
二、采用轻质的材料降低光缆的重量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种光缆，包括：
由外至内依次设置的外护套、加强件、内护套和光纤；
所述外护套中心处设有沿光缆轴向的护套腔，内护套设置于护套腔中且内护套设有光纤腔，光纤沿光缆轴向设置在光纤腔内；
所述外护套上绕护套腔周向设有若干沿光缆轴向的抗压缓冲腔，加强件设置在抗压缓冲腔内；
所述抗压缓冲腔远离护套腔的侧壁为外侧壁、靠近护套腔的侧壁为内侧壁，外侧壁和内侧壁通过圆角连接；
所述加强件由支撑段、内接段和外接段三部分构成，支撑段呈折线状或曲线型，呈一端开口、一端封闭状结构，封闭端和开口端沿光缆径向分布，封闭端向外抵接抗压缓冲腔的外侧壁，开口端向内抵接抗压缓冲腔内侧壁，内接段连接在支撑段开口端的两端沿抗压缓冲腔内侧壁向圆角处延伸，外接段贴合抗压缓冲腔外侧壁设置并在圆角处与内接段相接，且外接段与支撑段的封闭端分离。
作为优选，
所述抗压缓冲腔的外侧壁均处于一个截面为圆形的虚拟管体的外侧壁上，该虚拟管体的轴心与光缆轴心重合；
所述抗压缓冲腔的内侧壁分为弧形段和直段，弧形段设置在内侧壁的中段、各个抗压缓冲腔的内侧壁弧形段均位于所述虚拟管体的内侧壁上，弧形段的角度小于外侧壁的角度，直段连接在弧形段两端且与光缆半径方向相交。
作为优选，
所述虚拟管体的管壁厚度为光缆半径的20～40％。
作为优选，
所述加强件支撑段开口端的两端分别抵接抗压缓冲腔内侧壁弧形段的两端，加强件的内接段贴合抗压缓冲腔的内侧壁直段设置。
作为优选，
所述抗压缓冲腔外侧壁被支撑段的封闭端和外接段贴合或抵接覆盖的部分，占外侧壁截面长度的30～45％。
作为优选，
所述内护套截面为圆角正三角形，其设有直侧壁和圆角侧壁，每个圆角侧壁都外切护套腔的内壁且朝向一个抗压缓冲腔。
作为优选，
所述内护套的直侧壁中心设有以直侧壁中线为对称轴对称设置的缓冲孔。
作为优选，
所述内护套的圆角侧壁设有弹簧孔，弹簧孔平行于光缆轴向设置，且孔内沿光缆轴向设置有弹簧件。
作为优选，
所述内护套的光纤腔内壁进一步设有阻水层。
本发明的有益效果是：
1)能够显著改善光缆的抗压性能，采用分离式设计使得光缆不产生直接受力；
2)可实现光缆的轻量化，降低光缆的重量。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的受力导力示意图；
图3为内护套部分受力示意图；
图中：100外护套，101护套腔，102抗压缓冲腔，1021外侧壁，1022内侧壁，1022a弧形段，1022b直段，1023圆角，200内护套，200a直侧壁，200b圆角侧壁，201缓冲孔，202弹簧孔，2021弹簧件，203光纤腔，2031阻水层，300光纤，400加强件，401支撑段，401a第一连接段，401b第二连接段，402内接段，403外接段，500虚拟管体。
具体实施方式：
以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。
实施例
一种如图1所示的光缆，由外到内依次包括：
外护套100、加强件400、内护套200和光纤300；
所述光纤300为单模光纤或多模光纤或光纤束，内护套200设有光纤腔203，光纤300沿光缆轴向设置在光纤腔203内；
所述外护套100中心处设有沿光缆轴向的护套腔101，内护套200设置于护套腔101中，外护套100上绕护套腔101周向设有若干沿光缆轴向的抗压缓冲腔102，加强件400设置在抗压缓冲腔102内；
所述外护套100径向截面的几何中心位于光缆的轴心上，以确保内护套200能够位于光缆的中心位置，对内护套200内的光纤300实现全角度地保护；
所述抗压缓冲腔102绕护套腔101周向均匀设置，其径向截面类似为扇形，远离护套腔101的侧壁为外侧壁1021、靠近护套腔101的侧壁为内侧壁1022，外侧壁1021和内侧壁1022通过圆角1023连接，圆角1023连接的方式能够有效避免外侧壁1021和内侧壁1022在光缆受力后沿其周向产生开裂；
所述外侧壁1021和内侧壁1022均呈曲线形，若干抗压缓冲腔102的外侧壁1021均处于一个截面为圆形的虚拟管体500的外侧壁1021上，该虚拟管体500的轴心与光缆轴心重合；
所述内侧壁1022分为弧形段1022a和直段1022b，弧形段1022a设置在内侧壁1022的中段、各个抗压缓冲腔102的内侧壁1022弧形段1022a均位于上述虚拟管体500的内侧壁1022上，且弧形段1022a的角度小于外侧壁1021的角度；
虚拟管体500的管壁厚度越大，即抗压缓冲腔102的内侧壁1022和外侧壁1021沿径向的间距越大，理论上抗压缓冲效果越优异，因为间距越大其可形变压缩量也越大，在抗压缓冲腔102产生形变压缩时，作用在光缆上的外力会被不断的吸收和转化形成缓冲抗压效果，能够对内部光纤产生良好的保护效果，但实际中，抗压效果会在该管壁厚大于一定值后产生下降，因为间距大，容易导致光缆表面向内形成塌陷，导致光缆变形。测试表明，虚拟管体500的管壁厚度为光缆半径的20～40％时，所产生的抗压效果和抗变形效果综合最优，本实施例中虚拟管体500的管壁厚度为光缆半径的约35％；
所述抗压缓冲腔102内侧壁1022的直段1022b部分与光缆径向的半径方向相交，两者互不平行，采用弧形段1022a和直段1022b配合的方式形成抗压缓冲腔102的内侧壁1022，使得抗压缓冲腔102径向截面形似鱼鳞形，相较于纯扇形结构，抗压缓冲腔102受力沿径向压缩变形时，更容易压扁，即向内的导力效果减弱、抗压缓冲效果更优；
如图1所示，加强件400为异形结构件，由支撑段401、内接段402和外接段403三部分构成，支撑段401呈折线状或曲线型，可呈V形或匚形等一端开口、一端封闭的折线状结构，也可呈∪形曲线状结构，其封闭端和开口端沿光缆径向分布，封闭端远离护套腔101、向外抵接抗压缓冲腔102的外侧壁1021，开口端朝向护套腔101、开口端的两端分别抵接抗压缓冲腔102内侧壁1022弧形段1022a的两端，如图1所示，本实施例采用V形的支撑段401，其尖端为封闭端，向外抵接在抗压缓冲腔102外侧壁1021的中部，支撑段401的内侧开口、开口两端抵接在抗压缓冲腔102内侧壁1022弧形段1022a两端与直段1022b的连接处；
所述内接段402接设在支撑段401开口端的两端、贴合抗压缓冲腔102内侧壁1022的直段1022b设置，内接段402沿抗压缓冲腔102内侧壁1022的直段1022b，由直段1022b与弧形段1022a相接处延伸至圆角1023连接处，在圆角1023连接处连接外接段403，外接段403贴合抗压缓冲腔102的外侧壁1021设置，沿圆角1023连接处且贴合外侧壁1021向支撑段401的封闭端延伸，但外接段403与支撑段401的封闭端不相接；
上述结构中，抗压缓冲腔102外侧壁1021未被支撑段401的封闭端和外接段403贴合或抵接覆盖的部分，占外侧壁1021截面长度的55～70％，本实施例中外侧壁1021未被覆盖的部分占长度的60％；
采用部分贴合的方式能够对抗压缓冲腔102形成“三点支撑”，同时，外接段403与支撑段401的封闭端分离设置后，抗压缓冲腔102和加强件400受力变形的过程中能够使得外接段403逐渐靠近支撑段401的封闭端，避免抗压缓冲腔102外侧壁1021的塌陷问题的发生，同时通过形变和位移吸收大量的外力，实现对内的良好的保护效果。
通过上述方式设置的加强件400，能够形成非常优秀的导力抗压效果。如图2所示，以光缆受到外力F1作用时的情况进行分析。F1通过外护套100沿径向向内传导，图2上部的抗压缓冲腔102为直接受力处，其外侧壁1021对该抗压缓冲腔102中所设的加强件400支撑段401封闭端形成作用力F2，由于支撑段401和内侧壁1022弧形段1022a的配合设置，支撑段401受到力F2作用后封闭端会沿径向向内侧壁1022靠拢，但支撑段401的开口端并不会沿径向或力F2的方向直接对内侧壁1022产生向内的作用力，而是会沿图2中a方向产生一定的变形趋势，即支撑段401的开口端会张开、变大，而由于抗压缓冲腔102和加强件400的结构配合，在支撑段401撑开、内接段402与支撑段401开口端沿a方向产生变形位移后，抗压缓冲腔102的圆角1023连接处会沿b方向向外产生翘起变形，外接段403远离内接段402的一端逐渐接近支撑段401的封闭端，直至抵接，加强件400和抗压缓冲腔102达到变形极限，在达到变形极限前，图2上部的抗压缓冲腔102和加强件400能够对F1外力产生极为显著的缓冲抗压效果。而图2下部所受的外力F1，会对左右两侧的抗压缓冲腔102形成对称的分力F3，在分力的作用下，抗压缓冲腔102中加强件400下部内接段402和外接段403的连接处分别受力撑开，其中加强件400下部的内接段402沿d方向产生一定的变形位移、外接段403沿e方向产生一定的变形位移，而中部的支撑段401沿f方向形成一定的位移，但是，支撑段401的两侧的第一连接段401a和第二连接段401b产生的位移变形趋势不同，这主要是由于上部抗压缓冲腔102的变形带动了左右两侧的抗压缓冲腔102上侧的圆角1023连接处沿g方向产生一定量的变形，通过左右两侧抗压缓冲腔102和加强件400的变形缓冲光缆下部外力F1对内护套200以及内护套200内光纤300的作用。
进一步的，
如图3所示，在外力F1的作用下，外护套100的护套腔101部分受到以F4、F5和F6为主的作用力作用，其中力F4由力F2传导形成，力F5由力F3传导形成，力F6由图2中左右两侧的抗压缓冲腔102变形产生，由于该变形趋势的存在易导致光缆老化，因此对内护套200进行进一步的改进。改进后的内护套200径向截面为图1、图2和图3所示，为圆角正三角形，其设有直侧壁200a和圆角侧壁200b，每个圆角侧壁200b都外切护套腔101的内壁且朝向一个抗压缓冲腔102，在力F4、F5和F6的作用下，外护套100的护套腔101存在由圆形向圆角三角形变形的趋势，将内护套200设置为圆角正三角形，能够与护套腔101的变形趋势匹配，减少内护套200由于护套腔101的变形所受的作用力。
更进一步的，
所述内护套200的直侧壁200a中心设有以直侧壁200a中线为对称轴对称设置的缓冲孔201，缓冲孔201平行于光缆轴向设置，缓冲孔201内可填充气体，所述内护套200的圆角侧壁200b设有弹簧孔202，弹簧孔202平行于光缆轴向设置，且孔内沿光缆轴向设置有弹簧件2021，缓冲孔201和弹簧孔202的设置能够进一步提高内护套200的缓冲抗压效果；
所述内护套200的光纤腔203内壁进一步设有阻水层2031，阻水层2031的设置能对光纤300起到防潮保护，光纤300填充设置阻水层2031内。

Claims (9)

1.一种光缆，其特征在于，包括：
由外至内依次设置的外护套、加强件、内护套和光纤；
所述外护套中心处设有沿光缆轴向的护套腔，内护套设置于护套腔中且内护套设有光纤腔，光纤沿光缆轴向设置在光纤腔内；
所述外护套上绕护套腔周向设有若干沿光缆轴向的抗压缓冲腔，加强件设置在抗压缓冲腔内；
所述抗压缓冲腔远离护套腔的侧壁为外侧壁、靠近护套腔的侧壁为内侧壁，外侧壁和内侧壁通过圆角连接；
所述加强件由支撑段、内接段和外接段三部分构成，支撑段呈折线状或曲线型，呈一端开口、一端封闭状结构，封闭端和开口端沿光缆径向分布，封闭端向外抵接抗压缓冲腔的外侧壁，开口端向内抵接抗压缓冲腔内侧壁，内接段连接在支撑段开口端的两端沿抗压缓冲腔内侧壁向圆角处延伸，外接段贴合抗压缓冲腔外侧壁设置并在圆角处与内接段相接，且外接段与支撑段的封闭端分离。
2.根据权利要求1所述的一种光缆，其特征在于，
所述抗压缓冲腔的外侧壁均处于一个截面为圆形的虚拟管体的外侧壁上，该虚拟管体的轴心与光缆轴心重合；
所述抗压缓冲腔的内侧壁分为弧形段和直段，弧形段设置在内侧壁的中段、各个抗压缓冲腔的内侧壁弧形段均位于所述虚拟管体的内侧壁上，弧形段的角度小于外侧壁的角度，直段连接在弧形段两端且与光缆半径方向相交。
3.根据权利要求2所述的一种光缆，其特征在于，
所述虚拟管体的管壁厚度为光缆半径的20～40％。
4.根据权利要求1所述的一种光缆，其特征在于，
所述加强件支撑段开口端的两端分别抵接抗压缓冲腔内侧壁弧形段的两端，加强件的内接段贴合抗压缓冲腔的内侧壁直段设置。
5.根据权利要求1所述的一种光缆，其特征在于，
所述抗压缓冲腔外侧壁被支撑段的封闭端和外接段贴合或抵接覆盖的部分，占外侧壁截面长度的30～45％。
6.根据权利要求1所述的一种光缆，其特征在于，
所述内护套截面为圆角正三角形，其设有直侧壁和圆角侧壁，每个圆角侧壁都外切护套腔的内壁且朝向一个抗压缓冲腔。
7.根据权利要求6所述的一种光缆，其特征在于，
所述内护套的直侧壁中心设有以直侧壁中线为对称轴对称设置的缓冲孔。
8.根据权利要求6所述的一种光缆，其特征在于，
所述内护套的圆角侧壁设有弹簧孔，弹簧孔平行于光缆轴向设置，且孔内沿光缆轴向设置有弹簧件。
9.根据权利要求1所述的一种光缆，其特征在于，
所述内护套的光纤腔内壁进一步设有阻水层。
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