CN211786213U - 一种气吹式光纤束 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种气吹式光纤束，涉及光缆制造领域。本气吹式光纤束包括护套层、至少两根光纤和至少一根加强件，每一所述光纤设于所述护套层内，所述加强件设于所述护套层内，且所述加强件的直径不大于0.25mm，其中气吹式光纤束应变1％时的抗张力不小于66N，所述气吹式光纤束的抗弯刚度不小于4.9×10‑3N·m2。本申请提供的气吹式光纤束，其加强件的尺寸远小于传统加强件的尺寸，使光纤束的整体尺寸变小的同时还提升了光纤束的相关力学性能，施工效率高，节约了管道资源和施工成本，有效解决了相关技术中传统气吹光纤束的加强件的尺寸过大，且光线束抗弯刚度及强度不足而导致的气吹过程中断纤频率较高，气吹距离及速度不理想的问题。
Description
技术领域
本申请涉及光缆制造领域，特别涉及一种气吹式光纤束。
背景技术
目前，随着通信技术的飞速发展，长输管道工程中的通信光缆的敷设越来越普遍，在长输管道工程中，通信光缆一般与管道同步施工，同沟敷设。采用气吹法敷设光缆能有效的利用成熟管道资源，节约了大量工程施工的费用，并且可以为长输管道的生产调度、行政管理、生活后勤等提供多种通信服务，目前，气吹法光纤敷设作为一种新型的光纤敷设方式，由于其显著的优势在众多的领域中得到了越来越多的应用。
相关技术中，作为新型的光纤敷设方式，气吹敷设在人工成本较高的发达国家颇受欢迎，随着欧美运营商的推广，全球各地已经有越来越多的电信公司和施工团队习惯运用这种方法进行光缆敷设。然而在敷设的过程中存在一个问题，传统的气吹式光纤束是将光纤与树脂固化在一起，仅凭光纤的强度和刚性来保证光缆的性能，而仅凭光纤强度来保证光缆强度能往往会导致光缆在敷设过程中被拉伤或拉断；同时，依靠光纤自身刚性制成的光缆也很难满足气吹要求，经常出现光缆在盘具上形成弯曲记忆，或在气吹管道内打弯，导致气吹距离不足，气吹效率偏慢的问题，另外，光纤束的整体直径较大，直接导致需要的气吹微管尺寸更大，在一定程度上增加了管道资源和施工成本，而光纤束的结构尺寸越大，在其刚性不变的情况下，气吹时敷设速度越慢。
发明内容
本申请实施例提供一种气吹式光纤束，以解决相关技术中传统气吹光纤束的加强件的尺寸过大，且光线束抗弯刚度及强度不足而导致的施工成本高、气吹过程中断纤频率较高、气吹距离及速度不理想的问题。
第一方面，提供了一种气吹式光纤束，其包括：
护套层；
至少两根光纤，所述光纤设于所述护套层内；
至少一根加强件，所述加强件设于所述护套层内，且所述加强件的直径不大于0.25mm；其中，
气吹式光纤束应变1％时的抗张力不小于66N，所述气吹式光纤束的抗弯刚度不小于4.9×10-3N·m2。
一些实施例中，所述加强件的材料为玻璃纤维增强塑料GFRP、芳纶纤维增强塑料AFRP、钢丝或铜丝。
一些实施例中，所述护套层与加强件和光纤之间填充有填充物。
一些实施例中，所述填充物为丙烯酸类树脂。
一些实施例中，每两根所述光纤之间均采用不同的颜色以示区分。
一些实施例中，所述光纤的根数为2～10根。
一些实施例中，所述加强件的根数为1～3根。
一些实施例中，所述护套层的外部直径为1～2mm。
一些实施例中，所述护套层的外表面上间隔设有多个导气槽。
一些实施例中，所述护套层的材料为聚乙烯或尼龙。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种气吹式光纤束，其主要包括护套层、光纤和加强件，其中，加强件的直径不大于0.25mm，其尺寸仅次于光纤的尺寸，远小于传统加强件的尺寸，从而显著的减小了光纤束的整体尺寸；另外，加强件的加入以及整体尺寸的变小也提升了光纤束的相关力学性能，具体为在应变1％时的抗张力不小于66N，抗弯刚度不小于4.9×10- 3N·m2。由于整体尺寸的减小以及力学性能的提升，因此，在气吹过程中，需要的微管的尺寸可以更小，能有效节约管道资源和施工成本，整体结构尺寸更小也能实现在气吹设备中光缆受力更均匀，在同等气吹流量的情况下，尺寸较小的敷设速度更快，气吹距离也更远，保证了气吹距离及速度，另外在抗弯刚度和应变困难程度均变大的情况下，气吹速度可以相对更快，气吹过程中的断纤频率降低，提高了施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的气吹式光纤束的光纤芯数为2根的截面示意图；
图2为本申请实施例提供的气吹式光纤束的光纤芯数为5根的截面示意图；
图3为本申请实施例提供的气吹式光纤束的光纤芯数为6根的截面示意图；
图4为本申请实施例提供的气吹式光纤束的光纤芯数为7根的截面示意图；
图5为本申请实施例提供的气吹式光纤束的光纤芯数为10根的截面示意图；
图6为本申请实施例提供的气吹式光纤束的光纤芯数为11根的截面示意图。
图中：1-护套层，2-光纤，3-加强件，4-填充物，5-导气槽。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种气吹式光纤束，其能解决相关技术中传统气吹光纤束的加强件的尺寸过大，且光线束抗弯刚度及强度不足而导致的施工成本高、气吹过程中断纤频率较高、气吹距离及速度不理想的问题。
图1是本申请实施例提供的气吹式光纤束的光纤芯数为2根的截面示意图，本气吹式光纤束具体包括护套层1、至少两根光纤2和至少一根加强件3，其中，所述护套层1属于气吹式光纤束的最外层，而气吹式光纤束设置所述护套层1的主要作用是防止气吹式光纤束在敷设或运行过程中遭受的外界的机械损伤，保护位于其内部的所述光纤2、所述加强件3等部件不受损坏，从而延长使用寿命。本气吹式光纤束包括至少两根所述光纤2，且所述光纤2设于所述护套层1的内部，其还包括至少一根所述加强件3，所述加强件3设于所述护套层1内，且所述加强件3的直径不大于0.25mm，与常规光纤的直径尺寸一致，远小于常规使用的加强件的直径尺寸。另外，由于所述加强件3的存在，使得气吹式光纤束的对应的力学性能均有所提升，具体为，气吹式光纤束应变1％时的抗张力不小于66N，气吹式光纤束的抗弯刚度不小于4.9×10-3N·m2。
由于所述加强件3的尺寸远小于传统加强件的尺寸，从而显著的减小了气吹式光纤束的整体尺寸，在具体敷设时，需要利用到微管吹气，微管的尺寸与气式光纤束的整体尺寸对应，若气式光纤束的整体尺寸较大，则微管的尺寸相应较大，若气式光纤束的整体尺寸较小，则微管的尺寸相应较小。这里由于气式光纤束的整体尺寸的变小，因此敷设时的微管尺寸也较小，有效地节约了管道资源，也降低了相应的施工成本，另外，气吹式光纤束的整体尺寸变小后，在吹气敷设时气式光纤束的表面整体受力会更加地均匀，能防止在吹气敷设时由于受力不匀而发生弯曲，而影响敷设的效率和质量。
另外，由于所述加强件3的加入以及整体尺寸的减小，使得气式光纤束的抗张能力和抗弯刚度得到了明显的提升。具体的，传统填充光纤在应变1％时受到的抗张力约为8.8N，以2芯的气吹式光纤束为例，传统光纤束在应变1％时受到的抗张力约35N，本气吹式光纤束在应变1％时受到的抗张力为66N,随着芯数的增加，抗张力也会增加，可以看出本气式光纤束的抗张能力得到了较明显的提升。另外同样以2芯的气吹式光纤束为例，传统光纤束的抗弯刚度一般为0.7×10-3N·m2，而本气吹式光纤束的抗弯刚度为4.9×10-3N·m2，抗弯刚度同样也明显的得到了提升。抗张能力和抗弯刚度较大的情况下，在吹气敷设时，气吹速度可以相对更快，气吹过程中的断纤频率会明显降低，较为明显的提升了施工的质量和效率。
另外，由于所述加强件3的加入以及整体尺寸的减小，气吹式光纤束的回弹性会得到较明显的提升，不容易形成弯曲记忆。以2芯的气吹式光纤束为例，将长度为50cm的气吹式光纤束平放在具有一定摩擦力的橡胶垫上，然后在长度为25cm附近将其弯曲至90°，传统光纤束恢复至0°的回弹时间为大约3秒，本气吹式光纤束恢复至0°的回弹时间约为0.5～0.8秒，回弹性提升明显。由于气吹式光纤束的回弹性较好，在吹气敷设时由于外力作用在一定程度内发生弯曲时，能迅速恢复至原来的形状，对敷设不会产生太大的影响。
具体的，气吹式光纤束一般为2～12芯，参见图2-图6所示，其分别为气吹式光纤束的光纤芯数为5、6、7、10及11根的截面示意图，根据不同的使用环境和应用需求来确定不同的芯数，这里所述加强件3的根数的取值范围为1～3根，所述光纤2的根数的取值范围为2～10根。所述护套层1的外部直径的取值范围为1～2mm，所述光纤2的芯数为2根时，所述护套层1的外部直径为1.15mm，所述光纤2的芯数为6根时，所述护套层1的外部直径为1.35mm。
具体的，所述护套层1的外表面上均匀间隔设有多个导气槽5，设置所述导气槽5主要有两个作用，一方面是在敷设气吹的时候，气吹式光纤束的表面与微管管道之间的接触是线接触而非面接触，使得其在管内滑动时的摩擦力非常小，能更好更快的完成敷设，另一方面是由于所述导气槽5的存在，当气流进入所述导气槽5一段时间后，会逐渐在所述导气槽5内部形成类似涡流的形态，涡流形成后可以有助于将气吹式光纤束向空中托起，从而减少了其与管道内壁的接触，从另一方面进一步的减小了两者之间的摩擦力。结合本气吹式光纤束的整体尺寸减小以及相关力学性能的提升，总体来讲，在敷设时，相比于传统的气吹式光纤束，其表面整体受力会更加地均匀，能防止在吹气敷设时由于受力不匀而发生弯曲，且在相同大小吹气流量的情况下，运行速度更快，提高了敷设的效率和质量。
进一步的，所述加强件3的材料可以为玻璃纤维增强塑料GFRP(Glass FiberReinforced Polymer)、芳纶纤维增强塑料AFRP(Aramid Fiber Reinforced Polymer)、钢丝或铜丝。具体的，玻璃纤维增强塑料GFRP和芳纶纤维增强塑料AFRP均属于纤维增强复合材料，纤维增强复合材料是由增强纤维材料如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料，根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料GFRP、芳纶纤维增强复合材料AFRP和碳纤维增强复合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)，在光纤领域加强件常采用玻璃纤维增强复合材料GFRP和芳纶纤维增强复合材料AFRP这两种，成本较低的同时，具有比强度高、比模量大、抗腐蚀性能好、质量轻、材料设计性强等优点。其中，本气吹式光纤的力学性能不单单是几种材料简单的叠加，例如玻璃纤维增强复合材料GFRP1％在应变1％时受到的抗张力为24.5N，传统填充光纤在应变1％时受到的抗张力约为8.8N，而2芯的气吹式光纤束在应变1％时受到的抗张力约为66N。因此通过采用具有高性能的所述加强件3以及缩减所述加强件3的尺寸后，最后得到了力学性能更加优化的气吹式光纤束。
进一步的，所述护套层1与加强件3和光纤2之间填充有填充物4，其用于将所述光纤2与加强件3包覆并集合在一起，所述填充物4充满所述护套层1的内部。
进一步的，所述填充物4具体为丙烯酸类树脂，在制作时，通过紫外光固化工艺进行固化，从而将所述光纤2与加强件3紧密地束在一起，形成一个单元，所述护套层1紧密地贴于所述填充物4的表面也有助于实现整体结构尺寸更小，保证在气吹设备中整体受力更均匀。此外采用紫外光固化工艺后会使玻璃纤维增强复合材料GFRP和填充物4发生粘结，施工时可方便开剥出所述光纤2。所述护套层1可以采用的材质为高密度聚乙烯、尼龙等摩擦系数较低的材料，采用挤出成型的方式制得。
进一步的，每两根所述光纤2之间均采用不同的颜色以示区分，方便后续剥开后对每一根所述光纤2的快速识别。
本气吹式光纤束通过采用尺寸远小于传统加强件的所述加强件3，从而实现显著减小整体直径尺寸的目的，另外，所述加强件3的加入以及整体尺寸的变小也提升了相关得力学性能，应变1％时的抗张力不小于66N，抗弯刚度不小于4.9×10-3N·m2，回弹性能也显著提升。因此，在气吹敷设的过程中，首先，需要的微管的尺寸可以更小，能有效节约管道资源和施工成本，其次，整体结构尺寸更小也能实现在气吹设备中光缆受力更均匀，在同等气吹流量的情况下，尺寸较小的敷设速度更快，气吹距离也更远，另外，在抗弯刚度、回弹能力和应变困难程度均变大的情况下，气吹速度可以相对更快，在气吹过程中的断纤频率降低，可以有效地提高施工效率，保证施工的质量。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种气吹式光纤束，其特征在于，其包括：
护套层(1)；
至少两根光纤(2)，所述光纤(2)设于所述护套层(1)内；
至少一根加强件(3)，所述加强件(3)设于所述护套层(1)内，且所述加强件(3)的直径不大于0.25mm；其中，
气吹式光纤束应变1％时的抗张力不小于66N，所述气吹式光纤束的抗弯刚度不小于4.9×10-3N·m2。
2.如权利要求1所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述加强件(3)的材料为玻璃纤维增强塑料GFRP、芳纶纤维增强塑料AFRP、钢丝或铜丝。
3.如权利要求1所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述护套层(1)与加强件(3)和光纤(2)之间填充有填充物(4)。
4.如权利要求3所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述填充物(4)为丙烯酸类树脂。
5.如权利要求1所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：每两根所述光纤(2)之间均采用不同的颜色以示区分。
6.如权利要求5所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述光纤(2)的根数为2～10根。
7.如权利要求1所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述加强件(3)的根数为1～3根。
8.如权利要求1所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述护套层(1)的外部直径为1～2mm。
9.如权利要求8所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述护套层(1)的外表面上间隔设有多个导气槽(5)。
10.如权利要求9所述的一种气吹式光纤束，其特征在于：所述护套层(1)的材料为聚乙烯或尼龙。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |