一种抗冲击光缆

技术领域

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种抗冲击光缆。

背景技术

光缆是一种非常常用且发展相对成熟的通讯线缆，其针对不同的使用场景、使用环境应有对应的性能要求。但无论何种性能的光缆，抗压性能均是需要考虑的，因为良好的抗压性能是保证光缆能够在复杂的自然或人工环境中长期保持结构完整性、确保通讯正常的最重要的性能之一。

但是，现有的光缆虽然具有良好的抗压性能，但是其仅是针对于作用过程较为缓慢的外力，如踩踏、挤压、弯折等，此类的外力作用均能够通过现有的光缆抗压结构进行良好的缓冲缓解。而对于瞬间作用的强作用力，即冲击力，光缆的耐受性能较差。而随着对光缆抗冲击性能的不断改进，目前部分抗冲击光缆对于冲击力有着良好的抵抗效果，不容易受到冲击力损坏，但随之而来的却发现在部分使用场景中，愈来愈多地出现光缆受到冲击物，如冲击破片和砂石等导致的护套层严重损伤损坏，主要损坏形式表现为护套层的贯穿损坏。

发明内容

为解决现有的抗冲击光缆普遍存在抗冲击能力有限，且抗冲击光缆难以抵御外物对其造成的冲击穿刺，导致光缆时常发生被冲击物贯穿而损坏等问题，本发明提供了一种抗冲击光缆。

本发明的目的在于：

一、确保本发明光缆具有良好的抗冲击效果；

二、保障本发明光缆的柔性；

三、在确保光缆柔性的同时提升光缆抵抗外物冲击的能力。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种抗冲击光缆，包括：

护套层、内护套和芯线；

所述护套层包覆在内护套外侧，芯线穿设在内护套中设于光缆轴心处；

所述护套层中设有若干绕光缆轴心轴线均匀分布设置的嵌槽，嵌槽中嵌设有缓冲条；

所述内护套的外壁设有若干肋结构，具体肋结构分为径向方向上长度不一、交替设置的长肋和短肋，护套层的内壁对应内护套外壁的长肋设有配合槽，长肋嵌入至配合槽中，短肋与护套层内壁分离设置；

所述内护套外表面的长肋数量与护套层中的嵌槽数量相等。

作为优选，

所述缓冲条在光缆的径向截面上呈沿径向向内拱起的弧形。

作为优选，

所述内护套外表面的短肋对应设置在嵌槽的径向内侧。

作为优选，

所述缓冲条为ABS材质缓冲条。

作为优选，

所述内护套的内壁还采用绕光缆轴心周向均匀向内拱起的拱形体抵接在芯线的外表面。

作为优选，

所述拱形体数量与短肋数量相等且设置在短肋的径向内侧。

作为优选，

所述芯线由束管包覆若干光通信线构成。

作为优选，

所述光通信线即光纤线和/或光纤束。

本发明的有益效果是：

本发明光缆在确保其柔性的同时，通过分级缓冲抗穿刺的作用大幅度提高了光缆的抗冲击能力，且内置悬挂式设计的内护套还同步提高了光缆的抗冲击力能力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明光缆受到冲击破片作用时的护套作用原理图；

图3为本发明光缆受到冲击力作用时的动态示意图；

图中：100护套层，101配合槽，102嵌槽，103缓冲条，200内护套，201长肋，202短肋，203拱形体，300芯线，400光通信线。

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所示的抗冲击光缆，其具体包括：

护套层100、内护套200和芯线300；

所述芯线300由束管包覆若干光通信线400构成，光通信线400即光纤线和/或光纤束；

所述护套层100中设有若干绕光缆轴心轴线均匀分布设置的嵌槽102，嵌槽102中嵌设有缓冲条103，所述缓冲条103在光缆的径向截面上呈沿径向向内拱起的弧形；

所述内护套200的外壁设有若干肋结构，具体肋结构分为径向方向上长度不一、交替设置的长肋201和短肋202，护套层100的内壁对应内护套200外壁的长肋201设有配合槽101，长肋201嵌入至配合槽101中，而短肋202则与护套层100内壁分离设置；

所述内护套200外表面的长肋201数量与护套层100中的嵌槽102数量相等，且内护套200外表面的短肋202对应设置在嵌槽102的径向内侧。

在上述结构配合下，本发明光缆具有良好的抗冲击效果。

对于上述的抗冲击，本发明不仅仅指的是冲击力，而更多指代的是在矿井以及部分需要爆破的施工现场，由于爆破产生的砂石以及冲击破片等物质冲击；

在早先我司已对抗冲击光缆进行了多次的结构改进和优化，实际使用中表现了优异的效果，大大减少了由于单纯冲击力导致的光缆损伤和故障频率，但随之也发现，光缆中由于物质的破坏性侵入导致故障率显著增加，因为在爆破环境中，破片的飞溅辐射范围极大，虽然早先改进后的抗冲击光缆能够抵御产生的冲击力，但对于爆破产生的破片以及飞溅的尖锐砂石而言，则非常容易穿刺侵入到光缆内部，导致光缆内部的光通信线400受到损伤；

对此，虽然市面上有部分光缆针对此类情况采用了防穿刺材料用于制备光缆的外护套，但成本高、效果弱，因为市面上大多数能够用于制备防穿刺弹性体材料如ABS树脂等，其具有弹性模量过大的缺陷，直接制备的光缆难以弯折，因而需要二次加工或改性处理，导致成本显著上升，而若减小ABS树脂护套厚度使得光缆便于弯折，便会导致ABS护套的防穿刺效果显著下降，而本发明则不同；

本发明的缓冲条103采用ABS树脂成型制备，嵌设在护套层100中，护套层100能够简单采用常规的PVC、PE等材质，本发明实施例护套层100采用PE材质护套层100，如图2所示，内嵌缓冲条103后，受到冲击破片或冲击砂石作用时，护套层100本身能够吸收一定的应力，减小冲击物的速度和动量，而后由更轻薄、易弯折的ABS材质缓冲条103实现抵抗穿刺，同时冲击物刺穿缓冲条103后再次受到护套层100的阻挡，对其继续穿刺形成阻碍，最终实现将冲击物固定在光缆较浅层的位置，不易穿透光缆对光缆造成严重的穿透损伤；

此外，本发明的缓冲条103采用向内拱起的设置方式，也是由于当缓冲条103呈拱起状态时，其拱起方向一侧更容易形成穿刺损伤，背向拱起方向的一侧则压缩后具备更优的防穿刺效果；

另一方面，本发明光缆在应对常见的冲击力作用，还采用了悬挂式设置的内护套200，通过长肋201和短肋202配合，长肋201嵌设在护套层100实现内护套200的轴心定位，短肋202起到碰撞缓冲的作用，当光缆受到冲击力后护套层100变形向内压缩，护套层100内壁抵接并传导作用力在短肋202上至后，短肋202容易通过弯折形变的方式形成缓冲，而不会直接将过大的冲击力作用于内护套200本体，导致内护套200本体内的光通信线400受损；

如图3所示的，当本发明光缆受到外力F的冲击作用时，受限护套层100压缩并冲击内护套200的短肋202产生a向的冲击作用，同时通过长肋201对内护套200形成沿b向的挤推作用，冲击作用通过图中所示的短肋202碰撞传递，而在碰撞前外护套本身通过长肋201传递的挤推作用会尽可能避免碰撞的发生，对内护套200产生沿c向的挤推作用，仅有当冲击力F足够大时，护套层100的瞬时性变大、内护套200来不及产生位移的情况下会产生护套层100对内护套200的短肋202碰撞，短肋202碰撞会短时间内使得内护套200产生较大的沿c向位移，而该位移过程中内护套200朝向冲击力一侧的长肋201被拉长、背向冲击力一侧的长肋201被压缩，被压缩后的长轴产生沿d向的形变恢复力、被拉长的长轴沿e向产生形变恢复力，所产生的形变恢复力能够避免内护套200以过大的速度碰撞护套层100内壁，实现有效的缓冲，以此完成光缆受冲击时的动态联动缓冲作用。

进一步的，

本发明光缆内护套200的内壁还采用绕光缆轴心周向均匀向内拱起的拱形体203抵接在芯线300的外表面，拱形体203数量与短肋202数量相等且设置在短肋202的径向内侧，由于长肋201的嵌设设置，当光缆本身受到较强的冲击力作用时，容易通过长肋201形成部分冲击力传导，而拱形体203对应设置在短肋202内侧使得长肋201内侧的内护套200内壁与芯线300之间产生了一定的缓冲空间，能够进一步削弱冲击力对于光缆的损伤。

以同规格且护套层100厚度相等的市售PE护套光缆(试验缆A)、同规格且护套层100厚度相等的ABS护套光缆(试验缆B)，以及本发明同规格且护套层100厚度相等但缓冲条103向外拱起的抗冲击光缆(试验缆C)，与本发明同规格且护套层100厚度相等的抗冲击光缆(试验缆D)进行抗冲击物侵入试验，试验缆C和试验缆D的缓冲条103厚度均为0.6mm。所用的试验缆护套层100厚度均为2.2mm。

以同规格的细针模拟穿刺物，在距离试验缆表面0.5m的情况下将其以约20m/s的速度，垂直对准试验缆射出，对每根试验缆共计进行20次穿刺试验，位置随机。穿刺后对细针的穿刺深度进行记录并计算均值。

试验结果显示，试验缆A的穿刺深度≥2.2mm，护套层100被完全刺穿，而试验缆B的穿刺深度约为1.6mm，近乎完全刺穿，试验缆C的穿刺深度约为1.9mm，同样近乎完全刺穿，而试验缆D的穿刺深度仅约为1.5mm，甚至更优于全ABS材质的护套层100试验缆B的表现，且试验缆D的可弯折柔性明显优于几乎呈硬化、难以弯折的试验缆B，可见本发明通过多级缓冲能够非常有效地实现光缆的抗冲击防穿刺保护。