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气吹微缆及其制备方法及缆组件

文献发布时间:2024-01-17 01:26:37


气吹微缆及其制备方法及缆组件

技术领域

本发明涉及微缆技术领域,具体而言,涉及一种气吹微缆及其制备方法及缆组件。

背景技术

随着国家通信事业的飞速发展,光缆敷设的管道资源日益紧张,气吹微缆凭借着自身的诸多优势,越来越受到市场的欢迎。与传统的层绞式光缆相比,相同芯数的气吹微缆加工成本更低,施工简便高效,敷设管道空间利用率高,能够实现管道资源的重复利用,解决管道资源紧张的难题。

传统的气吹微缆内部未设置气吹通道,在气吹微缆的外壁与管道内壁之间通入气体,利用气流的推送力以及压缩空气的悬浮力和拖曳力实现微缆在管道内的敷设,由于气吹距离受占空比以及微缆与管道之间的摩擦力的影响较大,导致气流推力利用率较低,无法满足光缆长距离吹送的需求。有鉴于此,在发明人所知的现有技术中,气吹微缆内部中心开设气吹通道,在微缆敷设时,通过内外同时通气的方式,带动微缆敷设在管道内,但是在微缆敷设后,该气吹通道仍然保持空腔状态,无介质填充,容易导致微缆外部的水汽等其他物质进入并积聚在微缆内,长此以往,容易侵蚀微缆内部结构,对微缆内的光纤传输性能产生不利影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气吹微缆及其制备方法及缆组件,能够解决采用现有气吹微缆容易导致光纤传输性能被影响的问题。

为了实现上述目的,根据本发明的一方面,提供了一种气吹微缆,包括:光单元;外护层,设置在光单元的外周,光单元与外护层之间形成气吹空腔;以及弹性体,设置在气吹空腔内,光单元的外壁与外护层的内壁均与弹性体的外壁密封贴合,弹性体沿长度方向开设有气吹口,气吹口被构造为能够通入气体,气体的流动方向与弹性体的长度方向相同,弹性体被构造为能够被通入气吹口内的气体的作用力压缩变形;气吹口具有第一容积和第二容积,第一容积小于第二容积,弹性体具有原始状态和压缩状态,弹性体在原始状态下占用气吹空腔的体积为第一体积,弹性体在压缩状态下占用气吹空腔的体积为第二体积,第一体积大于第二体积,气吹口内通入气体前或后,气吹口处于第一容积,弹性体处于原始状态,气吹口通入气体时,气吹口处于第二容积,弹性体处于压缩状态。

进一步地,气吹空腔和弹性体均设置为至少一个,一个气吹空腔内设置有至少一个弹性体,一个弹性体上开设有至少一个气吹口。

进一步地,在第一容积下,气吹口的形状与气吹空腔的形状相适配,在压缩状态下,弹性体形成等壁厚结构。

进一步地,弹性体的外壁为硬质材料;或者,气吹微缆包括外壳,外壳设置在弹性体的外周,并与弹性体密封贴合,外壳为硬质材料。

进一步地,单个气吹空腔内的单位长度L的弹性体的膨胀系数V与外护层的内径D的关系为:V≥1/4πD

进一步地,光单元包括多个复合光纤带,复合光纤带包括光纤、树脂以及应力防护层,单个复合光纤带中的光纤设置为并排或并列的多个,多个光纤通过树脂连接成型,应力防护层密封包裹在光纤和树脂的外周;或者,复合光纤带包括光纤、树脂、应力增强件以及应力防护层,单个复合光纤带中的光纤设置为并排或并列的多个,多个光纤通过树脂连接成型,应力增强件设置在多个并排或并列设置的光纤的端部,应力防护层密封包裹在应力增强件的外周;或者,复合光纤带包括光纤、树脂以及应力防护层,单个复合光纤带中的光纤设置为阵列的多个,多个光纤通过树脂连接成型,应力防护层密封包裹在光纤和树脂的外周。

进一步地,应力防护层为剪切增稠材料。

进一步地,光单元还包括套塑防护层,套塑防护层密封包裹在复合光纤带的外周;或者,光单元还包括套塑防护层,套塑防护层密封包裹在复合光纤带的外周,复合光纤带呈阵列或并排或并列设置。

进一步地,气吹微缆还包括连接件,光单元与外护层之间通过连接件连接,连接件的至少部分位于外护层内,连接件、外护层的内壁和光单元的外壁围成气吹空腔。

进一步地,外护层的内径D、单个复合光纤带的宽度W、单个复合光纤带的厚度H

进一步地,连接件设置为至少一个,气吹微缆还包括至少一个加强件,至少一个加强件设置在连接件内部。

进一步地,光单元还包括阻水介质,阻水介质设置在复合光纤带与套塑防护层之间。

为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种气吹微缆的制备方法,形成上述的气吹微缆,方法包括:取多个光纤,将预定数量的光纤排列进行并带,形成光纤带;取分散相粒子,在其内部加入分散介质进行稀释,分散相粒子与分散介质的比例为1:1,形成稀释后的分散体系;对稀释后的分散体系进行均质化处理,形成均质化的分散体系;将均质化的分散体系置入槽状容器中,将光纤带完全浸入分散体系中,并将光纤带以预定速度匀速通过分散体系,得到浸渍涂覆的光纤带;将浸渍涂覆的光纤带进行干燥,得到复合光纤带。

为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种缆组件,包括管道以及上述的吹微缆,气吹微缆敷设在管道内。

应用本发明的技术方案,在气吹微缆敷设时,向气吹微缆与管道之间的间隙以及气吹口内通入气体,弹性体从原始状态切换为压缩状态,气吹口从第一容积切换为第二容积,通过气流推力带动气吹微缆在管道内移动,直至气吹微缆敷设在管道内,内外的气体相互配合,增加气流推力的利用率,降低气吹微缆与管道内壁产生摩擦力带来的不利影响,进而使得气吹微缆能够敷设在更长的管道内,并且能够更加快速的敷设在管道内。在气吹微缆敷设后,气吹口从第二容积切换为第一容积,弹性体从压缩状态切换为原始状态,弹性体将气吹空腔填充,起到阻隔的作用,避免外界物质积聚在气吹微缆内部并接触光单元,以对光单元进行保护,避免光纤的传输性能受到影响。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1示出了本发明的实施例的气吹微缆在气吹前后的截面图;

图2示出了本发明的实施例的气吹微缆在气吹时的截面图;

图3示出了图1的气吹微缆的复合光纤带的截面图;

图4示出了本发明的另一个实施例的气吹微缆在气吹前后的截面图;

图5示出了本发明的另一个实施例的气吹微缆在气吹前后的截面图;

图6本发明的另一个实施例的气吹微缆的截面图;以及

图7示出了本发明的实施例的气吹微缆的制备方法的流程图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

11、复合光纤带;111、光纤;112、树脂;113、应力防护层;114、应力增强层;12、套塑防护层;20、外护层;30、弹性体;31、气吹口;40、连接件;50、加强件;60、阻水介质。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

结合参见图1至图3所示,本发明提供了一种气吹微缆,包括:光单元;外护层20,设置在光单元的外周,光单元与外护层20之间形成气吹空腔;以及弹性体30,设置在气吹空腔内,光单元的外壁与外护层20的内壁均与弹性体30的外壁密封贴合,弹性体30沿长度方向开设有气吹口31,气吹口31被构造为能够通入气体,气体的流动方向与弹性体30的长度方向相同,弹性体30被构造为能够被通入气吹口31内的气体的作用力压缩变形;气吹口31具有第一容积和第二容积,第一容积小于第二容积,弹性体30具有原始状态和压缩状态,弹性体30在原始状态下占用气吹空腔的体积为第一体积,弹性体30在压缩状态下占用气吹空腔的体积为第二体积,第一体积大于第二体积,气吹口31内通入气体前或后,气吹口31处于第一容积,弹性体30处于原始状态,气吹口31通入气体时,气吹口31处于第二容积,弹性体30处于压缩状态。

在本实施例中,气吹微缆需要敷设在管道中时,将气吹微缆的一端封闭,向管道内吹气,气体进入气吹微缆与管道之间的间隙以及气吹口31内,进入气吹口31内的气体产生的压力将弹性体30压缩,即使弹性体30从原始状态切换为压缩状态,弹性体30占用气吹空腔的体积减小,同时使气吹口31的容积增大,即使气吹口31从第一容积切换为第二容积,进而使得更多的气体能够进入气吹口31内,推动气吹微缆前进,在气吹微缆与管道之间的气体的气流推动作用以及气吹口31内气体的气流推动作用下,带动气吹微缆在管道内移动,直至敷设到位,两个位置的气流共同作用,降低气吹微缆与管道内壁产生摩擦力带来的不利影响,进而增加气吹微缆在管道内前进的速率,提高气吹微缆的敷设效率,并能够提高气吹微缆的气吹距离。在敷设过程中气吹微缆的远离气吹源头的一端封闭,用于使得进入气吹口31内的气体能够到达该端部,对该端部产生推动力,以使气吹微缆移动。气吹微缆敷设完成后,气体不再吹入管道内,气吹口31的容积减小,即从第二容积切换为第一容积,弹性体30受到的作用力消失,在自身的弹性作用下从压缩状态恢复至原始状态,弹性体30占用气吹空腔的体积变大,此时弹性体30起到密封作用,将外护层20与光单元隔离开,避免外界潮气或杂质进入至气吹微缆内部并接触光单元,进而避免因此影响光纤的传输性能,进而影响气吹微缆的使用寿命,即弹性体30对光单元进行保护。

在另一个实施例中,在气吹微缆位于管道的需求位置后,在气吹口31内通入如氮气或二氧化碳等的惰性气体,保证气吹口31内的气压等于1个标准大气压(1.013×10

具体地,外护层20采用高性能聚乙烯护套料挤塑而成,密度范围为0.955 g/cm

在另一个实施例中,如图6所示,气吹微缆不包括弹性体30,相比于背景技术中列出的现有气吹微缆内部中心开设气吹通道的方案,本实施例的方案中,一方面,光纤111布置在气吹微缆内部中心的位置,提高光纤111的布置芯数,降低气吹微缆内部的空间浪费,提高气吹微缆内部的空间利用率;另一方面,气吹空腔设置在整个气吹微缆靠近外周的位置,即靠近外护层20的位置,而非设置在中心,这样使得气吹空腔与气吹微缆的外壁距离更近,只相隔一个外护层20,在气吹微缆敷设时,外护层20的内壁和外壁同时受到气流的作用,使得气流产生的作用力更大,气吹微缆的移动速度更快,敷设效率更高。另外,气吹空腔设置在非中心的位置,使光单元能够布设在中心,增加光单元中所有光纤111排布的紧凑性,进而使得光纤111的数量能够布置更多。

在另一个实施例中,弹性体30中可以设置小尺寸的光单元,可以与气吹空腔共存,也可以单独设置,以增加气吹微缆的光纤111芯数。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,气吹空腔和弹性体30均设置为至少一个,一个气吹空腔内设置有至少一个弹性体30,一个弹性体30上开设有至少一个气吹口31。

在本实施例中,气吹空腔设置为多个,沿外护层20周向均匀布置,每个气吹空腔的形状和容积均相同,一方面,使得每个气吹空腔的容积小,进而使得每个气吹空腔内的弹性体30的体积小,在受到气流的作用力时,每个弹性体30被压缩的量大,压缩形成的结构的壁厚薄,使得每个弹性体30对应的气吹口31的第二容积大,进而使得大量的气体能够进入气吹口31内,产生更强的作用力,加快气吹微缆的移动;另一方面,在通入气体时,多个弹性体30同时被压缩,每个弹性体30的气吹口31的容积同时增大,使气体能够同时进入每个气吹口31内,增加气体的流动路径,进而提高气吹微缆的敷设效率。

具体地,气吹空腔为四个,其中两个气吹空腔正对设置,其中另两个气吹空腔正对设置,每个气吹空腔内设置有一个弹性体30,每个弹性体30上开设有一个气吹口31,气吹口31设置在弹性体30的中心位置,这样,使得气吹微缆受到的气体的作用力方向始终与气吹微缆的长度方向相同,相正对的气吹空腔的气吹口31受到的气体的作用力相互平衡,避免气吹微缆受到的气流的作用力发生偏移,进而避免气吹微缆的移动路径发生改变。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,在第一容积下,气吹口31的形状与气吹空腔的形状相适配,在压缩状态下,弹性体30形成等壁厚结构。

在本实施例中,气吹口31的形状即为弹性体30内壁的形状,在气体通入气吹口31时,气吹口31的容积变大,即弹性体30的内壁增大,通过弹性体30内壁的形状设置,使得弹性体30能够快速贴合外护层20的内壁和光单元的外壁,并形成等壁厚的结构,使得气体的流通的通道的壁面平整,进而使得弹性体30内壁的各个位置受到的气体的作用力相等,避免受力发生偏移。

在另一个实施例中,气吹口31的截面形状可以为圆形、椭圆形、长方形、正方形等其他规则或不规则的形状。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,弹性体30的外壁为硬质材料。

在本实施例中,弹性体30的外壁的一部分与外护层20的内壁贴合,硬质材料的设置,能够使弹性体30的外壁对外护层20进行支撑,保证外护层20的挤塑成型效果,使外护层20能够保持圆柱体的结构,进而使气吹微缆能够保持圆柱体的结构;弹性体30的外壁的另一部分与光单元的外壁贴合,一方面,为光单元提供一个容纳空间,另一方面,弹性体30的外壁为光单元增加了一层硬保护,弹性体30的其他软质部分为光单元增加了一层缓冲保护,即弹性体30相当于设置在光单元外周的保护层,能够提高气吹微缆的抗冲击性能。

具体地,弹性体30的外壁通过硬化处理形成。

在另一个实施例中,气吹微缆包括外壳,外壳设置在弹性体30的外周,并与弹性体30密封贴合,外壳为硬质材料,效果与上一个实施例相同,此处不再赘述。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,单个气吹空腔内的单位长度L的弹性体30的膨胀系数V与外护层20的内径D的关系为:V≥1/4πD

具体地,L作为单位长度的字母表述,方便公式的理解,L取值可以为1m,也可以为1km等。

通过上述设置,保证气吹口31在第一容积下的尺寸设置在合理范围内,使得气体的作用力不需要过大就能够顺利将弹性体30压缩,并轻松将气吹口31的容积扩大至需求容积或最大容积,减少气吹微缆在敷设过程中进行气吹的操作难度。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,光单元包括多个复合光纤带11,复合光纤带11包括光纤111、树脂112以及应力防护层113,单个复合光纤带11中的光纤111设置为并排或并列的多个,多个光纤111通过树脂112连接成型,应力防护层113密封包裹在光纤111和树脂112的外周。

在本实施例中,每根光纤111的外周都包裹有应力防护层113,使得每根光纤111在受到应力时,都能够被应力防护层113保护,使得整个光单元能够承受更大的应力,增加气吹微缆的使用寿命。

在另一个实施例中,如图4所示,复合光纤带11包括光纤111、树脂112、应力增强件114以及应力防护层113,单个复合光纤带11中的光纤111设置为并排或并列的多个,多个光纤111通过树脂112连接成型,应力增强件114设置在多个并排或并列设置的光纤111的端部,应力防护层113密封包裹在应力增强件114的外周。应力增强件114为剪切增稠材料(STF)制成。应力增强件114和应力防护层113为复合光纤带11提供缓冲,保证复合光纤带11的光传输性能。

在另一个实施例中,如图5所示,复合光纤带11包括光纤111、树脂112以及应力防护层113,单个复合光纤带11中的光纤111设置为阵列的多个,多个光纤111通过树脂112连接成型,应力防护层113密封包裹在光纤111和树脂112的外周,形成一层保护层。

上述三个实施例中,光纤111可以选用G.652、G.655、G657A1、G657A2、G654E中的一种或多种,优选G.652D,每个光纤111上涂覆有耐高温涂覆层,涂覆层直径为245μm~255μm,涂覆层颜色包括但不局限于蓝、橙、绿、综、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿,超出12芯的光纤111可着色环进行辨识区分,不同色环光纤111可以用单双色环单元或色环间距进行辨识区分。通过树脂112粘合形成带状的多个光纤111的结构优选边缘粘结型,有利于增加后续应力防护层113的涂层厚度。树脂112固化前25℃下粘度为3500 mPa·S~5000 mPa·S,固化后在特定(2.5%弹变,23℃)弹性模量在200MPa~500MPa,断裂伸长率大于或等于45%,断裂强度不大于20MPa。每个复合光纤带11中的光纤111数量为4芯~6芯,各个复合光纤带11中的光纤111数量可以相同,也可以不同。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,应力防护层113为剪切增稠材料。

在本实施例中,剪切增稠材料(STF)主要是指在施加剪切应力或提高剪切速率条件下,表观黏度显著增加几倍至几十倍的一种智能材料。剪切增稠材料(STF)在常温、常压条件下均呈液态,当材料未受到外力作用时,剪切增稠材料(STF)内部各纳米粒子分子间可自由移动,此时利用剪切增稠材料(STF)制备的防护用具表现为柔软、易变形等特征;当材料受到迅猛的外来剪切应力时,剪切增稠材料(STF)体系中的松散分子间会由于外界剪切应力的作用而迅速集中,此时剪切增稠材料(STF)内部黏度骤增,受力区域呈类固态,极大地损耗了外来应力的能量;当外力撤去后,剪切增稠材料(STF)体系状态逐渐恢复,表现出可逆性质。剪切增稠液体是一种非牛顿流体,其由分散相粒子和分散介质组成,分散相粒子通过电荷作用、吸收表面活性剂、布朗运动以及其他物理化学行为,较均匀稳定地分散在介质中。常见的剪切增稠液体中所使用的分散相粒子分为天然存在的矿物质和化学合成的聚合物两大类:如二氧化硅、聚苯乙烯(PS)、二氧化钛、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、碳酸钙等。分散介质可以是水、有机物、盐溶液、矿物油,也可以由加有低聚物和表面活性剂的几种互溶溶剂的复配体组成。应力防护层113通过使用剪切增稠材料,能够有效保护光纤111,防止光纤111受到应力发生损坏,进而提高气吹微缆的使用寿命。带状光纤111密度大,能够与应力防护层113形成互补作用。

具体地,剪切增稠材料使用二氧化硅/聚乙二醇200(SiO

通过上述设置,能够提高复合光纤带11纵向、横向抗剪切应力性能。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,光单元还包括套塑防护层12,套塑防护层12密封包裹在复合光纤带11的外周;或者,光单元还包括套塑防护层12,套塑防护层12密封包裹在复合光纤带11的外周,复合光纤带11呈并排或并列设置。

在本实施例中,套塑防护层12的形状与排列好的复合光纤带11的形状相适配,套塑防护层12用于将排列好的复合光纤带11形成一体,还用于对复合光纤带11起到防护作用,配合应力防护层113,对光纤111进行多重保护。光单元的截面形状可以为矩形、菱形或多边形等形状,并排或并列的多个复合光纤带11的最大长轴与最小短轴的比值为0.7~1.0,光单元中的复合光纤带11的数量为4根~24根,光单元中的光纤111的总数为16芯~576芯,在有限的横截面中保证光纤111芯数最大化的同时,有利于提高复合光纤带11组合与套塑防护层12的成型效果。

具体地,套塑防护层12为双层共挤松套管,采用双层共挤工艺进行生产,共挤内层材料选用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)挤塑而成,密度范围1.25~1.35g/cm

在另一个实施例中,复合光纤带11呈阵列排布。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,气吹微缆还包括连接件40,光单元与外护层20之间通过连接件40连接,连接件40的至少部分位于外护层20内,连接件40、外护层20的内壁和光单元的外壁围成气吹空腔。

在本实施例中,连接件40用于将光单元与外护层20连接,连接件40为四个,四个连接件40将气吹空腔分隔为四个。

具体地,光单元为圆角矩形,每个连接件40固定在光单元的一个角处,连接件40为圆柱体,连接件40增大光单元四个边角的面积,以增强光单元与外护层20之间的连接强度,连接件40可以在光单元生产期间嵌入到套塑防护层12的聚乙烯层内,也可以与光单元一同挤塑成型,最后在外护层20挤塑期间,再嵌入到外护层20中。为保证连接件40的连接强度复合工艺标准,连接件40外径大于或等于0.6mm,连接件40优选与外护层20一致的材料,以增加两者的连接稳固性。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,外护层20的内径D、单个复合光纤带11的宽度W、单个复合光纤带11的厚度H

具体地,K的取值为0.8~0.9,δ的取值为0.8~1.2,N的取值为2~24。

在本实施例中,增加连接件40的好处是可以增强光单元与外护层20的连接牢固程度,比如:为保证气吹空腔的体积,光单元的尺寸不宜过大,此时连接件40可以在不增大光单元尺寸的基础上,增强光单元与外护层20之间的连接牢固程度,再比如:当外护层20壁厚较薄时,光单元无法有效与外护层20进行连接,此时连接件40不仅可以完全嵌入到外护层20中,甚至还可以突出到外护层20的表面,将光单元“卡到”外护层20上,进一步增强光单元与外护层20之间的连接牢固程度。这些变化都是通过公式中的δ值变化体现的。

当δ<1时,表示光单元的套塑防护层12与外护层20之间存在一定的缝隙,气吹空腔的空间较大,此时连接件40可以起到连接光单元与外护层20之间的作用,同时不额外增加套塑防护层12的外径,起到一定的降低成本的作用;当δ=1时,表示光单元的套塑防护层12与外护层20之间不存在间隙,连接件40起到连接套塑防护层12与外护层20的作用;当δ>1时,表示光单元的套塑防护层12已经嵌入到外护层20之中或突出到外护层20的外表面,此时的气吹空腔的体积减小,但是气吹微缆整体的外径可以更小,气吹微缆的成本更低。结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,连接件40设置为至少一个,气吹微缆还包括至少一个加强件50,至少一个加强件50设置在连接件40内部。

在本实施例中,为增强气吹微缆的抗拉伸性能,两个对称设置的连接件40中设置加强件50,以形成套塑加强连接件。

具体地,加强件50优选非金属纤维增强塑料杆,如玻璃纤维增强塑料杆、芳纶纤维增强塑料杆、碳纤维增强塑料杆等,其拉伸强度大于或等于1450MPa,弹性模量大于或等于55GPa,弯曲强度大于或等于1100MPa,直径偏差±0.02mm,密度范围2.05 g/cm

在另一个实施例中,连接件40中还可以设置小尺寸光单元,增加气吹微缆的光纤111芯数。

结合参见图1至图3所示,本发明的一个实施例中,光单元还包括阻水介质60,阻水介质60设置在复合光纤带11与套塑防护层12之间。

在本实施例中,阻水介质60具有吸水和阻水的功能,用于防止外界的水汽和潮气等渗入光单元内,影响光纤111,保证光纤111的传输性能。阻水介质60以绞合或直放的形式缠绕在排列好的复合光纤带11外周以及套塑防护层12内,形成光单元的一部分。

具体地,阻水介质60可选择阻水纱,阻水纱中的吸水膨胀材料可采用交联聚丙烯酸脂类膨胀粉复合而成,或者采用其他合适的吸水材料。阻水纱规格及根数可以根据光缆使用要求进行选择,可以采用直放或绞合绕放等方式放置,阻水纱的抗张强度大于或等于250N,断裂伸长率大于或等于15%,膨胀速率大于或等于60ml/g/min,膨胀率大于或等于65ml/g,含水量大于或等于9%。

结合参见图1至图3以及图7所示,本发明还提供了一种气吹微缆的制备方法,形成上述的气吹微缆,方法包括:取多个光纤111,将预定数量的光纤111排列进行并带,形成光纤带;取分散相粒子,在其内部加入分散介质进行稀释,分散相粒子与分散介质的比例为1:1,形成稀释后的分散体系;对稀释后的分散体系进行均质化处理,形成均质化的分散体系;将均质化的分散体系置入槽状容器中,将光纤带完全浸入分散体系中,并将光纤带以预定速度匀速通过分散体系,得到浸渍涂覆的光纤带;将浸渍涂覆的光纤带进行干燥,得到复合光纤带11。

在本实施例中,经过剪切增稠材料(STF)浸渍后,复合光纤带11中的光纤111间隙被二氧化硅 (SiO2)粒子所填充,提高了复合光纤带11的拉拔力,冲击条件下,剪切增稠材料(STF)发生剪切增稠而固化,提高了光纤111之间的耦合作用,冲击载荷被更好的传递和分散,因此,复合光纤带11的抗冲击性能提高。此外,由于复合光纤带11一般以阵列结构进行放置,剪切增稠材料(STF)层数增加,材料的面密度成倍提高,进一步提升了复合光纤带11的抗冲击性能。

具体地,气吹微缆的制备方法为:着色的光纤111按照色谱要求排列进行并带,形成光纤带,光纤带的结构优选边缘粘结型,光纤111平整度大于或等于20μm;取二氧化硅/聚乙二醇200(SiO2/PEG200)作为分散相粒子,由于二氧化硅/聚乙二醇200(SiO2/PEG200)分散体系粘度较大,需要将准备好的二氧化硅/聚乙二醇200(SiO2/PEG200)分散体系加入乙醇,即分散介质为乙醇,按照1:1比例进行稀释,降低分散体系的表面张力,形成稀释后的分散体系;将稀释后的二氧化硅/聚乙二醇200(SiO2/PEG200)分散体系进行充分搅拌或进行超声处理,使分散体系均质化,形成均质化的分散体系;将均质化的二氧化硅/聚乙二醇200(SiO2/PEG200)分散体系置于典型尺寸为10m×0.1m×0.1m的槽状容器中,将光纤带以5m/min速度匀速通过分散体系,过程中需要保证光纤带完全浸入分散体系中,且在槽状容器出口处装有矩形出口模,模具典型尺寸为0.4mm×3.6mm,也可根据需要调整,以保证光纤带表面剪切增稠材料(STF)涂层的厚度符合工艺要求,得到浸渍涂覆的光纤带;将浸渍涂覆的光纤带通过干燥箱去除光纤带表面多余的乙醇,干燥箱温度设置典型值为65℃~75℃,干燥箱内也可增设有鼓风装置,加快乙醇蒸发速度,最后得到复合光纤带11。

本发明还提供了一种缆组件,包括管道以及上述的气吹微缆,气吹微缆敷设在管道内。

缆组件中的气吹微缆具有上述气吹微缆全部的技术方案和技术效果,此处不再赘述。

实施例:

气吹微缆的复合光纤带11为12芯带,单个复合光纤带11尺寸为0.36mm×3.8mm,光单元内共设置10根复合光纤带11,光纤111芯数合计120芯;套塑防护层12为圆角矩形,内径为4.2mm×4.0mm(长×宽),双层共挤内层材质选用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),壁厚为0.1 mm±0.05mm,外层选用高密度聚乙烯,壁厚为0.1±0.05mm,光单元内部阻水介质60选择绞合绕放的一根高性能阻水纱;套塑防护层12四个角分别独立设置有连接件40,连接件40为0.8 mm±0.5mm的聚乙烯挤塑件,同时在对称的两个连接件40中分别设置一根外径0.4mm的非金属纤维增强塑料杆作为加强件50;光单元与外护层20之间设置有四个弹性体30,弹性体30材质选用硅橡胶,弹性体30内部开设气吹口31,气吹口31在第一容积下的截面为边长1.0mm×1.0mm的多边形,外护层20材料选用高密度聚乙烯,壁厚为0.5mm±0.05mm,光缆整体外径为7.4 mm±0.2mm。

本发明气吹微缆的敷设方法为:

1、在气吹微缆气吹开始之前,需要将气吹口31远离气吹源头的一端进行密封,密封方法可以选择将气吹微缆打结或者使用粘合剂粘合,当使用粘合剂时,粘合长度≥20cm,使得气吹微缆的气吹空腔形成单端封闭的腔体,提高气流推力的利用率;

2、在气吹微缆进行气吹时,可以同时从气吹微缆靠近气吹源头的一端的四个弹性腔体以及气吹微缆外侧通入高压气流,提升气吹微缆的气吹距离,气吹微缆外部气流压强最大值小于或等于15bar,气吹口31内部气流压强最大值小于或等于10bar,具体根据外护层20和光单元壁厚调整,尤其需要注意气吹口31内部气流的压强不宜超出光单元壁厚可承受的最大值;

3、在气吹微缆气吹敷设结束后,等待气吹微缆内部的弹性体30与气吹口31完全恢复,即等待弹性体30恢复至初始状态、气吹口31恢复至第一容积,再往气吹口31内通入气体进行干燥,除去气吹口31内部的水汽,然后再通入适量的惰性气体,当气吹口31内部达到1个标准大气压时,停止通气操作,将气吹口31两端再次进行密封。

为保证光缆气吹效果,气吹微缆的尺寸微小,其直径范围一般为2.0mm~13.5mm,较小的尺寸范围限制了气吹微缆的芯数,所以传统的气吹微缆芯数很少超过144芯,实际应用中小芯数气吹微缆居多,而通过本发明中光纤带的设置,使得气吹微缆中用于传输的光纤芯数增加。另外,气吹微缆的小尺寸需求间接导致了其舍弃了部分常规防护层(加强层),套管与护层壁厚也较小,使得气吹微缆的主要结构多是直接护套得结构,缺少必要的常规防护层,这也让气吹微缆在生产、运输、敷设过程中更易遭受机械外力冲击导致损伤,通过本发明中应力防护层113的设置,使得光纤111能够受到必要的保护。

本发明的气吹微缆能够解决现有气吹微缆光纤容量受限、光纤芯数密度低、内部光纤易受外界影响以及气吹效率低下的问题,提升气吹微缆的气吹性能。气吹空腔是依据光单元的形状特点进行设置,在保证了光纤111的密度的同时,并未浪费气吹微缆的内部空间,以及并未降低气吹微缆的光纤111的芯数。复合光纤带11以阵列方式排布,可以提升抗外力冲击性能,最大化发挥应力防护层113的作用,这一点也是利用了光纤带的自身特性。

从以上的描述中,可以看出,本发明的上述的实施例实现了如下技术效果:在气吹微缆敷设时,向气吹微缆与管道之间的间隙以及气吹口内通入气体,弹性体从原始状态切换为压缩状态,气吹空腔从第一容积切换为第二容积,通过气流推力带动气吹微缆在管道内移动,直至气吹微缆敷设在管道内,内外的气体相互配合,增加气流推力的利用率,降低气吹微缆与管道内壁产生摩擦力带来的不利影响,进而使得气吹微缆能够敷设在更长的管道内,并且能够更加快速的敷设在管道内。在气吹微缆敷设后,气吹口从第二容积切换为第一容积,弹性体从压缩状态切换为原始状态,弹性体将气吹空腔填充,起到阻隔的作用,避免外界物质进入至气吹微缆内部并接触光单元,以对光单元进行保护,避免光纤的传输性能受到影响。

显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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