一种带密封压力自动调节装置的光纤接头盒

技术领域

本发明涉及光纤接头盒技术领域，尤其涉及一种带密封压力自动调节装置的光纤接头盒。

背景技术

光纤接头盒的主要作用为光缆分纤，即将光缆拆分成单条光纤。光纤接头盒一般安装到墙面、缆绳、电线杆上或下水道中。它的功能是提供光纤与光纤的熔接、光纤与尾纤的熔接以及光连接器的交接。

光纤接头盒也叫光纤接续盒，其包括壳体的敞口端通过螺纹连接件固定连接有端盖，端盖上设置有光缆接入端口和接触端口。光纤接头盒是光缆在野外、室内敷设对光缆的分支、接续起到保护的一种装置。

但是随着全球气候变暖、各地极端天气更加频繁，普通的光纤接头盒一般无法阻止各种自然环境中各种恶劣的环境(如台风、地震、冰雪、暴晒、以及高海拔区域等因素)导致的光纤接头盒存在导致密封性能降低、失效，对光纤器件部份造成干涉。同时在一些特殊使用用途时，普通光纤接头盒无法满足使用密封的安全条件。

故亟待开发一种可根据外界环境和特殊要求的光纤接头盒以及解决其密封问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种带密封压力自动调节装置的光纤接头盒，其不仅结构简单、使用方便，而且可以基于通过气囊增加气压的压力实现光纤接头盒的密封，通过气压传感器，对气压压力进行调节，并加入电脑控制程序对气囊压力进行监控预警、并可自动修正、损失补偿密封所需的压力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种带密封压力自动调节装置的光纤接头盒，其包括壳体，所述壳体的敞口端连接有端盖，所述壳体和所述端盖之间设置有可充放气的气囊，还包括充放气单元、压力监测单元、温度监测单元和控制单元，所述充放气单元、所述压力监测单元和所述温度监测单元均与所述控制单元电连接，所述充放气单元与所述气囊通过管路连通。

在本发明的一种优选实施方案中，所述气囊的环形结构，所述气囊上设置有增压/泄压孔，所述增压/泄压孔通过管路与所述充放气控制单元连通。

在本发明的一种优选实施方案中，所述气囊的环形结构的横截面形状为由圆弧段和正弦曲线段首尾相连构成的封闭形状，所述端盖的外周面上设置有与所述圆弧段配合的弧形环槽，所述壳体的内周面上设置有与所述正弦曲线段配合的正弦曲线环槽。

在本发明的一种优选实施方案中，所述气囊的横截面形状为B形，所述气囊充气后与所述弧形环槽和所述正弦曲线环槽密封配合。

在本发明的一种优选实施方案中，所述压力监测单元包括第一压力传感器、第二压力传感器和用于监测气囊压力的气囊传感器，所述气囊将所述壳体内腔分隔为密封的第一腔室和与大气连通的第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室之间不连通，所述压力监测单元包括设置于所述第一腔室内的第一压力传感器和设置于所述第二腔室内的第二压力传感器。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一腔室内设置有温度监测单元。

在本发明的一种优选实施方案中，所述充放气控制单元包括集成设置于所述端盖上的压缩机、电机和电磁阀，所述压缩机的输入端与所述电机相连，所述压缩机的输出端通过管路与所述电磁阀连通，所述电磁阀通过管路与所述气囊连通，所述控制单元包括集成设置于所述端盖上的PID控制器。

本发明还公开了一种用于＝控制带密封压力自动调节装置的光纤接头盒的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1；基于第一压力传感器、第二压力传感器和获取第一腔室的压力P

S2；标定一个气囊压力基准值P

在本发明的一种优选实施方案中，PID控制单元基于△p控制气缸充放气，△p＝P

在本发明的一种优选实施方案中，第一腔室内填充惰性气体；PID控制单元对第一腔室的控制计算公式：

F＝P*A-f*F

式中，F:气缸出力A:截面积P:使用的压(kgf/cm2)f:摩擦阻力。算压强再乘以受力面积。压力就是气源的压力，受力面积是活塞的面积。增压缸出力计算公式＝增压比*气源压力*油缸活塞面积＝气缸活塞面积/增压杆面积*气源压力*油缸活塞面积，计算公式可得增压比由气缸活塞面积/增压杆面积得出。

本发明产生的有益效果是：

1、本发明不仅结构简单、使用方便，而且可以基于通过气囊增加气压的压力实现光纤接头盒的密封，通过气压传感器，对气压压力进行调节，并加入电脑控制程序对气囊压力进行监控预警、并可自动修正、损失补偿密封所需的压力。

2、本发明的采用如下结构设计：气囊为环形B型结构，气囊充气后与筒体双层接触，在增强密封性的同时，还可增强桶体与桶盖连接的牢固性。

3、本发明的气囊结构双层接触桶体，在达到密封效果的同时，可以兼顾防水。

4、本发明可以适用各种环境下的密封，并可根据环境变化进行对应的调节。

5、本发明通过引入温度监测单元，避免当光纤接头盒受环境温差、出现热胀冷缩可能导致密封处性能降低或失效的技术缺陷，其能够根据第一腔室内的温度合理调节充气量。

4、本发明的由于引入了气囊，从而保证了光纤接头盒长时间、超负荷工作、盒体材料老化也不会影响其密封性能，因为气囊可以通过充放气单元、压力监测单元、温度监测单元和控制单元的配合工作合理调节气压，从而保证其密封性。

5、本发明由于引入了气囊，故具有极强的适应性，当光纤接头盒敷设在高海拔区域也不会降低其密封性，特别是由于第一压力传感器和第二压力传感器的引入，实现了其在对应环境压强调节密封性的可靠性。

6、本发明的光纤接头盒敷设需要填充惰性气体，有效地提高了其安全防护密封等级。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中的光纤接头盒结构图；

图2是本发明实施例的气囊安装位置结构图；

图3是本发明实施例的气囊放大示意图；

图4是本发明实施例的端盖示意图；

图中：1-壳体；2-端盖；3-气囊；4-充放气单元；5-第一腔室；6-第二腔室；7-第一压力传感器；8-第二压力传感器；9-控制单元；10-压力监测单元；11-温度监测单元；12-气囊传感器；21-弧形环槽；22-正弦曲线环槽；31-圆弧段；32-正弦曲线段；41-压缩机；42-电机；43-AC电源；44-电磁阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2-4所示所示，本发明公开了一种带密封压力自动调节装置的光纤接头盒，其可以基于通过气囊增加气压的压力实现光纤接头盒的密封，通过气压传感器，对气压压力进行调节，并加入电脑控制程序对气囊压力进行监控预警、并可自动修正、损失补偿密封所需的压力，具体的，本发明包括壳体1，壳体1的敞口端连接有端盖2，壳体1和端盖2之间通过螺栓锁接固定，壳体1为单边敞开的套筒状结构，端盖2为阶梯轴状结构，端盖2至少有一圈外周壁深入壳体1内部，壳体1和端盖2之间设置有可充放气的气囊3，还包括充放气单元4、压力监测单元10、温度监测单元11和控制单元9，充放气单元4、压力监测单元10和温度监测单元11均与控制单元9电连接，充放气单元4与气囊3通过管路连通。

优选地，气囊3的环形结构，气囊3上设置有增压/泄压孔，增压/泄压孔通过管路与充放气控制单元4连通，充放气控制单元4在控制单元9控制下可以对气囊3进行充放气，控制单元9的控制信号由压力监测单元10、温度监测单元11提供。

优选地，气囊3的环形结构的横截面形状为由圆弧段31和正弦曲线段32首尾相连构成的封闭形状，端盖2的外周面上设置有与圆弧段31配合的弧形环槽21，壳体1的内周面上设置有与正弦曲线段32配合的正弦曲线环槽22，需要指出，该结构设计为本发明的核心发明点，其并不是所属技术领域的常规技术手段，因为该结构设计的气囊3不仅难于加工，同时还需要在端盖2的外周面上设置有与圆弧段31配合的弧形环槽21，壳体1的内周面上设置有与正弦曲线段32配合的正弦曲线环槽22，故该结构设计并不是所属技术领域的常规技术方案，本发明如此设计的理由在于：通常的气囊充气后与筒体为单层接触，其虽然可以实现密封性能，但是其无法保证壳体1和端盖2之间连接的稳定性，因为单圈受力是不均匀的，容易造成壳体1和端盖2之间的安装错位；本发明创造性的提出了圆弧段31和正弦曲线段32组成的双层结构的气囊3，故气囊3可以实现壳体1和端盖2之间的双层接触，在增强密封性的同时，还可增强桶体与桶盖连接的牢固性，同时保证稳定的防水性。

优选地，气囊3的横截面形状为B形，气囊3充气后与弧形环槽21和正弦曲线环槽22密封配合。

优选地，压力监测单元10包括第一压力传感器7、第二压力传感器8和用于监测气囊压力的气囊传感器12，气囊3将壳体1内腔分隔为密封的第一腔室5和与大气连通的第二腔室6，第一腔室5和第二腔室6之间不连通，压力监测单元10包括设置于第一腔室5内的第一压力传感器7和设置于第二腔室6内的第二压力传感器8。

优选地，第一腔室5内设置有温度监测单元11。

优选地，充放气控制单元4包括集成设置于端盖2上的压缩机41、电机42和电磁阀44，压缩机41的输入端与电机42相连，压缩机41的输出端通过管路与电磁阀44连通，电磁阀44通过管路与气囊3连通，控制单元9包括集成设置于端盖2上的PID控制器。

本发明还公开了一种用于＝控制带密封压力自动调节装置的光纤接头盒的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1；基于第一压力传感器7、第二压力传感器8和获取第一腔室5的压力P

S2；标定一个气囊压力基准值P

优选地，PID控制器预设有针对各种环境及条件下需要的气囊压力值；气缸接收到增压指令，通过调速压力开关的压力差值(△p)来控制空压机的运转，在一定的压差范围内对驱动气缸电动机进行“开机——停机”，“满载——空载”或“满载——空载——间隙停机”等调节。△p—气缸压力容差设定值，△p＝pe-pb，pe为空压机开始卸载时的压力上限值，pb为空压机开始卸载时的压力下限值。

优选地，储气罐压力达到pe值后，PID控制单元输出指定到输气囊增压，由PID控制单元下达指令到电磁阀开启输气通道，给气囊增压。

优选地，气囊接受增压输气(给定量)过程中，气囊压力传感器探测气压扰动量pe值，反馈到PID控制单元下达指令到电磁阀，关闭输气通道。

优选地，气囊在长期高压中，受外界因素影响，气囊压力会出现波动pb＜△p＞pe，气囊压力传感器、将信号反馈到PID控制单元，进行电磁阀启动气囊增压或降压的调节。

优选地，在特殊环境中，如高海拔区作业时，PID控制单元选择对应的环境模式，根据上述原理，PID控制单元自动进行干涉及调节。

优选地，PID控制单元基于△p控制气缸充放气，△p＝P

优选地，第一腔室5内填充惰性气体；PID控制单元对第一腔室5的控制计算公式：

F＝P*A-f*F

式中，F:气缸出力kgf A:截面积cm2 P:使用的压(kgf/cm2)f:摩擦阻力kgf。算压强再乘以受力面积。压力就是气源的压力，受力面积是活塞的面积。增压缸出力计算公式＝增压比*气源压力*油缸活塞面积＝气缸活塞面积/增压杆面积*气源压力*油缸活塞面积，计算公式可得增压比由气缸活塞面积/增压杆面积得出。

优选地，高温的环境中，光纤接头盒内为密闭空间，盒体体积固定，盒体内外温度会随天气等因素变化，而盒内气压则会受影响同步产生波动。气压大小与温度有直接关系，在固定体积、物质的量、及绝对温度时，按计算公式PV＝nRT的气体压强，(R是常数，R＝8.314帕 米/魔尔 K，也可采用变形公式PV＝mRT/M、ρ公式进行计算，提前预设条件关系进行时时补偿及修正。

优选地，气压随海拔的高低而浮动，预先在PID控制单元中设定气囊压强条件关系的补偿和修正。

优选地，光纤接头盒内填充惰性气体，通常在等温等容的条件下，总体积不变，但填充惰性气体后，内部压力通常都会增加，气体压强产生的理想气体定律为pv＝nRT。气体压强的大小与气体的量(n)，气体的温度(T)，气体的体积(v)成反比，R为通用气体常量，根据关系预设密封压力的要求，提供产品稳定的工作状态。

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。