CN116224511A - 一种frp铠装光缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FRP铠装光缆，属于光电传输技术领域，包括光缆部，该光缆部具有至少一个光纤单元；铠装部，该铠装部围绕光缆部设置，并且该铠装部位一体成型设置。本发明中的FRP铠装光缆通过在光纤单元外周直接成型铠装部，使得铠装部行使铠装功能和外护套功能，其制备形式简单，成型较快，并在铠装部内掺杂加强芯，以及限定铠装部内基体材料与增强纤维材料的比例，使得鼠类啮咬时无法将光缆咬穿并伤害内部的光纤单元，确保FRP铠装光缆信息传输的有效性与稳定性，其尺寸小、重量轻，具备较好的抗压性能、拉伸性能和防鼠性能。

Description

一种FRP铠装光缆及其制备方法

技术领域

本发明属于光电传输技术领域，具体涉及一种FRP铠装光缆及其制备方法。

背景技术

随着光纤通信技术的不断发展，人们对信息的传输效率和传输稳定性也提出了越来越高的要求。随着环境保护意识的加强，国内生态环境得到了极大改善，在山林区域有着更多的松鼠和老鼠等动物，这类动物喜欢对山林地区的缆线进行撕咬，容易造成通信中断等问题。

针对松鼠老鼠等撕咬缆线造成通信中断等问题，防鼠光缆已经成为通信线缆中的常见的一种光缆。现有的防鼠光缆通常在在缆线外部设置铠装结构，利用铠装结构来阻挡松鼠或者老鼠的撕咬。现有铠装结构通常采用钢丝铠装或者不锈钢带铠装来进行防鼠，其防鼠效果虽然好，但是其本身成本较高，并且会大大增加缆线本身自重，提高缆线负荷，并且金属铠装不具备防雷击性能，实际使用效果并不理想。而且现有铠装结构光缆加工步骤多，工艺复杂，生产效率低，光缆直径大，制造成本高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种FRP铠装光缆，用以解决现有光缆的铠装重量大不便使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种FRP铠装光缆，其包括

光缆部，所述光缆部具有至少一个光纤单元；

铠装部，所述铠装部围绕所述光缆部设置，且所述铠装部为一体成型设置。

作为本发明的进一步改进，所述光缆部还包括护套管，所述护套管紧贴所述铠装部内壁设置，所述光纤单元位于所述护套管内。

作为本发明的进一步改进，所述铠装部内沿所述光缆部周向均布有多根加强芯，且相邻两所述加强芯之间的间距在0.1～0.5mm。

作为本发明的进一步改进，所述铠装部的两侧设有夹持平面，且所述铠装部相对于夹持平面的两侧分别设有开口部和挤压部，所述开口部和挤压部相对设置，所述开口部位于所述铠装部的外侧，所述挤压部位于所述铠装部的内侧。

作为本发明的进一步改进，所述铠装部上还设有与所述光缆部与外部连通的开口，所述开口处填充有开缆部。

作为本发明的进一步改进，所述铠装部采用FRP材料制成，所述铠装部包括基体材料和增强纤维材料，所述增强纤维材料以均匀掺杂方式设于所述基体材料内。

作为本发明的进一步改进，所述基体材料包括环氧树脂、酚醛树脂或聚酯树脂中的一种；所述增强纤维材料包括玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述铠装部中相邻两增强纤维之间的间距不大于0.5mm。

作为本发明的进一步改进，所述铠装部内添加有防鼠趋避剂。

本发明还包括一种FRP铠装光缆的成型工艺，包括如下步骤：

设置放线单元对光缆部进行放线，将增强纤维材料均匀绕放在光缆部表面；

将带有增强纤维材料的光缆部浸入基体材料树脂内，并通过控制放线单元使得光缆部四周均匀涂抹基体材料树脂；

将浸渍完成的光缆部引入预成型模具内，控制模压设备压实预成型模具；

将压实后的光缆部放入成型模具类，对成型模具进行加热，基体材料树脂与光缆部紧密结合形成FRP铠装光缆。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的FRP铠装光缆，其通过在光缆部外周一次成型铠装部，使得该FRP铠装光缆直接通过该铠装层承担铠装与护套的作用，铠装层本身具备比护套更加的防护性能，可以避免被鼠类啃咬破坏，并且能够避免光纤单元容置区域受压变形。单层设计使得其厚度更薄，尺寸小、重量轻，并大幅提高了光缆的抗压性能和拉伸性能。

(2)本发明的FRP铠装光缆，其通过在光纤单元内部填充阻水粉，大大高了光缆的阻水性能，并在铠装部内部添加防鼠趋避剂，从根本上避免了FRP铠装光缆被咬的可能性，避免了FRP铠装的损伤。

(3)本发明的FRP铠装光缆，其通过限定增强纤维与基体材料之间的配比，使得铠装部中相邻两增强纤维之间的间距小于鼠类咬合间距，保证鼠类在咬FRP铠装光缆时，必然会咬到增强纤维，而鼠类本身无法咬断增强纤维，确保了FRP铠装光缆在被咬的情况下不会直接断裂，保证了该铠装光缆对信号传输的可靠性。

(4)本发明的FRP铠装光缆的成型工艺，其通过在光缆部外周直接一次成型铠装部，使得该FRP铠装光缆一次成型，省略了常规铠装光缆的铠装部拼合成型以及铠装部外周的护套成型，大大节约了光缆的制备时间，且制备成型后的光缆整体尺寸小、重量轻，并具备较好的抗压性能、拉伸性能和防鼠性能。

附图说明

图1是本发明实施例中其中一种FRP铠装光缆的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中其中一种FRP铠装光缆的整体结构示意图；

图3是本发明实施例中其中一种FRP铠装光缆的整体结构示意图；

图4是本发明实施例中其中一种FRP铠装光缆的整体结构示意图；

图5是本发明实施例中其中一种FRP铠装光缆的整体结构示意图；

图6是本发明实施例中其中一种FRP铠装光缆的整体结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、铠装部；2、光缆部；3、加强芯；4、开缆部；

101、开口部；102、挤压部；103、辅助开口部；

201、光纤单元；202、阻水粉；203、护套管。

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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。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。

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；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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～6，本发明优选实施例中的FRP铠装光缆包括光缆部2，该光缆部2具有至少一个光纤单元201；铠装部1，该铠装部1围绕光缆部2设置，并且该铠装部1位一体成型设置。

常规的铠装光缆通常具备光缆部2、铠装部1和设置在铠装部1外层的外护套，并且铠装部1通常预先成型，其本身硬度较高，并且铠装部1为了保证防鼠要求，其装配紧密且配合要求高，导致常规铠装光缆的制备工序较为复杂。而本申请中的FRP铠装光缆仅设置光缆部2与铠装部1，设置形式简便，并且铠装部1直接设置在外部能够避免常规外护套咬穿后导致铠装部1散开或松动的问题。

在利用铠装部1保护光缆部2时，光缆部2本身可以是多根散装的光纤单元201采用树脂粘接形成的棒状结构，光纤单元201可以是单模光纤或多模光纤。同时铠装部1形成的硬质防护结构也形成了具备较好抗压能力的管状结构，形成棒状结构的光缆部2直接成型在铠装部1内。同时，光缆部2也可以吹设到铠装部1，此时需要在光纤单元201外设置套管结构进行包裹。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的光缆部2还包括护套管203，该护套管203紧贴铠装部1的内壁设置，并且光纤单元201设置在护套管203内。当铠装部1内形成光缆部2的容置空间时，光纤单元201无法完全填充该容置空间，需要预留部分间隙便于后期的分歧操作，这使得铠装部1内壁在没有支撑的情况下成型管状结构，大大提高了铠装部1成型工艺的需求。本申请通过护套管203套设在光纤单元201外部，再通过将铠装部1直接成型在护套管203外，便于铠装部1在护套管203外直接成型。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的护套管203与光纤单元201之间还填充有阻水粉202，阻水粉202主要是用于全干式光缆的防水。作为可选实施例，护套管203与光纤单元201之间也可以设置阻水纱或者在光纤单元201外部缠绕阻水带进行防水。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的光缆部2为蝶形缆，并且该铠装部1紧贴蝶形缆设置；该蝶形缆两端的蝶形部内设有加强芯3，并且光纤单元201位于两蝶形部的中间。在针对单个用户时，FRP铠装光缆内部不需要设置过多的光纤单元201，可在铠装部1内设置单根光纤单元201，单根光纤单元201无需考虑分歧问题，设置为蝶形缆形式可以在铠装部1内形成二次防护，即便铠装部1被咬穿的情况下，蝶形护套也可以对光纤单元201进行保护，避免光纤单元201被啮咬。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的铠装部1内沿光缆部2的周向均布有多根加强芯3，并且相邻两加强芯3之间的间距在0.1～0.5mm之间。在通过FRP铠装进行防鼠时，FRP铠装本身仅具备较好的硬度和韧性，在鼠类长期撕咬过程中仍旧会出现内部光纤单元201裸露或者整个光缆断裂的问题，为此，我们通过在铠装部1内部设置加强芯3结构，并且加强芯3结构之间的最小间距在0.1～0.5mm之间，鼠类通常的咬合距离在2～10mm之间，而该加强芯3的布置使得鼠类在咬光缆时，其至少会咬到一根加强芯3，加强芯3作为FRP铠装内部的支撑，能够大大降低光缆被咬断或伤及光纤单元201的概率，确保了光缆信号传输的稳定性。其次，该加强芯3优选采用钢丝、钢绞线、金属杆中的一种，以此确保对鼠类的有效防护。

进一步地，如图5所示，作为本发明的优选实施例，本申请中的铠装部1的两侧设有夹持平面，并且该铠装部1相对于夹持平面的两侧分别设有开口部101和挤压部102，开口部101与挤压部102分别设置在铠装部1的两端，并且该开口部101位于铠装部1的外侧，挤压部102位于铠装部1的内侧。在铠装光缆的成型过程中，由于铠装光缆外部直接通过FRP形成硬质铠装层，该铠装光缆虽然具备了较好的防护能力。但是，同样地，由于铠装光缆本身的硬度较高，这使得该铠装光缆的开口较为困难，其内部的光纤单元201难以取出，不便于分歧工作的进行。因此，在铠装部1的两侧设置夹持平面，并在两夹持平面相对设置的另外两侧分别设置开口部101和挤压部102，开口部101与挤压部102整体呈V型，V型开口方向一致，使得铠装光缆进行开口作业时，通过挤压两侧的夹持平面，挤压部102朝内凹陷，开口部101向外扩张，进而达到将铠装部1撕开的目的，以便于内部光纤单元201的取出。

优选地，为了方便铠装部1上的开口部101的撕开，在该铠装部1的内侧还设置有辅助开口部103，该辅助开口部103与开口部101相对设置，并且呈倒V型，使得铠装光缆进行开口作业时，辅助开口部103同挤压部102一样朝内凹陷，进而将开口部101扩大，以提高开口效率。

进一步地，如图6所示，作为本发明的优选实施例，本申请中的铠装部1上还设有将光缆部2与外部连通的开口，并在该开口处填充有开缆部4。该开缆部4采用普通护套材质制备，主要采用聚乙烯制备而成，该开缆部4呈月牙形设置，并且月牙形的两端分别嵌设在铠装部1内，并且开缆部4的部分端面填充在在开口处，使得工作人员在对FRP铠装光缆进行开剥工作时，可直接破开该开缆部4，将内部光纤单元从该开口引出。在铠装部1上设置开缆部4时，只需要在铠装部1成型过程中通过特殊的模具设计，并额外增加一个挤塑机，将材料挤出到开缆部4成型区域，以成型铠装部1与开缆部4相互配合形成外部防护的结构。

优选地，由于该开缆部4本身强度比铠装部1弱，为了避免鼠类从开缆部4将光缆咬穿，可通过在该开缆部4添加防鼠趋避剂或者是适当增设加强件结构等，增强其强度。其次，该铠装部1上的开口的尺寸较小，开口处最小间距为1mm，其主要用于开口工作，其在实际使用过程中不会影响到FRP铠装光缆的整体强度，并且鼠类也难以通过该开口将整个光缆部咬穿。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的铠装部1采用FRP材料制成，其包括基体材料和增强纤维材料，并且增强纤维材料以掺杂方式设置在基体材料内。优选地，该基体材料为环氧树脂、酚醛树脂或者聚酯树脂中的一种，该增强纤维材料为玻璃纤维、碳纤维或者芳纶纤维中的一种。基体材料具备较好的挤出性能、拉伸性能，且成型后具备较好柔韧性、质轻、抗拉、回复性好与增强纤维材料相容性好，增强纤维能够显著增加基体材料的抗压和抗拉能力，并且该增强纤维均属于鼠类难以咬断或不喜欢啮咬的材料，大大降低了光缆被咬断的概率。

优选地，本申请中的增强纤维材料与基体材料的配比为1：4，并且使得该铠装部1相邻两增强纤维之间的间距不大于0.5mm，通过限制增强纤维材料与基体材料之间的配比，并将增强纤维材料均匀掺杂在基体材料内，使得相邻纤维之间的间距不大于0.5mm，使得鼠类咬合时必然会咬到增强纤维材料，增强纤维材料本身尺寸较小，并且鼠类咬到增强纤维后，增强纤维材料会扎伤鼠类的嘴部，鼠类扎伤后会形成记忆，降低了鼠类二次咬伤光缆的概率，使得该FRP铠装光缆被咬断或咬破的概率大大降低。

优选地，本申请中的铠装部1内还添加有防鼠趋避剂，在铠装部1制备过程中，通过在基体材料内添加防鼠趋避剂，使得该光缆被鼠类咬的概率大大降低，进而避免光缆的损伤。

优选地，本申请中的FRP铠装光缆本身除了可以作为缆线进行敷设工作，也可作为单元结构，将该FRP铠装光缆作为光纤单元201，通过吹设或者直接将其推入到微管内部，在FRP铠装行使不同功能时，适应调节其内部光纤单元201设置数量、铠装厚度和结构尺寸等，以满足不同的使用需求。

本发明还包括一种FRP铠装光缆的成型工艺，其包括如下步骤：

设置放线单元对光缆部2进行放线，将增强纤维材料均匀绕放在光缆部2表面；

将带有增强纤维材料的光缆部2浸入基体材料树脂内，并通过控制放线单元使得光缆部2四周均匀涂抹基体材料树脂；

将浸渍完成的光缆部2引入预成型模具内，控制模压设备压实预成型模具；

将压实后的光缆部2放入成型模具类，对成型模具进行加热，基体材料树脂与光缆部2紧密结合形成FRP铠装光缆。

进一步地，该光缆部2还包括如下制备工序：

设置挤塑机在光纤单元201束外部挤出成型护套管203，将带有光纤单元201束的护套管203穿过冷却水槽，得到具备外护套的光缆部2。

进一步地，在铠装部1固化成型时还可在铠装部1内部掺杂加强芯3，具体步骤如下：

设置放线单元放出光纤单元束，将光纤单元束采用树脂粘接形成棒状结构，利用牵引装置牵引多根加强芯3，使得加强芯3均布在光纤单元束外周，在光纤单元束与加强芯3外周均匀绕放增强纤维材料，然后浸渍入基体材料树脂内，将四周均布有加强芯3的光纤单元201束穿过预成型模具，然后将预成型模具压实，排除多余的基体材料和内部残留气泡，然后根据尺寸需求放入预定结构尺寸的成型模具，对成型模具加热固化，得到FRP铠装光缆。

本发明中的FRP铠装光缆，通过在光纤单元201外周直接成型铠装部1，使得铠装部1行使铠装功能和外护套功能，其制备形式简单，成型较快，并且成型后的FRP铠装光缆较常规光缆更为轻薄，并且具备更佳的防鼠能力。同时，通过在铠装部1内掺杂加强芯3，以及限定铠装部1内基体材料与增强纤维材料的比例，使得鼠类啮咬时无法将光缆咬穿并伤害内部的光纤单元201，确保FRP铠装光缆信息传输的有效性与稳定性，其尺寸小、重量轻，具备较好的抗压性能、拉伸性能和防鼠性能。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种FRP铠装光缆，其特征在于，包括：

光缆部，所述光缆部具有至少一个光纤单元；

铠装部，所述铠装部围绕所述光缆部设置，且所述铠装部为一体成型设置。

2.根据权利要求1所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述光缆部还包括护套管，所述护套管紧贴所述铠装部内壁设置，所述光纤单元位于所述护套管内。

3.根据权利要求1所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述铠装部内沿所述光缆部周向均布有多根加强芯，且相邻两所述加强芯之间的间距在0.1～0.5mm。

4.根据权利要求1所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述铠装部的两侧设有夹持平面，且所述铠装部相对于夹持平面的两侧分别设有开口部和挤压部，所述开口部和挤压部相对设置，所述开口部位于所述铠装部的外侧，所述挤压部位于所述铠装部的内侧。

5.根据权利要求1所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述铠装部上还设有与所述光缆部与外部连通的开口，所述开口处填充有开缆部。

6.根据权利要求1～5中任意一项中所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述铠装部采用FRP材料制成，所述铠装部包括基体材料和增强纤维材料，所述增强纤维材料以均匀掺杂方式设于所述基体材料内。

7.根据权利要求6所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述基体材料包括环氧树脂、酚醛树脂或聚酯树脂中的一种；所述增强纤维材料包括玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的一种。

8.根据权利要求7所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述铠装部中相邻两增强纤维之间的间距不大于0.5mm。

9.根据权利要求1～5中任意一项中所述的FRP铠装光缆，其特征在于，所述铠装部内添加有防鼠趋避剂。

10.一种FRP铠装光缆的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：

设置放线单元对光缆部进行放线，将增强纤维材料均匀绕放在光缆部表面；

将带有增强纤维材料的光缆部浸入基体材料树脂内，并通过控制放线单元使得光缆部四周均匀涂抹基体材料树脂；

将浸渍完成的光缆部引入预成型模具内，控制模压设备压实预成型模具；

将压实后的光缆部放入成型模具类，对成型模具进行加热，基体材料树脂与光缆部紧密结合形成FRP铠装光缆。

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