專利名稱：纜線裝備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纜線和將纜線插入導(dǎo)管的方法。更具體地，本發(fā)明涉及光纖纜線和類似物，及便于將纜線插入到半剛性導(dǎo)管比如PVC管中去的裝備。也揭示了一種把該纜線裝備插入到導(dǎo)管中的方法。
背景技術(shù)：
迄今，可用各種不同的方法將通信纜線，同軸纜線，光纖纜線和類似物插入到管子或?qū)Ч苤小！袄臁狈ㄍǔ０▽⒁灰驯恢糜趯?dǎo)管中的牽引索或牽引帶連到纜線的一端，然后從導(dǎo)管的另一端拉牽引索或牽引帶，直到纜線從導(dǎo)管中穿出。該方法有幾個(gè)缺點(diǎn)。
首先，為了把纜線牽引出導(dǎo)管而施加到纜線上的力必須保持相對(duì)較小。通常光纖纜線不能承受超過(guò)600磅的力，否則玻璃纖維的光學(xué)特性會(huì)受到負(fù)面影響。第二，施加到纜線上的力使得纜線制造商使用幾層加強(qiáng)組件于纜線中。這些加強(qiáng)組件通常是由鋼纖維或芳綸(Kevlar)，或是別的延長(zhǎng)很小或不會(huì)延長(zhǎng)的芳香尼龍纖維緊密織造的外鞘。該加強(qiáng)組件是作為纜線的內(nèi)層形成和固定的，通常在高密度聚乙烯擠壓外鞘的下方。由于玻璃纖維無(wú)彈性，易受微彎曲或別的機(jī)械應(yīng)變的損傷，加強(qiáng)組件必須承受牽引和別的操作所施加的大部分力，以保護(hù)光纖。這些加強(qiáng)組件的額外的層顯著增加了光纖纜線的成本。
另一個(gè)通常使用的將纜線插入導(dǎo)管的方法是“推進(jìn)”或“吹進(jìn)”法，其中纜線受到高壓空氣的作用，其將纜線吹進(jìn)導(dǎo)管而組裝。當(dāng)然，纜線組裝也可利用在導(dǎo)管的遠(yuǎn)處的一端抽真空或施加低壓而把纜線吸進(jìn)導(dǎo)管。該方法也有限制，且要求相當(dāng)大的能量和空氣壓力以使得纜線穿過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)管而組裝。
而且，以上兩種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是纜線外鞘和導(dǎo)管內(nèi)壁之間的摩擦。光纖或同軸纜線的外鞘通常是擠壓的聚合物，比如聚乙烯或聚氯乙烯，熔化點(diǎn)或軟化點(diǎn)一般在100到150℃范圍內(nèi)。纜線外鞘和導(dǎo)管內(nèi)壁的摩擦顯著限制了纜線穿過(guò)導(dǎo)管的速度。如果纜線被拉過(guò)導(dǎo)管的速度過(guò)大，纜線外鞘的某些接觸面將會(huì)熔化或燒穿。為解決這個(gè)問(wèn)題，在纜線和導(dǎo)管的結(jié)合處使用大量的潤(rùn)滑劑。即使在中等速度，供應(yīng)大量的將纜線牽引出延長(zhǎng)的長(zhǎng)度所必須的潤(rùn)滑劑是一個(gè)昂貴和耗時(shí)的過(guò)程。而且，這些潤(rùn)滑劑可能給纜線周圍環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。
因此，提供一種減少纜線和導(dǎo)管內(nèi)壁的摩擦的纜線組裝方法是有優(yōu)勢(shì)也是有必要的，該方法顯著減少或消除使用潤(rùn)滑劑的必要性，且增加纜線被插入導(dǎo)管的速度，同時(shí)讓光纖承受最小量的應(yīng)力以使之安全組裝。而且，有必要提供纜線組裝方法，允許相當(dāng)大的力量施加到纜線裝備以將其插入到導(dǎo)管。而且，有必要提供一種纜線裝備，其可比目前的纜線更快地插入到導(dǎo)管且更便宜。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種在纜線的外面有外套的纜線裝備，以便該外套與纜線之間可滑動(dòng)。
本發(fā)明的另一個(gè)主要目的是提供一種纜線裝備，其可比目前所有的纜線能承受高得多的牽引力，且不會(huì)危及纜線的關(guān)鍵部分，比如銅質(zhì)件，光纖等。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種纜線裝備和方法，允許纜線以比現(xiàn)有技術(shù)高得多的速度和更長(zhǎng)的牽引距離插入到導(dǎo)管而不必增加纜線本身強(qiáng)度。
本發(fā)明的又一個(gè)重要目的是提供一種裝置和方法，其允許使用一個(gè)外套組件將幾個(gè)纜線以高速度有效地插入到導(dǎo)管中。
本發(fā)明又另一個(gè)重要目的是提供可替換目前的方法和裝置的廉價(jià)和高效的方法和裝置以用來(lái)將纜線插入到導(dǎo)管中。
本發(fā)明的還有一個(gè)重要目的是提供一種有外套的纜線裝備，該外套抗摩損且有足夠高熔點(diǎn)以防止由于該外套和導(dǎo)管內(nèi)壁之間的摩擦而引起的燒穿。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明參考下面的說(shuō)明，權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的這些特征，方面和優(yōu)點(diǎn)將得到更好的理解。其中

圖1是纜線裝備的透視圖，示出纜線組件可滑動(dòng)地被置于外套組件中；圖2是外套組件被一牽引索或牽引帶從卷筒拉出的側(cè)視圖，也示出纜線組件被帶出；圖3是纜線裝備的透視圖，示出多個(gè)纜線被一個(gè)外套組件所攜帶；以及圖4是一個(gè)和內(nèi)管(innerduct)結(jié)構(gòu)一起使用的纜線裝備的透視圖。
詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示，一個(gè)纜線裝備2包括一個(gè)纜線組件4和一個(gè)外套組件6，該外套組件可滑動(dòng)地置于纜線組件的外部。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，外套組件是低摩擦的合成纖維，比如聚酯，尼龍，特氟綸，聚芳酰胺，PEEK(聚醚醚酮)或聚偏二氟乙烯做成的織物。外套組件作為套子至少以與纜線組件相同的長(zhǎng)度延伸。外套組件6可在制造過(guò)程中沿纜線組件4編織而成，或者是在制造好后將纜線組件4插入到外套6中。
使用中，如圖2所示，帶有纜線組件4的外套6被附著到牽引索或牽引帶8的一端，牽引索或牽引帶8延伸穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)管(未示出)。一牽引力施加到牽引索8遠(yuǎn)處的一端，使得外套組件6和纜線組件4穿過(guò)導(dǎo)管。外套組件6承受大部分牽引力，唯一直接施加到纜線組件4上的力是外套和纜線之間的摩擦力。因?yàn)橥馓妆仨毥?jīng)受住這樣的牽引力，其在縱向必須有足夠的抗拉強(qiáng)度以允許成功安裝而沒(méi)有機(jī)械故障。外套在縱向的抗斷強(qiáng)度優(yōu)選為大于600磅。高韌度纖維和紗線是制造外套的優(yōu)選材料。一個(gè)可替換的辦法是將纜線裝備吹進(jìn)導(dǎo)管，如前所述。
外套也用于另外一個(gè)目的，其減少纜線插入時(shí)的摩擦。典型光纖纜線的外鞘10通常是擠壓的聚烯烴層，特別是中密度或高密度聚乙烯(HDPE)。由于傳統(tǒng)的加強(qiáng)組件只有非常低的抗磨損性且不能用于纜線裝備的外面，該固體外鞘10用于保護(hù)光纖12免受環(huán)境退化和加強(qiáng)組件免受磨損。同軸纜線的外鞘通常是聚氯乙稀(PVC)，使用其是因?yàn)槠渥枞夹?。通常?dǎo)管材料是硬PVC高度充填而成的。
范例1實(shí)驗(yàn)測(cè)定了HDPE和PVC之間有硅樹(shù)脂潤(rùn)滑劑和無(wú)硅樹(shù)脂潤(rùn)滑劑時(shí)的摩擦系數(shù)。測(cè)試結(jié)果如表1所示。該測(cè)試是按照ASTM D4518的測(cè)試方法B-動(dòng)力滑動(dòng)摩擦測(cè)量的水平牽引測(cè)試進(jìn)行的。
表1
COF＝摩擦系數(shù)為了對(duì)比，也做了不同織物和HDPE組合之間的摩擦測(cè)試以確定摩擦系數(shù)。用于這些測(cè)試的織物是由520丹尼爾單絲聚酯于曲翹方向和尼龍于注入方向制成的。在兩個(gè)測(cè)試中，使用的纜線是AT&T Fitel纜線。該測(cè)試也是按照ASTM D4518的測(cè)試方法B-用于摩擦測(cè)量的水平牽引測(cè)試進(jìn)行的。結(jié)果如表2所示。
表2COF＝摩擦系數(shù)
從上述表中可以看出未潤(rùn)滑的織物和HDPE間顯示出和潤(rùn)滑的HDPE和PVC間相同范圍的摩擦系數(shù)。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明了在該過(guò)程中可顯著節(jié)省成本，因?yàn)楸景l(fā)明的方法和裝置消除了對(duì)潤(rùn)滑劑的需求，同樣也消除了應(yīng)用潤(rùn)滑劑所需要的容器、泵和其他用于傳輸這些潤(rùn)滑劑的硬件。
外套的熔點(diǎn)應(yīng)大于150℃，和用來(lái)制造外套的優(yōu)選材料的熔點(diǎn)相一致。比如，聚酯纖維和尼龍66纖維的熔點(diǎn)在250-265℃的范圍內(nèi)。該范圍比HDPE的熔點(diǎn)(通常在120-130℃之間)顯著地高，HDPE是用于大多數(shù)光纖纜線的優(yōu)選外鞘。這樣，外套的低摩擦系數(shù)和高熔點(diǎn)相結(jié)合，允許纜線裝備以高速度穿過(guò)導(dǎo)管而沒(méi)有因外鞘熔化或燒穿而造成持久的損傷。
如圖3所示，外套組件6可滑動(dòng)地帶有多個(gè)纜線組件4。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在制造過(guò)程中，外套6是圍繞纜線4編織的，但也考慮了在制造好后纜線4可以獨(dú)立的步驟插入外套組件6中?？蛇x地，外套組件可以是抗火的，特別是當(dāng)纜線裝備被用于建筑物或別的結(jié)構(gòu)內(nèi)部時(shí)?？蛇x擇抗火材料使得外套是抗火的，或使用抗火覆層。可選地，外套可由加強(qiáng)復(fù)合材料，比如玻璃纖維加強(qiáng)樹(shù)脂或聚酯復(fù)合物，樹(shù)脂浸漬織物復(fù)合物，或有機(jī)/無(wú)機(jī)混合復(fù)合物制成。
圖4示出一纜線裝備2，包括外套組件6和纜線組件4，使用中，在一個(gè)內(nèi)管結(jié)構(gòu)14中被置于剛性或半剛性導(dǎo)管中。所示的內(nèi)管結(jié)構(gòu)在美國(guó)專利09/400778中被說(shuō)明和要求，這里整體結(jié)合它作為參考。這樣的安排允許外套組件6帶有一個(gè)或多個(gè)纜線4穿過(guò)內(nèi)管14的一個(gè)通道而不讓纜線4直接受到高度摩擦。表2中的織物-織物的摩擦系數(shù)說(shuō)明在織物內(nèi)管結(jié)構(gòu)中，纜線裝備快速有效地插入不需要潤(rùn)滑劑。應(yīng)該理解，然而，如果必要時(shí)，潤(rùn)滑劑可和外套纜線裝備一起使用。
因此，已經(jīng)示出一編織的外套可滑動(dòng)地被置于一纜線或多個(gè)纜線外圍，以允許纜線以更高速度，更小摩擦和更小損傷到纜線的方式插入到剛性或半剛性導(dǎo)管中。而且，由于外套承受牽引纜線裝備穿過(guò)導(dǎo)管所必須的力量的主要部分，所以纜線(特別是光纖纜線)制造時(shí)不必在其中使用加強(qiáng)組件。外套具有抗磨損和抗切削力。
雖然優(yōu)選實(shí)施方案相當(dāng)詳細(xì)地揭示和說(shuō)明了本發(fā)明，但權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)局限于這里的優(yōu)選的說(shuō)明。比如，雖然這里說(shuō)明的纜線裝備更具體是針對(duì)光纖纜線，應(yīng)該理解任何別的纜線可被用于該纜線裝備?？蛇x的用作相同，相等或相似目的的特征或組件可取代本說(shuō)明書揭示的所有特征，除非另外特別指出。因此，除非另外特別指出，所揭示的每一個(gè)特征只是一系列的相等或例似特征中的一個(gè)例子。
權(quán)利要求
1.一種纜線裝備包括至少一個(gè)纜線組件；和一個(gè)被置于所述纜線組件外面的外套組件，以便所述纜線組件和所述外套組件之間可滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中所述外套組件是一編織品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纜線裝備，其中所述外套組件是由從聚酯、尼龍、特氟綸、PEEK和聚偏二氟乙烯中選擇的材料，或它們的組合制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中所述的外套組件是由單絲纖維制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中，按照ASTM D4518測(cè)試方法B，測(cè)得所述外套組件對(duì)固體PVC導(dǎo)管材料顯示的動(dòng)力滑動(dòng)摩擦系數(shù)在0.07到0.09的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中所述外套組件在縱向上展示的抗斷強(qiáng)度大于600磅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中所述外套組件是由抗火材料，比如聚四氟乙烯，聚偏二氟乙烯或PEEK制成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中所述外套組件是由熔點(diǎn)高于150℃的材料制成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中所述外套組件至少和所述纜線組件一樣長(zhǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中多個(gè)纜線組件被置于一個(gè)外套組件中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜線裝備，其中所述外套組件是纖維或織物加強(qiáng)復(fù)合材料。
12.一種將纜線插入導(dǎo)管的方法，所述方法包括下列步驟提供至少一個(gè)纜線組件；提供一個(gè)位于所述纜線組件外圍的外套組件，以便所述纜線組件以可滑動(dòng)的方式被置于所述外套組件內(nèi)部；以及向所述外套組件施加力以將其插入一導(dǎo)管，其中所述外套組件攜帶所述纜線組件穿過(guò)所述導(dǎo)管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中向所述外套組件施加力的步驟包括將所述外套組件牽拉穿過(guò)所述導(dǎo)管。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中向所述外套組件施加力的步驟包括將所述外套組件吹動(dòng)穿過(guò)所述導(dǎo)管。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件是從聚酯、尼龍、特氟綸、PEEK和聚偏二氟乙烯中選擇的材料.或它們的組合制成的。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件是由單絲纖維制成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件是編織物。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件至少和所述纜線組件有相同的長(zhǎng)度。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中，按照ASTM D4518測(cè)試方法B，測(cè)得所述外套組件對(duì)固體PVC導(dǎo)管材料展示的摩擦系數(shù)在0.07到0.09的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件在縱向上的抗斷強(qiáng)度大于600磅。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件是由抗火材料，比如含氟聚合物，芳族聚酰胺，PEEK或聚酰亞胺制成的。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件是由熔點(diǎn)超過(guò)150℃的材料制成的。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，還包括下列步驟提供一內(nèi)管結(jié)構(gòu)于所述的導(dǎo)管中；以及將所述外套組件和纜線組件插入所述導(dǎo)管中的所述內(nèi)管結(jié)構(gòu)并穿過(guò)其中。
24.根據(jù)權(quán)利要求12所述的將纜線插入導(dǎo)管的方法，其中所述外套組件是一纖維或織物加強(qiáng)復(fù)合材料。
全文摘要
一種纜線裝備，其包括一纜線組件和一外套組件，該外套組件可移動(dòng)地套置在光纖纜線的外面。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該外套組件是一種織物，是由低摩擦的合成纖維，比如一種聚酯，尼龍，特氟綸，PEEK或聚偏二氟乙烯制成的。外套組件作為套子至少和纜線組件伸出相同長(zhǎng)度。使用中，攜帶纜線組件的外套的一端可附著在穿過(guò)導(dǎo)管的牽引索或帶上。一牽引力施加到位于導(dǎo)管遠(yuǎn)距離端的牽引索上，使得外套組件和纜線組件在導(dǎo)管中被拉動(dòng)。外套承受大部分牽引力，唯一施加到脆弱的纜線組件上的力是外套和纜線之間的摩擦力。這種安排顯著增加了促使纜線裝備在導(dǎo)管中被牽引的力量和速度，同時(shí)減少了摩擦力且消除了該過(guò)程所需要的潤(rùn)滑劑。
文檔編號(hào)H01B7/18GK1483234SQ01818222
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者S·李, S 李 申請(qǐng)人:美利肯公司