РЕГУЛИРУЕМАЯ "КАССЕТА" РАСТЯГИВАЕМОГО РЕЗЕРВНОГО ЗАПАСА МОДУЛЕЙ С ОПТИЧЕСКИМИ ВОЛОКНАМИ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ДЛЯ ПОДВЕСНЫХ МУФТ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ ТРАНЗИТНОГО ВАРИАНТА, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ДО -60C Российский патент 2003 года по МПК H02G15/00 

Использование: волоконно-оптические линии связи.

Известно, что классическая конструкция подвесных оптических кабелей обязательно содержит центральный силовой элемент (ЦСЭ), выполняемый, как правило, из стеклопластикового прутка, имеющего незначительный коэффициент линейного расширения (сжатия). В процессе производства оптических кабелей (ОК) к этому ЦСЭ жестко фиксируются (прикручиваются с определенным шагом в повиве) оптические модули (ОМ) с оптическими волокнами (ОВ). ОМ - это трубочка малого диаметра (2-3 мм), выполненная из полибутилентерефталата (ПБТ) или из поликарбоната (ПК), в которой располагаются ОВ из стекла с первичным защитным покрытием. ОВ, как и стеклопластик, имеют незначительный коэффициент линейного расширения (сжатия); модули из ПБТ особенно при воздействии температуры -60^oС, линейно сокращаясь, вызывают рост напряжений в ОВ, т.к. последние упираются по внутренние стенки модулей из ПБТ, и в 0В может возникать прирост затухания, что значительно осложняет передачу полезных световых сигналов по ОВ в ОК. В конструкции ОК линейному сокращению трубочек из ПБТ (модулей) при воздействии температур препятствует тот фактор, что все трубки модулей жестко "прихвачены" самой конструкцией ОК к ЦСЭ.

При климатических испытаниях муфт оптических кабелей и особенно при воздействии отрицательных температур -60^oС выявлено, что модули ОК, освобожденные в муфте от фиксации к ЦСЭ, линейно и радиально сокращаясь, вызывают рост затухания в ОВ свободно располагаемых модулях. С целью устранения выявленного фактора по возрастанию затухания в ОВ свободно располагаемых модулях ПБТ в подвесных муфтах ОК транзитного варианта предлагается "Регулируемая кассета растягиваемого резервного запаса для укладки и хранения оптических модулей с ОВ".

Известны кассеты для укладки ОМ и фиксации в муфтах ЦСЭ ОК. Примером таких кассет для модулей, устанавливаемых в муфтах ОК, могут быть кассеты аналогичного использования, применяемые в муфтах ОК типа МТОК 96 производства ЗАО "Связьстройдеталь" (Россия), используемых при прокладке, где температуры ниже -40^oС не бывает, и в муфтах типа FOSC-400 производства компании RAYCHEM (Бельгия). Технический справочник "Кабели, провода, материалы для кабельной индустрии", НКП "ЭЛЛИПС", 1999 г. Кроме того, известно, что в муфтах типа "30R", "31R", "32R" фирмы "EGERTON" (информация по проспектам фирмы), имеющих овальные патрубки для ввода "транзитной петли" пучка скрученных модулей, используется для его фиксации устройство, аналогичное муфтам фирмы "RAYCHEM", а именно полиэтиленовый пакет.

Кассета для модулей муфты МТОК 96 выполнена в виде эллипсовидной пластины с наклонными наружными буртиками (стенками) по продольным краям и вертикальными (внутренними) буртиками, расположенными эллипсовидно на некотором расстоянии от наклонных наружных буртиков по периметру кассеты, в донышке которой имеются отверстия для ее крепления внутри муфты к металлическому кронштейну (в виде двух металлических стержней), который одновременно служит и для крепления кассет КУ со сростками ОВ и резервным запасом ОВ. На наружных буртиках во внутрь кассеты выполнены четыре лепестка (приливы к верхней части буртиков), а на внутренних буртиках - два лепестка, смотрящих от центра кассеты.

В кассете для укладки модулей муфты МТОК 96 витки резервного запаса ОМ укладываются в пространство эллипсовидной конфигурации, сформированное наружными и внутренними буртиками. "Бухточка" резервного запаса модулей эллипсовидной конфигурации, выполненная при монтаже муфты, фиксируется к корпусу кассеты с помощью нейлоновых стяжек.

Укладка резервного запаса модулей в муфтах FOSC-400 компании RAYCHEM и фирмы "EGERTON" предусмотрена в специальный пакет, прикрепляемый стяжками.

Все рассмотренные кассеты для укладки резервного запаса модулей предполагают свободную укладку витков модулей резервного запаса, а при низкой температуре (-60^oС) это приводит к росту затухания в ОВ.

Недостатком известных кассет для свободной укладки резервного запаса модулей, выполненных из полибутилентерефталата (ПБТ), является то, что при эксплуатации муфты с такими кассетами при низкой температуре окружающей среды -60^oС (начиная с температуры -40^oС) происходит линейная усадка трубок модулей из ПБТ и при этом в ОВ, находящихся внутри модулей и упирающихся во внутренние стенки трубок модулей, растут внутренние напряжения и происходит значительный рост затухания в ОВ передаваемых световых импульсов, что ухудшает параметры передачи такой линии связи.

Целью изобретения является повышение надежности муфт ОК транзитного варианта при их эксплуатации при низких температурах до -60^oС без увеличения затухания в ОВ в модулях из ПБТ, когда в муфте на кассете модулей обязательно должны быть расположены неразрезанные скрученные витки трубок модулей с ОВ, которые могут быть взрезаны и их ОВ могут быть задействованы через какой-то период времени (несколько лет) при необходимости выполнения ответвления ОК к вновь появившемуся потребителю.

Указанный технический результат достигается тем, что регулируемая кассета растягиваемого резервного запаса модулей для укладки и хранения витков модулей с оптическими волокнами в первичном покрытии и размещаемая в подвесных муфтах оптических кабелей с транзитным вариантом их подсоединения, с возможностью эксплуатации при отрицательных температурах до -60^oС, содержащая кронштейн в виде двух металлических стержней, одновременно используемый и для крепления кассет с резервным запасом оптических волокон и ложементов со сростками оптических волокон, содержит подвижную и неподвижную серповидные оправки с прямоугольными канавками для укладки витков модулей резервного запаса, одна из которых - неподвижная, зафиксирована на двух металлических стержнях кронштейна для фиксации кассет оптических волокон, а вторая - подвижная имеет два круглых отверстия в своих приливах для перемещения по упомянутым стержням, и раздвижное устройство, выполненное в виде стержня с резьбой, один из концов которого неподвижно зафиксирован с неподвижной серповидной оправкой, а на другой его конец навинчена глухая гайка с длинным выступом, упирающимся в нижнюю часть серповидной подвижной оправки, растягивая или ослабляя витки модулей резервного запаса, при этом каждая прямоугольная канавка серповидных оправок кассеты разделена серповидными металлическими пластинами для размещения витков модулей в два ряда, причем серповидные металлические пластины жестко опираются на ступенчатые уступы, выполненные на боковых стенках прямоугольных канавок серповидных оправок.

Сущность изобретения: "Кассета" для укладки и хранения резервного запаса ОМ с ОВ в первичном покрытии, размещаемая в подвесных муфтах оптических кабелей с транзитным вариантом их подсоединения и предназначаемых для эксплуатации при отрицательных температурах до -60^oС. "Кассета" содержит две - подвижную и неподвижную серповидные оправки с прямоугольными канавками, одна из которых - неподвижная зафиксирована на двух металлических стержнях кронштейна для фиксации кассет ОВ, а вторая - подвижная, имея два круглых отверстия в своих приливах, может перемещаться, скользя по упомянутым стержням как по направляющим, если вращать гайку раздвижного устройства, установленного между подвижной и неподвижной серповидными оправками. Раздвижное устройство - стержень с резьбой, один из концов которого неподвижно зафиксирован с неподвижной серповидной деталью, а на другой его конец навинчивается специальной конструкции глухая гайка с выступом, упирающимся в нижнюю часть серповидной подвижной оправки, и при вращении этой специальной гайки подвижная серповидная деталь, в прямоугольной проточке которой уложены витки модулей резервного запаса, может передвигаться по стержням кронштейна относительно аналогичной неподвижной детали, производя растягивание, т.е. создание жесткой оправки, или ослабление уложенных в пазы этих прямоугольных канавок скрученных трубок ОМ с ОВ. Создание жесткой оправки под витки скрученных модулей даже при температуре -60^oС, когда наступает наибольшая продольная усадка свободно уложенных модулей из ПБТ, не позволяет трубкам модулей значительно укорачиваться (ограничивает их сжатие), что положительно сказывается на поведении ОВ, находящихся внутри трубок модулей, т.к. ОВ даже при -60^oС располагаются без напряжений (не опираются во внутренние стенки модулей) и поэтому в ОВ не возникает прироста затухания световым импульсам, проходящим в ОВ.

Предлагаемая кассета состоит из следующих частей:
- кронштейна из двух металлических стержней, крепящихся в круглых отверстиях оголовника муфты,
- собственно регулируемой кассеты, растягивающей витки скрученных модулей и выполненной в виде двух - подвижной и неподвижной серповидных оправок с прямоугольными канавками, имеющих на боковых стенках уступы для установки серповидных металлических пластин, причем одна из серповидных оправок - неподвижная, нижняя, зафиксирована на металлических стержнях кронштейна, а вторая - подвижная, верхняя, имея два круглых отверстия в своих приливах, может перемещаться, скользя по упомянутым стержням, как по направляющим;
в прямоугольных канавках серповидных оправок в два ряда, разделяемых серповидной опорной металлической пластиной, могут размещаться скрученные витки ОМ, в каждом из которых находится от 2-х до 12 ОВ;
- раздвижного устройства, установленного между подвижной и неподвижной серповидными оправками и представляющего собой стержень с резьбой, один из концов которого неподвижно зафиксирован с неподвижной серповидной оправкой, а на другой его конец наворачивается глухая гайка с длинным выступом, упирающимся в нижнюю часть серповидной подвижной оправки, и при вращении этой глухой гайки подвижная серповидная деталь с уложенными модулями резервного запаса (витками пучков скрученных модулей) может передвигаться по стержням кронштейна, растягиваясь с достаточным натяжением.

На чертеже показана предлагаемая кассета.

Кассета выполнена и крепится на двух металлических стержнях 11, скрепляемых между собой металлическими планками 7. На металлических стержнях, как на направляющих, устанавливаются серповидные оправки кассеты: подвижная 2 и неподвижная 1, имеющие по наружной серповидной поверхности каждой из них прямоугольные проточки с уступом для установки серповидных опорных пластин 3, на которых укладывается второй ряд скрученных витков (пучки) модулей 10 оптических кабелей транзитного варианта муфты, при этом первый ряд витков из скрученных модулей 10 укладывается на дно прямоугольных проточек серповидных оправок 1, 2 так, что при раздвигании оправок витки модулей нижнего ряда (на дне проточки) не сминаются от сдавливания витками верхнего ряда пучков скрученных модулей, т. к. опираются на выпуклые поверхности серповидных плоских металлических пластин 3. Раздвигание или сближение серповидных оправок, т.е. регулирование натяжения уложенных в проточки серповидных оправок витков модулей с ОВ, выполняется с помощью регулировочного устройства, установленного между этими оправками, и представляет собой металлический стержень 5 с резьбой, выполненной на одном его конце, на который навинчивается глухая гайка 4, имеющая на своем торце цилиндрический выступ 8, входящий по свободной посадке в ответный паз в нижней части подвижной серповидной оправки 2, второй конец стержня, что без резьбы, своим торцом неподвижно зафиксирован с помощью шпонки 9 (см. сечение Б-Б чертежа). Неподвижность нижней серповидной оправки 1 достигнута путем фиксации к металлическим стержням 11 с помощью шплинтов 9 (см. сечение В-В чертежа).

Краткая технология работы с кассетой.

После подготовки необходимой длины скрученных оптических модулей с оптическими волокнами, т.е. после освобождения с ОК наружных оболочек до обнажения скрученного пучка модулей для транзитного варианта включения в муфте, "транзитная" петля скрученных модулей вводится через овальный патрубок в муфту и витками укладывается в прямоугольные пазы верхней - подвижной и нижней - неподвижной оправок кассеты так, чтобы в нижнем ряду, на дне прямоугольных проточек, было расположено несколько витков из пучков скрученных модулей, затем на боковые упоры прямоугольных проточек обеих оправок вставляются серповидные опорные металлические пластины с тем, чтобы на них можно было продолжать укладку витков из пучков скрученных модулей верхнего ряда - дополнительный ряд пучков из скрученных модулей. После этого производится подтягивание кабеля за его концы, введенные через овальный патрубок муфты, и выполняется "от руки" несколько раз (3 раза) предварительная растяжка (вывинчивание гайки) и ослабление (завинчивание гайки), т. е. происходит выравнивание натяжения скрученных витков модулей. После этого выполняется фиксация центральных силовых элементов (ЦСЭ) ОК (на металлической пластине, соединяющей стержни кронштейна в нижней части; на чертеже не показано), а также фиксация сердечника вводимых ОК с помощью нейлоновых стяжек к стержням кронштейна по промежуточной оболочке и надежное закрепление с соответствующей герметизацией концов ОК в овальном вводе муфты. Только после этого выполняют растягивание витков, состоящих из пучков скрученных модулей, что создает жесткую металлическую опору, и затем продолжают последующие этапы монтажа муфты. Завершающим этапом монтажа кассеты является фиксация витков из пучков скрученных модулей к подвижной и неподвижной оправкам с помощью нейлоновых стяжек.

Предлагаемая регулируемая кассета резервного запаса модулей с оптическими волокнами для муфт оптических кабелей транзитного варианта позволяет укладывать резервные длины модулей с ОВ (витки пучков, скрученные из модулей), транзитно пропускаемых через муфту, выполнять их предварительную растяжку - создание своеобразной жесткой металлической оправки для скрученных витков резервного запаса транзитных модулей, препятствующей линейной усадке трубок модулей из полибутилентерефталата (ПБТ), возникающей при пониженных температурах, что в итоге приводит к возможности эксплуатации муфт с такими кассетами при отрицательных температурах до -60^oС без увеличения затухания в ОВ и выдерживать при такой фиксации модулей наиболее жесткие требования по вибрационным и ударным нагрузкам, характерным для изделий (например, муфт ОК), устанавливаемых на подвесных ВОЛС вдоль железных дорог.

Источники информации:
1. Руководство по монтажу муфты МТОК-96 для магистральных и зоновых оптических кабелей связи, утверждено директором ЗАО "Связьстройдеталь" Ющенко Н.И., 29.04.1998 г.

2. Технический справочник "Кабели, провода, материалы для кабельной индустрии", НКП "ЭЛЛИПС", 1999 г. (стр. 108, 109, 111).

3. Проспекты фирм "RAYCHEM", "EGERTON".

Регулируемая кассета резервного запаса модулей с оптическими волокнами (ОВ) для муфт оптических кабелей транзитного варианта с укладкой достаточного количества витков резервных длин (2-3 м) оптических модулей из ПБТ (витков из пучков скрученных модулей) позволяет оптическому волокну неразрезанных транзитного происхождения модулей в муфте оптических кабелей (ОК) при воздействии отрицательных температур до -60^oС находится в облегченных условиях (без внутренних напряжений и без увеличения затухания), так как при растяжении с помощью устройства регулирования для модулей создается жесткая металлическая опора, препятствующая линейному сокращению модулей при воздействии отрицательных температур. Изобретение позволяет устранить фактор по возрастанию затухания в ОВ. 1 ил.

Регулируемая кассета растягиваемого резервного запаса модулей для укладки и хранения витков модулей с оптическими волокнами в первичном защитном покрытии и размещаемая в подвесных муфтах оптических кабелей с транзитным вариантом их подсоединения, с возможностью эксплуатации при отрицательных температурах до -60^oС, содержащая кронштейн в виде двух металлических стержней, одновременно используемый и для крепления кассет с резервным запасом оптических волокон и ложементов со сростками оптических волокон, отличающаяся тем, что она содержит подвижную и неподвижную серповидные оправки с прямоугольными канавками для укладки витков модулей резервного запаса, одна из которых - неподвижная, зафиксирована на двух металлических стержнях кронштейна для фиксации кассет оптических волокон, а вторая - подвижная имеет два круглых отверстия в своих приливах для перемещения по упомянутым стержням, и раздвижное устройство, выполненное в виде стержня с резьбой, один из концов которого неподвижно зафиксирован с неподвижной серповидной оправкой, а на другой его конец навинчена глухая гайка с длинным выступом, упирающимся в нижнюю часть серповидной подвижной оправки, растягивая или ослабляя витки модулей резервного запаса, при этом каждая прямоугольная канавка серповидных оправок кассеты разделена серповидными металлическими пластинами для размещения витков модулей в два ряда, причем серповидные металлические пластины жестко опираются на ступенчатые уступы, выполненные на боковых стенках прямоугольных канавок серповидных оправок.