Кабель оптический монтажный пожаробезопасный огнестойкий Российский патент 2023 года по МПК G02B6/44 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к конструкциям оптических кабелей, предназначенных для внутриобъектовой прокладки на стационарных и подвижных объектах с повышенными требованиями к безопасности, в том числе на АЭС и подвижных объектах специальной и гражданской техники.

Уровень техники

Известен кабель оптический монтажный (пожаробезопасный), содержащий оптические волокна, последовательно охваченные буферным покрытием из полимерного материала, упрочняющими нитями и модульной оболочкой, снабженный центральным упрочняющим элементом и наружной оболочкой, при этом покрытие и оболочки выполнены из полимерных пожаробезопасных безгалогеновых материалов с кислородным индексом не менее 27 %, удельной теплотой сгорания, определяемой по ISO 5660, не более 15,5 МДж/кг для наружной оболочки и не более 17 МДж/кг для буферных покрытий и модульных оболочек (Патент на полезную модель № 157696).

Данное техническое решение является наиболее близкими к предлагаемому по совокупности признаков.

Недостатком известного кабеля является отсутствие возможности сохранять работоспособность в условиях воздействия пламени.

Сущность изобретения

Решаемая изобретением задача заключается в создании оптического кабеля с высокими пожаробезопасными свойствами и огнестойкостью.

Достигаемый изобретением технический результат заключается в обеспечении огнестойкости и пожаробезопасности оптического кабеля, не распространяющего горение при групповой прокладке, в том числе вертикальной, с низким дымо- и газовыделением, стойкого к многократным изгибам, в том числе с радиусом изгиба, меньшим, чем стандартный, и растягивающим нагрузкам, с небольшими массогабаритными характеристиками, стойкого к воздействию к плесневых грибов и агрессивных сред, способного сохранять работоспособность в условиях пожара.

Указанный технический результат достигается тем, что кабель оптический монтажный огнестойкий пожаробезопасный содержит сердечник, включающий от 2 до 4 скрученных вместе оптических миниатюрных кабелей, каждый из упомянутых миниатюрных кабелей включает оптическое волокно с плотным защитным покрытием из полимерного материала, не содержащего галогенов, упрочняющие нити и оболочку, упомянутая оболочка выполнена из композиции пониженной пожарной опасности, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 32%, удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, водородным показателем не менее 4,3, показателем токсичности не менее 40, стойкой к воздействию плесневых грибов и агрессивных сред.

Указанный технический результат достигается также тем, что кабель содержит центральный упрочняющий элемент в форме прутка, вокруг которого миниатюрные кабели скручены в сердечник, упомянутый упрочняющий элемент выполнен из материала, выбранного из группы: стеклопластик, базальтопластик, углепластик.

Указанный технический результат достигается также тем, что миниатюрные кабели скручены однонаправленной скруткой.

Указанный технический результат достигается также тем, что скрученный из оптических миниатюрных кабелей сердечник обматывают водоблокирующим элементом в виде ленты или пучка нитей.

Указанный технический результат достигается также тем, что содержит стальную нержавеющую оплетку, поверх которой расположена оболочка, выполненная из материала, не содержащего галогенов, с кислородным индексом не менее 40%, удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, водородным показателем не менее 4,3 и показателем токсичности не менее 40.

Перечень фигур чертежей

На Фиг.1 показан поперечный разрез кабеля в варианте с четырьмя оптическими волокнами.

На Фиг.2 показан поперечный разрез кабеля с двумя оптическими волокнами и двумя корделями.

Осуществление изобретения

Кабель оптический пожаробезопасный содержит центральный упрочняющий элемент 1, вокруг которого скручены оптические миниатюрные кабели, состоящие из оптических волокон 2 в плотном буферном покрытии 3, упрочняющих нитей 4, общей оболочки из полимерного материала 5. Возможна замена части миниатюрных кабелей на кордели заполнения 9 из композиции, не содержащей галогенов. При этом кордели могут быть упрочнены нитью 10. Поверх скрутки из оптических миниатюрных кабелей, обмотанных водонабухающим (водоблокирующим) элементом 6 наложена оплетка из стальных проволок 7 и наружная оболочка 8.

При изготовлении кабеля используют известные материалы, выпускаемые в промышленном масштабе. Технология изготовления кабеля включает операции по наложению плотного буферного покрытия 3 на оптические волокна 2, наложению полимерной оболочки 5 с одновременным размещением в ней нитей 4, скрутку оптических миниатюрных кабелей вокруг центрального силового элемента 1 с одновременной обмоткой водоблокирующим элементом 6, наложение оплетки 7 из стальных проволок и наложение наружной полимерной оболочки 8. Наложение полимерных оболочек и покрытий, а также изготовление корделей заполнения производится на экструзионном оборудовании. Скрутка сердечника производится с применением крутильной машины однонаправленной скрутки, дополненной лентообмотчиком, для скрепления получаемой скрутки. Оплетку изготавливают на оплеточной машине.

Кабель оптический монтажный огнестойкий пожаробезопасный содержит от 2 до 5 оптических миниатюрных кабелей, состоящих из оптического волокна в плотном буферном покрытии из полимерного материала, не содержащего галогенов, усиленных упрочняющими нитями из группы: арамидная, углеродная, базальтовая или стеклонить. Общая оболочка выполняется из композиции пониженной опасности, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 32%, удельной теплотой сгорания, определяемой по ISO 5660, не более 15 МДж/кг, водородным показателем не менее 4,3, показателем токсичности не менее 40.

Миниатюрные кабели скручиваются в сердечник вокруг центрального упрочняющего элемента с целью обеспечения стойкости к растяжению и сжатию, в том числе низкотемпературному. Использование технологии однонаправленной скрутки позволяет обеспечить необходимую изгибостойкость кабеля. Использование в скрутке миниатюрного оптического кабеля, имеющего упрочнение из нитей, позволяет защитить оптические волокна от нежелательных механических воздействий во время операции скрутки.

В некоторых случаях в состав сердечника взамен части миниатюрных кабелей могут входить кордели заполнения, выполняемые из композиции пониженной опасности, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40%, удельной теплотой сгорания, определяемой по ISO 5660, не более 15 МДж/кг, водородным показателем не менее 4,3, показателем токсичности не менее 40.

Кордели заполнения для повышения механической прочности могут быть упрочнены арамидной, стекло-, углеродной или базальтовой нитью. Скрученный из оптических миниатюрных кабелей (или миниатюрных кабелей и корделей заполнения) сердечник обматывают водонабухающим (водоблокирующим) элементом (лентой или пучком нитей), выполняющим одновременно функции защиты от проникновения влаги и скрепляющего элемента. В случае необходимости обеспечения дополнительной защиты от продольного распространения влаги в случае повреждения кабеля центральный упрочняющий элемент дополнительно обматывают водонабухающим (водоблокирующим) элементом.

По желанию потребителя в качестве центрального элемента может также использоваться миниатюрный оптический кабель (в случае необходимости наличия в составе кабеля 5 миниатюрных кабелей).

Для сохранения работоспособности в условиях воздействия пламени, а также обеспечения дополнительной механической защиты поверх сердечника, обмотанного водонабухающим элементом, накладывают плотную оплетку (плотность не менее 80 %) из стальных проволок.

Стальная оплетка создает невыгорающий каркас, который защищает оптическое волокно от опасных для него механических напряжений в условиях воздействия пожара, обеспечивая продолжительную работоспособность. Поверх оплетки наложена оболочка из композиции пониженной опасности, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 40%, удельной теплотой сгорания, определяемой по ISO 5660, не более 15 МДж/кг, водородным показателем не менее 4,3, показателем токсичности не менее 40. Материал оболочки обеспечивает стойкость к воздействию плесневых грибов, соляному (морскому) туману и дезактивирующим растворам.

Характеристики кабеля оптического монтажного пожаробезопасного огнестойкого:

- сохранение работоспособности в условиях пожара не менее 90 мин;

- нераспространение горения при групповой (в том числе вертикальной) прокладке по категории А (распространение не более 1 м за 40 мин при объеме горючей массы 7 л);

- низкое дымо- и газовыделение (снижение светопроницаемости при горении и тлении не более 40 %);

- эквивалентный показатель токсичности продуктов горения кабельного изделия - не менее 40 г/м³;

- стойкость к воздействию температур при эксплуатации в диапазоне от минус 30° до 90°С;

- стойкость к воздействию статической растягивающей нагрузки не менее 500 Н;

- сохранение работоспособности при воздействии растягивающей нагрузки не менее 1500 Н;

- стойкость к воздействию многократным изгибам (не менее 50) с радиусом, равным 15 диаметрам кабеля;

- стойкость к воздействию раздавливающей нагрузки не менее 100 Н/10 см;

- стойкость к воздействию плесневых грибов;

- стойкость к воздействию соляного тумана;

- стойкость к воздействию дезактивирующих растворов при температуре 60°С:

- раствора едкого натра (NаОН) - 50- 60 г/л + перманганата калия (КМnО₄) - 8-10 г/л;

- раствора щавелевой кислоты (Н₂С2О₄) - 30 - 40 г/л.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к конструкциям оптических кабелей. Кабель содержит защищенный оплеткой из стальных проволок сердечник, обмотанный водоблокирующим элементом, состоящий из центрального упрочняющего элемента, вокруг которого скручены оптические миниатюрные кабели, выполненные из оптических волокон в плотном буферном покрытии, упрочняющих нитей, оболочки из полимерного материала; в общей защитной оболочке из полимерного материала, не содержащего галогенов. Технический результат - повышение огнестойкости и механической прочности, а также обеспечение стойкости к агрессивным средам и плесневым грибам. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кабель оптический монтажный огнестойкий пожаробезопасный, содержащий сердечник, включающий от 2 до 5 скрученных вместе оптических миниатюрных кабелей, каждый из упомянутых миниатюрных кабелей включает оптическое волокно с плотным защитным покрытием из полимерного материала, не содержащего галогенов, упрочняющие нити и оболочку, упомянутая оболочка выполнена из композиции пониженной опасности, не содержащей галогенов, с кислородным индексом не менее 32%, удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, водородным показателем не менее 4,3, показателем токсичности не менее 40.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что содержит центральный упрочняющий элемент в форме прутка, вокруг которого миниатюрные кабели скручены в сердечник, упомянутый упрочняющий элемент выполнен из материала, выбранного из группы: стеклопластик, базальтопластик, углепластик.

3. Кабель по п.2, отличающийся тем, что поверх центрального упрочняющего элемента расположен по меньшей мере один водоблокирующий элемент.

4. Кабель по п.1, отличающийся тем, что миниатюрные кабели скручены однонаправленной скруткой.

5. Кабель по п.1, отличающийся тем, что скрученный из оптических миниатюрных кабелей сердечник обматывают водоблокирующим элементом в виде ленты или пучка нитей.

6. Кабель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержит стальную нержавеющую оплетку, расположенную поверх сердечника, поверх которой расположена наружная оболочка, выполненная из материала, не содержащего галогенов, с кислородным индексом не менее 40%, удельной теплотой сгорания не более 15 МДж/кг, водородным показателем не менее 4,3 и показателем токсичности не менее 40.