1.本发明涉及光电通信传输技术领域，具体涉及一种微型耐低温全干光缆及其生产方法和生产设备。
背景技术：2.光缆的核心部件是光纤，虽然光纤传输效率很高，但是光纤也有非常致命的缺陷——光纤怕水，遇水会造成光纤受损，衰减陡然增加。当前光缆阻水的主要材料分为两种:油膏和阻水纱。光缆根据阻水材料的排列组合可以分为三种阻水结构：充油、半干和全干。充油结构：90％以上的光缆阻水方式均为油膏式阻水，即在松套管内外部填充油膏进行阻水，油膏阻水的优势是生产工艺简单，性能稳定，产品尺寸更小，缺点是油膏对环境和人体有毒害，不够环保，并且施工的时候需要用大量的纸巾和酒精进行擦除，费时费力；半干结构：仅在松套管内部填充油膏而在松套管外部使用干式的阻水材料，一定程度上降低了油膏的使用，但是松套管内部的油膏仍然需要使用纸巾和酒精擦除，仍不够环保；全干结构作为当前比较好的解决方案，完全摒弃了油膏的使用，取而代之的是全干的阻水材料，施工无需擦除油膏，环保便捷，深受市场的认可，但是，当前全干光缆仍然存在一些不可忽略、亟待解决的问题。当前全干光缆主要有以下痛点：1、尺寸普遍偏大：全干光缆比充油光缆大25％以上，全干光缆由于松套管内部用干式的阻水纱进行阻水，导致套管内部光纤自由度降低，一部分空间被阻水纱占据了，进一步减小套管尺寸非常难，造成管道利用率低；2、低温性能差，低温下衰减高：全干光缆低温下更易收缩，收缩的同时光纤缺乏油膏的保护，非常容易出现衰减超标的现象；3、合格率偏低：由于尺寸大，原材料消耗多以及合格率低导致成本居高不下。
3.综上所述，全干光缆尺寸较大、低温性能差且生产合格率低的问题亟待解决。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种微型耐低温全干光缆及其生产方法和生产设备，用以解决现有技术中全干光缆尺寸较大、低温性能差且生产和合格率低的技术问题，以达到全干光缆尺寸大幅度降低、低温性能大幅提升同时成品合格率也得到一定提升的技术效果。
5.本发明的第一个方面在于，提供一种微型耐低温全干光缆，包括：层绞式缆芯以及依次包覆所述缆芯的钢带和护套；
6.所述缆芯包括设置于中心的加强件及包覆所述加强件的的光纤层，相邻所述光纤层间及所述光纤层与所述钢带间均设置有阻水层；
7.所述光纤层包括若干根光纤单元，所述光纤单元包括若干根光纤及包覆所述光纤的松套管，所述光纤和所述松套管间填充有第一阻水件，相邻于所述加强件的所述光纤层内填充有第二阻水件，所述光纤层与所述钢带间设置有撕裂绳。
8.进一步的，所述外护套采用热塑性树脂材料或低烟无卤材料。
9.进一步的，所述阻水层为阻水带和/或阻水纱，所述第二阻水件为阻水纱。
10.进一步的，所述松套管为低线膨胀系数pbt材料。
11.进一步的，所述第一阻水件为超细超高膨胀塑料阻水纱。
12.本发明的第二个方面在于，提供一种微型耐低温全干光缆生产方法，包括以下步骤：
13.1)着色工序：
14.通过着色设备对光纤进行着色；
15.2)二次套塑工序：
16.s1、通过第一放线架对12路光纤进行放线，放线张力为50-80g，光纤及阻水纱共同穿过分线板；
17.s2、穿过套管气针；
18.s3、经过松套管挤出机，其机头通过成型模具挤塑松套管完成对光纤和阻水纱的包裹，出机头后经过两节温度分别为60℃和25℃的水槽；
19.s4、进入一个带有凹凸履带的应力释放机，最后收线，收线张力≤500g；
20.3)成缆工序：
21.s1、通过25路第二放线架分别对松套管和加强件进行放线，松套管放线张力≤5n，加强件放线张力为80-120n；
22.s2、通过绞合模具进行成缆绞合，获得成型光缆。
23.本发明的第三个方面在于，提供一种微型耐低温全干光缆生产设备，包括：：依次设置的着色设备、第一放线架、分线板、挤塑成型设备、履带式应力释放机、第一收线架、第二放线架、成缆设备和第二收线架；
24.着色设备，用于对光纤进行着色；
25.第一放线架，用于对光纤及阻水纱进行放线并控制其放线张力；
26.分线板，用于调整光纤及阻水纱间的分布状态；
27.挤塑成型设备，用于包覆光纤及阻水纱的松套管挤出及其冷却成型，所述挤塑成型设备包括依次设置的松套管挤出机、第一水槽和第二水槽；
28.履带式应力释放机，用于消除松套管内应力、提高松套管结晶度；
29.第一收线架，用于收卷光纤单元；
30.第二放线架，用于分别对松套管和加强件进行放线并控制其放线张力；
31.成缆设备，用于绞合成缆，所述成缆设备包括绞合成缆机及设置于其上的成缆模具；
32.所述第一放线架放出的光纤依次经所述分线板、挤塑成型设备、履带式应力释放机、第一收线架、第二放线架和成缆设备，得到的成品光缆被所述第二收线架收卷。
33.进一步的，所述分线板和所述挤塑成型设备间设置有套管气针，所述套管气针包括进线部和进气部，所述进线部呈圆台状，圆台较大平面一侧和较小平面一侧分别为所述进线部的进线孔和出线孔，所述进气部包括所述进线孔四周均匀设置的若干个与所述进线部连通的进气导槽。
34.进一步的，所述绞合模具呈梅花状，所述绞合模具包括中心孔及若干个分布于所述中心孔外且与其部分交叠的铰孔。
35.进一步的，所述分线板包括其中心处的第一通孔及若干个围绕所述第一通孔均匀
设置的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔边缘均设置有圆倒角。
36.有益效果：
37.由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了一种微型耐低温全干光缆及其生产方法和生产设备，通过利用该生产方法和使用该生产设备生产的微型耐低温全干光缆内部结构紧密、分布合理、成品合格率高，与同型号的常规光缆相比其尺寸大幅度降低。另外，该光缆生产过程中增加应力释放环节，从而降低光缆在低温环境下的后收缩，使其低温性能得到大幅度提升。
38.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
39.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
40.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
41.图1是本技术实施例中微型耐低温全干光缆的横截面示意图；
42.图2是本技术实施例中微型耐低温全干光缆生产设备示意图；
43.图3是本技术实施例中分线板的平面结构示意图；
44.图4是本技术实施例中套管气针的侧视图；
45.图5是本技术实施例中套管气针的侧后视图；
46.图6是本技术实施例中履带设于应力释放机上的平面结构示意图；
47.图7是本技术实施例中的绞合模具的平面结构示意图。
48.图中，各附图标记的含义如下：
49.1、钢带；2、护套；3、加强件；4、阻水层；5、光纤单元；6、第二阻水件；7、撕裂绳；8、第一放线架；9、分线板；91、第一通孔；92、第二通孔；10、套管气针；101、进线部；102、进气部；103、进线孔；104、出线孔；105、进气导槽；11、松套管挤出机；12、第一水槽；13、第二水槽；14、履带式应力释放机；15、第一收线架；16、绞合模具；161、中心孔；162、铰孔。
具体实施方式
50.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
52.本发明实施例公开了一种微型耐低温全干光缆，以有效解决全干光缆光缆尺寸较大且低温性能差的问题。
53.参阅图1，本发明实施例涉及到的部件包括层绞式缆芯以及依次包覆所述缆芯的钢带1和护套2。
54.其中，所述缆芯包括设置于中心的加强件3及包覆所述加强件3的的光纤层，相邻所述光纤层间及所述光纤层与所述钢带1间均设置有阻水层4；
55.所述光纤层包括若干根光纤单元5，所述光纤单元5包括若干根光纤及包覆所述光纤的松套管，所述光纤和所述松套管间填充有第一阻水件，相邻于所述加强件3的所述光纤层内填充有第二阻水件6，所述光纤层与所述钢带1间设置有撕裂绳7。
56.上述结构中，所述护套2采用热塑性树脂材料(pe)或低烟无卤材料(lszh)，其中采用pe时，可选择使用普通pe或者阻燃pe，采用阻燃pe或lszh时，该光缆具有阻燃性能；所述钢带1厚度为0.15mm-0.25mm，以达到更佳的保护效果；所述阻水层4为阻水带和/或阻水纱或者其它可以有效阻水的干式部件(阻水带厚度0.2mm或者阻水纱3.0)，其中阻水带要求：膨胀速率≥15mm/min，膨胀高度≥12mm，阻水纱要求：膨胀速率≥70ml/g/min,膨胀率≥70ml/g；所述第二阻水件6为阻水纱，其线密度为1500dtex；所述加强件3为纤维增强复合材料或金属材料的抗张加强件3，具体可采用frp或钢丝等材料。
57.所述光纤单元5中，所述松套管为低线膨胀系数pbt材料，其线膨胀系数≤1.010-4k-1，所述第二阻水件6为超细超高膨胀塑料阻水纱，线密度300dtex，吸水膨胀速率≥70ml/g/min。
58.本实施例还提供一种微型耐低温全干光缆生产方法，用于生产如上所述的微型耐低温全干光缆，包括以下步骤：
59.1)着色工序
60.通过着色设备对光纤进行着色；
61.2)二次套塑工序
62.s1、通过第一放线架8对12路光纤进行放线，放线张力为50-80g，光纤及阻水纱共同穿过分线板12；
63.s2、穿过套管气针10；
64.s3、经过松套管挤出机11，其机头通过成型模具挤塑松套管完成对光纤和阻水纱的包裹，出机头后经过两节温度分别为60℃和25℃的第一水槽12和第二水槽13；
65.s4、进入一个带有凹凸履带的履带式应力释放机14，最后收线，收线张力≤500g；
66.3)成缆工序
67.s1、通过25路第二放线架分别对松套管和加强件3进行放线，松套管放线张力≤5n，加强件3放线张力为80-120n；
68.s2、通过绞合模具16进行成缆绞合，获得成型光缆。
69.本实施例中，以235-245um裸光纤为例，经上述工序1)进行其着色后外径为250
±
10um，颜色为全色谱；随后12路光纤通过第一放线架8放线，放线张力50-80g，阻水纱放线张力为0g，光纤与阻水纱共同并穿过分线板9调整二者分布状态，以便进行松套管的包覆；光纤和阻水纱依次进入套管气针10和松套管挤出机中，其中通过套管气针10控制其内部气压，以一步控制松套管外径的稳定，松套管挤出机机头通过成型模具挤塑pbt松套管完成对
光纤和阻水纱的包裹，完成松套管裹设的光纤和阻水纱经过松套管挤出机11机头后依次经过两节温度不同的水槽，其中第一节水槽12水温为60℃，第二节水槽13水温为25℃，此步骤中通过温差法控制余长；松套管、光纤及阻水纱进入一个带有凹凸履带的履带式应力释放机14进行内部应力释放，其中履带压力为50n,最后对获得的光纤单元进行收线，收线张力不超过500g，光纤单元余长控制在0.3
‰
以内。
70.通过上述着色工序和二次成缆工序获得光纤单元后，通过25路第二放线架分别对松套管和加强件3进行放线，松套管放线张力≤5n，加强件3放线张力80-120n，再通过绞合模具16进行成缆绞合，最终获得微型耐低温全干光缆成品。
71.如图2至图7所示，本实施例还提供一种微型耐低温全干光缆生产设备，用于利用上述生产方法生产如上所述的微型耐低温全干光缆，包括：依次设置的着色设备、第一放线架8、分线板9、挤塑成型设备、履带式应力释放机14、第一收线架15、第二放线架、成缆设备和第二收线架；
72.着色设备，用于对光纤进行着色；
73.第一放线架8，用于对光纤及阻水纱进行放线并控制其放线张力；
74.分线板9，用于调整光纤及阻水纱间的分布状态；
75.挤塑成型设备，用于包覆光纤及阻水纱的松套管挤出及其冷却成型，所述挤塑成型设备包括依次设置的松套管挤出机11、第一水槽12和第二水槽13；
76.履带式应力释放机14，用于消除松套管内应力、提高松套管结晶度；
77.第一收线架15，用于收卷光纤单元5；
78.第二放线架，用于分别对松套管和frp进行放线并控制其放线张力；
79.成缆设备，用于绞合成缆，所述成缆设备包括绞合成缆机及设置于其上的成缆模具；
80.所述第一放线架8放出的光纤依次经所述分线板9、挤塑成型设备、履带式应力释放机14、第一收线架15、第二放线架和成缆设备，得到的成品光缆被所述第二收线架收卷。
81.通过上述生产设备，可获得尺寸大幅度降低、低温性能大幅提升的微型耐低温全干光缆。其中，所述分线板9包括其中心处的第一通孔91及若干个围绕所述第一通孔91均匀设置的第二通孔92。如图3所示，在本实施例中，以生产12芯光纤为例，所述分线板9呈圆盘状，其直径为50mm，厚度5mm，所述分线板9包括中心处的第一通孔91和围绕其设置的12个第二通孔92，其中所述第一通孔91和所述第二通孔92直径分别为3mm和2mm，所述第一通孔91和所述第二通孔92边缘均设置有圆倒角，以有效包含光纤和阻水纱使其顺利通过所述分线板9并减少磨损，该圆倒角为倒角半径为0.2-0.5mm的1/4圆倒角。所述阻水纱和所述光纤分别经所述第一通孔91和所述第二通孔92穿过所述分线板9以进行后续中包括松套管的加工。通过对分线板9进行重新设计和改良，优化所述光纤和所述阻水纱在松套管内部的分布状态。
82.如图4和图5所示，上述生产设备还包括套管气针10，所述套管气针10设置于所述分线板9和所述挤塑成型设备间，所述套管气针10包括进线部101和进气部102，所述进线部101呈圆台状，圆台较大平面一侧和较小平面一侧分别为所述进线部101的进线孔103和出线孔104，所述进气部102包括所述进线孔103四周均匀设置的若干个与所述进线部101连通的进气导槽105。在本实施例中，所述进线部101长度为100mm-120mm，其中，所述进线孔103
口径分别为5mm-6mm，所述出线孔104口径为1.8mm-2.0mm，所述进气部102为四个呈圆柱状的进气导槽105，所述进气导槽105口径和高度分别为2mm和50mm。通过所述套管气针10的设置，从而优化充气通道，有利于控制气压，保证后续生产中松套管外径的稳定。
83.如图6所示，本实施例中，所述履带式应力释放机14其上设置的履带呈均匀排布的矩形齿状，具体的，所述履带材质为玻纤纱+tpu，宽度100mm，长度1000mm，矩形齿间隔10mm，长1000mm，宽1.5mm，高2mm，用以配合应力释放机进行所述松套管内应力的消除。此外，成缆设备中的所述绞合模具16呈梅花状，如图7所示，所述绞合模具16包括中心孔161及若干个分布于所述中心孔161外且与其部分交叠的铰孔162。具体的，所述铰孔162呈半圆状，其数量和所述松套管绞合根数一致，其外径比所述松套管大0.2mm，从而有效保证了成缆的紧密程度，保证线膨胀系数更加统一，从而有效提升成品光缆的低温性能。
84.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。