专利名称：用于光纤电缆的套管插件的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及下述类型的筒形套管——其可用于电缆(例如光纤电缆、同轴电缆或类似物)的外罩。举例来说，筒形套管可以安置在地下或建筑物内、地上或在空中穿过桥梁。更具体地，本发明涉及可以插入这种套管中将该套管划分成分离的区域的分隔装置，以及安装和使用这种装置的方法。具体而言，本发明涉及柔性细长分隔装置，以将其插入已经就位的套管中，该套管中可能已有至少一根置于其中的电缆，并且其中可能有转弯、弯曲或类似情况。
背景技术：
光纤通信电缆之类的电缆通常在地下铺设很长距离，甚至可能延伸许多英里。将电缆埋在地下以使电缆及其相应支撑设施不会乱堆在地上是本领域已知的。而且，将电缆安置在地下可以更有效地保护其免受气候和其它潜在的破坏性环境的损害。
将电缆置于套管中以更充分地保护地下电缆也是电缆领域中已知的。通常位于地下的套管通常由很长的聚氯乙烯管材、钢、塑料或类似材料构成。然后将绳索吹过套管，而绳索连接在通信电缆的一端。拉动绳索，带动电缆穿过套管。就位在套管中时，电缆便受到保护不受气候、水和类似因素造成的损害。
已经发现，某些啮齿动物有时会咬穿地下电缆。因此，许多使用的地下电缆直径为2英寸或更大，这足够防止多数啮齿动物造成的损害。尽管这种套管为通信电缆提供了优异保护，在这种套管中还有许多未利用的空间或“死区”。随着出现直径可能仅半英寸或更小的光纤电缆，普通套管中的死区更多。
当套管就位后，之后可能需要在相同位置放置第二根通信电缆。因此，从成本和时间的角度考虑，理想的是利用现有套管中的死区而并非铺设一段新套管。然而，已经发现在已经套有一根电缆的套管中再插入一根电缆是非常困难的。当绳索吹入已经套有电缆的套管中时，或者使另一根电缆曲折地穿过套管时，它们常常会被第一根电缆妨碍，使人们不可能插入第二根电缆。
已经提出在套管中插入分隔物将套管分成分离的区域，从而使人们更容易插入另一根电缆。这样一来遇到的问题在于当套管长距离铺设时总是会在其中产生起伏。另外，经常会遇到设计好的转弯，例如地下通道或类似情况，使人们难以甚至不可能在其中放入已知的分隔物。
因此，需要有将套管(例如地下通信电缆套管)分离或分隔成分离的区域的装置。该装置必须能够插入已经就位的套管中，该套管可以起伏许多英里并且其中可以有急转弯。还需要有更好地利用套管内空间的分隔装置。
发明内容
本发明包括为分隔电缆套管而设计的柔性内管道结构，以及将所述内管道结构和电缆插入套管的方法。本发明的内管道结构包括宽度至少略大于其中放置内管道结构的套管直径的扁平、柔性、带状的材料。本发明的其它主要特征涉及形成内管道结构的材料。这些特征包括该材料的结构，例如机织结构，并进一步包括熔点、抗张强度、伸长率、摩擦系数和刚度之类的性质。
参考附图，根据下列描述使本发明更清楚，其中图1是置于套管内的内管道结构的一个实施方式的透视图；图2是置于套管内的内管道结构的另一个实施方式的透视图；图3是置于套管内的内管道结构的实施方式的透视剖视图，正在将另一根电缆穿过其中。
图4是与另一根电缆元件同时拉入套管中的内管道结构的实施方式的透视剖视图。
图5是内管道结构的一个具体实施方式
的横截面图，其中边缘沿其各纵向边折叠并缝合。
具体实施例方式
现在参照附图，参考号10代表插入光纤电缆套管12中的插件，该插件可以称为内管道。如图1和2所示，套管12中显示了单个内管道结构10，但是应当理解为，取决于套管12内待装的电缆数量，可以在套管12中插入多个类似于内管道10的内管道。在优选的实施方式中，内管道结构是卷起来存贮的扁平、半刚性、带状的低摩擦材料。当内管道被装入或拉入套管时，内管道横向弯曲，在一定程度上贴合套管内壁的形状，在套管中内形成分隔物。认为宽度可以在下列范围内变化从如图2所示的略宽于套管直径，直至如图1所示的数倍于管道直径形成完整、不相连的管状物。
织物材料优选是半刚性、柔韧的，使内管道10可以在不发生绞结或产生过多热量的情况下被穿过套管12，而且还有足够的变化空间使得内管道所隔开的电缆不会互相干扰。为此，第一个实施方式中的内管道结构10由以单丝支数经纬密度38.5织成、经纬双向的单丝均为520旦的100％平纹机织尼龙织物(织成时其单丝支数经纬密度为40×40)制成。织物重量为6.0盎司.码。应当理解到，单丝旦数可以在200-1000旦之间变化，并且可以适当改变经纱和纬纱，以提供所需的覆盖面，防止光纤电缆接触。内管道10制造成很长，以插入到之前装好的套管12中。如上所述，优选的纱线是520旦尼龙6单丝，但是只要纱线具有所需的特性，也可以使用其它纱线，例如520旦聚酯。在一个优选的实施方式中，经向使用聚酯纱线，纬向使用尼龙纱线。
内管道10制造成很长，以插入到之前装好的套管12中。如图3和4所示，将牵拉线26系在光纤电缆的一端，在另一端抓住并拉动线26使电缆穿过通道14，牵拉线26优选为机织塑料带或塑料绳。上述的内管道10很容易制造成具有下述结构——其使得光纤电缆、同轴电缆和类似物能够在不发生绞结或不会因摩擦产生过多热量的情况下被牵拉穿过，并且不会造成插件其它通道中相邻光纤电缆之间的接触或交互损耗。在优选的实施方式中，将内管道结构的纵向边缘以一定方式密封以防止磨损，这种磨损在内管道结构10本身的安装过程或者电缆元件150的安装过程中可能会导致许多问题。可以将纵向边缘以任何合适的方式密封，包括将边缘热封，超声密封，如图5所示折叠并缝合，或者胶粘和纵切。
图3显示安装在根据本发明一个方面构成的内管道中的光纤电缆150。在一个实施方式中，安装方法包括下列步骤将一根电缆插入套管，然后将内管道结构10与牵拉装置26(例如牵拉绳或带)一起插入，然后使用牵拉装置将另一根电缆150牵拉穿过第二个通道。
在本发明的另一个方面，安装方法包括下列步骤将一根电缆插入套管，然后使用牵拉装置26将内管道结构10与电缆元件150一起同时拉入套管12。该安装方法示于图4。另外可选地，可以将内管道结构与该内管道结构任一边上的牵拉带或绳一起插入空套管。然后，安装好内管道结构之后，可以使用牵拉装置将单根电缆或多根电缆牵拉穿过套管。
电缆150包括含光纤束154的塑料护套152。优选地，容纳电缆150的内管道10由参照塑料护套152指定的柔性材料制成，使该柔性材料的熔点不低于、并最优选高于塑料护套材料的熔点。这有助于确保将电缆150穿过内管道或相邻于内管道纵向拉动时，滑动摩擦不会导致电缆150烧穿内管道。根据本发明的这一特征，内管道结构可以由尼龙6制成，以使其熔点高于220℃。
也可以参照与称为Bellcore牵拉线管道剪裁试验的试验基本相似的牵拉线管道剪裁试验来确定抗电缆烧穿性。根据本发明的这一特征，内管道材料优选指定成以每分钟100英尺的速度和450磅的拉力拉动直径0.25英寸的聚丙烯绳穿过内管道结构测试样品达至少90秒时，该聚丙烯绳不会烧穿测试样品。
可以进一步参照制成牵拉线的材料指定内管道材料。根据本发明的这一特征，对于给定的拉伸载荷，优选内管道材料和牵拉线材料各自的伸长百分比基本相同。如果内管道和牵拉线的伸长率相差很多，则将它们一起牵拉穿过套管(以将它们一起装在该套管中)时，这两种结构中的一个可能相对滞后于另一个。层材料和牵拉线材料在最大拉伸载荷下(即恰好在发生拉伸断裂之前)的伸长百分比优选为不高于约75％，并优选范围在约15％至约60％之内。更优选的范围为约25％至约40％。例如，优选的材料是尼龙6，其在最大拉伸载荷下的伸长率为约40％。另一种优选的材料是聚酯，其在最大拉伸载荷下的伸长率为约25％。
内管道层材料的刚性应当足以抵抗自身坍塌(collapsing)或者受牵拉线和电缆影响而聚束(bunching up)，但是它的柔韧性也应当足以使其易于被牵拉穿过它在其中安装的管道中的转弯和起伏。
根据本发明也可以指定内管道结构材料的摩擦系数。根据本发明的这一特征，内管道材料基于该材料上具有纵向作用线的高密度聚乙烯的干静摩擦系数范围优选在约0.010至约0.500之内。该范围更优选为约0.025至约0.250，优选为约0.035至约0.100。例如，已经发现，经纱为聚酯线、纬纱为尼龙6的机织内管道层基于该材料上具有纵向作用线的高密度聚乙烯的干静摩擦系数为0.064。经纱为热固聚酯的类似材料相应摩擦系数为0.073。经纬双向均为热固聚酯纱线的材料相应摩擦系数为0.090，经纬双向均为尼龙6原纱的材料相应摩擦系数为0.067。对于前述四种材料上横向作用线的这种摩擦系数有所不同，其分别为0.085、0.088、0.110和0.110。这些材料仍然基于该材料上具有纵向作用线的高密度聚乙烯的动态或滑动摩擦系数分别为0.063、0.56、0.058和0.049。这些动态值的横向对应值分别为0.064、0.067、0.078和0.075。尽管最优选这些测得的滑动摩擦系数，但是本发明包括更宽的范围例如约0.0050至约0.1250，以及中间范围约0.0075至约0.0625的，和较窄的范围约0.0100至约0.0250的。
本发明的其它特征涉及内管道材料的抗张强度。在根据本发明构成的内管道中，该结构的纵向抗张强度优选为至少每英寸宽约12.5磅。该结构的纵向抗张强度可以在每英寸宽约12.5至约300磅，更优选每英寸宽约50至约250磅的范围之内。然而，该结构的纵向抗张强度最优选在每英寸宽约100至约200磅的范围之内。例如，内管道结构可以由经纱和纬纱均由尼龙6形成的机织织物制成，其纵向抗张强度为每英寸宽约150磅。
参照优选的具体实施方式
对本发明进行了描述。本领域的技术人可以领会到改进、改变和修改。这些改进、改变和修改被认为在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种电缆组合件，其包括至少一个位于套管中的电缆元件；和用于将所述套管分成隔间的内管道结构，所述的内管道结构由位于所述套管中并与所述电缆元件相邻的通常扁平的柔性材料带制成。
2.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的内管道结构由纺织品材料制成。
3.根据权利要求2所述的电缆组合件，其中所述的纺织品材料是机织织物。
4.根据权利要求3所述的电缆组合件，其中所述的机织织物在经纬双向由单丝纱线构成。
5.根据权利要求4所述的电缆组合件，其中所述单丝纱线的旦数为200-1000旦。
6.根据权利要求5所述的电缆组合件，其中所述的经纱由聚酯制成，所述的纬纱由尼龙制成。
7.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的内管道结构包括密封边缘。
8.根据权利要求7所述的电缆组合件，其中所述的密封边缘通过选自热密封、超声密封、折叠和缝合、和胶粘和纵切的方法形成。
9.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的内管道结构至少与所述套管的直径一样宽。
10.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述柔性材料的熔点为至少约220℃。
11.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的电缆包括熔点为第一熔点的外护套，并且其中所述柔性材料的第二熔点不低于所述的第一熔点。
12.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述柔性材料表现的纵向抗张强度为至少每英寸宽约12.5磅。
13.根据权利要求12所述的电缆组合件，其中所述柔性材料的纵向抗张强度在每英寸宽约12.5磅至每英寸宽约300磅的范围之内。
14.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比为不高于约75％。
15.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比为不高于约40％。
16.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比为不高于约25％。
17.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的柔性材料基于所述材料上具有纵向作用线的高密度聚乙烯的摩擦系数为低于约0.1250。
18.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的柔性材料选择成以每分钟100英尺的速度和450磅的拉力拉动直径0.25英寸的聚丙烯绳穿过所述结构的测试样品达至少90秒时，所述的聚丙烯绳不会烧穿所述的测试样品。
19.根据权利要求1所述的电缆组合件，其中所述的柔性材料是经纱和纬纱由聚酯制成的织物。
20.根据权利要求1所述的电缆组合件，其进一步包括位于所述套管中与所述内管道结构相邻的牵拉装置。
21.根据权利要求20所述的电缆组合件，其中所述的牵拉装置选自牵拉带和牵拉绳。
22.一种将纵向延伸的套管分成隔室的方法，其包括下列步骤提供由宽度大于所述套管直径的由通常扁平的柔性材料带制成的内管道结构；和将所述的内管道结构插入所述的套管。
23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括将牵拉装置插入所述套管的步骤。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述的牵拉装置选自牵拉带和牵拉绳。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述的内管道结构由纺织品材料制成。
26.根据权利要求25所述的方法，所述的纺织品材料是机织织物。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述的机织织物在经纬双向由单丝纱线构成。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述单丝纱线的旦数为200-1000旦。
29.根据权利要求5所述的方法，其中所述的经纱由聚酯制成，所述的纬纱由尼龙制成。
30.根据权利要求22所述的方法，其中所述的内管道结构包括密封边缘。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述的密封边缘通过选自热密封、超声密封、折叠和缝合、和胶粘和纵切的方法形成。
32.根据权利要求22所述的方法，其中所述柔性材料的熔点为至少约220℃。
33.根据权利要求22所述的方法，其中所述的电缆包括熔点为第一熔点的外护套，并且其中所述柔性材料的第二熔点不低于所述的第一熔点。
34.根据权利要求22所述的方法，其中所述柔性材料表现的纵向抗张强度为至少每英寸宽约12.5磅。
35.根据权利要求22所述的方法，其中所述柔性材料的纵向抗张强度在每英寸宽约12.5磅至每英寸宽约300磅的范围之内。
36.根据权利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比为不高于约75％。
37.根据权利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比为不高于约40％。
38.根据权利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比为不高于约25％。
39.根据权利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料基于所述材料上具有纵向作用线的高密度聚乙烯的摩擦系数为低于约0.1250。
40.根据权利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料选择成以每分钟100英尺的速度和450磅的拉力拉动直径0.25英寸的聚丙烯绳穿过所述结构的测试样品达至少90秒时，所述的聚丙烯绳不会烧穿所述的测试样品。
41.根据权利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料是经纱和纬纱由聚酯制成的织物。
42.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括将电缆插入所述套管的步骤。
43.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括与所述的将所述内管道结构插入所述套管的步骤同时进行的将电缆插入所述套管的步骤。
44.根据权利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比在约15％至约60％的范围之内。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸载荷下表现的伸长百分比在约25％至约40％的范围之内。
全文摘要
为分隔电缆套管而设计的柔性内管道结构，以及将所述内管道结构和电缆插入套管的方法。所述的内管道结构包括宽度至少略大于其中安装内管道结构的套管直径的扁平、柔性、带状的材料。其它主要特征涉及制成内管道结构的材料。这些特征包括该材料的结构，例如机织结构，并进一步包括熔点、抗张强度、伸长率、摩擦系数和刚度之类的性质。
文档编号G02B6/00GK1864083SQ200480029346
公开日2006年11月15日 申请日期2004年8月18日 优先权日2003年10月7日
发明者G·C·麦克拉蒂三世 申请人:美利肯公司