專利名稱：用于光纖電纜的套管插件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及下述類型的筒形套管——其可用于電纜(例如光纖電纜、同軸電纜或類似物)的外罩。舉例來說，筒形套管可以安置在地下或建筑物內(nèi)、地上或在空中穿過橋梁。更具體地，本發(fā)明涉及可以插入這種套管中將該套管劃分成分離的區(qū)域的分隔裝置，以及安裝和使用這種裝置的方法。具體而言，本發(fā)明涉及柔性細長分隔裝置，以將其插入已經(jīng)就位的套管中，該套管中可能已有至少一根置于其中的電纜，并且其中可能有轉(zhuǎn)彎、彎曲或類似情況。
背景技術(shù)：
光纖通信電纜之類的電纜通常在地下鋪設(shè)很長距離，甚至可能延伸許多英里。將電纜埋在地下以使電纜及其相應(yīng)支撐設(shè)施不會亂堆在地上是本領(lǐng)域已知的。而且，將電纜安置在地下可以更有效地保護其免受氣候和其它潛在的破壞性環(huán)境的損害。
將電纜置于套管中以更充分地保護地下電纜也是電纜領(lǐng)域中已知的。通常位于地下的套管通常由很長的聚氯乙烯管材、鋼、塑料或類似材料構(gòu)成。然后將繩索吹過套管，而繩索連接在通信電纜的一端。拉動繩索，帶動電纜穿過套管。就位在套管中時，電纜便受到保護不受氣候、水和類似因素造成的損害。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某些嚙齒動物有時會咬穿地下電纜。因此，許多使用的地下電纜直徑為2英寸或更大，這足夠防止多數(shù)嚙齒動物造成的損害。盡管這種套管為通信電纜提供了優(yōu)異保護，在這種套管中還有許多未利用的空間或“死區(qū)”。隨著出現(xiàn)直徑可能僅半英寸或更小的光纖電纜，普通套管中的死區(qū)更多。
當套管就位后，之后可能需要在相同位置放置第二根通信電纜。因此，從成本和時間的角度考慮，理想的是利用現(xiàn)有套管中的死區(qū)而并非鋪設(shè)一段新套管。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在已經(jīng)套有一根電纜的套管中再插入一根電纜是非常困難的。當繩索吹入已經(jīng)套有電纜的套管中時，或者使另一根電纜曲折地穿過套管時，它們常常會被第一根電纜妨礙，使人們不可能插入第二根電纜。
已經(jīng)提出在套管中插入分隔物將套管分成分離的區(qū)域，從而使人們更容易插入另一根電纜。這樣一來遇到的問題在于當套管長距離鋪設(shè)時總是會在其中產(chǎn)生起伏。另外，經(jīng)常會遇到設(shè)計好的轉(zhuǎn)彎，例如地下通道或類似情況，使人們難以甚至不可能在其中放入已知的分隔物。
因此，需要有將套管(例如地下通信電纜套管)分離或分隔成分離的區(qū)域的裝置。該裝置必須能夠插入已經(jīng)就位的套管中，該套管可以起伏許多英里并且其中可以有急轉(zhuǎn)彎。還需要有更好地利用套管內(nèi)空間的分隔裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括為分隔電纜套管而設(shè)計的柔性內(nèi)管道結(jié)構(gòu)，以及將所述內(nèi)管道結(jié)構(gòu)和電纜插入套管的方法。本發(fā)明的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)包括寬度至少略大于其中放置內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的套管直徑的扁平、柔性、帶狀的材料。本發(fā)明的其它主要特征涉及形成內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的材料。這些特征包括該材料的結(jié)構(gòu)，例如機織結(jié)構(gòu)，并進一步包括熔點、抗張強度、伸長率、摩擦系數(shù)和剛度之類的性質(zhì)。


參考附圖，根據(jù)下列描述使本發(fā)明更清楚，其中圖1是置于套管內(nèi)的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的一個實施方式的透視圖；圖2是置于套管內(nèi)的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的另一個實施方式的透視圖；圖3是置于套管內(nèi)的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的實施方式的透視剖視圖，正在將另一根電纜穿過其中。
圖4是與另一根電纜元件同時拉入套管中的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的實施方式的透視剖視圖。
圖5是內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的一個具體實施方式
的橫截面圖，其中邊緣沿其各縱向邊折疊并縫合。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖，參考號10代表插入光纖電纜套管12中的插件，該插件可以稱為內(nèi)管道。如圖1和2所示，套管12中顯示了單個內(nèi)管道結(jié)構(gòu)10，但是應(yīng)當理解為，取決于套管12內(nèi)待裝的電纜數(shù)量，可以在套管12中插入多個類似于內(nèi)管道10的內(nèi)管道。在優(yōu)選的實施方式中，內(nèi)管道結(jié)構(gòu)是卷起來存貯的扁平、半剛性、帶狀的低摩擦材料。當內(nèi)管道被裝入或拉入套管時，內(nèi)管道橫向彎曲，在一定程度上貼合套管內(nèi)壁的形狀，在套管中內(nèi)形成分隔物。認為寬度可以在下列范圍內(nèi)變化從如圖2所示的略寬于套管直徑，直至如圖1所示的數(shù)倍于管道直徑形成完整、不相連的管狀物。
織物材料優(yōu)選是半剛性、柔韌的，使內(nèi)管道10可以在不發(fā)生絞結(jié)或產(chǎn)生過多熱量的情況下被穿過套管12，而且還有足夠的變化空間使得內(nèi)管道所隔開的電纜不會互相干擾。為此，第一個實施方式中的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)10由以單絲支數(shù)經(jīng)緯密度38.5織成、經(jīng)緯雙向的單絲均為520旦的100％平紋機織尼龍織物(織成時其單絲支數(shù)經(jīng)緯密度為40×40)制成?？椢镏亓繛?.0盎司.碼。應(yīng)當理解到，單絲旦數(shù)可以在200-1000旦之間變化，并且可以適當改變經(jīng)紗和緯紗，以提供所需的覆蓋面，防止光纖電纜接觸。內(nèi)管道10制造成很長，以插入到之前裝好的套管12中。如上所述，優(yōu)選的紗線是520旦尼龍6單絲，但是只要紗線具有所需的特性，也可以使用其它紗線，例如520旦聚酯。在一個優(yōu)選的實施方式中，經(jīng)向使用聚酯紗線，緯向使用尼龍紗線。
內(nèi)管道10制造成很長，以插入到之前裝好的套管12中。如圖3和4所示，將牽拉線26系在光纖電纜的一端，在另一端抓住并拉動線26使電纜穿過通道14，牽拉線26優(yōu)選為機織塑料帶或塑料繩。上述的內(nèi)管道10很容易制造成具有下述結(jié)構(gòu)——其使得光纖電纜、同軸電纜和類似物能夠在不發(fā)生絞結(jié)或不會因摩擦產(chǎn)生過多熱量的情況下被牽拉穿過，并且不會造成插件其它通道中相鄰光纖電纜之間的接觸或交互損耗。在優(yōu)選的實施方式中，將內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的縱向邊緣以一定方式密封以防止磨損，這種磨損在內(nèi)管道結(jié)構(gòu)10本身的安裝過程或者電纜元件150的安裝過程中可能會導致許多問題?？梢詫⒖v向邊緣以任何合適的方式密封，包括將邊緣熱封，超聲密封，如圖5所示折疊并縫合，或者膠粘和縱切。
圖3顯示安裝在根據(jù)本發(fā)明一個方面構(gòu)成的內(nèi)管道中的光纖電纜150。在一個實施方式中，安裝方法包括下列步驟將一根電纜插入套管，然后將內(nèi)管道結(jié)構(gòu)10與牽拉裝置26(例如牽拉繩或帶)一起插入，然后使用牽拉裝置將另一根電纜150牽拉穿過第二個通道。
在本發(fā)明的另一個方面，安裝方法包括下列步驟將一根電纜插入套管，然后使用牽拉裝置26將內(nèi)管道結(jié)構(gòu)10與電纜元件150一起同時拉入套管12。該安裝方法示于圖4。另外可選地，可以將內(nèi)管道結(jié)構(gòu)與該內(nèi)管道結(jié)構(gòu)任一邊上的牽拉帶或繩一起插入空套管。然后，安裝好內(nèi)管道結(jié)構(gòu)之后，可以使用牽拉裝置將單根電纜或多根電纜牽拉穿過套管。
電纜150包括含光纖束154的塑料護套152。優(yōu)選地，容納電纜150的內(nèi)管道10由參照塑料護套152指定的柔性材料制成，使該柔性材料的熔點不低于、并最優(yōu)選高于塑料護套材料的熔點。這有助于確保將電纜150穿過內(nèi)管道或相鄰于內(nèi)管道縱向拉動時，滑動摩擦不會導致電纜150燒穿內(nèi)管道。根據(jù)本發(fā)明的這一特征，內(nèi)管道結(jié)構(gòu)可以由尼龍6制成，以使其熔點高于220℃。
也可以參照與稱為Bellcore牽拉線管道剪裁試驗的試驗基本相似的牽拉線管道剪裁試驗來確定抗電纜燒穿性。根據(jù)本發(fā)明的這一特征，內(nèi)管道材料優(yōu)選指定成以每分鐘100英尺的速度和450磅的拉力拉動直徑0.25英寸的聚丙烯繩穿過內(nèi)管道結(jié)構(gòu)測試樣品達至少90秒時，該聚丙烯繩不會燒穿測試樣品。
可以進一步參照制成牽拉線的材料指定內(nèi)管道材料。根據(jù)本發(fā)明的這一特征，對于給定的拉伸載荷，優(yōu)選內(nèi)管道材料和牽拉線材料各自的伸長百分比基本相同。如果內(nèi)管道和牽拉線的伸長率相差很多，則將它們一起牽拉穿過套管(以將它們一起裝在該套管中)時，這兩種結(jié)構(gòu)中的一個可能相對滯后于另一個。層材料和牽拉線材料在最大拉伸載荷下(即恰好在發(fā)生拉伸斷裂之前)的伸長百分比優(yōu)選為不高于約75％，并優(yōu)選范圍在約15％至約60％之內(nèi)。更優(yōu)選的范圍為約25％至約40％。例如，優(yōu)選的材料是尼龍6，其在最大拉伸載荷下的伸長率為約40％。另一種優(yōu)選的材料是聚酯，其在最大拉伸載荷下的伸長率為約25％。
內(nèi)管道層材料的剛性應(yīng)當足以抵抗自身坍塌(collapsing)或者受牽拉線和電纜影響而聚束(bunching up)，但是它的柔韌性也應(yīng)當足以使其易于被牽拉穿過它在其中安裝的管道中的轉(zhuǎn)彎和起伏。
根據(jù)本發(fā)明也可以指定內(nèi)管道結(jié)構(gòu)材料的摩擦系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的這一特征，內(nèi)管道材料基于該材料上具有縱向作用線的高密度聚乙烯的干靜摩擦系數(shù)范圍優(yōu)選在約0.010至約0.500之內(nèi)。該范圍更優(yōu)選為約0.025至約0.250，優(yōu)選為約0.035至約0.100。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)紗為聚酯線、緯紗為尼龍6的機織內(nèi)管道層基于該材料上具有縱向作用線的高密度聚乙烯的干靜摩擦系數(shù)為0.064。經(jīng)紗為熱固聚酯的類似材料相應(yīng)摩擦系數(shù)為0.073。經(jīng)緯雙向均為熱固聚酯紗線的材料相應(yīng)摩擦系數(shù)為0.090，經(jīng)緯雙向均為尼龍6原紗的材料相應(yīng)摩擦系數(shù)為0.067。對于前述四種材料上橫向作用線的這種摩擦系數(shù)有所不同，其分別為0.085、0.088、0.110和0.110。這些材料仍然基于該材料上具有縱向作用線的高密度聚乙烯的動態(tài)或滑動摩擦系數(shù)分別為0.063、0.56、0.058和0.049。這些動態(tài)值的橫向?qū)?yīng)值分別為0.064、0.067、0.078和0.075。盡管最優(yōu)選這些測得的滑動摩擦系數(shù)，但是本發(fā)明包括更寬的范圍例如約0.0050至約0.1250，以及中間范圍約0.0075至約0.0625的，和較窄的范圍約0.0100至約0.0250的。
本發(fā)明的其它特征涉及內(nèi)管道材料的抗張強度。在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的內(nèi)管道中，該結(jié)構(gòu)的縱向抗張強度優(yōu)選為至少每英寸寬約12.5磅。該結(jié)構(gòu)的縱向抗張強度可以在每英寸寬約12.5至約300磅，更優(yōu)選每英寸寬約50至約250磅的范圍之內(nèi)。然而，該結(jié)構(gòu)的縱向抗張強度最優(yōu)選在每英寸寬約100至約200磅的范圍之內(nèi)。例如，內(nèi)管道結(jié)構(gòu)可以由經(jīng)紗和緯紗均由尼龍6形成的機織織物制成，其縱向抗張強度為每英寸寬約150磅。
參照優(yōu)選的具體實施方式
對本發(fā)明進行了描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人可以領(lǐng)會到改進、改變和修改。這些改進、改變和修改被認為在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電纜組合件，其包括至少一個位于套管中的電纜元件；和用于將所述套管分成隔間的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)，所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)由位于所述套管中并與所述電纜元件相鄰的通常扁平的柔性材料帶制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)由紡織品材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜組合件，其中所述的紡織品材料是機織織物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電纜組合件，其中所述的機織織物在經(jīng)緯雙向由單絲紗線構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電纜組合件，其中所述單絲紗線的旦數(shù)為200-1000旦。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜組合件，其中所述的經(jīng)紗由聚酯制成，所述的緯紗由尼龍制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)包括密封邊緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電纜組合件，其中所述的密封邊緣通過選自熱密封、超聲密封、折疊和縫合、和膠粘和縱切的方法形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)至少與所述套管的直徑一樣寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述柔性材料的熔點為至少約220℃。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的電纜包括熔點為第一熔點的外護套，并且其中所述柔性材料的第二熔點不低于所述的第一熔點。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述柔性材料表現(xiàn)的縱向抗張強度為至少每英寸寬約12.5磅。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電纜組合件，其中所述柔性材料的縱向抗張強度在每英寸寬約12.5磅至每英寸寬約300磅的范圍之內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比為不高于約75％。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比為不高于約40％。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比為不高于約25％。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的柔性材料基于所述材料上具有縱向作用線的高密度聚乙烯的摩擦系數(shù)為低于約0.1250。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的柔性材料選擇成以每分鐘100英尺的速度和450磅的拉力拉動直徑0.25英寸的聚丙烯繩穿過所述結(jié)構(gòu)的測試樣品達至少90秒時，所述的聚丙烯繩不會燒穿所述的測試樣品。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其中所述的柔性材料是經(jīng)紗和緯紗由聚酯制成的織物。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜組合件，其進一步包括位于所述套管中與所述內(nèi)管道結(jié)構(gòu)相鄰的牽拉裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電纜組合件，其中所述的牽拉裝置選自牽拉帶和牽拉繩。
22.一種將縱向延伸的套管分成隔室的方法，其包括下列步驟提供由寬度大于所述套管直徑的由通常扁平的柔性材料帶制成的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)；和將所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)插入所述的套管。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其進一步包括將牽拉裝置插入所述套管的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述的牽拉裝置選自牽拉帶和牽拉繩。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)由紡織品材料制成。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，所述的紡織品材料是機織織物。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述的機織織物在經(jīng)緯雙向由單絲紗線構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述單絲紗線的旦數(shù)為200-1000旦。
29.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述的經(jīng)紗由聚酯制成，所述的緯紗由尼龍制成。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)包括密封邊緣。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述的密封邊緣通過選自熱密封、超聲密封、折疊和縫合、和膠粘和縱切的方法形成。
32.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述柔性材料的熔點為至少約220℃。
33.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的電纜包括熔點為第一熔點的外護套，并且其中所述柔性材料的第二熔點不低于所述的第一熔點。
34.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述柔性材料表現(xiàn)的縱向抗張強度為至少每英寸寬約12.5磅。
35.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述柔性材料的縱向抗張強度在每英寸寬約12.5磅至每英寸寬約300磅的范圍之內(nèi)。
36.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比為不高于約75％。
37.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比為不高于約40％。
38.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比為不高于約25％。
39.根據(jù)權(quán)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縱向作用線的高密度聚乙烯的摩擦系數(shù)為低于約0.1250。
40.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料選擇成以每分鐘100英尺的速度和450磅的拉力拉動直徑0.25英寸的聚丙烯繩穿過所述結(jié)構(gòu)的測試樣品達至少90秒時，所述的聚丙烯繩不會燒穿所述的測試樣品。
41.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料是經(jīng)紗和緯紗由聚酯制成的織物。
42.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其進一步包括將電纜插入所述套管的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其進一步包括與所述的將所述內(nèi)管道結(jié)構(gòu)插入所述套管的步驟同時進行的將電纜插入所述套管的步驟。
44.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比在約15％至約60％的范圍之內(nèi)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述的柔性材料在最高拉伸載荷下表現(xiàn)的伸長百分比在約25％至約40％的范圍之內(nèi)。
全文摘要
為分隔電纜套管而設(shè)計的柔性內(nèi)管道結(jié)構(gòu)，以及將所述內(nèi)管道結(jié)構(gòu)和電纜插入套管的方法。所述的內(nèi)管道結(jié)構(gòu)包括寬度至少略大于其中安裝內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的套管直徑的扁平、柔性、帶狀的材料。其它主要特征涉及制成內(nèi)管道結(jié)構(gòu)的材料。這些特征包括該材料的結(jié)構(gòu)，例如機織結(jié)構(gòu)，并進一步包括熔點、抗張強度、伸長率、摩擦系數(shù)和剛度之類的性質(zhì)。
文檔編號G02B6/00GK1864083SQ200480029346
公開日2006年11月15日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者G·C·麥克拉蒂三世 申請人:美利肯公司