1.本发明属于光缆领域，尤其涉及一种具有预应力结构的光缆。


背景技术：

2.光缆是非常常见的用于光信号传输、输送的功能性缆线，在现代社会中起到非常重要的作用。目前主流的信号传输手段即是通过光缆进行。
3.对于光缆而言，抗压性能是一项非常重要的性能。目前提升光缆抗压性能的方式，大多采用在光纤外部包覆多层刚性或具有较大硬度的结构层，以避免光纤受到压力而损坏。但是该结构会导致光缆的比重大幅度提高，不利于光缆的架空设置。


技术实现要素：

4.为解决现有的光缆抗压能力不足，或采用硬质结构层容易导致光缆卷起收纳困难、比重增大等问题，本发明提供了一种具有预应力结构的光缆。
5.本发明的目的在于：
6.一、通过结构改进，使得光缆内部能够形成用于抵消外力的预应力；
7.二、结构的布局密度小，可以实现光缆的轻量化。
8.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
9.一种具有预应力结构的光缆，包括：
10.由内至外的芯线、预应力抗压结构层和护套；
11.所述预应力抗压结构层由交替设置的第一应力件和第二应力件在光缆周向方向上首尾相接、封闭成环；
12.所述第一应力件在光缆径向截面的周向方向上两端均设有卡接槽、第二应力件在光缆径向截面上的周向方向上两端设有与卡接槽相适配的卡接段，卡接段与卡接槽卡接嵌入配合；
13.所述第一应力件受第二应力件作用弯曲程度减小形成预应力；
14.所述第二应力件受第一应力件作用弯曲程度增大形成预应力。
15.作为优选，
16.所述第一应力件包括弧形段和抵接段，弧形段抵接在护套的内表面、抵接段向内进行抵接支撑；
17.所述第二应力件在设置前呈平直或接近平直的条状，包括弯曲段和设置在弯曲段两端的卡接段，卡接段与第一应力件的卡接槽配合，实现两者的卡接。
18.作为优选，
19.所述卡接槽设置在弧形段与抵接段的交接处或弧形段上靠近抵接段的位置。
20.作为优选，
21.所述第一应力件弧形段的内表面设有微齿结构；
22.所述第二应力件弯曲段的外表面设有蜂窝结构，蜂窝结构为凸起状或凹槽状。
23.作为优选，
24.所述微齿结构在弧形段的内表面沿光缆周向均匀分布设置；
25.所述蜂窝结构在弯曲段的外表面呈阵列设置。
26.作为优选，
27.所述芯线外表面设有波纹管，波纹管在光缆的径向截面上呈折线纹或波浪纹贴合设置在芯线外表面，且波纹管外表面包覆有隔离层，预应力抗压结构层向内抵接在隔离层的外表面。
28.作为优选，
29.所述波纹管为塑料材质。
30.作为优选，
31.所述预应力抗压结构层中，还设有第一拱形件和第二拱形件；
32.所述第一拱形件相对设置在每个第二应力件内侧，其向外拱起抵接在第二应力件的内表面、开口向内抵接；
33.所述第二拱形件相对设置在每个第一应力件内侧，其开口抵接在第一应力件的内表面、拱起部分向内抵接。
34.作为优选，
35.所述芯线由束管包覆若干光纤线构成。
36.作为优选，
37.光纤线为单模光纤或多模光纤或光纤束。
38.本发明的有益效果是：
39.1)能够有效提高光缆的抗压能力；
40.2)能够显著降低光缆的段长重量，实现光缆的轻量化；
41.3)多级结构抗压缓冲，能够有效避免外力直接作用在光缆芯线上。
附图说明：
42.图1为本发明的结构示意图；
43.图2为第一应力件的变形示意图；
44.图3为第一应力件的截面放大示意图；
45.图4为第二应力件的变形示意图；
46.图5为第二应力件的内表面的放大示意图；
47.图中：100光纤线，200束管，300波纹管，400隔离层，500预应力抗压结构层，501第一应力件，5011弧形段，5011a弧形段的外表面，5011b弧形段的内表面，5011c微齿结构，5012抵接段，5013卡接槽，5014内齿结构，502第二应力件，5021弯曲段，5021a弯曲段的外表面，5021b弯曲段的内表面，5021c蜂窝结构，5022卡接段，5023外齿结构，503第一拱形件，504第二拱形件，600护套。
具体实施方式：
48.以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到
的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。
52.实施例
53.一种如图1所示的预应力结构抗压光缆，其具体包括：
54.由内至外的芯线、预应力抗压结构层500和护套600；
55.所述芯线由束管200包覆若干光纤线100构成，光纤线100为单模光纤或多模光纤或光纤束；
56.所述预应力抗压结构层由交替设置的第一应力件501和第二应力件502在光缆周向方向上首尾相接、封闭成环；
57.所述第一应力件501在光缆径向截面的周向方向上，两端均设有卡接槽5013、第二应力件502在光缆径向截面上的周向方向上，两端设有与卡接槽5013相适配的卡接段5022，卡接段5022与卡接槽5013卡接嵌入配合，形成稳定的连接；
58.所述第一应力件501和第二应力件502在连接过程中相互作用形成预应力；
59.具体的，如图2和图4所示；
60.所述第一应力件501包括弧形段5011和抵接段5012，卡接槽5013设置在弧形段5011与抵接段5012的交接处，或弧形段5011上靠近抵接段5012的位置，本实施例中，设置在弧形段5011上接近抵接段5012的位置；
61.所述卡接槽5013内设有内齿结构5014，相对应卡接段5022设有与其配合的外齿结构5023，内齿结构5014和外齿结构5023的配合能够提高第一应力件501和第二应力件502的连接稳定性；
62.且所述弧形段5011在第一应力件501设置前弯曲弧度更大，其截面基本呈一个椭圆弧的形状，而在与第二应力件502的卡接段5022配合卡接后，其弧形段5011两端受到沿图2中a向作用力作用翘起、中部沿b向变形，至如图2下半部所示的近圆弧形结构，且在光缆内，弧形段的外表面5011a抵接在护套600的内表面；
63.上述变形后的第一应力件501在弧形段5011部分产生预应力，预应力尤其集中在
弧形段5011的中部；
64.所述第二应力件502如图4所示，其在设置前呈平直或接近平直的条状，本实施例中采用平直条状的结构，其包括弯曲段5021和设置在弯曲段5021两端的卡接段5022，卡接段5022与第一应力件501的卡接槽5013配合，实现两者的卡接安装；
65.在第二应力件502与第一应力件501配合安装后，其两端受到如图4所示的c向作用力，形成如图4下半部所示的弯曲结构，第二应力件502弯曲段的外表面5021a抵接护套600的内表面；
66.通过上述变形，在第二应力件502的弯曲段5021也会产生预应力，且预应力相对集中在弯曲段5021的中部位置，同时第一应力件501和第二应力件502配合能够起到良好的支撑光缆圆度的效果。
67.上述的第一应力件501和第二应力件502在相互配合后分别减小和增大了弯曲弧度，分别形成了向内和向外的预应力，在第一应力件501受沿光缆径向向内的作用力作用时，会与所产生的预应力配合，使弧形段5011进一步张开、使其变形为更加平直的状态，因此虽然抵接段5012抵接在其内部结构的外表面，如芯线的外表面或其余处于芯线和预应力抗压结构层500之间的任意结构层外表面，但并不会通过抵接段5012直接向内导力，而是通过摩擦和变形实现外力的抵消；
68.第二应力件502在受到沿光缆径向向内的作用力时，与第二应力件502本身所具备的预应力方向相反，两者形成局部的抵消，第二应力件502会趋于恢复原来的形状，而如图1所示向左右两侧顶开第一应力件501，同样受影响趋向于恢复其自身形态，通过变形和预应力的释放实现了外力的抵消，能够非常有效地避免光纤线100受力。
69.进一步的，
70.所述第一应力件501如图3所示，其弧形段的内表面5011b设有微齿结构5011c，所述第二应力件502如图5所示，其弯曲段的外表面5021a设有蜂窝结构5021c，蜂窝结构5021c为凸起状或凹槽状均可，本技术为凹槽状蜂窝结构5021c；
71.所述微齿结构5011c在弧形段的内表面5011b沿光缆周向均匀分布设置，蜂窝结构5021c在弯曲段的外表面5021a呈阵列设置；
72.微齿结构5011c的设置能够削弱第一应力件501的变形恢复趋势，而蜂窝结构5021c则能够有效加强第二应力件502的变形恢复趋势，即分别促进第一应力件501的扩张变形和第二应力件502的平直化恢复；
73.上述结构的设置更有利于强化光缆受力时，第一应力件501和第二应力件502对外力起到的抵消和缓冲作用，使得光缆具备更优的抗压效果。
74.更进一步的，
75.所述芯线外表面设有塑料材质的波纹管300，波纹管300在光缆的径向截面上呈折线纹或波浪纹贴合设置在束管200外表面，本实施例中为折线纹，且波纹管300外表面包覆有隔离层400，预应力抗压结构层500向内抵接在隔离层400的外表面；
76.由于预应力抗压结构层500是通过各结构的相互变形配合，并受到护套600层和其内部结构层的约束形成预应力的，因此与其直接接触的结构也会在一定程度上受力，虽然主要受力、约束部位为护套600，但与其直接相邻接触的内部结构也不可避免地会受到一定的作用力；
77.而设置波纹管300和隔离层400后，能够使其替代芯线与预应力抗压结构层500相互接触，减少了预应力抗压结构层500对芯线的影响，避免光纤线100直接受力，同时波纹管300具有良好的变形恢复能力并具备较好的缓冲、分散作用力的效果，强化光缆对光纤线100的保护效果。
78.更进一步的，
79.所述预应力抗压结构层500中，还设有第一拱形件503和第二拱形件504；
80.所述第一拱形件503相对设置在每个第二应力件502内侧，其向外拱起抵接在第二应力件502的弯曲段的内表面5021b、开口抵接在隔离层400的外表面；
81.所述第二拱形件504相对设置在每个第一应力件501内侧，其向内拱起抵接在隔离层400外表面、开口抵接在第一应力件501的弧形段的内表面5011b；
82.所述第一拱形件503和第二拱形件504的设置能够进一步有效分散预应力抗压结构层500对内的作用力，并且在第一应力件501或第二应力件502受力时，第一拱形件503和第二拱形件504能够进一步起到传导和分散作用力的作用。