Вращающийся оптический соединитель
Изобретение относится к области связи и может быть использовано в волоконно-оптических линиях с целью передачи информации с вращающихся объектов или к вращающимся объектам. Вращающийся оптический соединитель выполнен в виде корпуса, с двух сторон которого установлены два узла с проходящими внутри них двумя ферулами, один из узлов представляет собой ротор в виде вала с отверстием вдоль его оси, в котором установлена ферула в оправке с заделанным в ней оптическим кабелем, а другой узел представляет собой статорный узел, выполненный в виде сборки, содержащей ферулу в оправке, пружину, вкладыш, центрирующую обечайку, втулку статора и кабель, оптическое волокно которого заделано в феруле, внешней оболочкой кабель закреплен во втулке статора, а участок кабеля до ферулы, демпфирующий температурные и динамические деформации элементов соединителя при его работе, выполнен со снятой верхней оболочкой до полимерного покрытия волокна. Оправка ферулы статора выполнена с выступом, фиксирующим стыковку с вкладышем, соосность другого конца вкладыша обеспечена фланцем, соосная стыковка ферул статора и ротора обеспечена соосным размещением сборки статора в отверстии вала обжимной втулкой и пружиной, встречно прижимающей торцы ферул статора и ротора, в результате чего вращающийся оптический соединитель надежно работает. Технический результат – повышение надежности работы соединителя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области связи и может быть использовано в волоконно- оптических линиях с целью передачи информации с вращающихся объектов или к вращающимся объектам.
Известен вращающийся волоконно-оптический соединитель (пат.США №4124272, 07.11.1978), содержащий два волоконно-оптических кабеля, находящихся в смежных положениях в противоположном направлении вдоль общей оси вращения посредством пары наконечников, имеющих центральные сквозные отверстия. Описанное устройство является наиболее близким к изобретению. Недостатком является недостаточная надежность работы соединителя из-за сложности взаимной подгонки, совмещения движущихся элементов.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы соединителя.
Технический результат достигается тем, что вращающийся оптический соединитель содержит корпус, с двух сторон которого установлены два узла с проходящими внутри них двумя ферулами, один из узлов представляет собой ротор в виде вала с приводом и отверстием вдоль оси вала, в котором установлена ферула в оправке с заделанным в ней оптическим кабелем, другой узел представляет собой статорный узел, выполненный в виде сборки, содержащей ферулу в оправке, пружину, вкладыш, центрирующую обечайку, втулку статора и кабель, оптическое волокно которого заделано в феруле, внешней оболочкой кабель закреплен во втулке статора, а участок до ферулы, демпфирующий температурные и динамические деформации элементов соединителя при его работе, выполнен со снятой верхней оболочкой до полимерного покрытия волокна, оправка ферулы статора выполнена с выступом фиксирующим стыковку с вкладышем, соосность другого конца вкладыша обеспечена фланцем, соосная стыковка ферул статора и ротора обеспечена соосным размещением сборки статора в отверстии вала обжимной втулкой и пружиной, встречно прижимающей торцы ферул статора и ротора.
Область в отверстии вала вращающегося оптического соединителя, где состыкованы ферулы ротора и статора заполнена кремнеорганической жидкой смазкой, являющейся также иммерсионной средой между торцами стыкуемых ферул.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен вращающийся оптический соединитель,
на фиг. 2 показан вид соединителя с торца по стрелке «а»,
на фиг. 3 - показана часть соединителя в области «В»
на фиг. 4 - показана сборка статора.
Вращающийся оптический соединитель (фиг. 1) выполнен в виде корпуса 5, в котором размещены роторный и статорный узлы. Роторный узел состоит из вала 4 с поводком 3, размещенных на элементах вращения 6 и 9. В отверстии по оси вала закреплена роторная втулка 2, в кото вклеена ферула 12 с заделанным в ней концом оптического кабеля 1.
Статорный узел (статор) выполнен в виде сборки (Фиг. 4), которая включает оправку 7 с ферулой 14, которыми оконцован оптический кабель статора 11, пружину 15, вкладыш 17, обечайку 8 и втулку статора 10, зафиксированную в корпусе 5. Ферулы ротора 12 и статора 14 оппозитно состыкованы в обжимной втулке 13. (Фиг. 1, фиг. 3).
При работе соединителя ферула ротора, связанная с объектом вращения, также вращается, ферула статора 14 неподвижна. Сборка статора составлена из нескольких элементов, стыковка которых между собой «квазишарнирная» то есть стык выполнен со скользящей и ходовой посадкой. Такая связь элементов дает достаточную степень свободы феруле статора 14 при вращении ферулы ротора 12 (фиг. 1), если последняя установлена в роторе со смещением по его оси (погрешность монтажа, которая обычно не превышает 20-30 мкм). В этом случае при угловых или радиальных колебаниях ротора подвижность стыков сборки статора, а также демпфирующий участок оптического кабеля со снятой верхней оболочкой 16 и пружина 15 (фиг. 1, 4) будут компенсировать эти колебания и оси стыкуемых ферул 12 и 14, находящихся в обжимной втулке 13 при вращении ротора будут совпадать. Оправка 7, в которую вклеена ферула статора 14 выполнена с фиксатором 19 (фиг. 3), соосность которого с вкладышем 17 с одного его конца обеспечено при помощи обечайки 8 (фиг. 4) и фланца 18, опирающегося в отверстии корпуса с другого конца. Такая конструкция исключает возникновение радиальных усилий между ферулами статора и ротора, смещение осей которых всегда приводит к увеличению оптических потерь в соединителе. Таким образом, соосная стыковка ферул статора и ротора обеспечивается соосным размещением сборки статора в отверстии вала, обжимной втулкой, центрирующей обечайкой и пружиной встречно прижимающей торцы ферул ротора и статора.
Сборка статора позволяет также компенсировать угловые и радиальные смещения ферулы ротора. Часто соединитель должен работать в большом интервале температур (- 60+80)°С.
В этом случае неизбежно влияние температурного изменения размеров элементов и деталей соединителя. Может появиться зазор в стыке ферул 12 ротора и 14 статора что также приведет к потерям. В рабочем состоянии торцы ферул всегда должны быть сомкнуты. Это условие выполняет пружина 15. Чтобы торцы ферул всегда оставались в контакте, участок оптического кабеля 16 зачищен до полимерного покрытия волокна, что позволяет ему выполнять роль демпфирующего элемента. При этом пружина 15 всегда обеспечивает контакт торцов ферул 12 и 14. Испытания изготовленных опытных образцов показало, что вышеописанное устройство надежно работает в вышеуказанном интервале температур.
1. Вращающийся оптический соединитель содержащий корпус, с двух сторон которого установлены два узла с проходящими внутри них двумя ферулами, один из узлов представляет собой ротор в виде вала с приводом и отверстием вдоль оси вала, в котором установлена ферула в оправке с заделанным в ней оптическим кабелем, другой узел представляет собой статорный узел, выполненный в виде сборки, содержащей ферулу в оправке, пружину, вкладыш, центрирующую обечайку, втулку статора и кабель, оптическое волокно которого заделано в феруле, внешней оболочкой кабель закреплен во втулке статора, а участок кабеля до ферулы, демпфирующий температурные и динамические деформации элементов соединителя при его работе, выполнен со снятой верхней оболочкой до полимерного покрытия волокна, оправка ферулы статора выполнена с выступом, фиксирующим стыковку с вкладышем, соосность другого конца вкладыша обеспечена фланцем, соосная стыковка ферул статора и ротора обеспечена соосным размещением сборки статора в отверстии вала обжимной втулкой и пружиной, встречно прижимающей торцы ферул статора и ротора.
2. Вращающийся оптический соединитель по п. 1, отличающийся тем, что область отверстие вала, где состыкованы ферулы ротора и статора, заполнено кремнийорганической смазкой, которая одновременно является иммерсионной средой между торцами стыкуемых ферул.
