APARATO PARA COMBINAR UN FLUIDO CON UNA FIBRA ÓPTICA O CON UN HAZ DE FIBRAS ÓPTICAS.

Aparato para combinar un fluido con una fibra óptica o con un haz de fibras ópticas Campo de la invención [0001] La presente invención esta relaciona de forma general al campo de los cables de fibra óptica, en particular la presente invención esta dirigida a un método y aparato para aplicar un gel barrera de agua a fibras ópticas o haces de fibras a velocidades elevadas. Discusión del estado de la técnica [0002] Las fibras ópticas son filamentos de vidrio con un diámetro muy reducido capaces de transmitir señales ópticas a grandes distancias, a tasas de transmisión altas y con una perdida de señal extremadamente baja en comparación con los cables convencionales o cables de redes. Se ha encontrado aplicaciones para las fibras ópticas cada vez más amplias y actualmente constituyen la columna vertebral de las redes mundiales de telecomunicaciones. A causa de este desarrollo, se han aumentado las necesidades de una mayor calidad de las fibras ópticas con disminución del tiempo de producción y de los costes, mientras se aseguran la resistencia adecuada de los materiales para un funcionamiento continuo en condiciones cada vez más duras. Un aspecto importante para fabricar fibras ópticas mejores es la reducción de los fallos estructurales o de las impurezas de los revestimientos de protección aplicados a la fibra óptica durante su fabricación. [0003] En general, las fibras ópticas son fabricadas a partir de preformas de vidrio de diámetro relativamente grande. Las preformas de fibra practica son fabricadas generalmente con tres capas concéntricas de vidrio. La capa interna, o núcleo, esta fabricada a base de un vidrio SiOS de muy alta calidad y pureza, que por ejemplo, podría tener un diámetro aproximado de 5mm. Este núcleo de pureza muy alta es la porción de fibra óptica en la que se transmiten los datos ópticos. Concéntricamente posicionada alrededor del núcleo de pureza muy alta se encuentra una segunda capa de vidrio o revestimiento, con menor índice de refracción que el del núcleo y generalmente es menos pura. La diferencia de los índices de refracción entre el núcleo y el revestimiento permite que las señales ópticas en el núcleo se reflejen continuamente hacia si mismas en el núcleo al desplazarse a lo largo de la fibra. La combinación del núcleo con las capas de revestimiento, a menudo, se refiere como preforma primaria. La fibra óptica se forma entonces, calentando y ablandando una porción de preforma, y estirando rápidamente la parte reblandecida con equipamiento especializado. La longitud de la fibra óptica estirada es típicamente varios miles de veces mayor que la longitud de la preforma primaria. Las fibras ópticas que se fabrican con destino a cables de telecomunicaciones son típicamente revestidas con una o más capas de polímero. Los polímeros procuran protección mecánica a la superficie de la fibra y son coloreados para fines de identificación. Las fibras ópticas revestidas, individualmente o en grupo son típicamente cubiertas con una o más revestimientos que procuran soporte estructural y protección ambiental. El conjunto de fibra óptica, revestimiento y soportes mecánicos integrados adicionales es típicamente denominado como cable de fibra óptica. [0004] La exposición al agua o a la humedad ambiente causa cambios químicos en la superficie de la fibra óptica resultando en una degradación de su capacidad de transportar información. El método más comúnmente usado para prevenir o mitigar la degradación es reducir o eliminar el contacto del agua con la superficie de la fibra mediante el rellenado substancial de las carcasas de protección con un componente de barrera a agua, tal como un fluido hidrofóbico. Por gran número de razones, incluyendo el comportamiento del cable durante la instalación y la estabilidad de los cables a largo plazo durante su uso, el fluido hidrofóbico es generalmente un gel. Los geles tienden a fluir cuando son mecánicamente solicitados, pero tienden a permanecer estáticos bajo cargas mecánicas bajas. [0005] Métodos conocidos para aplicar gel a las fibras incluyen el estirado de la fibra a través de un recipiente relleno de gel, de tal forma que las fibras son recubiertas. Sin embargo, la utilización de tal método resulta en un revestimiento de las fibras inconsistente debido al aire ocluido. En consecuencia, se ha desarrollado aplicadores de gel, tal como el dispositivo revelado en Griser et al. U.S. Pat. No. 5395557, que trata de reducir la oclusión de aire, utilizando un recipiente relleno de gel presurizado. Este dispositivo incluye una carcasa que tiene una cavidad a través de la cual son introducidas una pluralidad de fibras ópticas separadas. El gel se introduce en la cavidad desde un recipiente mediante una bomba. Las fibras ópticas son después estiradas a través del gel de tal manera que dichas fibra son recubiertas con el gel. El gel se presenta bajo presión en un intento de reducir los intersticios de aire que puedan formarse sobre las fibras. Sin embargo esta técnica tiene numerosos inconvenientes. Por ejemplo, para reducir el aire ocluido una relativamente gran presión de trasmisión es ejercida sobre el gel en el recipiente. La rápida aplicación del gel de barrera con este método, requiere regiones de aplicación, relativamente largas y estrechas, para así prevenir expulsiones incontroladas del fluido desde las regiones de aplicación, debido a las grandes presiones. [0006] La patente europea 1043283 A, revela un aparato para aplicar un primer y un segundo revestimiento de resina como un laminado hacia el perímetro exterior de la fibra óptica, comprendiendo una primera hilera de revestimiento que tiene un primer orificio de hilera través del cual, la fibra óptica es introducida y una protuberancia 2 ES 2 367 980 T3 alrededor de la salida del primer orificio de hilera que se proyecta en la dirección de paso de la fibra óptica formada alrededor el primer orificio de hilera. El primer orificio de hilera y el perímetro exterior de la fibra óptica forman entre sí un espacio por el cual la primera resina de revestimiento es inyectada sobre el perímetro exterior de la fibra óptica. El aparato comprende una segunda hilera de recubrimiento que tiene un segundo orificio de hilera coaxialmente dispuesto respecto del primer orificio de hilera y a través del cual se inserta la fibra óptica pasada través del primer orificio de hilera. La segunda resina de revestimiento se inyecta a través de un intersticio existente entre la protuberancia del lado interior de la primera hilera de revestimiento y el lado interior de la segunda hilera de revestimiento, para aplicar así la segunda resina de revestimiento sobre el perímetro exterior de la fibra óptica revestida con la primera resina de revestimiento. La protuberancia de la parte interna de la primera hilera es efectiva para regular el flujo de la segunda resina de revestimiento inyectada a través del intersticio para ser aplicada en la fibra óptica revestida con la primera resina de revestimiento. De este modo se permite obtener un doble revestimiento de fibra óptica sin fluctuación del diámetro exterior incluso a altas velocidades. [0007] Consecuentemente un aparato para aplicar gel a una pluralidad de fibra ópticas, que supere substancialmente los inconvenientes antes indicados, es necesario y es altamente deseado en la industria de la fibra óptica. SUMARIO DE LA INVENCIÓN [0008] La presente invención se encuentra dirigida a eliminar los problemas anteriores asociados con la aplicación de fluidos de barrera a agua, tales como un gel, a fibra ópticas y a haces de fibras ópticas. Por lo tanto la invención mejora la calidad del cable de fibra óptica y el proceso de producción usado para aplicar el gel. [0009] En un primer aspecto, la presente invención proporciona un aparato para combinar un fluido con una fibra óptica, comprendiendo una hilera con un lado de entrada y un lado de salida con un orificio formado entre ellos, en el que el orificio está en comunicación con un intersticio de salida que se extiende alrededor de una porción del orificio, estando formados los lados de entrada y salida respectivamente a partir de una hilera de entrada y un a hilera de salida separadas, conteniendo dichas hileras de entrada y salida los orificios formados a través de las mismas y tienen áreas interiores, que conjuntamente forman una cavidad, y donde el fluido pasa desde la cavidad a través del intersticio de salida sobre una fibra óptica que está siendo estirada a través de dicho orificio, estando caracterizado dicho aparato porque el orificio está dimensionado para permitir el paso de una pluralidad de fibras ópticas que forman un haz y por que la hilera de salida tiene un estrangulamiento que forma una comunicación para fluido con la cavidad. [0010] En un segundo aspecto la invención se refiere a la utilización... [Seguir leyendo]

1. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) que comprende una hilera (30) que tiene un lado de entrada (46) y un lado de salida (58) con un orificio (50;60) formado a través del mismo, donde el mencionado orificio (50;60) está en comunicación con un intersticio de salida (G) que se extiende alrededor de una porción del orificio (50:60) citado, estando formados los mencionados lados de entrada (46) y salida (56) respectivamente a partir de una hilera de entrada (42) y un a hilera de salida (54) separadas, conteniendo dichas hileras de entrada (42) y salida (54) los citados orificios (50;60) formados a través de las mismas y tienen áreas interiores (44,56) que se juntan para formar una cavidad (66), y donde el fluido pasa desde dicha cavidad a través del intersticio de salida (G) sobre una fibra óptica (22) que está siendo estirada a través del mencionado orificio (50;60) , estando caracterizado dicho aparato (30) porque el mencionado orificio (50;60) está dimensionado para permitir el paso de una pluralidad de fibras ópticas (22) que forman un haz y por que la citada hilera de salida (54) tiene un estrangulamiento (62) que forma una comunicación para fluido con la citada cavidad (66). 2. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la mencionada hilera de salida (54) incluye una pluralidad de estrangulamientos (62) que se disponen de forma radial alrededor del mencionado orificio (60) de la hilera de salida (54) citada. 3. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 en el que la citada hilera (30) tiene además una abertura de inyección (86) para inyectar fluido en la mencionada cavidad (66), en el que cuando dicho fluido es inyectado en la mencionada cavidad (66) discurre a través de la citada cavidad (66), saliendo por el intersticio de salida. 4. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el mencionado fluido es impulsado a una velocidad tal que le permite llegar y ser depositado en la porción interna (26) de citado haz formado por la pluralidad de fibras ópticas (22) mencionadas que pasa a través de citado orificio (50; 60). 5. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4 en el que el citado fluido es un gel conteniendo un liquido newtoniano, una solución diluida que contiene moléculas de polímero y una mezcla líquida que contiene partículas sólidas. 6. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 en el que una de las mencionadas áreas interiores (44) de la mencionada hilera de entrada (42) y la mencionada área interior (56) de la hilera de salida (54) citada tienen una porción que varia gradualmente (48;60) que proporciona la menciona cavidad (66) una forma cónica. 7. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 2, que incluye además un cuerpo principal (72) que sujeta las mencionadas hilera de salida (42) e hilera de entrada (54), en el que dicho cuerpo principal (72) incluye un pasaje que está en comunicación de fluido con la citada pluralidad de estrangulamientos (62) de la hilera de salida (54) citada, y en el se define una trayectoria de fluido que discurre desde el pasaje hasta el intersticio de salida (G) citada. 8. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el mencionado cuerpo principal (72) tiene un lado de salida con una porción hueca con forma cónica (78). 9. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 7, que además incluye un anillo de retención (32) que fija las mencionada hileras de entrada (42) y salida (54) al cuerpo principal citado (72). 10. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el mencionado anillo de retención (32) está engranado a rosca al mencionado cuerpo principal (72). 11. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que las mencionadas hileras de entrada (42) y salida (54) están separadas por un anillo distanciador (64). 12. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que un anillo deslizante (70), está dispuesto en una circunferencia externa de las mencionadas hileras de entrada (42) y salida (54). 13. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12, donde el mencionado orificio (50) de dicha hilera de salida (42) está dimensionado para recibir una pluralidad de 7 ES 2 367 980 T3 fibras que están formadas con un patrón circular de tal manera que cuando se pasan a través del mencionado orificio (50) son comprimidas radialmente. 14. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la mencionada hilera de entrada (42), en la proximidad del orificio (50) citado, está inclinada hacia adentro. 15. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la mencionada hilera de salida (54), en la proximidad del orificio (60) citado, está inclinada hacia adentro. 16. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que los citados orificios (50;60) están rodeados radialmente por una extensión de la cavidad (66) citada, para definir una región de circulación crítica (69) que tiene el mencionado intersticio de salida (G) 17. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 16, en el que una velocidad lineal del fluido es suficiente para superar la energía cinética de una capa límite de aire que se desplaza junto con las mencionada fibras ópticas (22) del citado haz el cual es estirado a través de la mencionada hilera de entrada (42) previamente a que la fibra recubierta sea estirada a través de la hilera de salida (54) citada. 18. Aparato (30) para combinar un fluido con una fibra óptica (22) de acuerdo con la reivindicación 2 que comprende medios para aplicar un gel viscoso de barrera a agua a un haz de fibras ópticas (22), en el que el mencionado orificio (50) de la citada hilera de entrada (42) está dimensionado para comprimir ligeramente el diámetro de un haz de fibras ópticas para eliminar el exceso de aire del mencionado haz de fibras ópticas (22) y compactar mutuamente las fibras ópticas individuales del mencionado haz, siendo aplicado dicho gel de barrera a agua a medida que es utilizado, a una velocidad lineal elevada en una dirección substancialmente normal a la superficie exterior del mencionado haz al pasar el mencionado haz a través del intersticio de salida (G), siendo suficiente dicha velocidad lineal del citado gel de barrera a agua para superar la energía cinética de una capa límite de aire que se desplaza junto con el citado haz cuando es estirado a través de la mencionada hilera de entrada (42) previamente a que sea estirado a través de la hilera de salida (54) citada y para forzar/presionar el gel de barrera a agua en una porción interior del mencionado haz. 19. Utilización de un aparato (30) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores para combinar un fluido con una fibra óptica. 8 ES 2 367 980 T3 9 ES 2 367 980 T3 ES 2 367 980 T3 11 ES 2 367 980 T3 12 REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto. Documentos de patente citados en la descripción ES 2 367 980 T3 US 5395557 A, Griser [0005] EP 1043283 A [0006] 13