CN103353658A - 纵向密封水下光缆的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明申请是201210031989.3的分案申请。本发明公开了一种纵向密封水下光缆，包含光单元、加强装置以及防水护套，在光单元、加强装置和防水护套之间的空隙中填充有阻水及防腐蚀材料，所述加强装置包含中线和光单元间加强装置，所述光单元间加强装置包含若干根截面为圆形的加强件，所述光单元和若干根截面为圆形的加强件以同心圆的方式紧密放置在中线周围，所述阻水及防腐蚀材料常温时固态。该光缆结构简单、缆直径小，纵向水密封性好，并具有良好的耐腐蚀、抗拉力和抗压力等性能优点，提高了水下光缆的产品质量和可靠性，降低了光缆的制造成本。本发明还公开了所述光缆的制造方法。

Description

纵向密封水下光缆的制备方法

本发明专利申请是分案申请。原案的申请号是201210031989.3，申请日是2012年02月14日，发明名称是：纵向密封水下光缆及其制备方法。

技术领域

本发明属于光纤通信、监测信号传输或温度测量系统的技术领域，具体涉及一种用于制备纵向密封水下光缆的设备及其制备方法。

背景技术

水下光缆主要是在河流、湖泊、浅海以及沿海、岛屿等地区的水下环境条件下使用。水下光缆的适于水下常年工作需要满足一定的条件，例如：良好的防潮防腐蚀性能以及良好的抗压性能等。

现有技术的水下光缆的结构主要是由光单元、加强件以及护套组成。其中的光单元是用对光纤提供一定保护的结构，通常水下光缆采用在光缆结构中设置金属或塑料的内衬管等方式来保护光单元不受腐蚀和提高强度，例如近几年来，不锈钢管型光单元因具有良好的耐腐蚀性好、抗压性能性好、直径小等优点而得到广泛的应用。加强方式是在光单元以及设置金属或塑料的内衬管的周围缠绕多层截面为圆形的加强件、钢带铠装等，其用来抵抗光缆在使用过程中受到的侧压力、抗拉力等，光缆主要的水密材料是在光单元及保护管外的加强件中间的。另外，光缆内部的空隙中填充有阻水及防腐蚀材料，通常用的是沥青、阻水缆膏等粘性填充材料，而光缆的护套一旦因外力或生物损伤时，水很容易因压力过大进入到光缆内部并且突破粘性填充材料使之变形以及产生部分间隙而继续渗透。现有技术的水下光缆存在着制造成本高、结构复杂、缆直径大、纵向水密性差等缺陷。

另外，现有技术中对常用的沥青、阻水缆膏等粘性填充材料的填充是在缆线绞合成型后浸入相应的粘性填充材料中实现的，这种填充方式，虽然可通过复杂的施压装置给填充材料一定的压力来改善，但仍很难使缆线内部的空隙全部填充满填充材料，从而影响水密性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：克服现有技术的水下光缆的结构复杂、制造成本高、缆直径大、纵向水密性差等的缺陷，提供一种光缆。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

光缆，包含光单元、加强装置以及防水护套，在光单元、加强装置和防水护套之间的空隙中填充有阻水及防腐蚀材料，其特征在于：所述加强装置包含中线和光单元间加强装置，所述光单元间加强装置包含若干根截面为圆形的加强件，所述光单元和若干根截面为圆形的加强件以同心圆的方式紧密放置在中线周围。

采用上述技术方案，本发明相对于现有技术达到了如下有益效果：

光单元是分布在加强件中间的，产生了很高的抗侧压力的效果。这样的光缆结构简单、缆直径小，纵向水密封性好，并具有良好的耐腐蚀、抗拉力和抗压力等性能优点，提高了水下光缆的产品质量和可靠性，降低了光缆的制造成本。

本发明进一步要解决的技术问题在于：提供一种能够使光缆形成全填充结构、产生良好的纵向水密性能的光缆的制造方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

光缆的制造方法，其特征在于包含以下步骤：

（一）熔化阻水及防腐蚀材料并保持恒温；

（二）将待绞缆的芯线穿过旋转模具的旋转穿线模的穿线孔与熔化的阻水及防腐蚀材料在旋转模具的空腔中接触；

（三）以一根截面为圆形的加强件为轴线在其周围同步绞合其他的截面为圆形的加强件和光单元，使光单元和其他的截面为圆形的加强件紧密放置在为轴线的截面为圆形的加强件周围，在绞合过程中，使所述光单元和其他的截面为圆形的加强件在沿着为轴线的截面为圆形的加强件前行的同时还沿着为轴线的截面为圆形的加强件旋转；

（四）降温固化；

（五）在缆线外侧包覆防水护套。

采用上述技术方案，本发明相对于现有技术达到了如下有益效果：

实现绞缆、阻水及防腐蚀材料的填充是在加热熔化、旋转的动态过程中进行的，使光缆内部空隙能够全部填充阻水及防腐蚀材料，并能与缆线内部所有构件都能很好粘结，光缆内部形成了很好的全密封性结构；并且阻水及防腐蚀材料冷却到常温时为固态，在水压下难以变形，起到了很好的承压和阻水效果；在缆线外侧的防水护套还包含阻水型的绕包带、外护套，因此使光缆整体形成了固态的全填充密封结构，产生很好的纵向水密性能。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明，其中：

图1是本发明纵向密封水下光缆的制备方法的优选实施方式制备的光缆的截面示意图；

图2是图1所示实施方式的光单元的局部放大图；

图3是本发明旋转模具的优选实施方式的结构示意图；

图4是图3所示实施方式的旋转穿线模的面板的结构示意图。

具体实施方式

图1-图2显示的是本发明纵向密封水下光缆的制备方法的优选实施方式制备的光缆。

如图1所示，所述光缆包含一根光单元4、加强装置5、绕包带7以及外护套8。所述加强装置5包含中线51、光单元间加强装置52和一层光单元外加强装置53：所述中线51是一根截面为圆形的加强件，所述光单元间加强装置52包含五根截面为圆形的加强件，所述光单元4和该五根截面为圆形的加强件以同心圆的方式紧密放置在中线51周围；所述光单元外加强装置53包含12根截面为圆形的加强件，其紧密放置在光单元4及光单元间加强装置52外侧。需要说明的是，所述光单元外加强装置53并非是必须的，而且层数也可以是多层，根据需求进行布置。另外，所述截面为圆形的加强件的比较好的实施例是镀锌钢丝、合金镀层中碳钢丝、铝包钢丝、FRP或kFRP。

所述防水护套包含由水密材料包覆在缆线外侧的阻水型的护套，具体来说包含绕包带7和外护套8。作为比较优选的例子：所述外护套8的材质为塑料或橡塑弹性体材料；所述绕包带7的材质为阻水带或塑料薄膜，进一步优选是塑料薄膜。塑料薄膜在挤包外护套时，通过挤塑加热后挤出材料的余温与外护套8粘结在一起。

在光单元4、加强装置5与绕包带7之间的空隙中填充有阻水及防腐蚀材料6。该阻水及防腐蚀材料6是热熔胶。

除此之外，还可以对光单元4提出一种优选，参见图2，所述光单元4为不锈钢管型光单元，其包含不锈钢管3以及光纤1，所述光纤1被包覆在不锈钢管3内，在不锈钢管3内的空隙中填充有吸氢纤膏2。而在本实施方式中，光缆中的光单元4数量可以是1根也可以是多根，比较优选的例子是1-3根。

下面通过实施例1详细说明下光缆的制备方法：

实施例1：

光缆包含：

2根光单元4，每根光单元4中包含：24根光纤1、吸氢纤膏2、3mm直径的不锈钢管3；

中线51为：1根3mm直径的钢丝；

光单元间加强装置52包含：4根3mm直径的钢丝；

光单元外加强装置53包含：12根3mm直径的钢丝；

阻水及防腐蚀材料6的材质为：热熔胶；

防水护套包含：绕包带7、聚氨酯护套8。

所述制备方法包含以下步骤：

第一步、采用常规工艺将光纤1、吸氢纤膏2包履在不锈钢管3的内部，制成光单元4。

第二步、熔化热熔胶并保持恒温；

第三步、将5根钢丝以及2根光单元与熔化的热熔胶在旋转模具中接触；

第四步、以一根钢丝为轴线在其周围同步绞合其他的4根钢丝和2根光单元，使该其他的4根钢丝和2根光单元紧密放置在为轴线的一根钢丝的周围，在绞合过程中，使所述其他的4根钢丝和2根光单元在沿着为轴线的钢丝前行的同时还沿着为轴线的钢丝旋转；

第五步、降温使热熔胶固化；

第六步、重复步骤第二步至第五步，不同的是以第五步固化的缆线为轴线，在其周围紧密放置12根钢丝；

第七步、在缆线的最外侧绕一层绕包带；

第八步、挤包外护套。

对实施例1所述制备方法提出一些优选：例如在第二步，熔化及恒温温度为70-150℃；例如在第六步和第七步之间还有定径模孔刮去缆线表面多余热熔胶的步骤；再例如在第五步使用的是空气冷却降温固化。这些优选的方式都能提高光缆的产品质量和可靠性。

采用这样的制备方法，使热熔胶与缆线内部所有构件都能很好粘结并且充满全部空隙，外护套内侧也采取了水密结构及材料，因此使光缆形成了固态的全填充密封结构，产生很好的纵向水密性能。同时制备方法得到的光缆结构简单、缆直径小，具有耐腐蚀、抗拉力和抗压力等性能优点，提高了光缆的产品质量和可靠性，降低了水下光缆的制造成本。

图3-图4显示的是本发明的旋转模具的优选实施方式。如图3所示，本实施方式的旋转模具，包含旋转穿线模11和定径模21；所述定径模21包含同轴且贯通的喇叭口和定径模孔23；所述旋转穿线模11的外侧与定径模21的喇叭口角度相同，使得旋转穿线模11可以紧密配合在定径模21的喇叭口内并可旋转，并且在旋转穿线模11紧密配合在定径模21的喇叭口内时，旋转穿线模11与定径模21之间形成空腔25；同时，在旋转穿线模11中还包含穿线孔12。所述穿线孔12包含一个中心穿线孔121和数个侧穿线孔122，所述中心穿线孔121与定径模孔23同轴，所述数个侧穿线孔122以同心圆的方式分布在中心穿线孔121的周围（参见图4）且该数个侧穿线孔122与中心穿线孔121之间的角度相同；另外，在定径模21中还设有进料孔22，所述进料孔22与旋转穿线模11与定径模21之间形成的空腔25贯通。

作为本实施方式的一种优选方式，所述进料孔22接有恒温加热装置24。

作为本实施方式的另一种优选方式，所述定径模21外侧放置常规的加热、恒温、保温装置。

下面结合实施例2对本实施方式的旋转模具进行进一步的说明。

实施例2：

光缆包含：

1根光单元4，每根光单元1中包含：12根光纤1、吸氢纤膏2、2.8mm直径的不锈钢管3；

中线51为：1根2.8mm直径的钢丝；

光单元间加强装置52包含：5根2.8mm直径的钢丝；

阻水及防腐蚀材料6的材质为：热熔胶；

防水护套包含：绕包带7、聚乙烯护套8。

结合旋转模具重复实施实施例1的制备方法，除此之外还有区别在于，在本实施例中并无光单元外加强装置53，因而省去上述第六步。所述制备方法包含以下步骤：

第一步、预制光单元；

第二步、在恒温加热装置24中将热熔胶熔化，熔化的热熔胶经过进料孔22进入旋转模具的空腔25；

第三步、经过光单元和钢丝，穿过旋转穿线模11的穿线孔12，进入旋转模具的内腔25，与熔化的热熔胶接触。其中，一根钢丝进入中心穿线孔121，其他钢丝和光单元进入侧穿线孔122。绞线机旋转时带动旋转穿线模11同步旋转，光单元及钢丝在定径模21的喇叭口和定径模孔23处绞合成缆芯；在旋转模具的内腔25中，光单元及钢丝沿喇叭口斜向和中心轴向前行的同时沿着中心轴的钢丝旋转，带动热熔胶涂履在光单元和每根钢丝的表面，使得缆线外表面及内部全部间隙充满热熔胶，而多余的热熔胶在缆线通过的定径模孔23时括在旋转模具的内腔25内继续使用。

第四步、经过热熔胶全填充密封的缆线走出定径模孔23后，一边前行一边空气冷却降温，热熔胶逐步固化。

第五步、在缆线的外侧，绕一层绕包带7。

第六步、挤包外护套8。

在使用旋转模具实施本发明的制备方法时，旋转穿线模11与定径模21的喇叭口紧密配合还使得旋转穿线模11在定径模21喇叭口内旋转时，同时起到密封热熔胶不流出旋转模具的内腔25作用。

另外，所述旋转穿线模11的比较好的厚度范围为10-50mm。

上面结合附图与具体实施方式对本发明做了详细的说明，但本发明并不限于此，任何本技术领域的技术人员在所具备的知识范围内，在不违背本发明宗旨的前提下，可以对其做出各种变形与修改。

Claims (7)

1.光缆的制造方法，其特征在于包含以下步骤：

（一）熔化阻水及防腐蚀材料并保持恒温；

（二）将待绞缆的芯线穿过旋转模具的旋转穿线模的穿线孔与熔化的阻水及防腐蚀材料在旋转模具的空腔中接触；

（三）以一根截面为圆形的加强件为轴线在其周围同步绞合其他的截面为圆形的加强件和光单元，使光单元和其他的截面为圆形的加强件紧密放置在为轴线的截面为圆形的加强件周围，在绞合过程中，使所述光单元和其他的截面为圆形的加强件在沿着为轴线的截面为圆形的加强件前行的同时还沿着为轴线的截面为圆形的加强件旋转；

（四）降温固化；

（五）在缆线外侧包覆防水护套。

2.根据权利要求1所述的光缆的制造方法，其特征在于：在步骤（四）与步骤（五）之间还包含步骤：以步骤（四）固化的缆线为轴线，重复步骤（二）至步骤（四），在其外侧分层同步绞缆一层或数层紧密排列的截面为圆形的加强件。

3.根据权利要求1所述的光缆的制造方法，其特征在于：步骤（一）的熔化及恒温温度为70-150℃。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光缆的制造方法，其特征在于：所述缆线外侧的防水护套包含绕包带以及外护套，所述绕包带绕包在缆线的外侧，所述外护套包覆在绕包带的外侧。

5.根据权利要求4所述的光缆的制造方法，其特征在于：在步骤（五），首先在缆线的外侧绕上绕包带，再在绕包带的外侧挤包外护套。

6.根据权利要求1-3任一项所述的光缆的制造方法，其特征在于：在步骤（三）和（四）之间还有通过旋转模具的定径模孔刮去缆线表面多余阻水及防腐蚀材料的步骤。

7.根据权利要求1-3任一项所述的光缆的制造方法，其特征在于：在步骤（四）是空气冷却降温固化。

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