CN109961898A - 一种铠装拖缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铠装拖缆，包括缆芯、护套层、铠装层，缆芯包括数据电缆单元、光单元和电源线，若干所述数据电缆单元与光单元绞合构成中心缆芯，光单元填充在数据电缆单元绞合的空隙处，中心缆芯外周沿其延伸方向设置有多根电源线，多根电源线分层绞合在所述中心缆芯外，与中心缆芯共同构成了多层缆芯结构，每层缆芯外均设置有金属屏蔽层；铠装层包括依次包覆的第一钢丝层、第二钢丝层和第三钢丝层，第一钢丝层、第二钢丝层和第三钢丝层均螺旋铠装在所述护套层外。本发明的铠装拖缆，既能够满足大外径、高力值、高抗扭的机械需求，又能够满足包含光单元、数据电缆单元和若干电源线的配置需求。
Description
技术领域
本发明涉及拖缆生产制造领域，具体涉及一种铠装拖缆。
背景技术
随着国家海洋战略的不断深入，我国海洋事业快速发展，对海洋的探测维度越来越广，水下拖曳设备体积和重量也愈来愈大，这对拖缆的设计要求也越来越高。据了解，现在需要一种拖曳阵缆要求极其苛刻：大外径、高力值、高抗扭，并且需要包括光单元、数据电缆单元和若干电源线，一般的拖缆不能满足要求。
目前，现有的拖缆的缆芯多为一层或者两层结构，其包含的电源线数量有限，远远达不到所需的拖缆技术要求，并且现有的拖缆铠装多采用两层钢丝铠装结构，产品机械性能远远达不到最前沿的拖曳技术要求。
为了满足现拖缆的技术需求就要增加缆芯的层数和钢丝直径，以此来满足其高力值的需求，但增加钢丝直径就会存在两个问题：
1)产品弯曲性能差。钢丝直径达到5～6mm，铠装后拖缆刚度极高，产品弯曲性能极差，对拖曳、施工有着较大影响。
2)高强度粗钢丝裸铠工艺实现困难。钢丝直径大，强度高，铠装预成型调节难度大，钢丝服帖性不高,极易出现散股、松弛现象。
所以现在急需一种满足现有需求的拖缆：既能够满足大外径、高力值、高抗扭的机械需求，又能够满足包含光单元、数据电缆单元和若干电源线的配置需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铠装拖缆，既能够满足大外径、高力值、高抗扭的机械需求，又能够满足包含光单元、数据电缆单元和若干电源线的配置需求。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铠装拖缆，包括缆芯、依次包覆在缆芯外的护套层和铠装层，所述缆芯包括数据电缆单元、光单元和电源线，若干所述数据电缆单元与光单元绞合构成中心缆芯结构，所述光单元填充在数据电缆单元绞合的空隙处，所述中心缆芯外周沿其延伸方向设置多根电源线，多根所述电源线分层绞合在所述中心缆芯外，与中心缆芯共同构成了多层缆芯结构，每层缆芯外均设置有金属屏蔽层；所述铠装层包括依次包覆的第一钢丝层、第二钢丝层和第三钢丝层，所述第一钢丝层、第二钢丝层和第三钢丝层均螺旋铠装在所述护套层外
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述数据电缆单元包括绝缘线对、金属屏蔽层，所述绝缘线对包括导体和包覆在导体外的绝缘层，所述金属屏蔽层包覆在所述绝缘线对外。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述金属屏蔽层为铜塑复合带，所述铜塑复合带绕包在电源线和绝缘线对外侧。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述光单元包括光纤、不锈钢管和PE护套，所述不锈钢管内包括一根或多根光纤，所述PE护套包覆在所述不锈钢管外侧。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括多根所述电源线之间设置有若干导流线，所述导流线与所述电源线均匀间隔分布。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一钢丝层、第二钢丝层的钢丝的直径为3.2mm，所述第三钢丝层的钢丝的直径为3.8mm。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一钢丝层和第二钢丝层同向铠装，所述第三钢丝层与所述第一钢丝层和第二钢丝层的铠装方向相反。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括还包括填充单元，所述填充单元设置在所述数据电缆单元内和中心缆芯结构中用于替代光单元，从而保证数据电缆单元和中心缆芯的圆整性。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述缆芯的间隙之间涂覆有阻水胶。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述护套层由TPEE护套料挤塑制成。
本发明的有益效果：
其一、本发明的缆芯包括数据电缆单元、光单元和电源线，满足了拖缆电力传输和通信的配置需求；
其二、本发明的缆芯采用多层缆芯结构，电源线分层绞合在中心缆芯外，根据实际的使用需求，进一步增加了配置电源线的数量，满足现有设备的使用需求；
其三、本发明的铠装层采用三层钢丝的铠装结构，取代现有技术中增加铠装钢丝直径的方案，在满足高力值要求的同时大幅提升拖缆的弯曲性能和抗侧压抗压扁性能，且工艺上容易实现，大大增加产品的可靠性和稳定性。
附图说明
图1是本发明的铠装拖缆的结构示意图；
图2是本发明的数据电缆的结构示意图；
图3是本发明的光单元的结构示意图。
图中标号说明：1、数据电缆单元；11、导体；12、绝缘层；2、光单元；21、光纤；22、不锈钢管；23、PE护套；3、电源线；4、导流线；5、金属屏蔽层；6、护套层；7、第一钢丝层；8、第二钢丝层；9、第三钢丝层；10、填充单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本发明的铠装拖缆，包括缆芯、依次包覆在缆芯外的护套层6和铠装层，所述缆芯包括数据电缆单元1、光单元2和电源线3，若干所述数据电缆单元1与光单元2绞合构成中心缆芯，所述数据电缆单元1的外径大于所述光单元2的外径，因此在绞合的过程中，所述光单元2填充在数据电缆单元1绞合的空隙处，提高了中心缆芯内的空间利用率，同时也进一步保证了中心缆芯的圆整性，所述中心缆芯结构外周沿其延伸方向绞合设置多根电源线3，所述多根电源线3分四层绞合在所述中心缆芯外，每层缆芯外面均设置有金属屏蔽层5。所述铠装层包括依次包覆的第一钢丝层7、第二钢丝层8和第三钢丝层9，所述第一钢丝层7、第二钢丝层8和第三钢丝层9均铠装在所述护套层6外。
参照图2所示，所述数据电缆单元1包括绝缘线对、金属屏蔽层5，所述绝缘线对包括导体11和包覆在导体11外的绝缘层12，所述金属屏蔽层5包覆在所述绝缘线对外。
具体地，所述金属屏蔽层5为铜塑复合带，所述铜塑复合带绕包在电源线3和绝缘线对外侧，相比于纵包的铜塑复合带，绕包的缠绕方式使铜塑复合带之间搭接包覆，防止铜塑复合带出现漏包的情况。
具体地，所述绝缘层12采用交联聚烯烃绝缘材料制成，绝缘效果明显。
参照图3所示，所述光单元2包括光纤21、不锈钢管22和PE护套23，所述不锈钢管22内包括多根光纤21，所述不锈钢管22内填充吸氢纤膏，所述吸氢纤膏起到阻水阻氢作用，同时也能起到一定的缓冲作用，所述PE护套23包覆在所述不锈钢管22外侧。不锈钢管22径向阻水优越，同时大幅提升抗侧压能力。
具体地，所述电源线3包括导体和包覆在所述导体外的绝缘层，所述绝缘层也采用交联聚烯烃绝缘材料制成，绝缘效果明显。
具体地，所述多根所述电源线3之间设置有若干导流线4，所述导流线4与所述电源线3均匀间隔分布，所述导流线4采用半导电聚乙烯绝缘材料制成，所述导流线4起到承载短路电流，保持相位平衡作用。
具体地，所述第一钢丝层7、第二钢丝层8的钢丝的直径为3.2mm，所述第三钢丝层9的钢丝的直径为3.8mm，相比于现有技术中使用的5～6mm直径的粗钢丝，本实施例中的，钢丝直径小、强度低，预成型易调节，钢丝服帖性好，不易出现跳浜、松散等现象。
具体地，所述第一钢丝层7和第二钢丝层8同向铠装，所述第三钢丝层9与所述第一钢丝层7和第二钢丝层8的铠装方向相反。此种铠装设计实现扭矩平衡，保证两方向的扭转刚度基本一致，提升产品抗扭性能。铠装时，要避免钢丝对缆芯产生较大的内应力，尽可能减小钢丝对缆芯产生的压力和扭矩。铠装时对钢丝的放线张力做严格规定，调节预变形器的下压量和前后辊轮间的距离，使得铠装时形成的预扭节距与固有节距相一致，保证钢丝不出现跳浜、散股、松弛等现象。
具体地，本实施例中，还包括填充单元10，所述填充单元10设置在所述数据电缆单元1内和中心缆芯中用于替代光单元2，从而保证数据电缆单元1和中心缆芯的圆整性。
参照图1所示，所述填充单元10用于代替所述光单元2，在实际使用时，有时不需要设置多根光单元2，但是为了保证中心缆芯的圆整性，采用填充单元10对替代光单元2，在数据电缆单元1绞合的缝隙中填充，所述填充单元10为填充条；参照图2所示，同样为了保证数据电缆单元1的圆整性，在所述数据电缆单元1内也设置有填充条。
具体地，所述缆芯的间隙之间涂覆有阻水胶，确保缆芯渗水长度有限，提升产品及水下作业设备的安全性。
具体地，所述护套层6由TPEE护套料挤塑制成，所述TPEE护套料物理及化学性能优越，抗张强度可达40MPa以上，断裂伸长率超500％，耐盐雾、耐油污、易硫化，具有优良的熔融稳定性和充分的热塑性，现有技术中主要采用TPU护套，本实施例选择TPEE护套替代TPU护套：
1)TPEE耐水解能力比TPU要强，长期在水下工作选择TPEE更可靠；
2)与TPU相比，TPEE压缩模量与拉伸模量要高得多，用相同硬度的TPEE和TPU制作同一零件，前者可以承受更大的负载，耐侧压能力更强。就铠装缆而言，护套必须要有一定的硬度，邵氏硬度75A材料，铠装时容易出现收缩变形，不能满足铠装要求；邵氏硬度50D的TPU挤出工艺难度大，而TPEE材料就相对容易加工。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种铠装拖缆，其特征在于，包括缆芯、依次包覆在缆芯外的护套层和铠装层，所述缆芯包括数据电缆单元、光单元和电源线，若干所述数据电缆单元与光单元绞合构成中心缆芯结构，所述光单元填充在数据电缆单元绞合的空隙处，所述中心缆芯外周沿其延伸方向设置有多根电源线，多根所述电源线分层绞合在所述中心缆芯外，与中心缆芯结构共同构成了多层缆芯结构，每层缆芯外均设置有金属屏蔽层；所述铠装层包括依次包覆的第一钢丝层、第二钢丝层和第三钢丝层，所述第一钢丝层、第二钢丝层和第三钢丝层均螺旋铠装在所述护套层外。
2.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，所述数据电缆单元包括绝缘线对、金属屏蔽层，所述绝缘线对包括导体和包覆在导体外的绝缘层，所述金属屏蔽层包覆在所述绝缘线对外。
3.如权利要求1或2所述的铠装拖缆，其特征在于，所述金属屏蔽层为铜塑复合带，所述铜塑复合带绕包在电源线和绝缘线对外侧。
4.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，所述光单元包括光纤、不锈钢管和PE护套，所述不锈钢管内包括一根或多根光纤，所述PE护套包覆在所述不锈钢管外侧。
5.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，多根所述电源线之间设置有若干导流线，所述导流线与所述电源线均匀间隔分布。
6.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，所述第一钢丝层、第二钢丝层的钢丝的直径为3.2mm，所述第三钢丝层的钢丝的直径为3.8mm。
7.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，所述第一钢丝层和第二钢丝层同向铠装，所述第三钢丝层与所述第一钢丝层和第二钢丝层的铠装方向相反。
8.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，还包括填充单元，所述填充单元设置在所述数据电缆单元内和中心缆芯结构中用于替代光单元，从而保证数据电缆单元和中心缆芯结构的圆整性。
9.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，所述缆芯的间隙之间涂覆有阻水胶。
10.如权利要求1所述的铠装拖缆，其特征在于，所述护套层由TPEE护套料挤塑制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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