CN110379548A - 一种水密电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水密电缆，包括：多根具有绝缘层的导电线芯，导电线芯用以导电并能够沿任意方向弯曲；用以包裹多根绞合或绞接的导电线芯以形成缆线的缆线隔离层；设于缆线隔离层的外部、用以与深海水密接插件紧密连接以防止水渗漏的水密护套层。本发明还公开了一种水密电缆的制造方法。上述水密电缆加工容易、水密性好，且其作业水压可以达到127MPa左右，作业深度可达到10000米，从而可以解决水密电缆无法满足万米下潜深度要求的问题。

Description

一种水密电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及电力传输技术领域，特别涉及一种水密电缆。本发明还涉及一种水密电缆的制造方法。
背景技术
深海水密接插件用水密电缆广泛应用于深海机器人、深海载人潜水器以及其他深海潜器，深海水密接插件用水密电缆是电力传输、信号传输的主要设施。由于深海水密接插件用水密电缆长期浸泡在水中，因此对水密性有着很高的要求，水密性的高低直接影响深海设备运行的稳定性与安全性，一般的操作是通过阻止海水从电缆内部渗漏到潜器舱室或进入仪器设备，这样可以确保深海潜器及仪器设备的安全。目前，对于现有技术中的深海潜水设备，例如“蛟龙号”深海载人潜水器，其下潜深度可以达到7000米，然而，对于万米要求的下潜深度来说，目前的深海水密接插件用水密电缆还远远达不到水密性要求，万米深海水压对深海水密接插件用水密电缆提出了更高的要求。
因此，如何避免由于传统深海水密接插件用水密电缆无法满足万米下潜深度要求是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种水密电缆，该水密电缆可以解决水密电缆无法满足万米下潜深度要求的问题，该水密电缆水密性好，作业水压可以达到127MPa左右，且作业深度达到10000米。本发明的另一目的是提供一种水密电缆的制造方法。
为实现上述目的，本发明提供一种水密电缆，包括：
多根具有绝缘层的导电线芯，所述导电线芯用以导电并能够沿任意方向弯曲；
用以包裹多根绞合或绞接的所述导电线芯以形成缆线的缆线隔离层；
设于所述缆线隔离层的外部、用以与深海水密接插件紧密连接以防止水渗漏的水密护套层。
可选地，所述绝缘层与所述导电线芯之间设有用以包覆所述导电线芯的线芯隔离层。
可选地，所述导电线芯包括多股用以实现导电的导电单丝，所述导电单丝包括：
铜导体；
设于所述铜导体的外部、用以包覆所述铜导体的镀锡层。
可选地，所述线芯隔离层具体为无纺布隔离层，所述绝缘层具体为乙丙橡胶绝缘层。
可选地，所述缆线隔离层的内部设有用以充满所述缆线隔离层与全部所述绝缘层之间的空隙的填充物，所述填充物用以形成能够防止水渗漏的水密填充剂。
可选地，所述填充物具体为单组分室温硫化硅橡胶。
本发明还提供一种水密电缆的制造方法，用于制造上述任一项所述的水密电缆，包括：
将铜线制成导电线芯；
将所述导电线芯绝缘处理并形成包覆所述导电线芯的绝缘层；
将多根具有所述绝缘层的所述导电线芯成缆处理并形成缆线；
在所述缆线的外部形成水密护套层。
可选地，所述将铜线制成导电线芯的步骤，包括：
通过拉丝机将所述铜线拉制成单根导电单丝；
通过退火机对所述导电单丝进行退火处理；
通过热镀机对已退火的所述导电单丝进行镀锡处理；
通过绞线机将多根已镀锡的所述导电单丝绞合成所述导电线芯。
可选地，所述将所述导电线芯绝缘处理并形成包覆所述导电线芯的绝缘层的步骤之前，还包括：
在任一根所述导电线芯的外部包覆线芯隔离层。
可选地，所述将多根具有所述绝缘层的所述导电线芯成缆处理并形成缆线的步骤，包括：
将多根具有所述绝缘层的所述导电线芯绞合并形成线束；
在所述线束的外部涂覆填充物；
在所述线束和所述填充物的外部绕包缆线隔离层并形成缆线。
相对于上述背景技术，本发明针对深海水密接插件的不同要求，设计了一种水密电缆，具体来说，上述水密电缆包括多根具有绝缘层的导电线芯，导电线芯用于实现导电，并且由于导电线芯的柔软性，导电线芯能够沿任意方向弯曲；进一步地，水密电缆还包括缆线隔离层和水密护套层，其中，缆线隔离层设于多根具有绝缘层的导电线芯的外部，缆线隔离层用于包裹多根通过绞合或绞接在一起的具有绝缘层的导电线芯，从而可以进一步形成缆线；水密护套层设于缆线隔离层的外部并与缆线隔离层的外侧壁配合连接，水密护套层用于与深海水密接插件紧密连接，这样可以防止水渗漏。同时，还提供一种用于制造上述水密电缆的制造方法，该方法包括：将铜线制成导电线芯；对导电线芯进行绝缘处理并形成包覆导电线芯的绝缘层；对多根具有绝缘层的导电线芯进行成缆处理并形成缆线；在缆线的外部形成水密护套层。也就是说，该水密电缆制造方法首先通过制造导电线芯并对其进行绝缘处理，然后对多根导电线芯成缆处理并形成具有缆线隔离层的缆线，最后在缆线的外部形成水密护套层。
这样一来，通过上述水密电缆的制造方法制造的水密电缆由外到内具有水密护套层、缆线隔离层以及绝缘层，在保证导电线芯导电安全性的基础上，可以进一步增加线缆的水密性，上述水密电缆加工容易、水密性好，且其作业水压可以达到127MPa左右，作业深度可达到10000米，从而可以解决水密电缆无法满足万米下潜深度要求的问题；同时上述设置方式可以保证当水密电缆应用到深海水密接插件中时有效阻止海水从电缆内部渗漏到潜器舱室或进入仪器设备，以确保深海潜器及仪器设备的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种四芯水密电缆的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种六芯水密电缆的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种八芯水密电缆的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的一种十六芯水密电缆的结构示意图；
图5为本发明实施例公开的一种水密电缆的导电单丝的结构示意图；
图6为本发明实施例公开的一种水密电缆的制造方法的流程图。
其中：
1-导电线芯、11-导电单丝、111-铜导体、112-镀锡层、2-线芯隔离层、3-绝缘层、4-填充物、5-缆线隔离层、6-水密护套层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种水密电缆，该水密电缆可以解决水密电缆无法满足万米下潜深度要求的问题，该水密电缆水密性好，作业水压可以达到127MPa左右，且作业深度达到10000米。本发明的另一核心是提供一种水密电缆的制造方法。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图6，图1为本发明实施例公开的一种四芯水密电缆的结构示意图；图2为本发明实施例公开的一种六芯水密电缆的结构示意图；图3为本发明实施例公开的一种八芯水密电缆的结构示意图；图4为本发明实施例公开的一种十六芯水密电缆的结构示意图；图5为本发明实施例公开的一种水密电缆的导电单丝的结构示意图；图6为本发明实施例公开的一种水密电缆的制造方法的流程图。
本发明实施例所提供的水密电缆具体为多芯水密电缆，包括多根具有绝缘层3的导电线芯1，比如可以根据实际需要制成四芯水密电缆、六芯水密电缆、八芯水密电缆和十六芯水密电缆，导电线芯1用于实现导电，并且由于导电线芯1自身的柔软性，导电线芯1能够沿任意方向弯曲，这样可以便于接线操作；水密电缆还包括缆线隔离层5和水密护套层6，其中，缆线隔离层5设于全部导电线芯1的外部，缆线隔离层5用于包裹多根通过绞合或绞接在一起的具有绝缘层3的导电线芯1，从而可以进一步形成缆线，也就是说，通过对多根具有绝缘层3的导电线芯1进行绞合或绞接处理后，在其外部设置用于包裹多根通过绞合或绞接在一起的具有绝缘层3的导电线芯1的缆线隔离层5即可形成缆线；水密护套层6设于缆线隔离层5的外部并与缆线隔离层5的外侧壁配合连接，水密护套层6可以设置为挤包在缆线隔离层5的外部，水密护套层6用于与深海水密接插件紧密连接，这样可以防止水渗漏。
当然，根据实际需要，上述导电线芯1具体可以设置为横截面为圆形的导电线芯1，相应地，上述绝缘层3、缆线隔离层5和水密护套层6均可以相应设置为预设厚度的圆环形，相应的，绝缘层3、缆线隔离层5和水密护套层6三者各自的厚度均可以根据电缆的水密性要求进行调整，在多根具有绝缘层3的导电线芯1通过绞合或绞接形成线束后，可以在线束上绕包缆线隔离层5，以形成缆线；进一步地，在缆线隔离层5的外部挤包水密护套层6，这样一来，水密护套层6的内侧壁与缆线隔离层5的外侧壁紧密贴合连接，当然，水密护套层6的外侧壁也可以通过粘接的方式与深海水密接插件紧密连接，从而可以实现防止水渗漏的功能。
此外，上述缆线隔离层5和水密护套层6的材质可以有多种不同的设置方式，为了尽可能提高电缆的水密性和强度，上述缆线隔离层5具体可以设置为无纺布隔离层，上述水密护套层6具体可以设置为氯丁橡胶水密护套层，氯丁橡胶水密护套层的成形可以通过在缆线上挤包氯丁橡胶制成，氯丁橡胶作为优良的耐海水水密材料，可以有效的阻止海水的渗漏，当然，水密护套层6也可以设置为其他耐海水水密材料，此处将不再一一展开。
这样一来，上述水密电缆由外到内具有水密护套层6、缆线隔离层5以及绝缘层3，在保证导电线芯1导电安全性的基础上，可以进一步增加线缆的水密性，上述水密电缆加工容易、水密性好，且其作业水压可以达到127MPa左右，作业深度可达到10000米，从而可以解决水密电缆无法满足万米下潜深度要求的问题；同时上述设置方式可以保证当水密电缆应用到深海水密接插件中时有效阻止海水从电缆内部渗漏到潜器舱室或进入仪器设备，以确保深海潜器及仪器设备的安全。
进一步地，为了进一步增强电缆的水密性和强度，还可以在绝缘层3与导电线芯1之间设有线芯隔离层2，线芯隔离层2用于包覆导电线芯1，也就是说，在成缆之前，需要对导电线芯1进行绝缘处理，上述绝缘处理具体可以包括在导电线芯1的外部设置线芯隔离层2以及在线芯隔离层2的外部设置橡胶以形成绝缘层3，这样即可形成对于导电线芯1的“双重”保障。当然，根据实际需要，上述线芯隔离层2具体可以设置为无纺布隔离层，绝缘层3具体可以设置为乙丙橡胶绝缘层。
更进一步地，上述导电线芯1具体可以设置为包括多股用于实现导电的导电单丝11的导电线芯1，其中，导电单丝11包括设于内部的铜导体111以及设于铜导体111外部的镀锡层112，镀锡层112用于包覆铜导体111，换句话说，导电线芯1由多股导电单丝11绞合构成，而每根导电单丝11由铜导体111和包覆在铜导体111外部的镀锡层112构成。
此外，为了保证电缆的连接的稳定性，上述导电单丝11的直径范围可以设置为0.2mm-1.2mm，铜导体111的直径范围可以设置为0.1844mm-1.1064mm，镀锡层112的厚度范围可以设置为0.00781mm-0.0469mm，也就是说，镀锡层112的截面占整根导电单丝11的15±2％，其余为铜导体111的截面。
为了优化上述实施例，还可以在缆线隔离层5的内部设有填充物4，该填充物4用于充满缆线隔离层5与全部绝缘层3之间的空隙，从而可以形成用于防止水渗漏的水密填充剂。上述填充物4具体可以设置为单组分室温硫化硅橡胶，即水密电缆可以采用单组分室温硫化硅橡胶充满在缆芯的空隙处，这样可以形成水密填充剂，这种水密填充剂的作用主要是有效阻止水的渗漏。
在上述基础上，还提供一种用于制造上述水密电缆的制造方法，该方法包括：S1：将铜线制成导电线芯1；S2：将导电线芯1绝缘处理并形成包覆导电线芯1的绝缘层3；S3：将多根具有绝缘层3的导电线芯1成缆处理并形成缆线；S4：在缆线的外部形成水密护套层6。也就是说，该水密电缆制造方法首先通过制造导电线芯1并对其进行绝缘处理，然后对多根导电线芯1成缆处理并形成具有缆线隔离层5的缆线，最后在缆线的外部形成水密护套层6。
上述将铜线制成导电线芯1的过程具体为：第一步，通过拉丝机将铜线拉制成单根导电单丝11；第二步，通过退火机对导电单丝11进行退火处理；第三步，通过热镀机对已退火的导电单丝11进行镀锡处理；第四步，通过绞线机将多根已镀锡的导电单丝11绞合成导电线芯1。当然，也可以在第三步和第四步之间增加利用束丝机将多根已退火的导电单丝11束合成股线。
具体地，将数股导电单丝11绞合在一起构成导电线芯1可以使电缆特别柔软，以供其在接线时作任意方向的弯曲操作；在把铜线拉制成单根导电单丝11的过程中，其拉制角度范围应当优选为35°-45°，以保证拉制导电单丝11的成功率。由于单丝经拉制后晶体移位变硬，因此需要进行退火恢复，退火处理的关键是退火温度的控制，退火温度的范围应当控制在500±20℃的范围内；同时镀锡温度的范围应当控制在260℃-320℃之间。此外，在束合成股线的处理过程中，多根已退火的导电单丝11可以按一定的节距进行束合，节距可以设置为不大于束后股线外径的14倍；导电单丝11也可以通过焊接，然而焊接处的强度应当设置为不小于原值的85％。最后，在把若干个股线绞合成导电线芯1的过程中，若干个股线可以按预设的节距进行绞合。
在S2之前，即将导电线芯1绝缘处理并形成包覆导电线芯1的绝缘层3的步骤之前，还包括在任一根导电线芯1的外部包覆线芯隔离层2，也就是说，上述水密电缆的制造方法中的绝缘处理步骤包括：首先在单根导电线芯1上包覆线芯隔离层2，然后将橡胶挤包在线芯隔离层2上形成绝缘层3。当然，也可以直接将乙丙橡胶挤包在单根导电线芯1上，形成绝缘层3。
上述将多根具有绝缘层3的导电线芯1成缆处理并形成缆线的步骤具体可以设置为包括：第一步，将多根具有绝缘层3的导电线芯1绞合并形成线束；第二步，在线束的外部涂覆填充物4；第三步，在线束和填充物4的外部绕包缆线隔离层5并形成缆线。
由于多根绝缘导电线芯1成缆后，缆线之中将会出现相当大的空间，这将降低水密电缆的强度，为此，可以在缆线隔离层5与多个绝缘层3之间填充填充物4。实施填充的一种具体方法可以是：在对线束绕包缆线隔离层5之前，先用填充物4涂覆线束，该填充物4具体可以是单组分室温硫化硅橡胶，然后再绕包缆线隔离层5，当然也可以采用其它方式进行填充。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的水密电缆及其制造方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水密电缆，其特征在于，包括：
多根具有绝缘层(3)的导电线芯(1)，所述导电线芯(1)用以导电并能够沿任意方向弯曲；
用以包裹多根绞合或绞接的所述导电线芯(1)以形成缆线的缆线隔离层(5)；
设于所述缆线隔离层(5)的外部、用以与深海水密接插件紧密连接以防止水渗漏的水密护套层(6)。
2.根据权利要求1所述的水密电缆，其特征在于，所述绝缘层(3)与所述导电线芯(1)之间设有用以包覆所述导电线芯(1)的线芯隔离层(2)。
3.根据权利要求2所述的水密电缆，其特征在于，所述导电线芯(1)包括多股用以实现导电的导电单丝(11)，所述导电单丝(11)包括：
铜导体(111)；
设于所述铜导体(111)的外部、用以包覆所述铜导体(111)的镀锡层(112)。
4.根据权利要求3所述的水密电缆，其特征在于，所述线芯隔离层(2)具体为无纺布隔离层，所述绝缘层(3)具体为乙丙橡胶绝缘层。
5.根据权利要求1至4任一项所述的水密电缆，其特征在于，所述缆线隔离层(5)的内部设有用以充满所述缆线隔离层(5)与全部所述绝缘层(3)之间的空隙的填充物(4)，所述填充物(4)用以形成能够防止水渗漏的水密填充剂。
6.根据权利要求5所述的水密电缆，其特征在于，所述填充物(4)具体为单组分室温硫化硅橡胶。
7.一种水密电缆的制造方法，其特征在于，用于制造上述1-6任一项所述的水密电缆，包括：
将铜线制成导电线芯(1)；
将所述导电线芯(1)绝缘处理并形成包覆所述导电线芯(1)的绝缘层(3)；
将多根具有所述绝缘层(3)的所述导电线芯(1)成缆处理并形成缆线；
在所述缆线的外部形成水密护套层(6)。
8.根据权利要求7所述的水密电缆的制造方法，其特征在于，所述将铜线制成导电线芯(1)的步骤，包括：
通过拉丝机将所述铜线拉制成单根导电单丝(11)；
通过退火机对所述导电单丝(11)进行退火处理；
通过热镀机对已退火的所述导电单丝(11)进行镀锡处理；
通过绞线机将多根已镀锡的所述导电单丝(11)绞合成所述导电线芯(1)。
9.根据权利要求8所述的水密电缆的制造方法，其特征在于，所述将所述导电线芯(1)绝缘处理并形成包覆所述导电线芯(1)的绝缘层(3)的步骤之前，还包括：
在任一根所述导电线芯(1)的外部包覆线芯隔离层(2)。
10.根据权利要求9所述的水密电缆的制造方法，其特征在于，所述将多根具有所述绝缘层(3)的所述导电线芯(1)成缆处理并形成缆线的步骤，包括：
将多根具有所述绝缘层(3)的所述导电线芯(1)绞合并形成线束；
在所述线束的外部涂覆填充物(4)；
在所述线束和所述填充物(4)的外部绕包缆线隔离层(5)并形成缆线。
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