CN113835175A - 生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，包括右半壳及左半壳，右半壳的两端均具有第一连接结构，左半壳的两端均具有第二连接结构，所述第一连接结构与第二连接结构相匹配进而所述右半壳能够与左半壳连接形成环形结构，环形结构用于套装在海底光缆上，右半壳、左半壳的外表面每延米均延伸出多个均匀或非均匀布置的蘑菇丁，本发明在光缆外构建一个减少光缆与光缆之间及光缆与底床之间摩擦的耐磨保护套，并通过蘑菇状结构降低外壁与底床的接触面积，在该保护套上再构建一个海生贝类保护层，在减少磨损的同时直接增加光缆总重量，从而彻底避免海底光缆的磨蚀破坏，实施简单、方便，成本低廉，通用性好，且有益于水生环境。

Description

生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备

技术领域

本发明涉及海洋工程装备产业的水下系统与作业装备领域，具体地，涉及一种生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备。

背景技术

海底光缆是重要的通信基础设施。然而，光缆在海底的底床上可能因受到的波流作用而与底床不断发生运动摩擦，对于光缆的交越段，还存在光缆与光缆之间的摩擦。这些摩擦会对光缆的外表面产生磨蚀，危及光缆的安全。因此，需要对光缆采取防磨蚀的保护措施。

经检索发现，与光缆防磨蚀保护措施相关的研究及现有技术少，在国内外仅存在少量专利，如专利文献US5892874A公开了一种海底电缆和/或光缆装置，用于桥接铠装电缆和非铠装电缆之间的重量/强度间隙。绞合铠装层包括交替的钢绞线和聚合物填料。此外，专利文献US20050150679A1公开了一种用于具有电缆芯的柔性电缆的耐磨护套，以及由围绕电缆芯的耐磨热塑性材料制成的护套，特别是用于拖链电缆或机器人电缆。所述护套包括内挤出塑料层和外护套层。在内塑料层和外护套层之间是由化学和热稳定材料制成的单丝层，视觉覆盖率为40％至70％。外护套层通过压力挤压施加，使得层中的空间几乎被外护套层的材料填充，并且该层粘附到内护套层。再例如，专利文献CN205787296U公开了一种海底光缆保护套，由多节保护套单元逐节接合而成，保护套单元由大径柱体和小径柱体一体成型，大径柱体的内侧设有环形凹槽，小径柱体的端部设有环形凸起，在两块半保护套的扣合面处对应设置凹槽和突起，方便海底作业施工时快速将两者扣合定位后通过螺栓将两块半保护套固定连接在一起。这些专利多为耐磨材料将光缆包裹，结构简单，外壁与底床的接触面积大，成本较高，且根本没有考虑生态保护措施，鉴于现有技术的诸多缺陷，亟待提出光缆防磨蚀破坏且生态环保的多重综合防护措施。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备。

根据本发明提供的一种生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，包括右半壳以及左半壳；

所述右半壳的两端均具有第一连接结构，所述左半壳的两端均具有第二连接结构，所述第一连接结构与第二连接结构相匹配，进而所述右半壳能够与所述左半壳连接形成环形结构，所述环形结构用于套装在海底光缆上，所述右半壳、左半壳的外表面均延伸出多个均匀或非均匀布置的蘑菇丁。

优选地，还包括热熔设备，所述热熔设备能够在右半壳与左半壳连接时释放热熔胶，进而使右半壳与左半壳粘接形成环形结构。

优选地，所述热熔设备包括热熔枪及热熔棒；

所述热熔棒安装在热熔枪上并能够在热熔枪的作用下融化为热熔胶，且所述热熔胶通过热熔枪流入到所述第一连接结构与第二连接结构之间。

优选地，所述右半壳、左半壳的外表面均布置有一个或多个巢穴，所述巢穴用于容纳海贝或海螺。

优选地，所述巢穴为采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作的多孔容器，并设置在两个相邻的蘑菇丁之间。

优选地，还包括弧形气压板，在所述右半壳与左半壳连接时两个所述弧形气压板分别设置在所述环形结构的两侧，并分别正对右半壳、左半壳，从而使两个弧形气压板内侧面喷射出的气流分别给右半壳、左半壳施加推力，进而使右半壳和左半壳之间的热熔胶粘接形成闭合环形结构。

优选地，所述弧形气压板的内侧面均匀或非均匀布置有多个喷气嘴；

所述弧形气压板采用铝合金或不锈钢板制作。

优选地，所述右半壳采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作；

所述左半壳采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作；

所述蘑菇丁采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作。

优选地，所述蘑菇丁包括柱体以及蘑菇头，所述柱体的一端安装在右半壳或左半壳的外表面，蘑菇头安装在柱体的另一端。

优选地，所述热熔棒采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作的条状或柱状结构。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明在光缆外表面构建一个减少光缆之间及光缆与底床之间发生摩擦的耐磨保护套，并通过蘑菇状外表结构来降低外壁与底床的接触面积，在该保护套外壳上再构建一个海生贝类附着的保护层，在减少保护套外壳磨损的同时直接增加光缆上的总重量，通过这两层的联合作用，不但减少光缆之间及光缆与底床之间发生磨蚀，而且显著减少耐磨保护套的可移动性，从而减少耐磨保护套因运动摩擦产生的磨蚀，这种多重措施将显著增加耐磨保护套的寿命，从而避免海底光缆的磨蚀破坏。

2、本发明彻底避免海底光缆的磨蚀破坏，同时增加了光缆附近的生物多样性，提高了附近的水生环境质量。

3、本发明实施简单、方便，成本低廉，适用于广大海域的海底光缆防磨蚀保护。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图。

图中示出：

右半壳1 热熔枪8

左半壳2 热熔棒9

蘑菇丁3 弧形气压板10

内挡片4 喷气嘴11

外挡片5 柱体12

巢穴6 蘑菇头13

海贝7

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

本发明提供了一种生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，该装备优选为海底光缆的水下铺设作业提供装备，如图1所示，包括右半壳1以及左半壳2，右半壳1的两端均具有第一连接结构，左半壳2的两端均具有第二连接结构，第一连接结构与第二连接结构相匹配进而右半壳1能够与左半壳2连接形成环形结构，第一连接结构为内挡片4或外挡片5，第二连接结构为外挡片5或内挡片4，右半壳1与左半壳2连接时内挡片4和外挡片5能够匹配贴合，进而能够使环形结构形成圆环形或类圆环形结构，环形结构用于套装在海底光缆上。

右半壳1以及左半壳2均优选采用无毒、抗紫外线、耐腐蚀、抗撕裂的高分子材料做成的半圆壳体，其作用是包裹海底光缆而形成耐磨保护套，防止光缆与底床及光缆之间的直接磨蚀。右半壳1采用高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯－醋酸乙烯共聚物(EVA)或聚偏氟乙烯(PVDF)制作，左半壳2采用高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯－醋酸乙烯共聚物(EVA)或聚偏氟乙烯(PVDF)材料制作。

本发明中还包括热熔设备，热熔设备能够在右半壳1与左半壳2连接时释放热熔胶，进而使右半壳1与左半壳2粘接形成环形结构。

进一步地，热熔设备包括热熔枪8以及热熔棒9，热熔棒9安装在热熔枪8上并能够在热熔枪8的作用下融化为热熔胶，且热熔胶能够通过热熔枪8流入到第一连接结构与第二连接结构之间，即内挡片4和外挡片5之间，在第一连接结构与第二连接结构被挤压情况下使得内挡片4和外挡片5粘接成为一体。

进一步地，内挡片4和外挡片5均优选采用无毒、抗紫外线、耐腐蚀、抗撕裂的高分子材料做成，与左半壳2和右半壳1熔为整体的条形片状结构，其作用是接受热熔棒9熔化后的液体并阻挡液体流失的结构。

热熔枪8优选采用自动温控的电加热注射器，其作用是将热熔棒9加热熔化为液体，并将熔化的液体源源不断地注射到外挡片5与内挡片4之间，热熔棒9优选采用无毒、抗紫外线、耐腐蚀、抗撕裂的高分子材料做成，采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作的条状或柱状结构，受热迅速熔化、冷却迅速固结，其作用是为左半壳1和右半壳1、外挡片5和内挡片4粘结提高热熔液体。

右半壳1、左半壳2的外表面每延米均延伸出多个均匀或非均匀布置的蘑菇丁3，蘑菇丁3是由无毒、抗紫外线、耐腐蚀、抗撕裂的高分子材料做成，结构形状类似蘑菇，并设置在左半壳2和右半壳1外侧面上，其作用不但显著降低外壁与底床的接触面积，以减少外壳与底床或交错光缆的磨蚀，降低成本，而且还可提高壳体与底床的粘结力，降低光缆的可移动性，蘑菇丁3采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作。

蘑菇丁3包括柱体12以及蘑菇头13，柱体12的一端安装在右半壳1或左半壳2的外表面，蘑菇头13安装在柱体12的另一端。

右半壳1、左半壳2的外表面每延米均布置有一个或多个巢穴6，巢穴6用于容纳海贝7。巢穴6为采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作的多孔容器并设置在两个相邻的蘑菇丁3之间。其作用是为海贝提供储存及生长着床的场所。

海贝7是能够生长在光缆铺设处的贝类活体，其作用是在海底生长成海贝群落，吸附在左半壳2和右半壳1的外壁而构成生物保护层，同时降低光缆的可移动性。

在光缆外构建一个减少光缆摩擦的耐磨保护套以及一个海生贝类附着的保护层，通过这两层的联合作用，显著减少海底光缆耐磨保护套的可移动性以减少运动摩擦产生的磨蚀，同时直接隔离光缆，减少光缆的直接磨蚀，从而彻底避免海底光缆的磨蚀破坏。

本发明还包括弧形气压板10，在右半壳1与左半壳2连接时两个弧形气压板10分别设置在环形结构的两侧，并分别正对右半壳1、左半壳2，从而使两个弧形气压板10内侧面喷射出的气流分别给右半壳1、左半壳2施加推力，进而使右半壳1和左半壳2粘接形成闭合环形结构。

进一步地，弧形气压板10的内侧面均匀或非均匀布置有多个喷气嘴11，作用是通过喷出高压气体迅速地挤压右半壳1和左半壳2，使内挡块4和外挡块5间粘有热熔胶的右半壳1和左半壳2能快速地紧密粘合而牢固包裹光缆。弧形气压板10是由高强度耐压材料制成的弧形空心板，两个弧形气压板10优选对称设置在通过热熔枪8之后的壳体段两侧，其中，弧形气压板10优选采用铝合金或不锈钢板制作。

本发明在光缆外构建一个减少光缆之间及光缆与底床之间发生摩擦的耐磨保护套和生物附着层组成的双重保护套，，通过这两层的联合作用，不但减少光缆之间及光缆与底床之间发生磨蚀，而且显著减少耐磨保护套的可移动性，从而减少耐磨保护套运动摩擦产生的磨蚀，并通过蘑菇状外表结构降低外壁与底床的接触面积，这种多重措施将显著增加耐磨保护套的寿命，从而彻底避免海底光缆的磨蚀破坏。

实施例2：

本实施例为实施例1的优选例。

本实施例中，右半壳1和左半壳2均是由高密度聚乙烯(HDPE)材料做成的两个半圆壳体，其外径120mm，厚度45mm，其作用是包裹光缆而形成耐磨保护套，防止光缆与底床及光缆之间的磨蚀。

蘑菇丁3是由高密度聚乙烯(HDPE)材料做成，形状类似蘑菇，设置在左半壳2和右半壳1外表面上，柱体12高度为13mm，直径5mm，蘑菇头13的直径13mm，其作用不但可以减少摩擦面积，而且还可提高壳体与底床的粘结力，降低光缆的可移动性。

内挡片4和外挡片5均是由高密度聚乙烯(HDPE)材料做成，与左半壳2和右半壳1熔为整体的条形片状结构，其作用是接受热熔棒9熔化后的液体并能够阻挡液体流失，内挡片4和外挡片5通过热熔胶最终粘接为一体。

巢穴6是由高密度聚乙烯(HDPE)材料做成的多孔容器，设置在左半壳2和右半壳1外壁上两个相邻的两蘑菇丁3之间，其作用是为鲜活的海贝提供储存及生长着床的场所。

海贝7为栖息地深度高达4000米的深海贻贝(Benthomodiolus geikotsucola)或栖息地深度达1000多米的蛤类(white clams)、或可以生活在太平洋4800米水深处的蛤蜊(abra profudorum)等活体，设置在巢穴6中，其作用是在海底生长成海贝群落，吸附在左半壳2和右半壳1的外壁而构成生物保护层，同时降低光缆的可移动性。

热熔枪8为自动温控的电加热注射器，其作用是将热熔棒9加热熔化为液体，并将熔化的液体源源不断地注射到内挡片4与外挡片5之间。

热熔棒9由高密度聚乙烯HDPE材料做成，受热能够迅速熔化且在冷却时迅速固结的条状结构，其直径为5mm～20mm，其作用是为外挡片5和内挡片4粘结提供热熔液体。

弧形气压板10是由304不锈钢板制成直径为150mm、弧长为78.5mm、厚度为3mm、长为500mm的弧形空心板，该板对称设置在环形结构的两侧，弧形气压板10内侧面沿弧向均匀布设7个喷气嘴11，其作用是通过喷出高压气体迅速地挤压左半壳2、右半壳1，使右半壳1和左半壳2能快速地紧密粘合而牢固包裹光缆。

以右半壳1上设置内挡片4、左半壳2上设置外挡片5为例，本发明的工作原理如下：

蘑菇丁3、内挡片4、巢穴6分别设置在右半壳1上，蘑菇丁3、外挡片5、巢穴6分别设置在左半壳2上；海贝7被纤维纸包裹后设置在巢穴6内。将右半壳1和左半壳2将光缆松松地环抱，将两个热熔棒9分别安装到两个热熔枪8上，打开热熔器熔化热熔棒9，将热熔枪8的枪头伸入内挡片4和外挡片5之间，随着光缆的不断释放，热熔枪8的枪头在内挡片4和外挡片5之间不断移动，并不断挤出热熔胶，然后随着光缆的释放，通过一对弧形气压板10迅速地挤压右半壳1和左半壳2，使右半壳1和左半壳2紧密粘合而牢固包裹光缆，形成一层耐磨保护外套，从而有效减少光缆之间及光缆与地面之间的磨蚀。当包裹后的光缆放入海底后，包裹海贝7的纤维纸破裂，随着时间的推移，海贝7不断生长繁殖，附着在外套上从而形成海生贝类保护层。

本发明不但避免海底光缆的磨蚀破坏，同时增加了光缆附近的生物多样性，提升了光缆工程建设前的水生态环境质量。

本发明的实施简单、方便，成本低廉，适用于广大海域的海底光缆防磨蚀保护。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种生态友好的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，包括右半壳(1)以及左半壳(2)；

所述右半壳(1)的两端均具有第一连接结构，所述左半壳(2)的两端均具有第二连接结构，所述第一连接结构与第二连接结构相匹配进而所述右半壳(1)能够与所述左半壳(2)连接形成环形结构，所述环形结构用于套装在海底光缆上，所述右半壳(1)、左半壳(2)的外表面均延伸出多个均匀或非均匀布置的蘑菇丁(3)。

2.根据权利要求1所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，还包括热熔设备，所述热熔设备能够在右半壳(1)与左半壳(2)连接时释放热熔胶，进而使右半壳(1)与左半壳(2)粘接形成环形结构。

3.根据权利要求3所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，所述热熔设备包括热熔枪(8)以及热熔棒(9)；

所述热熔棒(9)安装在热熔枪(8)上并能够在热熔枪(8)的作用下融化为热熔胶，且所述热熔胶通过热熔枪(8)流入到所述第一连接结构与第二连接结构之间。

4.根据权利要求1所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，所述右半壳(1)、左半壳(2)的外表面均布置有一个或多个巢穴(6)，所述巢穴(6)用于容纳海贝(7)或海螺。

5.根据权利要求4所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，所述巢穴(6)为采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作的多孔容器，并设置在两个相邻的蘑菇丁(3)之间。

6.根据权利要求1所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，还包括弧形气压板(10)，在所述右半壳(1)与左半壳(2)连接时两个所述弧形气压板(10)分别设置在所述环形结构的两侧，并分别正对右半壳(1)、左半壳(2)，从而使两个弧形气压板(10)内侧面喷射出的气流分别给右半壳(1)、左半壳(2)施加推力，进而使右半壳(1)和左半壳(2)间的热熔胶粘接形成闭合环形结构。

7.根据权利要求6所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，所述弧形气压板(10)的内侧面均匀或非均匀布置有多个喷气嘴(11)；

所述弧形气压板(10)采用不锈钢或铝合金板制作。

8.根据权利要求1所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，所述右半壳(1)采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作，所述左半壳(2)采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作，所述蘑菇丁(3)采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作。

9.根据权利要求1所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，所述蘑菇丁(3)包括柱体(12)及蘑菇头(13)，所述柱体(12)的一端安装在右半壳(1)或左半壳(2)的外表面，蘑菇头(13)安装在柱体(12)的另一端。

10.根据权利要求3所述的生态友好的海底光缆抗磨蚀破坏的防护装备，其特征在于，所述热熔棒(9)采用高密度聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯共聚物或聚偏氟乙烯材料制作的条状或柱状结构。

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