CN114296193B - 一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法及装置，所述装置包括设置在护套挤塑机前的抽真空装置和设置在护套挤塑机后的空气压力管道；所述方法应用于护套层挤塑制备工艺中，包括制备由芳纶纱铠装包覆的缆芯；在挤塑护套层前，先将缆芯引入到抽真空装置进行抽真空处理后，再将其引入到护套挤塑机中在缆芯外挤塑护套层；在挤塑护套层后，将注塑后的包覆护套层的线缆引入到空气压力管道中，在空气压力管道中制造高于大气压的气压环境，使注塑护套层在压力作用下向缆芯方向收缩成型。本发明在线缆护套挤塑工艺中设置抽真空设备和空气压力管道，增强挤塑护套时的挤塑压力，并且使护套层在压力下完成冷却，增强护套层对芳纶纱铠装层的包覆力。
Description
技术领域
本发明涉及线缆制备技术领域，尤其是指一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法及装置。
背景技术
当前国家提倡提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，维护国家海洋权益，建设海洋强国。随着国家对海洋科考、探测领域以及国家安全的重视和政策投入，国内外市场对海洋探测用水下光电复合拖曳缆的需求日益增多。然而，在芳纶纱铠装拖曳缆领域，国内生产厂家起步晚，技术不成熟，导致生产出来的芳纶纱铠装拖曳缆的质量和使用寿命与国外产品有较大差距。
芳纶纱铠装拖曳缆通常应用于水下声纳探测系统，具有重量轻、弯曲半径小、反复弯曲寿命长、大力值的特点。为了实现大力值，通常选用高线密度(芳纶纱线密度超过20000dtex)的芳纶纱进行铠装，以作为承力部件；通常选用TPU材料作为护套，以提高使用寿命。此类产品的关键工艺是芳纶纱铠装工艺和护套挤塑工艺，而提高芳纶纱的束缚力则是改进芳纶纱铠装工艺和护套挤塑工艺的关键因素。
芳纶纱具有密度低、柔软、高强度、蓬松的特点，属于柔性材料；TPU护套材料具有强度高、柔软、耐水解、耐腐蚀、耐候性高的优点，属于柔性材料。传统的芳纶纱铠装工艺因设备的张力限制，对高线密度的芳纶纱提供的束缚力有限。在生产上通常采用挤压式挤塑工艺生产TPU护套层，使护套层对芳纶纱铠装层产生一定的压力。但TPU护套材料与芳纶纱接触时状态为液态且流动性高，对芳纶纱的束缚力十分有限，护套层在冷却为固态的过程中，处于正常的大气压下，无法额外提供朝向芳纶纱的压力。如果不能使芳纶纱紧密地束缚在缆芯上，将导致缆芯滑动，严重降低产品的机械性能。在使用过程中存在因扭转导致光纤断芯、导体扭断的风险。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中护套层对芳纶纱束缚力较小、无法使芳纶纱紧密地束缚在缆芯上的问题，提供一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法及装置，在线缆护套挤塑工艺中设置抽真空设备和空气压力管道，增强挤塑护套时的挤塑压力，并且使护套层在压力下完成冷却，向缆芯的方向径向收缩，增强护套层对芳纶纱铠装层的包覆力。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，其特征在于，应用于护套层挤塑制备工艺中，包括以下步骤：
制备由芳纶纱铠装包覆的缆芯；
在挤塑护套层前，先将缆芯引入到抽真空装置进行抽真空处理后，再将其引入到护套挤塑机中在缆芯外挤塑护套层；
在挤塑护套层后，将注塑后的包覆护套层的线缆引入到空气压力管道中，在空气压力管道中制造高于大气压的气压环境，使注塑护套层在压力作用下向缆芯方向收缩成型。
在本发明的一个实施例中，抽真空装置在护套挤塑机的机头处制造真空环境，使该处的空气压力小于0.01MPa。
在本发明的一个实施例中，空气压力管道中制造的空气压力大于4.5MPa。
在本发明的一个实施例中，护套挤塑机中挤塑的护套料为TPU材料。
在本发明的一个实施例中，护套挤塑机内设置挤压模具采用挤压包覆的方式在缆芯外挤塑护套层。
在本发明的一个实施例中，在制备由芳纶纱铠装包覆的缆芯的步骤中，采用笼绞机将多股芳纶纱绞合依次首尾相接缠绕在缆芯外周，形成包覆在缆芯外周的芳纶纱铠装层。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的装置，其特征在于：设置在护套挤塑工艺中，能够实现增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，包括设置在护套挤塑机前的抽真空装置和设置在护套挤塑机后的空气压力管道，使由芳纶纱铠装后的缆芯依次经过抽真空装置、护套挤塑机、空气压力管道，完成护套层的挤塑工艺。
在本发明的一个实施例中，所述抽真空装置包括与所述护套挤塑机的机头连接的真空腔体，所述真空腔体内设置有供线缆穿过的线缆通道，所述真空腔体的一侧通过管道与真空发生器连通。
在本发明的一个实施例中，在空气压力管道内设置有增压装置，在所述空气压力管道两侧设置有能够封堵空气压力管道的封闭器，通过调节的气密性，能够调节空气压力管道内的压力值。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种具有紧包芳纶纱铠装层的线缆，包括缆芯、紧包在缆芯外的芳纶纱铠装层和护套层，所述护套层采用上述增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法制备而成。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法及装置，在挤塑护套前，通过在挤塑机头上增加抽真空装置，制造真空环境，使护套层与芳纶纱铠装层紧密接触，提高了成品电缆的紧实度；相比于现有技术通过额外增加模芯与模套间距而提高挤塑压力的方式，本发明设置抽真空装置，降低了生产难度；并且，在真空环境中，芳纶纱铠装层内部的空气间隙几乎被消除，外径进一步缩小，在同等护套层厚度下降低了护套材料消耗量，降低了生产成本。
在挤塑护套层后，通过设置空气压力管道，使护套由流态冷却为固态时在高于大气压力下完成，护套层朝向芳纶纱铠装层收缩，以增加护套层对铠装层束缚力，从而提升了线缆的机械性能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法的步骤流程图；
图2是本发明增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的装置的结构示意图；
图3是本发明具有紧包芳纶纱铠装层的线缆的产品结构示意图。
说明书附图标记说明：1、护套挤塑机；2、抽真空装置；3、护套挤塑机；4、封闭器；a、缆芯；b、芳纶纱铠装层；c、护套层。
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。
实施例1
参照图1所示，本发明的一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，应用于护套层挤塑制备工艺中，包括以下步骤：
制备由芳纶纱铠装包覆的缆芯；
在挤塑护套层前，先将缆芯引入到抽真空装置进行抽真空处理后，再将其引入到护套挤塑机中在缆芯外挤塑护套层，通过在挤塑机头上增加抽真空装置，制造真空环境，使护套层与芳纶纱铠装层紧密接触，提高了成品电缆的紧实度；相比于现有技术通过额外增加模芯与模套间距而提高挤塑压力的方式，本发明设置抽真空装置，降低了生产难度；并且，在真空环境中，芳纶纱铠装层内部的空气间隙几乎被消除，外径进一步缩小，在同等护套层厚度下降低了护套材料消耗量，降低了生产成本；
在挤塑护套层后，将注塑后的包覆护套层的线缆引入到空气压力管道中，在空气压力管道中制造高于大气压的气压环境，使注塑护套层在压力作用下向缆芯方向收缩成型，以增加护套层对铠装层束缚力，从而提升了线缆的机械性能。
具体地，在制备由芳纶纱铠装包覆的缆芯的步骤中，采用笼绞机将多股芳纶纱绞合依次首尾相接螺旋缠绕在缆芯外周，形成包覆在缆芯外周的芳纶纱铠装层，采用绞合的方式一方面能够增加芳纶纱在线缆中长度，另一方面能够限制多股芳纶纱相对于缆芯的位置，使多股芳纶纱周向分布在缆芯的外周，防止多股芳纶纱在缆芯的一侧堆积。
具体地，抽真空装置在护套挤塑机的机头处制造真空环境，使该处的空气压力小于0.01MPa，使芳纶纱铠装层与液态护套材料几乎在真空的环境下接触，去除芳纶纱铠装层与液态护套材料之间的空隙间隙，使芳纶纱铠装层与护套层紧密接触。
具体地，在空气压力管道中制造的空气压力大于4.5MPa，在空气压力管道中加压冷却，使外护套在压力作用下均匀地向芳纶纱铠装层方向收缩固化。
具体地，护套挤塑机中挤塑的护套料为TPU材料，并且在护套挤塑机内设置挤压模具采用挤压包覆的方式在缆芯外挤塑护套层，TPU材料具有一定的收缩性，采用挤压包覆的方式，能够进一步提高护套层对芳纶纱铠装层产生的压力。
实施例2
参照图2所示，本发明的一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的装置，设置在护套挤塑工艺中，能够完成实施例1中增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，包括设置在护套挤塑机1前的抽真空装置2和设置在护套挤塑机1后的空气压力管道3，使由芳纶纱铠装后的缆芯依次经过抽真空装置2、护套挤塑机1、空气压力管道3，完成护套层的挤塑工艺。
具体地，所述抽真空装置2包括与所述护套挤塑机1的机头连接的真空腔体，所述真空腔体内设置有供线缆穿过的线缆通道，所述真空腔体的一侧通过管道与真空发生器连通，通过真空发生器抽真空处理，能够在真空腔体内营造小于0.01MPa的气压；
具体地，在空气压力管道3内设置有增压装置，在所述空气压力管道两侧设置有能够封堵空气压力管道的封闭器4，通过增压装置能够提高空气压力管道内的压力，通过封闭器4调节的气密性，能够调节空气压力管道内的压力值，使空气压力管道3内的空气压力大于4.5MPa。
实施例3
参照图3所示，本发明的一种具有紧包芳纶纱铠装层的线缆，包括缆芯a、紧包在缆芯a外的芳纶纱铠装层b和护套层c，所述护套层c采用上述实施例1增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法和上述实施例2增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的装置制备而成。
具体地，本实施例中所述的具有紧包芳纶纱铠装层的线缆，能够应用于海洋系统中，具有重量轻、弯曲半径小、反复弯曲寿命长、大力值的特点，所述芳纶纱的具有密度低、柔软、高强度、蓬松的特点，能够作为承力部件；选用TPU材料作为护套，采用挤压式挤塑工艺生产TPU护套层，使护套层c对芳纶纱铠装层b产生一定的压力，通过增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法和装置，使芳纶纱紧密地束缚在缆芯上，防止缆芯相对于芳纶纱滑动，提高线缆的机械性能。
具体地，具有紧包芳纶纱铠装层的线缆的制备过程包括以下步骤：
制备缆芯，所述缆芯包括光缆缆芯、电缆缆芯或光电复合缆缆芯，根据使用需求制备不同类型的缆芯结构；
在缆芯外包覆芳纶纱铠装层，采用笼绞机将多股芳纶纱绞合依次首尾相接螺旋缠绕在缆芯外周，形成包覆在缆芯外周的芳纶纱铠装层；
先将缆芯引入到抽真空装置进行抽真空处理后，再将其引入到护套挤塑机中在缆芯外挤塑护套层；
在挤塑护套层后，将注塑后的包覆护套层的线缆引入到空气压力管道中，在空气压力管道中制造高于大气压的气压环境，使注塑护套层在压力作用下向缆芯方向收缩成型；
从空气压力管道出来后，进入水冷槽冷却至室温，最后由吹干机吹干水汽，喷码机印字，并由牵引机收线至收线架上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，其特征在于，应用于护套层挤塑制备工艺中，包括以下步骤：
制备由芳纶纱铠装包覆的缆芯；
在挤塑护套层前，先将缆芯引入到抽真空装置进行抽真空处理后，再将其引入到护套挤塑机中在缆芯外挤塑护套层，制造真空环境，使护套层与芳纶纱铠装层紧密接触；
在挤塑护套层后，将注塑后的包覆护套层的线缆引入到空气压力管道中，在空气压力管道中制造高于大气压的气压环境，空气压力管道中制造的空气压力大于4.5MPa，使护套由流态冷却为固态时在高于大气压力下完成，护套层朝向芳纶纱铠装层收缩，以增加护套层对铠装层束缚力，使注塑护套层在压力作用下向缆芯方向收缩成型。
2.根据权利要求1所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，其特征在于：抽真空装置在护套挤塑机的机头处制造真空环境，使该处的空气压力小于0.01MPa。
3.根据权利要求1所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，其特征在于：护套挤塑机中挤塑的护套料为TPU材料。
4.根据权利要求1所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，其特征在于：护套挤塑机内设置挤压模具采用挤压包覆的方式在缆芯外挤塑护套层。
5.根据权利要求1所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，其特征在于：在制备由芳纶纱铠装包覆的缆芯的步骤中，采用笼绞机将多股芳纶纱绞合依次首尾相接缠绕在缆芯外周，形成包覆在缆芯外周的芳纶纱铠装层。
6.一种增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的装置，其特征在于：设置在护套挤塑工艺中，能够实现上述权利要求1-5任意一项所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法，包括设置在护套挤塑机前的抽真空装置和设置在护套挤塑机后的空气压力管道，使由芳纶纱铠装后的缆芯依次经过抽真空装置、护套挤塑机、空气压力管道，完成护套层的挤塑工艺。
7.根据权利要求6所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的装置，其特征在于，所述抽真空装置包括与所述护套挤塑机的机头连接的真空腔体，所述真空腔体内设置有供线缆穿过的线缆通道，所述真空腔体的一侧通过管道与真空发生器连通。
8.根据权利要求6所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的装置，其特征在于，在空气压力管道内设置有增压装置，在所述空气压力管道两侧设置有能够封堵空气压力管道的封闭器，通过调节的气密性，能够调节空气压力管道内的压力值。
9.一种具有紧包芳纶纱铠装层的线缆，其特征在于，包括缆芯、紧包在缆芯外的芳纶纱铠装层和护套层，所述护套层采用上述权利要求1-5任意一项所述的增强线缆芳纶纱铠装层包覆力的方法制备而成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: No.8, Tongda Road, Changshu Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Jiangsu Hengtong Huahai Technology Co.,Ltd. Address before: No.8, Tongda Road, Changshu Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: JIANGSU HENGTONG MARINE CABLE SYSTEMS Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |