CN117215015A - 一种水下光缆 - Google Patents

Abstract

本申请属于光缆技术领域，公开了一种水下光缆，包括:缆芯，所述缆芯由阻水纱包覆若干光单元所组成，所述光单元内含光纤，所述缆芯的外侧由内至外依次包覆内护套、第一阻水带、加强层、第二阻水带、中护套、第三阻水带以及外护套，所述中护套的外周设有呈锯齿状的耐压支撑部，所述水下光缆还包括干式阻水粉，所述干式阻水粉填充于所述光单元内的所述光纤之间、所述阻水纱内的所述光单元之间以及所述中护套上的相邻所述耐压支撑部之间，上述结构能够大大提高该水下光缆的机械强度、密封性能以及防腐蚀性能，保障水下光缆良好的通讯状态。

Description

一种水下光缆

技术领域

本发明涉及光缆技术领域，具体涉及一种水下光缆。

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，水下光缆在水下常年工作需要满足一定的条件，例如：良好的防水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，通常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，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，用来抵抗光缆在使用过程中受到的侧压力、抗拉力等；

但光缆的护套一旦因外力损伤或长期处于恶劣环境时，水容易因压力过大进入到光缆内部，因此，现有技术的水下光缆在机械强度、防水防潮、密封性能以及防腐蚀性等方面并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下光缆，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例中提供了一种水下光缆，包括:缆芯，所述缆芯由阻水纱包覆若干光单元所组成，所述光单元内含光纤，所述缆芯的外侧由内至外依次包覆内护套、第一阻水带、加强层、第二阻水带、中护套、第三阻水带以及外护套，所述中护套的外周设有呈锯齿状的耐压支撑部，所述水下光缆还包括干式阻水粉，所述干式阻水粉填充于所述光单元内的所述光纤之间、所述阻水纱内的所述光单元之间以及所述中护套上的相邻所述耐压支撑部之间。

可选地，所述耐压支撑部与所述中护套一体成型，所述耐压支撑部内部为实心结构且具有一定弹性。

可选地，所述耐压支撑部与所述中护套分体成型，所述耐压支撑部为梯形弹性支撑条或V形弹性支撑条。

进一步地，还包括加强件，所述加强件嵌入所述内护套中。

进一步地，所述加强件为钢绞线，所述加强件至少为两根。

进一步地，所述中护套内嵌入若干增强件或所述第二阻水带和所

述中护套之间设置有铠装层。

第二方面，本申请实施例中提供了一种用于上述任一实施例中所述的水下光缆的制造工艺，包括以下步骤:

步骤一：使所述光纤表面产生静电，将所述干式阻水粉喷到所述光纤的表面，使所述光纤的表面均匀覆盖所述干式阻水粉；

步骤二：挤塑干式套管并包裹所述光纤上形成所述光单元；

步骤三：在若干个所述光单元外喷涂所述干式阻水粉，将所述阻水纱包覆若干所述光单元形成所述缆芯；

步骤四：在所述中护套外周上的相邻所述耐压支撑部之间填充所述干式阻水粉。

进一步地，在所述步骤三和所述步骤四之间还包括以下步骤:

S1：将所述内护套挤塑并包裹在所述缆芯上；

S2：将所述第一阻水带包裹在所述内护套上；

S3：将所述加强层包裹在所述第一阻水带上；

S4：将所述第二阻水带包裹在所述加强层上；

S5：将所述中护套挤塑并包裹在所述第二阻水带上；

在完成所述步骤四后进行以下步骤:

步骤五：将所述第三阻水带包裹在所述中护套上；

步骤六：将所述外护套挤塑并包裹所述第三阻水带上。

进一步地，在挤塑所述内护套时，同步将加强件包裹在所述内护套中；在挤塑所述中护套时，同步将增强件或铠装层包裹在所述中护套内。

第三方面，本申请实施例中还提供了一种用于上述任一实施例中的水下光缆的干式阻水粉填充设备，包括阻水粉箱、拖带模、工作室、吸附装置、存储室以及吸附管道，所述阻水粉箱顶部设有进料口，所述阻水粉箱与所述工作室相连，所述阻水粉箱底部与所述拖带模设于所述工作室内，所述拖带模内部设有允许待填充光缆通过的通道，所述阻水粉箱底部与所述拖带模中的所述通道相连通，所述待填充光缆为挤塑完所述中护套的待填充所述干式阻水粉的光缆，所述拖带模用于将所述干式阻水粉均匀附着在所述待填充光缆的外周，所述吸附管道一端与所述工作室相连，所述吸附管道另一端与所述存储室相连，所述吸附装置能够通过所述吸附管道将所述工作室中散落的所述干式阻水粉吸附到所述存储室内。

与现有技术相比，该水下光缆具有下述有益效果：利用静电吸附原理将光单元内的光纤之间、阻水纱内的光单元之间填充干式阻水粉，能够更好地提升阻水性能，将若干光单元外包裹阻水纱，提供拉力的同时保证缆芯阻水能力，在内护套中嵌入加强件能够提高内护套的拉力和抗压力，加强层具有优秀的耐腐蚀性能和耐压性能，加强层外侧设置第一阻水带保证加强层外侧的阻水性能，中护套外周设有呈锯齿状的耐压支撑部，可以起到缓冲承压的作用，相邻所述耐压支撑部之间内填充干式阻水粉可以在外护套破损渗漏情况下迅速吸水膨胀，阻止水汽进入，因此，上述结构能够大大提高该水下光缆的机械强度、防水防潮、密封性能以及防腐蚀性能，保障水下光缆良好的通讯状态。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明水下光缆的剖视图；

图2为本发明水下光缆的剖视图；

图3为本发明光单元内干式阻水粉填充示意图；

图4为本发明干式阻水粉填充设备示意图；

图中：1光单元、2光纤、3阻水纱、4内护套、5加强件、6第一阻水带、7加强层、8第二阻水带、9中护套、10增强件、11第三阻水带、12外护套、13耐压支撑部、101滑轮、102机头、103喷涂设备、111阻水粉箱、112拖带模、113工作室、114吸附管道、115吸附装置、116存储室、117待填充光缆。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例中介绍了一种水下光缆结构及其制造工艺：

一种水下光缆，参阅图1，包括:缆芯，所述缆芯包括光单元1，所述光单元1内含光纤2，所述缆芯的外侧由内至外依次包覆有阻水纱3、内护套4、第一阻水带6、加强层7、第二阻水带8、中护套9、第三阻水带11以及外护套12，所述中护套9的外周设有呈锯齿状的耐压支撑部13，锯齿状结构在受压过程中能够将受力点分散，使得单个受力点承受的压力较小，因此更能起到缓冲承压性能，所述水下光缆还包括干式阻水粉，所述干式阻水粉填充于所述光单元1内的所述光纤2之间、所述阻水纱3内的所述光单元1之间以及所述中护套9上的相邻所述耐压支撑部13之间，所述干式阻水粉可以在外护套12破损渗漏情况下迅速吸水膨胀，阻止水汽进入，从而能够阻止水分进一步向内部扩散，避免对缆芯造成破坏。

所述阻水纱3能够将全部排列好的光单元1作为整体包裹，所述阻水纱3可以采用阻水芳纶纱或阻水玻纤纱，阻水芳纶纱和阻水玻纤纱具有高模量，既能保证光缆的柔软性能又满足光缆阻水性能，同时能够增加光缆的抗拉、抗压强度，保证光缆在温度过高或者过低的情况下仍能正常工作，适应更多的恶劣环境，绝缘的特性则使它免于遭受雷击或者其他电磁干扰，拥有吸水能力，当光电缆被水分侵入的时候，可以起到阻水防护的作用，质轻、柔韧、阻水性好、方便使用，与光缆的其它材料有良好的相容性。

所述内护套4包裹在所述阻水纱3上，内护套4可以采用壁厚较大的高密度聚乙烯套，确保绝缘效果，提升整体的防水和耐腐蚀的能力。

所述第一阻水带6包裹在所述内护套4上，第一阻水带6具备吸水、阻水、抗侧压、抗拉以及防老鼠咬的功能，具有抗拉、耐温性能的带状基材层和均匀附着在基材层上的高倍率吸水材料层，带状基材层是纸张、薄膜、无纺布、化学纤维布、棉织布，吸水材料是聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸盐、聚烯醇、改性纤维中的任意一种或其他共聚物及混合物。

所述加强层7包裹在所述第一阻水带6上，加强层7也可以为不锈钢带、镀锌钢带、铝带、钢塑复合带、铝塑复合带或者双面防锈涂塑的纵包扎纹钢带，所述加强层7外面可以涂有防锈涂层，具备抗压扁、抗紫外线、弯曲扭转、耐水压、耐磨、耐油、耐腐蚀等诸多机械环境性能。

所述第二阻水带8包裹在所述加强层7上，其材料和性能与第一阻水带6相同；所述中护套9包裹在所述第二阻水带8上，其材料和性能与内护套4相同；所述第三阻水带11包裹在所述中护套9上，其材料和性能与第一阻水带6相同；所述外护套12包裹在所述第三阻水带11上，其材料和性能与内护套4相同。

可选地，所述耐压支撑部13与所述中护套9一体成型，所述耐压支撑部13内部为实心结构且具有一定弹性，实心结构强度更大，能够承受更大的压力，弹性的所述耐压支撑部13具有缓冲作用，在外力作用下不易损坏。

可选地，所述耐压支撑部13与所述中护套9分体成型，所述耐压支撑部13为梯形弹性支撑条或V形弹性支撑条，参见图2，所述耐压支撑部13内部为空心结构，空心结构间隙更多能够填充更多干式阻水粉，防水密封性能更加优良，干式阻水粉一旦有水汽侵入，迅速吸水膨胀并阻止水汽进一步侵入。

进一步地，还包括加强件5，所述加强件5嵌入所述内护套4中，所述加强件5为钢绞线，所述加强件5至少为两根，优选为4根，对称嵌入内护套4中，提高内护套4的拉力和抗压力，

将所述加强件5嵌入到内护套4中的主要作用是提高光缆抗压和抗拉能力及韧度，防止光缆在敷设或运行过程中遭受的机械损伤或被拉断，在管道施工过程中可将加强件5用作牵引，内护套4能够保护加强件5并防止加强件5遭受腐浊。

进一步地，所述中护套9内嵌入若干增强件10或所述第二阻水带8和所述中护套9之间设置有铠装层。

所述增强件10可以为钢丝、钢绞线、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维增强的纤维丝或复合的塑料杆形成等，所述铠装层可以为钢丝、钢绞线、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维增强的纤维丝或复合的塑料杆形成，铠装层可以为一层，也可以为两层，所述铠装层可以由若干所述增强件10组成，参见图2，如利用若干钢丝组成的铠装层与第二阻水带8接触的同时钢丝彼此之间也相互接触，钢丝彼此之间会形成相互作用力，抗压强度高，保护效果好。

增强件10或铠装层的设置使得光缆整体具备优越的抗拉性能和抗压性能，同时也具有良好可靠的防鼠性能，既可以用于水底、浅埋、斜坡等特殊场景，也可以用于鼠害严重的场景，通过钢丝可以提高光缆承受横向侧压力及纵向拉力，有效保护光缆，同时进一步拓宽了此光缆在特殊场景下的用途。

一种用于水下光缆的制造工艺，包括以下步骤:

步骤一：将所述光纤2与滑轮101摩擦使所述光纤表面产生静电，参见图3，用喷涂设备将所述干式阻水粉喷到所述光纤2表面，使所述光纤的表面均匀覆盖所述干式阻水粉；

利用静电吸附原理，喷涂设备103通电后在其前端产生高压，干式阻水粉粉末从喷涂设备103喷出后在高压场的作用下带上负电荷，带负电的粉末被高压空气吹送到光纤2表面，光纤2通过与滑轮101摩擦带有正电，所以干式阻水粉粉末会很好地吸附在光纤2表面，粉末逐渐覆盖光纤2表面形成厚度为40-80μm的涂层后，电荷就会产生排斥，粉末也就不再被继续吸附堆积，所以喷粉后的涂层厚度非常均匀，然后将光纤2进入机头102后进行后续操作；

步骤二：挤塑干式套管并包裹所述光纤2上形成所述光单元1；

挤塑过程中的干式套管所使用的材料为熔融的状态，机头102中设置有与所述干式套管形状适配的模具，通过机头102与光纤2之间的相对运动的方式，不断通过所述模具将熔融状态的干式套管包覆到光纤2上；

步骤三：在若干个所述光单元1外喷涂所述干式阻水粉，将所述阻水纱3包覆若干所述光单元1形成所述缆芯，通过以上步骤获得了光单元1内以及光单元1之间均具填充有干式阻水粉的缆芯。

步骤四：将所述内护套4挤塑并包裹在所述缆芯上；

与挤塑所述干式套管类似，机头中设置有与所述内护套4形状适配的模具，通过机头102与缆芯之间的相对运动的方式，不断通过所述模具将熔融状态的内护套4包覆到缆芯上；

步骤五：将所述第一阻水带6包裹在所述内护套4上；

步骤六：将所述加强层7包裹在所述第一阻水带6上；

步骤七：将所述第二阻水带8包裹在所述加强层7上；

步骤八: 将所述中护套9挤塑并包裹在所述第二阻水带8上，在挤塑过程中，所述中护套9外周呈锯齿形状的所述耐压支撑部13能够在相应的模具中成型出来；

步骤九：在所述中护套9外周上的相邻所述耐压支撑部13之间填充所述干式阻水粉；

步骤十：将所述第三阻水带11包裹在所述中护套9上；

步骤十一：将所述外护套12挤塑并包裹所述第三阻水带11上；

挤塑中护套9与挤塑外护套12操作与挤塑内护套4类似。

进一步地，在挤塑内护套4时，同步将加强件5包裹在所述内护套4中，将缆芯和加强件5插入机头中的与内护套4形状适配的模具中并调整好两者之间的相对位置，不断将熔融状态的内护套4所使用的材料包覆到缆芯和加强件5上；

在挤塑中护套9时，将包裹完所述第二阻水带后的光缆以及增强件10或铠装层插入机头中的与中护套9形状适配的模具中并调整好两者之间的相对位置，不断将熔融状态的中护套9所使用的材料包覆到其上。

实施例二

本实施例提供了一种用于实施例一中所述的水下光缆的干式阻水粉填充设备并详细说明了其结构及工作过程，参见图4，包括阻水粉箱111、拖带模112、工作室113、吸附装置115、存储室116以及吸附管道114，所述阻水粉箱111顶部设有进料口，所述阻水粉箱111与所述工作室113相连，所述阻水粉箱111底部与所述拖带模112设于所述工作室113内，所述拖带模112内部设有允许待填充光缆通过的通道，所述阻水粉箱111底部与所述拖带模112中的所述通道相连通，所述待填充光缆117为挤塑完所述中护套9的待填充所述干式阻水粉的光缆，所述拖带模112模用于将所述干式阻水粉均匀附着在所述待填充光缆117的外周，所述吸附管道114一端与所述工作室113相连，所述吸附管道114另一端与所述存储室116相连，所述吸附装置115能够通过所述吸附管道114将所述工作室113中散落的干式阻水粉吸附到所述存储室116内。

该干式阻水粉填充设备工作过程如下：将阻水粉箱111的进料口内加入干式阻水粉，干式阻水粉落入拖带模112内的通道中，待填充光缆117通过拖带模112内的通道，此时中护套9外周呈齿状结构的耐压支撑部13中能够填充满干式阻水粉，待填充光缆117从拖带模112出来后会有部分干式阻水粉散落，为了防止干式阻水粉的粉末在工作室113内飞舞采用吸附装置115，吸附装置115能够将吸收的粉末通过吸附管道114将工作室113内的散落的干式阻水粉粉末收集到存储室116中，存储室116内干式阻水粉快满时可倒回阻水粉箱111内以便二次利用干式阻水粉，然后将第三阻水带11包裹到所述待填充光缆117上防止干式阻水粉掉落，同时防止外护套12与中护套9粘连在一起。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水下光缆，包括:缆芯，所述缆芯由阻水纱包覆若干光单元所组成，所述光单元内含光纤，其特征在于，所述缆芯的外侧由内至外依次包覆内护套、第一阻水带、加强层、第二阻水带、中护套、第三阻水带以及外护套，所述中护套的外周设有呈锯齿状的耐压支撑部，所述水下光缆还包括干式阻水粉，所述干式阻水粉填充于所述光单元内的所述光纤之间、所述阻水纱内的所述光单元之间以及所述中护套上的相邻所述耐压支撑部之间。

2.根据权利要求1所述的水下光缆，其特征在于，所述耐压支撑部与所述中护套一体成型，所述耐压支撑部内部为实心结构且具有一定弹性。

3.根据权利要求1所述的水下光缆，其特征在于，所述耐压支撑部与所述中护套分体成型，所述耐压支撑部为梯形弹性支撑条或V形弹性支撑条。

4.根据权利要求1所述的水下光缆，其特征在于，还包括加强件，所述加强件嵌入所述内护套中。

5.根据权利要求4所述的水下光缆，其特征在于，所述加强件为钢绞线，所述加强件至少为两根。

6.根据权利要求1所述的水下光缆，其特征在于，所述中护套内嵌入若干增强件或所述第二阻水带和所述中护套之间设置有铠装层。

7.一种用于权利要求1-6任一项所述的水下光缆的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤:

步骤一：使所述光纤表面产生静电，将所述干式阻水粉喷到所述光纤的表面，使所述光纤的表面均匀覆盖所述干式阻水粉；

步骤二：挤塑干式套管并包裹所述光纤上形成所述光单元；

步骤三：在若干个所述光单元外喷涂所述干式阻水粉，将所述阻水纱包覆若干所述光单元形成所述缆芯；

步骤四：在所述中护套外周上的相邻所述耐压支撑部之间填充所述干式阻水粉。

8.根据权利要求7所述的水下光缆制造工艺，其特征在于，在所述步骤三和所述步骤四之间还包括以下步骤:

S1：将所述内护套挤塑并包裹在所述缆芯上；

S2：将所述第一阻水带包裹在所述内护套上；

S3：将所述加强层包裹在所述第一阻水带上；

S4：将所述第二阻水带包裹在所述加强层上；

S5：将所述中护套挤塑并包裹在所述第二阻水带上；

在完成所述步骤四后进行以下步骤:

步骤五：将所述第三阻水带包裹在所述中护套上；

步骤六：将所述外护套挤塑并包裹所述第三阻水带上。

9.根据权利要求8所述的水下光缆制造工艺，其特征在于，在挤塑所述内护套时，同步将加强件包裹在所述内护套中；在挤塑所述中护套时，同步将增强件或铠装层包裹在所述中护套内。

10.一种用于权利要求1-6任一项所述的水下光缆的干式阻水粉填充设备，其特征在于，包括阻水粉箱、拖带模、工作室、吸附装置、存储室以及吸附管道，所述阻水粉箱顶部设有进料口，所述阻水粉箱与所述工作室相连，所述阻水粉箱底部与所述拖带模设于所述工作室内，所述拖带模内部设有允许待填充光缆通过的通道，所述阻水粉箱底部与所述拖带模中的所述通道相连通，所述待填充光缆为挤塑完所述中护套的待填充所述干式阻水粉的光缆，所述拖带模用于将所述干式阻水粉均匀附着在所述待填充光缆的外周，所述吸附管道一端与所述工作室相连，所述吸附管道另一端与所述存储室相连，所述吸附装置能够通过所述吸附管道将所述工作室中散落的所述干式阻水粉吸附到所述存储室内。