RU2475774C1 - Flexible extensive hydroacoustic antenna and method of its manufacturing - Google Patents
Flexible extensive hydroacoustic antenna and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475774C1 RU2475774C1 RU2011140442/07A RU2011140442A RU2475774C1 RU 2475774 C1 RU2475774 C1 RU 2475774C1 RU 2011140442/07 A RU2011140442/07 A RU 2011140442/07A RU 2011140442 A RU2011140442 A RU 2011140442A RU 2475774 C1 RU2475774 C1 RU 2475774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- power
- antenna
- elements
- polymer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим системам навигации подводных аппаратов, и может быть использовано при разработке гибких буксируемых систем в системах шумопеленгования надводных кораблей и подводных лодок.The invention relates to the field of hydroacoustics, and in particular to hydroacoustic navigation systems for underwater vehicles, and can be used in the development of flexible towed systems in noise detection systems of surface ships and submarines.
Известна гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна по патенту RU №2417383, МПК: G01S 7/52 на изобретение «Гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна». Она содержит силовой элемент в виде троса, кабели питания и связи, чувствительные элементы и электронные блоки, расположенные с определенным интервалом вдоль антенны, причем каждый электронный блок подключен к кабелю питания и содержит размещенные на плате последовательно соединенные малошумящий усилитель, аналогово-цифровой преобразователь и блок подготовки и передачи информации, при этом входы малошумящих усилителей соединены с соответствующими выходами чувствительных элементов, а выходы блоков подготовки и передачи информации соединены с кабелем связи. Особенностью антенны является то, что она снабжена кордовыми элементами в виде круглых жил, чувствительные элементы выполнены в виде протяженных отрезков кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала, причем длины кордовых элементов и отрезков кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала равны между собой. Кабели питания и связи, кордовые элементы, кабели из эластичного пьезоэлектрического материала выполнены одинакового диаметра с силовым элементом и закручены вокруг его оси, в промежутках между отрезками кордовых элементов и отрезками кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала расположены платы электронных блоков, а все элементы антенны помещены во внешнюю герметизирующую кабельную оболочку.Known flexible extended hydroacoustic digital cable antenna according to patent RU No. 2417383, IPC:
Достоинства данной системы заключаются в следующем: изготовление чувствительных элементов в виде кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала по сравнению с пьезоэлектрическими устройствами позволяет сделать их более протяженными и на порядок и более снизить гидродинамические шумы, повысить устойчивость к механическим воздействиям, достичь существенно меньшего радиуса изгиба, а за счет расположения плат с электронными блоками в центральных частях антенны изготовить антенну без выступающих частей в виде единого кабеля.The advantages of this system are as follows: the manufacture of sensitive elements in the form of a cable from an elastic piezoelectric material compared to piezoelectric devices makes it possible to make them more extended and reduce hydrodynamic noise by an order or more, increase resistance to mechanical stress, achieve a significantly smaller bending radius, and by arranging the boards with electronic units in the central parts of the antenna, make the antenna without protruding parts in the form of a single cable.
Технология изготовления антенны в описании изобретения подробно не прописана, однако можно предположить, что вначале с помощью скручивающего устройства изготавливают заготовку в виде скрутки кабелей питания и связи, кабелей с эластичным пьезоэлектрическим материалом и кордовых элементов вокруг силового элемента, а потом разматывают ее и вручную вставляют платы с электронными блоками, осуществляя необходимые подсоединения и на смонтированный сердечник накладывают внешнюю герметизирующую оболочку на экструзионной линии.The antenna manufacturing technology is not described in detail in the description of the invention, however, it can be assumed that first, using a twisting device, a workpiece is made in the form of a twist of power and communication cables, cables with elastic piezoelectric material and cord elements around the power element, and then they are unwound and the boards are manually inserted with electronic units, making the necessary connections and impose an external sealing shell on the mounted core on the extrusion line.
Несмотря на то, что постулируется равномерность сердечника по длине антенны, встраивание плат с электронными блоками в сердечник антенны вручную не позволяет гарантировать постоянство диаметра антенны при переходе через участок со встроенной платой с электронными блоками (толщина оболочки в этом месте становится то больше, то меньше номинальной), надежность конструкции падает, что является недостатком.Despite the fact that uniformity of the core along the length of the antenna is postulated, the incorporation of boards with electronic components into the core of the antenna manually does not guarantee the constancy of the diameter of the antenna when passing through a section with an integrated board with electronic blocks (the thickness of the shell in this place becomes more or less than the nominal ), the reliability of the design falls, which is a disadvantage.
Известна также гибкая протяженная гидроакустическая цифровая антенна по патенту на изобретение №2426146 от 04.06.2010, МПК G01S 7/52.Also known is a flexible extended hydroacoustic digital antenna according to the invention patent No. 2426146 dated June 4, 2010, IPC G01S 7/52.
Она содержит силовой элемент типа кевларового троса, кабель питания и кабель связи с изоляцией из полимерного материала, чувствительные элементы в виде пар одинаковых пьезоэлементов с противоположной поляризацией и электронные блоки, расположенные с определенным интервалом вдоль антенны, причем каждый электронный блок подключен к кабелю питания и содержит размещенные на плате последовательно соединенные дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь и блок подготовки и передачи информации, при этом входы дифференциальных усилителей соединены с соответствующими выходами чувствительных элементов, а выходы блоков подготовки и передачи информации соединены с кабелем связи. Отличие заключается в том, что антенна снабжена размещенными вдоль оси отрезками кордовых элементов в виде двух круглых жил, силовой трос размещен в центре антенны, чувствительные элементы выполнены в виде пар отрезков двух кабелей с длиной, равной длине отрезков кордовых элементов, кабели питания и связи выполнены каждый из двух витых проводников, при этом кордовые элементы, кабели питания и связи, кабели чувствительных элементов выполнены одинакового диаметра с силовым тросом, расположены вокруг него равномерно и закручены вокруг его оси, в промежутках между отрезками кордовых элементов и отрезков кабелей чувствительных элементов расположены платы электронных блоков, а все элементы антенны помещены во внешнюю кабельную оболочку, заполненную герметизирующим электроизоляционным материалом.It contains a power element such as a Kevlar cable, a power cable and a communication cable with insulation made of polymer material, sensitive elements in the form of pairs of identical piezoelectric elements with opposite polarization and electronic units located at a certain interval along the antenna, each electronic unit being connected to the power cable and contains a differential amplifier, an analog-to-digital converter, and a unit for preparing and transmitting information placed in series with the differential inputs nyh amplifiers coupled to respective outputs of the sensitive elements, and outputs the preparation and transmission units are connected with a cable connection. The difference is that the antenna is equipped with segments of cord elements placed along the axis in the form of two round cores, the power cable is located in the center of the antenna, the sensitive elements are made in the form of pairs of segments of two cables with a length equal to the length of the segments of the cord elements, power and communication cables are made each of the two twisted conductors, while the cord elements, power and communication cables, cables of the sensing elements are made of the same diameter with a power cable, are arranged uniformly around it and twisted around it axis, in the intervals between the segments of the cord elements and the cable segments of the sensing elements are the boards of the electronic units, and all the antenna elements are placed in an external cable sheath filled with a sealing electrical insulating material.
По сравнению с конструкцией антенны по изобретению №2417383 отличие данной антенны состоит в указании количества кордельных элементов и чувствительных элементов (что характеризует ее как частный случай антенны по изобретению №2417383) и наличию нового элемента - заполнителя из герметизирующего электроизоляционного состава. Сам заполнитель является важной отличительной особенностью, но приведенная в описании технология его наложения технически трудно выполнима. Как следует из описания, на скрученные элементы сердечника наносится резиновая смесь в холодном виде, после чего при наложении внешней кабельной оболочки экструзионным способом резиновая смесь (за счет высокой температуры материала оболочки) передаваемым теплом нагревается до жидкого состояния и заполняет все воздушное пространство антенны.Compared with the design of the antenna according to the invention No. 2417383, the difference of this antenna consists in indicating the number of cord elements and sensitive elements (which characterizes it as a special case of the antenna according to the invention No. 2417383) and the presence of a new element - a filler from a sealing electrical insulating composition. The placeholder itself is an important distinguishing feature, but the technology for applying it described in the description is technically difficult. As follows from the description, cold mixture is applied to the twisted core elements, after which, when an external cable sheath is applied by extrusion, the rubber mixture (due to the high temperature of the sheath material) is heated to the liquid state with the transferred heat and fills the entire airspace of the antenna.
Нанести материал в воздушные пустоты антенны (до расплава) можно только материалом в порошковом виде, как наносится тальк. Но получить порошок резиноподобного материала крайне сложно (в экструдеры агрегатов непрерывной вулканизации на кабельных заводах резина подается в виде лент или гранул цилиндрической формы с длиной в несколько миллиметров). Также сложно расплавлять его до жидкого состояния: температура полимера оболочки в головке, как правило, составляет 160-200°C (для наиболее часто применяющихся материалов), что является температурой вулканизации для резины. Так как верхние слои резины будут находиться при температуре, более высокой, чем нижние, то произойдет перевулканизация верхних слоев, что приводит к деструкции материала.It is possible to apply the material into the air voids of the antenna (before the melt) only in powder form, as applied to talc. But it is extremely difficult to obtain a powder of rubber-like material (rubber is fed into the extruders of continuous vulcanization aggregates at cable plants in the form of cylindrical tapes or granules with a length of several millimeters). It is also difficult to melt it to a liquid state: the temperature of the shell polymer in the head, as a rule, is 160-200 ° C (for the most commonly used materials), which is the vulcanization temperature for rubber. Since the upper layers of rubber will be at a temperature higher than the lower ones, resulcanization of the upper layers will occur, which leads to destruction of the material.
В то же время существует серийная технология наложения заполнителя из невулканизированной, так называемой «сырой», резины. Она накладывается экструзионным способом. Но при этом возникает та же технологическая сложность, что и при изготовлении антенны по изобретению №2417383, за счет ручной сборки увеличивается разброс размеров сердечника антенны.At the same time, there is a serial technology for applying aggregate from unvulcanized, so-called “crude” rubber. It is applied by extrusion. But at the same time, the same technological complexity arises as in the manufacture of the antenna according to the invention No. 2417383, due to manual assembly, the spread in the dimensions of the antenna core increases.
Направляющим элементом в головке экструдера является дорн, внутренний размер которого равен максимальному значению диаметра заготовки (на которую экструдируется материал) и служащий для обеспечения центровки в конечном изделии. Если дорн будет иметь завышенное значение (при большом разбросе), то в изделии будет отсутствовать центровка, что приведет к снижению надежности за счет неравномерного расположения центральных элементов в момент изгиба при смотке- размотке и разрыву поверхностных элементов (в данном случае: поверхностного слоя заполнителя и оболочки).The guiding element in the head of the extruder is a mandrel, the inner size of which is equal to the maximum value of the diameter of the workpiece (onto which the material is extruded) and which serves to ensure alignment in the final product. If the mandrel is overestimated (with a large spread), then the product will not be centered, which will lead to a decrease in reliability due to the uneven arrangement of the central elements at the time of bending during winding-unwinding and rupture of the surface elements (in this case: the surface layer of aggregate and shell).
В качестве прототипа выберем гидроакустическую антенну по патенту на изобретение RU №2417383 «Гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна».As a prototype, we choose a hydroacoustic antenna according to the patent for invention RU No. 2417383 "Flexible long hydroacoustic digital cable antenna".
Сущность изобретения заключается в том, что предлагается гибкая протяженная гидроакустическая антенна, предназначенная для работы в нестационарном режиме, с повышенной надежностью и способ ее изготовления.The essence of the invention lies in the fact that it offers a flexible long hydroacoustic antenna designed to operate in an unsteady mode, with increased reliability and a method for its manufacture.
Технический результат достигается тем, что предлагается гибкая протяженная гидроакустическая антенна, содержащая силовой элемент в виде троса, кабель питания и кабель связи, чувствительные элементы и электронные блоки, расположенные с определенным интервалом вдоль антенны, причем каждый чувствительный элемент выполнен в виде протяженного отрезка кабеля с изоляцией из эластичного пьезоэлектрического материала, а каждый электронный блок подключен к кабелю питания и содержит размещенные на гибкой плате последовательно соединенные малошумящий усилитель, аналогово-цифровой преобразователь и блок подготовки и передачи информации, при этом входы малошумящих усилителей соединены с соответствующими выходами чувствительных элементов, а выходы блоков подготовки и передачи информации соединены с кабелем связи. Антенна отличается тем, что центральный силовой элемент выполнен в виде прочной нити или стеклопластикового или арамидно-пластикового прутка с полимерным покрытием, соединенные между собой в протяженное комбинированное устройство платы с электронными блоками, чувствительные элементы, кабели питания и связи выполнены в виде плоского кабеля, а сама антенна выполнена в виде круглого кабеля, в котором сердечник образован силовым элементом и намотанным на него по спирали с перекрытием плоским кабелем, а поверх сердечника наложена полимерная влагозащитная оболочка.The technical result is achieved by the fact that it offers a flexible long hydroacoustic antenna containing a power element in the form of a cable, a power cable and a communication cable, sensitive elements and electronic units located at a certain interval along the antenna, each sensitive element being made in the form of an extended length of cable with insulation from an elastic piezoelectric material, and each electronic unit is connected to a power cable and contains series-connected ma placed on a flexible board oshumyaschy amplifier, an analog-digital converter unit and preparing and transmitting information, wherein the low noise amplifiers inputs connected to respective outputs of the sensitive elements, and outputs the preparation and transmission units are connected with a cable connection. The antenna is characterized in that the central power element is made in the form of a strong filament or fiberglass or aramid-plastic rod with a polymer coating, interconnected in an extended combined circuit board device with electronic units, sensitive elements, power and communication cables are made in the form of a flat cable, and the antenna itself is made in the form of a round cable, in which the core is formed by a power element and wound on it in a spiral with a flat cable overlapping, and a polymer is laid on top of the core Moisture-proof sheath.
Центральный силовой элемент может быть выполнен как из полимерных нитей, арамидных или пропиленовых, так и из неорганических, например стеклонитей, выбираемых исходя из требования разрывной прочности. Для улучшения технологии намотки плоского кабеля центральный силовой элемент может быть выполнен из стеклопластикового или арамидно-пластикового прутка, имеющего продольную жесткость. Полимерное покрытие поверх нити или прутка служит для локализации элемента (нити) и для обеспечения оптимального радиуса основы при намотке плоского кабеля, имеющего некоторый минимальный радиус изгиба.The central power element can be made of both polymer yarns, aramid or propylene, and inorganic, such as glass fibers, selected based on the tensile strength requirement. To improve the technology of winding a flat cable, the central power element can be made of fiberglass or aramid-plastic rod having longitudinal stiffness. The polymer coating on top of the thread or rod serves to localize the element (thread) and to ensure the optimum radius of the base when winding a flat cable having a certain minimum bending radius.
После соединения разнородных элементов в плоский кабель (плат с электронными блоками, чувствительных элементов, кабелей питания и связи) с защитной оболочкой плоский кабель становится единой целостной структурой. При намотке плоского кабеля на силовой элемент получается сердечник антенны с приблизительно равными свойствами по длине в каждом сечении. Равномерность возникающих при растяжении напряжений обеспечивает силовой элемент, а постоянство диаметра и округлость в каждом сечении обеспечивает конструктивная однородность плоского кабеля. Накладываемая экструзионным способом полимерная влагозащитная оболочка защищает сердечник от воздействия влаги и сохраняет стабильность сердечника, полученную при намотке, в процессе эксплуатации при стационарном режиме (при многочисленных смотках и намотках антенны на барабан).After connecting dissimilar elements into a flat cable (circuit boards with electronic units, sensitive elements, power and communication cables) with a protective sheath, the flat cable becomes a single integral structure. When a flat cable is wound on a power element, an antenna core is obtained with approximately equal length properties in each section. The uniformity of the stresses arising during tension is ensured by the power element, and the constancy of the diameter and roundness in each section ensures the structural homogeneity of the flat cable. The polymer moisture-protective coating imposed by the extrusion method protects the core from moisture and maintains the core stability obtained during winding during operation during stationary operation (with numerous windings and windings of the antenna onto the drum).
Отсутствие ярко выраженных неоднородностей антенны по длине и препятствие образованию таких неоднородностей при многочисленных смотках и намотках повышают надежность конструкции антенны.The absence of pronounced heterogeneities of the antenna along the length and the obstacle to the formation of such inhomogeneities with numerous windings and windings increase the reliability of the antenna design.
Для обеспечения равномерности конструкции плоского кабеля целесообразно к периодически следующим друг за другом гибким платам с электронными блоками подсоединять параллельно расположенные в одной плоскости силовые элементы, не менее одного чувствительного элемента, кабели питания и связи. Причем для распределения продольной нагрузки подключаемые элементы должны располагаться равномерно, силовые элементы должны располагаться по краям. Для создания единства конструкции на сердечник плоского кабеля целесообразно наложить полимерную оболочку.In order to ensure uniform construction of the flat cable, it is advisable to connect power elements, at least one sensitive element, power and communication cables to parallel flexible boards with electronic blocks periodically following each other. Moreover, to distribute the longitudinal load, the connected elements should be evenly distributed, the power elements should be located at the edges. To create a unity of design, it is advisable to impose a polymer sheath on the core of a flat cable.
Для того чтобы при намотке плоского кабеля с перекрытием на силовой элемент сердечника антенны не происходило увеличение диаметра сердечника антенны в месте перекрытия, целесообразно полимерную оболочку плоского кабеля изготовить с асимметричными выступами по краям.In order to prevent an increase in the diameter of the antenna core at the place of overlap when winding a flat cable with an overlap on a power element of the antenna core, it is advisable to produce a polymer sheath of a flat cable with asymmetric protrusions at the edges.
С целью упрощения процесса подсоединения и обеспечения равномерности натяжения линейных элементов (чувствительных элементов, кабелей питания и связи, силовых элементов) целесообразно с двух сторон плат установить две группы соединителей по числу линейных элементов каждая. Для силовых элементов соединитель обеспечивает только механическое крепление. Чувствительные элементы, подключаемые только с одной стороны, в другом соединителе крепятся только механически.In order to simplify the connection process and ensure uniform tension of linear elements (sensitive elements, power and communication cables, power elements), it is advisable to install two groups of connectors on the number of linear elements on each side of the boards. For power elements, the connector provides only mechanical fastening. Sensitive elements that are connected on one side only are mechanically attached to the other connector.
Для обеспечения сквозной непрерывности кабелей питания и связи целесообразно между входными и выходными соединителями кабелей питания и связи на каждой плате проложить полосковые линии.To ensure end-to-end continuity of the power and communication cables, it is advisable to lay strip lines between the input and output connectors of the power and communication cables on each board.
Для заполнения пространства линейных элементов в сердечнике плоского кабеля целесообразно дополнительно проложить кордели, выполненные из полимера, или нити с полимерным покрытием, или металлической проволоки с полимерным покрытием. Как правило, все линейные элементы выполняют одинакового наружного диаметра.To fill the space of linear elements in the core of a flat cable, it is advisable to additionally lay the corps made of polymer, or polymer coated threads, or polymer coated metal wire. As a rule, all linear elements perform the same outer diameter.
Кабель питания целесообразно выполнить из двух однопроволочных или многопроволочных изолированных полимером токопроводящих жил, скрученных между собой. При этом одна из жил является фазной, другая - нулевой. Преимущественно применяют многопроволочную токопроводящую жилу, обеспечивающую меньший радиус изгиба. При намотке плоского кабеля на силовой элемент с большим диаметром токопроводящие жилы кабеля питания выполняют однопроволочными. Для равномерного распределения возникающих в процессе изготовления и при эксплуатации растягивающих усилий изолированные токопроводящие жилы скручивают между собой.The power cable is expediently made of two single-wire or multi-wire polymer insulated conductive conductors twisted together. In this case, one of the cores is phase, the other is zero. Mostly used multi-wire conductive core, providing a smaller bending radius. When a flat cable is wound on a power element with a large diameter, the conductive conductors of the power cable are single-wire. For a uniform distribution of tensile forces arising during the manufacturing process and during operation, insulated conductive wires are twisted together.
Для выравнивания наружных размеров линейных элементов между собой на кабель питания в виде двух скрученных между собой изолированных токопроводящих жил целесообразно дополнительно наложить полимерную оболочку, выполняющую защитную функцию в процессе изготовления плоского кабеля.To align the external dimensions of the linear elements with each other on the power cable in the form of two twisted together insulated conductive cores, it is advisable to additionally impose a polymer sheath that performs a protective function in the process of manufacturing a flat cable.
Кабель связи целесообразно выполнить в виде двух однопроволочных или многопроволочных изолированных полимером токопроводящих жил, скрученных между собой. Использование двух одинаковых токопроводящих жил позволяет создать систему симметричной связи, обеспечивающую нейтрализацию синфазных шумов. Преимущественно применяют многопроволочную токопроводящую жилу, обеспечивающую меньший радиус изгиба. При намотке плоского кабеля на силовой элемент с большим диаметром токопроводящие жилы кабеля связи выполняют однопроволочными. Для равномерного распределения возникающих в процессе изготовления и при эксплуатации растягивающих усилий изолированные токопроводящие жилы скручивают между собой. Кроме того, в кабелях связи скрутка является защитой от электромагнитных воздействий.It is advisable to make a communication cable in the form of two single-wire or multi-wire polymer insulated conductive wires twisted together. The use of two identical conductive cores allows you to create a symmetric communication system that provides the neutralization of common-mode noise. Mostly used multi-wire conductive core, providing a smaller bending radius. When a flat cable is wound on a power element with a large diameter, the conductive conductors of the communication cable are single-wire. For a uniform distribution of tensile forces arising during the manufacturing process and during operation, insulated conductive wires are twisted together. In addition, in communication cables, twisting is a protection against electromagnetic influences.
Если скрутка жил между собой не является достаточной защитой от электромагнитного поля кабеля питания, то на скрученные между собой жилы кабеля связи целесообразно дополнительно наложить электрический экран.If the twisting of the wires between each other is not sufficient protection against the electromagnetic field of the power cable, then it is advisable to additionally impose an electric screen on the twisted wires of the communication cable.
Для выравнивания наружных размеров линейных элементов между собой на кабель связи в виде двух скрученных между собой изолированных токопроводящих жил (в том числе при наличии экрана) целесообразно дополнительно наложить полимерную оболочку, выполняющую защитную функцию в процессе изготовления плоского кабеля.To align the external dimensions of the linear elements with each other on the communication cable in the form of two insulated conductive wires twisted together (including with a screen), it is advisable to additionally impose a polymer sheath that performs a protective function in the process of manufacturing a flat cable.
С целью обеспечения компактности антенны целесообразно питание и информационные сигналы передавать по одному кабелю из двух изолированных токопроводящих жил, для чего на каждой плате перед входом в кабель и на его выходе должны быть установлены сплиттеры, разделяющие информационные сигналы и силовую компоненту питания.In order to ensure the compactness of the antenna, it is advisable to transmit power and information signals through one cable from two isolated conductive cores, for which splitters should be installed on each board before entering the cable and at its output, separating information signals and the power component of the power supply.
Для повышения структурной однородности при одновременной передаче информационных сигналов и питания по одному кабелю, целесообразно выполнить кабель симметричным коаксиальным, имеющим одинаковые электрические сопротивления постоянному току внутреннего и внешнего проводников.To increase structural homogeneity while transmitting information signals and power over a single cable, it is advisable to make the cable symmetrical coaxial, having the same electrical resistance to direct current of the internal and external conductors.
Влагозащитную оболочку антенны в виде круглого кабеля и оболочку плоского кабеля целесообразно выполнить из термопластичного полиуретанового эластомера, обладающего достаточной эластичностью при необходимой влагонепроницаемости.The moisture-proof sheath of the antenna in the form of a round cable and the sheath of a flat cable is advisable to be made of thermoplastic polyurethane elastomer, which has sufficient elasticity with the necessary moisture resistance.
Одним из действенных способов повышения надежности является полное исключение ручного труда при изготовлении серийной продукции или смещение применения ручного труда к начальным (наиболее простым) или подготовительным стадиям.One of the effective ways to increase reliability is to completely eliminate manual labor in the manufacture of serial products or to shift the use of manual labor to the initial (most simple) or preparatory stages.
В изобретении по патенту RU №2417383 вначале скручиваются линейные элементы между собой (вокруг силового элемента скручиваются кабели питания и связи, чувствительные элементы, выполненные в виде кабелей, кордели), а затем в полученный сердечник вручную встраиваются платы с электронными блоками. Аналогичным образом изготавливают антенну по патенту на изобретение RU №2426146 с дополнительной операцией наложения заполнителя на сформированный сердечник.In the invention according to patent RU No. 2417383, linear elements are first twisted together (power and communication cables, sensitive elements made in the form of cables, cordes are twisted around a power element), and then boards with electronic blocks are manually inserted into the resulting core. Similarly, the antenna is made according to the patent for the invention RU No. 2426146 with the additional operation of applying a filler to the formed core.
В предлагаемом изобретении антенна изготавливается полностью с применением серийных технологий: вокруг силового элемента на обмоточной машине обмоткой по спирали накладывают плоский кабель, получая таким образом сердечник антенны, выполняемой в виде круглого кабеля, на экструзионной линии накладывают влагозащитную оболочку на антенну. Полимерную оболочку на плоский кабель также накладывают на экструзионной линии, и только комбинированное устройство, являющееся сердечником плоского кабеля, собирают вручную на разделочном столе, используя перемоточные устройства для отдачи линейных элементов (кабелей питания и связи, чувствительных элементов, выполненных в виде кабелей, корделей, силовых элементов в виде прочных нитей или стеклопластикового, или арамидно-пластикового прутка) и приема готового комбинированного устройства на барабан с целью механизации ручного труда. Таким образом, ручной труд в предлагаемом изобретении сводиться только к зачистке от изоляции токопроводящих жил кабелей и креплению их в соединителях. Причем при использовании однопроволочных токопроводящих жил возможно применение ножевых соединителей, обеспечивающих контакт с металлом жилы прорезанием изоляции, что исключает необходимость снятия изоляции.In the present invention, the antenna is manufactured entirely using serial technologies: around the power element on the winding machine, a flat cable is laid in a spiral winding, thus obtaining the core of the antenna, made in the form of a round cable, a moisture-proof sheath is applied to the antenna on the extrusion line. The polymer sheath on the flat cable is also imposed on the extrusion line, and only the combined device, which is the core of the flat cable, is assembled manually on the cutting table using rewind devices for returning linear elements (power and communication cables, sensitive elements made in the form of cables, cordels, power elements in the form of strong threads or fiberglass, or aramid-plastic rod) and receiving the finished combined device on the drum for the purpose of mechanization of manual labor. Thus, manual labor in the present invention is reduced only to stripping the cables from insulation of conductive wires and fixing them in connectors. Moreover, when using single-wire conductive cores, it is possible to use knife connectors that provide contact with the metal of the core by cutting through the insulation, which eliminates the need for stripping.
Способ наложения полимерной оболочки на плоский кабель несколько отличается от традиционного, что обусловлено отсутствием непрерывной продольной жесткости у комбинированного устройства. По его длине, особенно в местах крепления линейных элементов с платами электронных блоков, возможно появление вращающих моментов, что способно привести к обрыву комбинированного устройства при входе в дорн экструдера. Чтобы этого не произошло, перед входом в дорн ставят группу прижимающих роликов, обеспечивающих горизонтальность направления комбинированного устройства или гусеничную систему, а сам вход в дорн изготавливают с незначительным раструбом.The method of applying a polymer sheath to a flat cable is somewhat different from the traditional one, due to the lack of continuous longitudinal stiffness in the combined device. Along its length, especially at the points of attachment of linear elements with electronic circuit boards, the appearance of torques is possible, which can lead to a break in the combined device at the entrance to the extruder mandrel. To prevent this from happening, a group of pressure rollers is placed in front of the entrance to the mandrel, ensuring horizontal direction of the combined device or caterpillar system, and the entrance to the mandrel is made with a slight bell.
Предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами выполнения, представленными на чертежах:The invention is illustrated by specific examples presented in the drawings:
- Фиг.1 - схематическое изображение комбинированного устройства, являющегося сердечником плоского кабеля;- Figure 1 is a schematic illustration of a combined device, which is the core of a flat cable;
- Фиг.2 - схематическое изображение отрезка антенны, выполненной в виде круглого кабеля, проходящего на участке линейных элементов в плоском кабеле;- Figure 2 is a schematic illustration of a segment of the antenna, made in the form of a round cable passing on the plot of linear elements in a flat cable;
- Фиг.3 - направляющая система из части экструзионной головки с дорном и блока направляющих роликов.- Figure 3 - guide system of the part of the extrusion head with a mandrel and a block of guide rollers.
На чертеже Фиг.1 представлено комбинированное устройство 1, являющееся сердечником плоского кабеля, состоящее из последовательно соединенных плат с электронными блоками 2 через соединители 3 с линейными элементами, включающими два силовых элемента 4 из покрытых полимером прочных нитей, кабель питания 5, чувствительный элемент 6 и кабель связи 7.In the drawing, Fig. 1 shows a combined device 1, which is the core of a flat cable, consisting of series-connected boards with electronic units 2 through connectors 3 with linear elements, including two
Изображенная на чертеже Фиг.2 гибкая протяженная гидроакустическая антенна 8 состоит из силового элемента 9, выполненного из прочной нити, стеклопластикового или арамидно-пластикового прутка с полимерным покрытием 10, наложенного вокруг него обмоткой по спирали с перекрытием плоского кабеля 11, включающего два силовых элемента 4 из покрытых полимером прочных нитей, кабеля питания 5, чувствительного элемента 6 и кабеля связи 7, и полимерной влагозащитной оболочки 12.The flexible long
Изображенная на чертеже Фиг.3 направляющая система, состоящая из части экструзионной головки (показанной условно) 13 с дорном 14, имеющей на входе раструб 15, и направляющих роликов 16. Стрелкой показано направление перемещения комбинированного устройства, являющегося сердечником плоского кабеля. Ролики 16 придают перемещающемуся комбинированному устройству горизонтальное направление перемещения (плоская часть комбинированного устройства должна быть параллельна горизонтальной плоскости). Возможные незначительные отклонения от горизонтали выправит входное отверстие дорна, выполненное в виде раструба 15.The guiding system shown in the drawing of FIG. 3, consisting of a part of the extrusion head (conventionally shown) 13 with a
Технология изготовления гибкой протяженной гидроакустической антенны 8 согласно заявленному изобретению включает следующие операции.The manufacturing technology of a flexible long
1. Линейные элементы1. Linear elements
Токопроводящие жилы кабелей питания 5 и связи 7 преимущественно изготавливают мягкими медными или медными лужеными однопроволочными или многопроволочными.Conducting cores of
Медные проволоки для токопроводящих жил изготавливаются из медной проволоки «катанки», как правило, диаметром 8 мм методом волочения. В зависимости от диаметра готовой проволоки могут использоваться следующие операции: грубое и среднее волочение или грубое, среднее и тонкое волочение.Copper wires for conductive conductors are made of copper wire "wire rod", usually with a diameter of 8 mm by drawing. Depending on the diameter of the finished wire, the following operations can be used: coarse and medium drawing or coarse, medium and fine drawing.
Для обеспечения мягкости проволоку подвергают отжигу в специальных печах отжига или на проход на операции волочения. Для получения луженых проволок отжиг не требуется. Лужение производится горячим способом, в результате чего проволока становится мягкой.To ensure softness, the wire is annealed in special annealing furnaces or in a passage for drawing operations. Annealing is not required to obtain tinned wires. Tinning is done hot, making the wire soft.
Многопроволочные токопроводящие жилы скручиваются из необходимого количества проволок на крутильных машинах сигарного, рамочного или фонарного типа.Multiwire conductive strands are twisted from the required number of wires on twisting machines of cigar, frame or lantern type.
Прочные нити или стеклопластиковые или арамидно-пластиковые прутки и чувствительные элементы 6 покупают готовыми.Strong yarns or fiberglass or aramid-plastic rods and
Полимерную изоляцию па токопроводящие жилы кабелей питания 5 и связи 7 и покрытия прочных нитей накладывают на экструзионных линиях.Polymeric insulation on conductive conductors of
Скрутку изолированных токопроводящих жил кабелей питания и связи производят обычно на машинах скрутки рамочного типа.Twisting of isolated conductive conductors of power and communication cables is usually carried out on twisting machines of a frame type.
Экран на токопроводящие жилы кабеля связи 7 может быть наложен в виде оплетки или обмотки из круглых медных проволок, в виде металлополимерной ленты металлом внутрь, наложенной продольно или обмоткой по спирали, с подпущенной под ним медной луженой дренажной жилой или комбинированным в виде оплетки или обмотки с проложенной под ним металлополимерной лентой металлом кверху.The screen on the conductive cores of the
Электрический экран в виде оплетки или обмотки накладывается на оплеточных или обмоточных машинах. Предварительно возможна тростка (объединение) проволок в пучки на тростильных машинах.An electric shield in the form of a braid or winding is superimposed on braiding or winding machines. Pre-possible cane (combining) of wires in bundles on reed machines.
Электрический экран из металлополимерной ленты накладывается обмоткой по спирали с перекрытием на обмоточных машинах или продольно с перекрытием на операции наложения полимерной оболочки. Экран накладывается металлом внутрь, а под него подпускают продольно медную луженую дренажную жилу. Возможно продольное наложение экрана из металлополимерной ленты металлом внутрь с подпуском медной луженой дренажной жилы при одновременном наложении полимерной оболочки.An electric screen made of metal-polymer tape is applied in a spiral winding with overlapping on winding machines or longitudinally with overlapping polymer coating operations. The screen is superimposed with metal inward, and a longitudinally tinned copper tinned drainage core is allowed under it. It is possible to longitudinally apply a screen made of metal-polymer tape with metal inward with a tinned copper drainage conductor while simultaneously applying a polymer sheath.
При изготовлении комбинированного электрического экрана металлополимерную ленту подпускают продольно с перекрытием металлическим слоем кверху под оплетку или обмотку на оплеточной или обмоточной машине соответственно.In the manufacture of a combined electric screen, the metal-polymer tape is allowed to run longitudinally with a metal layer overlapping upwards under the braid or winding on a braid or winding machine, respectively.
Оболочку кабелей питания 5 и связи 7 накладывают на экструзионных линиях.The sheath of the
2. Плоский кабель2. Flat cable
Сборку комбинированного устройства, являющегося сердечником плоского кабеля 11, производят на специальной установке, включающей в себя отдающие барабанные устройства с гусеничной тягой для каждого устройства, разделочного стола и приемного барабанного устройства с раскладчиком.The assembly of the combined device, which is the core of the
Первую плату с электронными блоками закрепляют на разделочном столе, с входной стороны подсоединяют два коротких дополнительных силовых элемента, проводят их через раскладчик и закрепляют на приемном барабане. Линейные элементы проводят через гусеничные тяговые устройства и подают на разделочный стол. Подсоединяют линейные элементы к соединителям платы с выходной стороны.The first board with electronic blocks is fixed on the cutting table, two short additional power elements are connected from the input side, they are passed through the spreader and fixed on the receiving drum. Linear elements are drawn through caterpillar traction devices and served on a cutting table. Connect linear elements to the board connectors on the output side.
Вращение приемного барабана синхронизировано со скоростью подачи линейных элементов гусеничными тяговыми устройствами и вращением барабанов с линейными элементами на отдающих устройствах. Отдающие устройства могут быть флайерного типа.The rotation of the receiving drum is synchronized with the feed speed of the linear elements by caterpillar traction devices and the rotation of the drums with linear elements on the delivery devices. Giving devices can be flyer type.
После намотки требуемой длины линейных элементов движение прекращают, линейные элементы отрубают и устанавливают новую плату с электронными блоками. Затем производят подсоединение линейных элементов с входной и выходной сторон. Далее производят перемотку и все повторяется.After winding the required length of the linear elements, the movement is stopped, the linear elements are chopped off and a new circuit board with electronic blocks is installed. Then connect the linear elements from the input and output sides. Next, rewind and everything is repeated.
Наложение полимерной оболочки на плоский кабель 11 производят по стандартной технологии на экструзионной линии.The application of the polymer sheath on the
3. Гибкая протяженная гидроакустическая антенна3. Flexible long sonar antenna
Сердечник антенны 8, выполняемой в виде круглого кабеля, изготавливают способом обмотки центрального силового элемента с полимерным покрытием плоским кабелем с перекрытием на лентообмоточной машине.The core of the
На готовый сердечник накладывают полимерную влагозащитную оболочку на экструзионной линии.A polymer moisture-proof sheath is applied to the finished core on the extrusion line.
Входной конец антенны герметизируют.The input end of the antenna is sealed.
Была изготовлена гибкая протяженная гидроакустическая антенна 8 длиной 100 м. Антенна 8 была подвергнута испытаниям на смотку-намотку в количестве 1000 циклов.A flexible long
Был произведен визуальный осмотр поверхности антенны 8 без применения увеличительных приборов. Наличие трещин, вмятин, выпуклостей и других неоднородностей после испытаний не обнаружено. Кабели питания 5 и связи 7 были испытаны напряжением 1 кВ, приложенным между токопроводящими жилами. Кабели испытания выдержали.A visual inspection of the surface of the
Результаты испытаний изготовленного образца гибкой протяженной гидроакустической антенны 8 подтверждают достижение технического результата.The test results of the manufactured sample flexible extended
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140442/07A RU2475774C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Flexible extensive hydroacoustic antenna and method of its manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140442/07A RU2475774C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Flexible extensive hydroacoustic antenna and method of its manufacturing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2475774C1 true RU2475774C1 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140442/07A RU2475774C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Flexible extensive hydroacoustic antenna and method of its manufacturing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475774C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602422C1 (en) * | 2015-08-27 | 2016-11-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Acousto-optical fibre cable and method of making same |
RU2610921C1 (en) * | 2016-02-17 | 2017-02-17 | АО "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Sensitive element for piezoelectric cable on-board hydroacoustic antennae |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166840C2 (en) * | 1998-12-29 | 2001-05-10 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Hydroacoustic antenna |
JP2005167410A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Harada Ind Co Ltd | Antenna for circularly-polarized wave signal |
US20090235870A1 (en) * | 2006-10-10 | 2009-09-24 | Paul James Troy | Automated positioning and submersible open ocean platform |
RU2417383C1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydroacoustic digital cable antenna |
RU2426146C1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-08-10 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydro acoustic digital antenna |
-
2011
- 2011-10-06 RU RU2011140442/07A patent/RU2475774C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166840C2 (en) * | 1998-12-29 | 2001-05-10 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Hydroacoustic antenna |
JP2005167410A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Harada Ind Co Ltd | Antenna for circularly-polarized wave signal |
US20090235870A1 (en) * | 2006-10-10 | 2009-09-24 | Paul James Troy | Automated positioning and submersible open ocean platform |
RU2417383C1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydroacoustic digital cable antenna |
RU2426146C1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-08-10 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydro acoustic digital antenna |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602422C1 (en) * | 2015-08-27 | 2016-11-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Acousto-optical fibre cable and method of making same |
RU2610921C1 (en) * | 2016-02-17 | 2017-02-17 | АО "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Sensitive element for piezoelectric cable on-board hydroacoustic antennae |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110139485A1 (en) | Multi-core cable | |
EA025554B1 (en) | Method for producing a cable core having a conductor surrounded by an insulation for a cable, in particular for an induction cable, and cable core and cable | |
CN111508643A (en) | Withstand voltage tensile high strength high insulation cable | |
RU2475774C1 (en) | Flexible extensive hydroacoustic antenna and method of its manufacturing | |
RU175197U1 (en) | ELECTRO-OPTICAL CABLE | |
RU2475773C1 (en) | Flexible extensive hydroacoustic antenna (versions) | |
CN203433855U (en) | High-tensile vertical-laid waterproof high-power variable frequency cable | |
RU166059U1 (en) | SHIP CABLE | |
CN105551664A (en) | Photoelectric mixed cable with specially-shaped flexible conductor | |
RU180122U1 (en) | CABLE FOR RAILWAY SYSTEMS AND LOCKING | |
US2787653A (en) | Electric cables | |
FI69529C (en) | FLERLEDARSTARKSTROEMSKABEL OCH DESS FRAMSTAELLNINGSFOERFARANDE | |
RU170627U1 (en) | FLEXIBLE CARRYING CABLE | |
RU159553U1 (en) | ELECTRICAL OPTICAL CABLE FOR AIR TRANSMISSION LINES | |
RU2338279C2 (en) | Electric communication cable | |
US2882333A (en) | Electric cable joints | |
US11456090B2 (en) | Insulated electrical cable with inner sheath layer | |
CN204463850U (en) | A kind of carrying integrated digital cable waterborne | |
RU156993U1 (en) | ALARM AND LOCK CABLE | |
CN202650632U (en) | Seven-core logging cable | |
US1957487A (en) | Multicore cable with thermoplastic insulation | |
RU183147U1 (en) | HIGH FREQUENCY SYMMETRIC CABLE | |
RU2763164C1 (en) | Combined load-carrying cable for underwater use | |
RU153803U1 (en) | ALARM AND LOCK CABLE | |
CN105609171B (en) | One-time formed five cores aerial cable |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20151130 |