WO2019196215A1 - 脐带缆 - Google Patents

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赵树铎
张建民
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Abstract

本发明提供一种脐带缆，包括缆芯、设置于缆芯外的内护层、设置于所述内护层外的铠装层以及设置于所述铠装层外的外护层，所述铠装层包括若干根铠装丝，所述外护层采用具有耐海水腐蚀以及耐磨性能的材料编织而成。本发明具有低比重、强度高的特点，能够满足超水深的生成作业要求，而且脐带缆在生产时，不会对铠装层造成损伤。

Description

脐带缆 技术领域
本发明涉及一种脐带缆，尤其涉及一种能够用于超水深生产作业的脐带缆。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
脐带缆是用于海底生产作业所用的一种缆线。现有的脐带缆采用金属丝铠装，因受到金属丝铠装脐带缆强度/水下静载荷比的限制，现有的脐带缆使用水深通常不大，无法满足超水深的生产作业要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种脐带缆，具有低比重、强度高的特点，能够用于比现有的金属丝铠装脐带缆更深的水下生产作业要求，而且非金属铠装层能够得到有效保护。
本发明提供的一种脐带缆，包括缆芯、设置于缆芯外的内护层、设置于所述内护层外的铠装层以及设置于所述铠装层外的外护层，所述铠装层包括若干根铠装丝，所述外护层采用具有耐海水腐蚀以及耐磨性能的材料编织而成。
进一步的，所述外护层由聚氨酯编织带编织而成。
进一步的，包括至少两层所述铠装层，相邻的铠装层绞合方向相反。
进一步的，位于内层的铠装层的铠装丝的直径大于位于外层的铠装层的铠装丝的直径。
进一步的，所述基体采用芳纶纤维增强复合材料制成。
进一步的，每根所述铠装丝包括纤维增强复合材料制成的基体。
进一步的，所述基体包括芳纶纤维纱、高分子聚合物基体、引发剂和脱模剂。
进一步的，每一所述铠装丝还包括耐磨层，所述耐磨层设置于所述基体的外表面。
进一步的，所述耐磨层为尼龙耐磨层。
进一步的，所述脐带缆还包括设置于所述缆芯外的绕包层，所述缆芯通过至少一个动力电缆单元、至少一个控制电缆单元、至少一不锈钢光纤单元以及至少一个接地线缆单元螺旋绞合而成。
与现有的采用金属丝铠装脐带缆相比，本发明提供的脐带缆，采用耐海水腐蚀以及耐磨性能的材料编织而成的外护层，能够避免铠装层受到损伤。另外，当所述脐带缆通过基体为纤维增强复合材料的铠装丝进行铠装时，具有比重低、强度高的优点，能够大大降低脐带缆在水中的静载荷，提高脐带缆强度/水下静载荷比，能够用于比现有的金属丝铠装脐带缆更深的水下生产作业要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一实施例的脐带缆的剖面结构示意图。
主要元件符号说明
脐带缆 100
缆芯 10
绕包层 20
内护层 30
铠装层 40
外护层 50
动力电缆单元 11
控制电缆单元 12
不锈钢光纤单元 13
接地线缆单元 14
内铠装层 41
外铠装层 42
铠装丝 43
基体 431
耐磨层 432
线芯 10a
护层 10b
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
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。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接仅仅是为便于清晰描述，而并不限定连接方式。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
图1示出了本发明一实施例的脐带缆100的结构示意图。所述脐带缆100可以用于比现有的采用金属丝铠装的脐带缆更深的水下生产作业要求，具体可作为ROV(Remote Operated Vehicle，水下机器人)连接母船的脐带缆。
所述脐带缆100包括缆芯10、绕包层20、内护层30、铠装层40以及外护层50，所述绕包层20包覆所述缆芯10，所述内护层30通过挤包的方式设置在绕包层20的外表面，铠装层40铠装在所述内护层30外，所述外护层50设置于所述铠装层40外。
本实施例中，所述缆芯10可以包括至少一个动力电缆单元11、至少一个控制电缆单元12、至少一不锈钢光纤单元13以及至少一个接地线缆单元14，动力电缆单元11、控制电缆单元12、不锈钢光纤单元13以及接地线缆单元14通过螺旋绞合构成缆芯10。其中，动力电缆单元11、控制电缆单元12、不锈钢光纤单元13以及接地线缆 单元14的各自的数量可以依据实际情况而设置，本实施方式中，所述缆芯10可以包括三个动力电缆单元11，两个控制电缆单元12、一个不锈钢光线单元13以及六个接地线缆单元14。每一动力电缆单元11、控制电缆单元12、不锈钢光纤单元13以及接地线缆单元14均可包括相应的线芯10a以及挤包在线芯10a外的护层10b。
本实施例中，所述铠装层40具有若干根铠装丝43，每一铠装丝43均可包括基体431以及设置在所述基体431外表面的耐磨层432，本实施方式中，所述耐磨层432可通过挤塑的方式设置在所述基体431外表面，耐磨层432可以提高脐带缆100在水下时的耐磨损和/或耐腐蚀能力，每一铠装丝43的外表面的耐磨层432能够更好地保护每一基体431，提高基体431的耐磨性。
本实施例中，所述基体431采用纤维增强复合材料制成，例如可以采用芳纶纤维增强复合材料制成，在制作时，将一定量的芳纶纤维纱、高分子聚合物基体、引发剂以及脱模剂成型芳纶纤维增强复合丝，铠装丝43绞合形成铠装层40。所述耐磨层432可以采用尼龙制成，例如尼龙1212，可以理解的是，所述耐磨层432还可以采用其他的材料制作。本实施方式，通过胶黏剂将铠装丝43绞合后，使得铠装层43结构紧凑、不松散，在一些情况下，可以去除铠装层40外表面所需的外耐磨层，制作更为简单，大大降低了产品成本。
通过纤维增强复合材料制成的非金属铠装丝43进行铠装而作为脐带缆100的承力元件，与钢丝相比，在同等外径、抗拉强度的情况下，非金属铠装丝43的比重仅为钢丝比重的1/4，具有比重低、强度高的优点，能够大大降低脐带缆在水中的静载荷，提高脐带缆强度/水下静载荷比，能够满足更深的水下生产和作业，可以满足于11000m水深的ROV使用要求。
所述铠装层40可以为一层或者多层，当所述铠装层40包括多层时，相邻两层铠装层40之间的绞合方向相反。本实施方式中，所述铠装层40可以包括两层，分别为绞合在所述内护层30外的内铠装层41和绞合在所述内铠装层41外的外铠装层42。
所述内铠装层41的铠装丝43直径d1大于所述外铠装层42的铠装丝43的直径d2，随着脐带缆100直径的增大，设置在最外层的外铠装层42的铠装丝43采用更小的直径，能够更加紧凑地绞合在内铠装层41的外表面上，能够让铠装层41的铠装效果更好，让脐带缆100的强度更大。
所述外护层50可以采用聚氨酯编织带编织而成，外护层50仅仅包覆所述铠装层40。现有的外护层一般由沥青和聚丙烯绳组成，在生成外护层过程中，需要对沥青和聚丙烯绳进行加热，而加热会对纤维增强复合材料制成的非金属铠装丝造成损伤，不适用于纤维增强复合材料的非金属铠装的脐带缆。而且，现有的外护层无法满足脐带缆反复收放的使用要求，采用聚氨酯编织带编织而成的外护层工艺简单，不会对纤维增强复合材料的非金属铠装造成损伤，并且具有优越的耐磨性能，聚氨酯编织带编织而成的外护层可以将铠装层与导轮进行隔离，耐磨性能好，避免导轮直接与铠装层接触，保证脐带缆的强度，大大提高了脐带缆的使用寿命。
本申请的说明书和权利要求中，词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数值、步骤、组件或它们的组合。
本发明的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然，这些特征也可结合于单一实施例中描述。相反，本发明的一些特 征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然，这些特征也可分开单独或以任何合适的组合于不同的实施例中进行描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种脐带缆，其特征在于，包括缆芯、设置于缆芯外的内护层、设置于所述内护层外的铠装层以及设置于所述铠装层外的外护层，所述铠装层包括若干根铠装丝，所述外护层采用具有耐海水腐蚀以及耐磨性能的材料编织而成。
  2. 根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，所述外护层由聚氨酯编织带编织而成。
  3. 根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，包括至少两层所述铠装层，相邻的铠装层绞合方向相反。
  4. 根据权利要求3所述的脐带缆，其特征在于，位于内层的铠装层的铠装丝的直径大于位于外层的铠装层的铠装丝的直径。
  5. 根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，每根所述铠装丝包括纤维增强复合材料制成的基体。
  6. 根据权利要求5所述的脐带缆，其特征在于，所述基体采用芳纶纤维增强复合材料制成。
  7. 根据权利要求6所述的脐带缆，其特征在于，所述基体包括芳纶纤维纱、高分子聚合物基体、引发剂和脱模剂。
  8. 根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，每一所述铠装丝还包括耐磨层，所述耐磨层设置于所述基体的外表面。
  9. 根据权利要求8所述的脐带缆，其特征在于，所述耐磨层为尼龙耐磨层。
  10. 根据权利要求1‐9任一项所述的脐带缆，其特征在于，所述脐带缆还包括设置于所述缆芯外的绕包层，所述缆芯通过至少一个动力电缆单元、至少一个控制电缆单元、至少一不锈钢光纤单元以及至少一个接地线缆单元螺旋绞合而成。
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