专利名称:关于远距离通讯的海底光纤电缆的改进的制作方法
本发明是关于海底光纤电缆制造的改进，特别适用于敷设在海底的电缆。
这里介绍敷设在海底的电缆，是特别的，但并非唯一地适于敷设在非常深的海底，一般为8000米或者更深。
正如专家们已经知道的，这种形式的电缆必须要能够承受得住二种情形下产生的应变，一种在电缆敷设中产生的应变，另一种是电缆在使用中产生的应变。
在电缆的敷设中，特别危险的是沿着电缆方向的可变牵引力它随着深度的变化将减弱，以及周围海水加在电缆上的经向压力，它使电缆受到挤压。
在敷设好的电缆上，主要的作用力是由电缆周围的海水的压力所产生的靜水压力，这种压力自上而下地作用在电缆上。
在已经实现的电缆结构上，甚至在由于电缆敷设的深度而产生巨大的靜水压力时，尝试在全部释放作用在光纤上的拉伸应变，能够使电缆保持其固定的形状。
以前的一种方法为，例如，在光芯的周围设置一种防水的中心管状部件，这里介绍的光芯是由光纤以及它的最后支撑元件或者防护层、带等组装而成。
一般地讲，管状元件是由易于成型的金属构成(例如，铝、铜或者它们的合金)。
这种管状元件可以通过挤压成型，但较好的方法是用铝的长条带子经过接叠和焊接制成的铝管。
这两种工艺-挤压和焊接都需加热。因此，需要在光芯上设置一道防热护层而隔热。然而，这将不适当地增厚电缆本身，使之难以铺设并带来其它的麻烦。
所以，软佳的考虑是，在光芯上，造成一种不需加热而制成的管状部件。
一种解决的办法是用细长的元件螺旋状环绕制成的组件。这种细长的元件具有近似于一个园环的扇形片的橫剖面，为电缆提供抗经向压力的阻力。
管状部件的周围配置有抗牵引力的阻抗元件，由一层或者多层园形钢丝，用螺旋形绕结构成。
这种钢丝很自然地要比其下层的那种细长的，橫剖面近似于园环的扇形片的金属元件坚硬得多，并且当受到强烈的牵引力作用时，它们会比前者延伸的厉害，甚至会沿着接触线损坏，造成永久的断裂。这种断裂十分明显地将减弱管状部件的结构，并妨碍对施加压力的弹性反作力。因此，导致电缆被拉伸，这将证明会对光纤产生危害。
此外，园钢丝在各层中构成许多空隙，所述的这种空隙在经向压力下对结构的抗应变能力是十分有利的。
当然，所述的这种空隙的存在也会进一步增厚电缆，由此产生的付作用是使电缆难于敷设，如上面解释过的一样。
本发明的目的在于创造一种改进的带光芯的海底电缆，避免上述那些缺陷，并能保证其结构不被破坏和继续作为一种弹性体，在等同的抗力部分，采取比已知的那种电缆更少累赘的形式。
更准确地讲，本发明的目的是一项用于远距离通讯的改进的光学海底电缆，特别是，但并不是唯一地，适用于敷设在非常深的海底，并且在其光芯的周围最少要提供一层中心管状部件，由细长金属元件构成，每一根这种细长元件都具有一种类似于一个园环的扇形片的橫剖面，管状部件上至少要螺旋形绕上一层细长的抗机械力的金属元件，然后再至少绕上一层防水导电层和一绝缘层，其特征是，所述细长的抗机械力元件绕在管状部件上，具有四边形橫剖面，其中一对经向垂直于电缆的相对边比另外两个相对边是要小些。
该具体装置的一种优选的形式是，经向垂直于电缆的每一边相对于抗机械力元件的剩余边的比率，在1∶3和1∶8之间。
附图描述(以不失一般性的实例)实现本发明的一种实际模式，更确切些
附图1表示了按照本发明用于远距离通讯的光纤电缆的一种较佳的具体装置的橫剖面图。
附图2表示了按照本发明的另一种较佳的具体装置，用于远距离通讯的光纤电缆的橫剖面图。
在附图1中，说明关于敷设在深海底带光纤的电缆的橫断面图。
该电缆包括一条光芯10，它由许多光纤和附着在上面的热塑复盖层12组成。光纤外绕有一条较理想的，但不一定是金属的线13上，使用这条线的目的是作为抗拉伸元件。
光芯10被容纳在中心管状部件14中，这个部件由一层橫向断面类似于一个园环的扇形片的细长金属元件15构成-今后在本文中将简单地称为“扇形线15”。扇形线应由易于成型的金属材料方便地构成。例如，铝和它的合金，甚至是铜和它的合金。
在附图1中，仅指出了三条扇形线。已经发现适于组成最佳的抗靜水经向压力的管状结构所需扇形线的数量，应该介于三至五条之间。
事实上，已经发现在经向力的作用下，数量过多或者过少的扇形线将会使细长的金属元件15产生不适当的滑动。
中心管状部件14的周围，螺旋状地绕着抗拉伸力和抗机械力的细长元件18构成的二个复盖层16和17。
抗机械力的细长元件18具有四边形的橫断面，经向垂直于电缆的一对相对边20，20′相对于其余另一对边21，21′来说要小些。
在同一个橫断面中，每一条经向垂直于电缆的边20(20′)相对于其余两边21(21′)，较好的比率在1∶3至1∶8之间。
为了简单起见，今后在本文中阻抗元件18将被称作“金属带”。
更可取的是，金属带18应该制成一种合适的形状，便于容纳其下层园柱体形状的中心管状部件14。所以金属带的一种优选形式是扇形线。
同一层的金属带18是螺旋形绕制，绕法使其邻近的金属带一条接着一条。
在敷设电缆的过程中，这样便能使金属带互相配合，以支撑由于靜水压力和任何作用在电缆上的拉牵力产生的经向压力。
金属带的外层17上缠绕着防水护层22，该护层是由礼有良好的导电率的材料制成，通过它可以输送需要的直流电到发送口。
在所有的具有良好导电性能的材料中，铝和铝合金是较为理想的一种，因为它们的重量比较轻。
导电护层22可以用挤压法制成，或者用另一种方法，纵向折叠一条金属带子并对缝焊接制成。
防水导电的护层22上，最少要复盖一道护层23，它可用挤压热塑材料，例如聚乙烯，聚丙烯或者其它具有相同性质的材料来制成。
换一种，在附图2中，表示了一条电缆，那里围绕光芯10(结构与附图1相同)配置了中心管状部件14-由超过三至五较适宜数量范围的扇形线组成。精确些，在附图2中举例表示的是六条扇形线。
为了保证在经向推力作用在扇形线上时，中心管状部件不致产生形变，在相邻的扇形线之间配置了一种联接和抗滑动的装置。举例说，这些联接装置(见图参考数24)由存在其侧面的型条构成，去拼合相邻扇形线侧面的缝隙。
构成阻抗元件的同层16(17)的金属带18，是采用螺旋形方法绕制的，在园周上邻近的元件18彼此之间有一定的间隔。金属带18与其相邻的金属带之间的间隔25，使得电缆易于工作并且也使电缆能在相当深的海底安全地敷设。
更可取的是，相同层16(17)的两条阻抗元件18间的间隙，相对其上层或者下层的两个相邻元件之间的间隙是不重合的。
电缆伸长产生的拉伸力和周围靜水后产生的经向作用力能够均匀地分布在金属带的宽度上，并且沿其下层的表面，可以充分地伸展以保证电缆结构可靠的弹性响应。
更好的是，存在于中心管状部件14的细长元件15间的空隙-在14内用来容纳光芯10空腔，以及存在于阻抗元件和其上层及下层之间的空隙-充满了一种堵塞水的填料。这是为了防止任何纵向水流，在防水导电层本身出现任何泄漏时，水能渗透进去。
填料可以是润滑脂型的(例如，一种硅脂)，但也可以是一种遇水后膨胀的材料，这种材料能够形成一道阻挡层，防止水流的进一步渗入。
在一个更优越的具体装置中，填料也可以用一种具有润滑性能和填充性能的物质混合构成，譬如一种有机油，当拉伸发生在金属带18本身之间，或者相对于扇形线15，可改善它们的滑动，这对改善电缆的柔软性有不可忽视的作用。
在两张附图中，表示了按照本发明改进了的海底电缆，为简单起见，光芯10表示为由许多光纤12围绕组成的金属棒11，那里的每一根的光纤12被封闭在依附的护层13中。尽管这样，还是应该理解，光芯也可以用其他更适宜的办法来组成。
例如，光芯可由松弛地封装在弹性护层中的光纤组成，配有或者不配填充物。
再者，它可以由带螺旋槽的阻抗元件构成，螺旋槽容纳裸光纤，或者封装的松弛地或者紧紧地封装在护层中。
最后，虽然在优越性方面描述了本发明的结构细节，然而应该很清楚，它们可以根据实际需要而改变，但不脱离本发明的范围。
权利要求
1、用于远距离通讯的改进的海底光纤电缆，特别地但并不是唯一地适宜敷设在很深的海底，具有至少一层中心管状部件，环绕在光芯外部，它由细长的金属元件组成，每一根细长元件都具有类似于一个园环的扇形片的横断面，管状部件由细长的，抗机械阻力的，金属元件围着，至少螺旋形绕制一层，其上再围绕至少一层防水导电护层和至少一层绝缘护层。其特征是，围绕着管状部件有上述的细长的，抗机械力的元件，它的横断面为四边形，经向垂直于电缆的一对相对边比其余两个相对边要小些。
2、按照权利要求
1，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，电缆橫断面中经向垂直于电缆的边与抗机械力元件上剩余边的比率在1∶3至1∶8之间。
3、按照上述任何一项权利要求
，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的抗机械力元件的形状制成能较好地适合其下层元件的园柱体形状。
4、按照上述任何一项权利要求
，用于远距离通讯改进的光纤电缆，其特征是，所述的抗机械力元件为其橫断面近似于一个园环的扇形片的扇形线。
5、按照上述任何一项权利要求
，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的抗机械力元件是采用这种螺旋形绕法制成的，使其周围相邻的元件设置得一个接着另一个。
6、按照从1到4的权利要求
中任何一项，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的抗机械力元件是采用这种螺旋形绕法制成的，使它周围邻近的元件彼此之间有一定的间隙。
7、按照权利要求
6，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，相同层的两个相邻阻抗元件之间的间隙，相对该层的上层或下层的两个相接的邻近阻抗元件之间的间隙是错开的。
8、按照任何一项上述的权利要求
，用于远距离通讯改进的海底电缆，其特征是，所述的中心管状元件是由其橫断面近似于一个园环的扇形片的细长的金属元件构成，元件数目在三至五条之间。
9、按照从1到7的任何一项权利要求
，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的中心管状元件由多个其橫剖面近似于一个园环的扇形片的细长金属元件构成，它们的数目超出三至五这个范围，每一条所述的细长的金属元件都配置有联接其邻近金属元件的装置。
10、按照权利要求
9，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的联接装置由存在于其侧面的型条组成，适合于拼接它与相邻细长金属元件的另一侧面之间的缝隙。
11、按照上述任何一项权利要求
，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，在中心管状部件的细长体之间的空隙中，在空隙和后者的外面，以及在阻抗元件及其上层或者下层之间的空隙中，充满了防水填料。
12、按照权利要求
11，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的填料是一种脂。
13、按照权利要求
11，用于远距离通讯的改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的填料是一种遇水后能够膨胀的物质。
14、按照权利要求
11，用于远距离通讯改进的海底光纤电缆，其特征是，所述的填料是一种有机油并具有润滑性质。
专利摘要
本发明涉及一项海底光纤电缆的改进，这种电缆特别适用于敷设在深度超过8000米以下的海底。 按照本发明，这种电缆由具有四边形横截面的抗机械力元件所构成，其中径向垂直于电缆的两个相对边相对于另外两个相对边来说要小些。
文档编号G02B6/44GK85103979SQ85103979
公开日1986年11月19日 申请日期1985年5月21日
发明者奥钦尼, 比安奇 申请人:卡维皮雷里有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan