一种零浮力水密光电复合缆及其制作方法与流程

1.本发明属于电线电缆技术领域，本发明具体涉及一种用于反复收放装置下的新型潜艇拖曳浮标通信系统中的零浮力水密光电复合缆。


背景技术：

2.潜艇通信是海军通信的重要组成部分，世界各国都把加快发展潜艇通信视为确保海上信息优势的重要保证。潜艇拖曳通信浮标作为现代潜艇通信的中转站，成为当今世界各国海军争相发展的通信项目。电缆是潜艇通信浮标系统中关键的元器件，通信系统中所有的信号及电能传输均需通过电缆来完成，同时该电缆应当具有较大的抗拉能力、较低的比重以及良好的水密性。
3.现有技术中采用的漂浮电缆的常见结构是如图2所示，图2中21为内导体，22为绝缘层，23为绕包层，24为内护套，25为增强层，26为粘接层，27为外护套。该结构外径大、弯曲性能较差，不便于收放，从而限制了电缆的重复利用，大大增加了成本；而且传输距离短、传输容量小，不能满足大潜深、大容量信号传输的需要。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种零浮力水密光电复合缆及其制造方法，以解决传统漂浮电缆存在的信号传输容量小、柔软性差的问题，并且通过良好的结构设计及工艺实施，可使零浮力水密光电复合缆具有零浮力和良好水密性，并降低缆的直径和重量。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是这样实现的：
6.一种零浮力水密光电复合缆，其特征在于：零浮力水密光电复合缆最内层为双芯单模紧包光纤1与电源线2的绞合结构，绞合结构外包覆内层阻水带3，内层阻水带3外涂覆有阻水胶4组成光电复合缆芯，光电复合缆芯外设置有内护套5，内护套5外设置有铠装抗拉层6，铠装抗拉层6外设置有外层阻水带7，外层阻水带7外为外护套8，内层阻水带3与外层阻水带7均为吸水膨胀型阻水带。
7.进一步的，绞合结构为双芯单模紧包光纤1绞合两根电源线2。
8.进一步的，阻水胶4为吸水膨胀型阻水胶。
9.进一步的，内护套5为低密度聚乙烯护套料。
10.进一步的，铠装抗拉层6为阻水芳纶。
11.进一步的，外护套8为聚乙烯护套。
12.一种零浮力水密光电复合缆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.步骤1：制备单模紧包光纤，具体为在弯曲不敏感单模光纤外涂覆一层丙烯酸酯形成涂覆层，在涂覆层外挤塑尼龙，制成单模紧包光纤；
14.步骤2：制备光电复合缆芯，具体为将单模紧包光纤与电源线绞合并填充阻水胶，然后绕包阻水带制成光电复合缆芯；
15.步骤3：挤塑内护套，具体为在光电复合缆芯外，挤塑一层低密度聚乙烯材料制得
内护套后进行水冷却；
16.步骤4：制备铠装抗拉层，具体为在步骤3中制备的内护套外双向扭矩平衡铠装阻水芳纶纤维制得铠装抗拉层；
17.步骤5：制作外层阻水带，具体为在步骤4中制备的铠装抗拉层外绕包外层阻水带；
18.步骤6：挤塑外护套，具体为在步骤5中制备的外层阻水带外挤塑聚乙烯外护套制得外护套。
19.进一步的，步骤1中，涂覆层为丙烯酸酯，尼龙为尼龙12；
20.步骤2中，电源线为镀锡铜丝电源线，且光电复合缆芯为2根电源线和2根紧包光纤以对称形式按绞合，在绞合形成的缝隙填充阻水胶，在填充阻水胶后绕包双层阻水带；
21.步骤4中，铠装抗拉层为使用双层阻水芳纶纤维加捻制得；
22.步骤5中，外层阻水带采用间隙绕包；
23.步骤6中，进一步的特征是在绕包层外采用压力式挤塑模具挤塑一层低密度聚乙烯材料。
24.进一步的，步骤2中，还包括制备电源线，具体为将7根以上镀锡铜丝规则绞合并填充硅凝胶制得绞合导体，在绞合导体外采用压力式挤出工艺挤塑一层聚乙烯材料并在线进行2kv的火花试验后制得电源线。
25.进一步的，步骤4中双层阻水芳纶纤维的内层芳纶纤维直径大于外层芳纶纤维。
26.本发明可带来以下有益效果：
27.本发明提供的光电复合缆结构紧凑、传输功率大，电源线采用高强度聚乙烯绝缘，既减轻了光电复合缆重量，又提高了耐压等级；本发明电缆耐反复收放、可靠性高；且抗拉强度高，采用高强度阻水芳纶作为铠装抗拉层材料，既保证其抗拉强度大，又降低了铠装抗拉层使用量，在光电复合缆外径仅为10mm的情况下，具有不低于50kn的破断强度；4、零浮力、耐高水压，光电复合缆内外护套采用聚乙烯材料保证了零浮力，同时采用阻水胶、阻水芳纶等水密材料，满足在450m水深下纵横向耐水压要求。
28.本发明提供的光电复合缆制作方法，在成缆过程中，光电复合缆芯线的绞合节距控制在10～12倍节径比之间，且电单元外径大于光单元，提高了光电复合缆整体的耐弯曲性能和柔软性，且大大提高了光纤的抗压能力，保证反复收放过程中光纤性能高可靠性。铠装抗拉层采用双层阻水芳纶纤维铠装，通过内外层芳纶根数的选择和铠装节距的确定，保证了光电复合水密拖缆的扭力平衡，进而保证了长期反复收放使用的高可靠性；同时阻水芳纶纤维保证了光电复合水密拖缆的高水密性。
29.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
30.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一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明一种零浮力水密光电复合缆结构图
32.图2为现有技术漂浮电缆结构示意图
33.图3本发明一种零浮力水密光电复合缆制作方法流程图
34.1光纤
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2电源线
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3内层阻水带
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4阻水胶
35.5内护套
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6铠装抗拉层
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7外层阻水带
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8外护套
具体实施方式
36.为进一步阐述本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的一种零浮力水密光电复合缆及其制作方法具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
37.实施例1
38.具体实施方式采用以下技术方案：零浮力水密光电复合缆由双芯单模紧包光纤1、两根电源线2、绕包阻水带3和填充阻水胶4组成光电复合缆的缆芯，在缆芯外有一层内护套5，在内护套5的外面铠装一层阻水芳纶作为铠装抗拉层6，在铠装抗拉层外绕包一层阻水带作为绕包层7，最外层为聚乙烯外护套8。
39.本实施例中零浮力水密光电复合缆的制造方法按如下步骤进行：
40.步骤1：制备2芯单模紧包光纤，具体为在g657.a2弯曲不敏感单模光纤外涂覆一层丙烯酸酯，形成涂覆层；在涂覆层外挤塑一层尼龙12，紧包外径0.70
±
0.05mm，制成单模紧包光纤1；光纤1具有良好的柔软性，且具有一定的抗拉和抗压能力。其中涂覆层为丙烯酸酯，涂覆外径为0.33mm。
41.步骤2：制备光电复合缆芯，将7根直径为0.2mm镀锡铜丝规则绞合，并填充硅凝胶，在绞合导体外采用压力式挤出工艺挤塑一层高强度聚乙烯材料，并在线进行2kv的火花试验，绝缘外径1.3mm，制得电源线2。其中电源线2外径大于紧包光纤1外径，两根电源线2和两根紧包光纤1以对称形式按一定成缆节距进行绞合，在绞合形成的缝隙填充阻水胶4，并按绕包双层内层阻水带3，这样制度得光电复合缆缆芯，缆芯外径3.2mm。
42.步骤3：挤塑内护套，具体为在步骤3光电复合缆芯外，挤塑一层低密度聚乙烯材料，挤出外径4.2；挤出后，采用冷水冷却以保证光电复合缆整体紧密性。，缆芯外采用压力式挤塑模具挤出的低密度聚乙烯材料作为整个光电复合缆的内护套；内护套5外径4.2mm，壁厚0.4mm；内护套5对缆芯起良好的保护作用，可对承受的侧压和拉力进行分散。
43.步骤4：制备铠装抗拉层6，在内护套5外双向铠装高强度阻水芳纶纤维作为光电复合缆的铠装抗拉层6，双向铠装工艺采用扭矩平衡设计保证光电复合缆的反复收放性能；铠装抗拉层6为铠装双层阻水芳纶纤维，阻水芳纶纤维采用加捻方式，内层阻水芳纶纤维为16根，外层阻水芳纶纤维为22根，铠装后缆芯外径7.2mm；保证线芯结构稳定，光电复合缆柔软性好。铠装抗拉层6保证了光电复合缆整体的抗拉强度和水密性。步骤4中的双向扭矩平衡铠装阻水芳纶纤维设计是为保证拖缆在承受工作载荷时无旋转(即不打扭)，在芳纶铠装层结构设计时必须进行扭矩平衡设计，以消除芳纶铠装层层与层之间的扭矩偏差。为了平衡铠装层的扭矩，并兼顾拖缆的柔软性，内铠装层选用的芳纶纤维直径较大，外铠装层选用的芳纶纤维直径较小，同时通过合理的根数和绞合节距控制来实现扭矩平衡。
44.步骤5：制作外层阻水带7，具体为在铠装抗拉层6外采用间隙绕包形式，阻水带规
格为厚0.20mm，宽10mm，绕包后外径7.6mm；
45.步骤6：挤塑外护套8，具体为外层阻水带7外挤塑一层低密度聚乙烯材料，采用压力式挤塑模具，外护套外径9.8mm，壁厚1.0mm。
46.实施例2
47.具体实施方式采用以下技术方案：零浮力水密光电复合缆由四芯多模紧包光纤1、四根电源线2、中心元件3、绕包阻水带4和填充阻水胶5组成光电复合缆的缆芯，在缆芯外有一层内护套6，在内护套6的外面铠装一层阻水芳纶作为铠装抗拉层7，在铠装抗拉层外绕包一层阻水带作为绕包层8，最外层为聚乙烯外护套9。
48.本实施例中零浮力水密光电复合缆的制造方法按如下步骤进行：
49.步骤1：制备四芯单模紧包光纤，具体为在g657.a2弯曲不敏感单模光纤外涂覆一层丙烯酸酯，形成涂覆层；在涂覆层外挤塑一层尼龙12，紧包外径0.60
±
0.05mm，制成单模紧包光纤1；光纤1具有良好的柔软性，且具有一定的抗拉和抗压能力。其中涂覆层为丙烯酸酯，涂覆外径为0.35mm。
50.步骤2：制备光电复合缆芯，将7根直径为0.2mm镀锡铜丝规则绞合，并填充硅凝胶，在绞合导体外采用压力式挤出工艺挤塑一层高强度聚乙烯材料，并在线进行2kv的火花试验，绝缘外径1.5mm，制得电源线2。其中电源线2外径大于紧包光纤1外径，四根电源线2绕着一根中心元件3按照一定成缆节距进行绞合，四根紧包光纤1填充在绞合缝隙中，在绞合形成的缝隙填充阻水胶5，并按绕包双层内层阻水带5，这样制得光电复合缆缆芯，缆芯外径4.0mm。
51.步骤3：挤塑内护套6，具体为在步骤2光电复合缆芯外，挤塑一层低密度聚乙烯材料，挤出外径5.0mm；挤出后，采用冷水冷却以保证光电复合缆整体紧密性。缆芯外采用压力式挤塑模具挤出的低密度聚氨酯发泡材料作为整个光电复合缆的内护套；内护套5外径5.0mm，壁厚0.5mm；内护套6对缆芯起良好的保护作用，可对承受的侧压和拉力进行分散。
52.步骤4：制备铠装抗拉层7，在内护套6外双向铠装高强度阻水芳纶纤维作为光电复合缆的铠装抗拉层6，双向铠装工艺采用扭矩平衡设计保证光电复合缆的反复收放性能；铠装抗拉层6为铠装双层阻水芳纶纤维，阻水芳纶纤维采用加捻方式，内层阻水芳纶纤维为20根，外层阻水芳纶纤维为26根，铠装后缆芯外径8.2mm；保证线芯结构稳定，光电复合缆柔软性好。铠装抗拉层7保证了光电复合缆整体的抗拉强度和水密性。
53.步骤5：制作外层阻水带8，具体为在铠装抗拉层7外采用间隙绕包形式，阻水带规格为厚0.30，宽12mm，绕包后外径8.8mm；
54.步骤6：挤塑外护套9，具体为外层阻水带8外挤塑一层低密度聚乙烯材料，采用压力式挤塑模具，外护套外径11.8mm，壁厚1.5mm。
55.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。