一種拖曳水密電纜的製作方法
2023-06-18 06:54:51 3
專利名稱：一種拖曳水密電纜的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水下的拖曳通信系統。 技術背景拖曳水密電纜常見應用於水下的拖曳通信浮標系統，也可應用於水下機器人系統，起拖曳水下系統及傳輸信號、能源的作用。國內、外各種浮標用拖曳電纜的規格較多，類似的電纜代表有中國電子科技集團公司第二十三研究所研製生產的用於應急通信浮標的ZMYJ-13型綜合水密電纜和美國 Rochester研製生產的Side Scan Sonar Tow Cable。這兩種電纜的大致結構如圖1、圖2 所示。圖1為ZMYJ-13型綜合水密電纜結構示意圖。圖中11為中位線；12為電源線；13 為雙絞線；14為增強層；15為編織緊固層；16為聚氨酯外護套。圖2為Side Scan Sonar Tow Cable結構示意圖。圖中21為電源線；22為同軸線；23為聚氨酯外護套為鋼絲鎧裝增強層。這兩種電纜均應用於各種不同的水下拖曳系統，具有各自特點。ZMYJ-13型綜合水密電纜採用芳綸材料作為增強層，具有水密性高、比重小等優點。但缺點是電纜外徑大、抗拉強度低、高頻下衰減性能差。Side Scan Sonar TowCable採用鋼絲絞合鎧裝，具有抗拉強度高、外徑小、抗穿刺等優點，但缺點電纜是比重過大，彎曲柔軟性不好。因此為了滿足一些項目的需要，需要研製、生產一種具有高強度、高水密、比重小、外徑小、彎曲柔軟性好的拖曳水密電纜。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種高強度拖曳水密電纜，要求電纜在滿足耐縱橫向4. 5MPa的水密條件下，能同時滿足信號傳輸性能符合四類數據纜的要求；在小外徑條件下，滿足抗拉強度高(最高可達80kN)，能在ISkN拉力下反覆收放多次無故障，並滿足電纜比重小(< 1. 3)等技術要求。為解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案是一種拖曳水密電纜，所述電纜的芯線元件由電源線、屏蔽信號線、非屏蔽信號線成纜絞合而成；在芯線元件外部設有增強層，在增強層外擠塑外護套；其特徵在於所述屏蔽信號線、非屏蔽信號線均為芯線對絞結構；信號線的導體均採用若干股銅線絞合而成，絞合導體時填充密封膠用於滿足水密要求；所述信號線的導體外設有採用低密度聚乙烯擠出形成的絕緣層；所述對絞後的信號線外擠塑一層內護套，用於保護芯線對絞結構；所述屏蔽信號線在內護套外還設有採用0. Imm的銅線進行編織形成的屏蔽層。所述電源線導體採用若干股銅線絞合而成，絞合導體時填充密封膠用於滿足水密要求；所述電源線導體外設有採用低密度聚乙烯擠出形成的絕緣層。按照中心對稱結構進行排線對芯線元件進行成纜絞合，在各芯線元件間填充有用於使外觀圓整的填芯；在成纜時在芯線空隙中填充密封膠用於滿足水密要求。成纜後的芯線外面鎧裝一層高強度纖維作為抗拉增強層。為了使電纜的外護套和抗拉增強層之間黏結緊密，在抗拉增強層外面還稀編有一層高強度纖維繩作為緊固層。所述信號線導體採用7根Φ0. 2mm裸銅線絞合，絞合節距為7mm士 1mm。所述電源線導體採用19根Φ0. 2mm銅線絞合，絞合節距為12mm士 1mm。本實用新型可帶來以下有益效果本實用新型的電纜結構緊湊，採用了多股銅線絞合作為各導電芯線，能滿足柔軟、 反覆彎曲收放使用的要求。對絞信號線的電氣性能優異，在1 IOMHz的範圍內，衰減性能、 特性阻抗、串音等性能均優於四類數據纜的技術要求。擠塑一層內護套可以很好的保護電纜的對絞信號線在承受側壓力後的結構穩定性，使電纜在經受反覆收放後依然能保持良好的數據傳輸性。在電纜的各結構單元中均添入了密封膠以滿足電纜的4. 4MPa的縱、橫向水密性能。採用束絞工藝鎧裝抗拉增強層，可以有效提高高強度纖維的強度利用率。對抗拉增強層採用了扭力的設計平衡以滿足電纜在大拉力反覆收放使用後外觀不出現扭曲的現象。優選採用編織高強度纖維繩的辦法來提高外護套和抗拉增強層之間的黏結力，可使電纜各結構層緊密。
圖1為現有技術中ZMYJ-13型綜合水密電纜結構示意圖圖2為現有技術中Side Scan Sonar Tow Cable結構示意圖圖3為本實用新型的一個優選實施例的拖曳水密電纜結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖3所示，圖3中31為屏蔽對絞信號線；32為非屏蔽對絞信號線；33為電源線； 34為填芯；35為抗拉增強層；36為編織緊固層；37為聚氨酯外護套。本實施例中，電纜的芯線元件由一對屏蔽對絞信號線31、一對非屏蔽對絞信號線 32以及兩根電源線33組成。在芯線元件外鎧裝有扭力平衡設計的高強度纖維作為抗拉增強層35。為了使外護套37與抗拉增強層35黏結緊密採用了在抗拉增強層外面編織一層高強度纖維繩作為緊固層的結構設計。對各部分的設計詳述如下一、信號線(1)對絞信號線導體為了滿足電纜柔軟，反覆收放彎曲使用的要求，信號線採用多股銅線絞合。為了滿足電氣需要，採用7根Φ0. 2mm裸銅線絞合，絞合節距為7士 1mm。為了滿足水密要求，絞合導體時需填充密封膠。(2)信號線絕緣由於該電纜的對絞信號線有非屏蔽和屏蔽兩種，因此絕緣芯線的絕緣外徑有所區別。絕緣材料採用低密度聚乙烯，用壓力式模具擠出。(3)對絞信號線對絞採用高精度對絞機，對絞節距控制在18士2mm。(4)對絞信號線均需擠塑一層內護套，可以很好的保護芯線對絞結構，使其在使用過程中經受反覆彎曲收放使用後其結構依然能保持穩定，電氣性能基本能保持不變。屏蔽對絞線的內護套擠出外徑Φ3.0士0. 15mm，非屏蔽對絞線的內護套擠出外徑 Φ3.5士0. 15mm。採用聚烯烴彈性體材料作為內護套材料。(5)屏蔽對絞信號線的屏蔽層採用0.1mm的銅線進行編織。編織密度需大於 85%。二、電源線(1)電源線導體為了滿足電纜柔軟，反覆收放彎曲使用的要求，電纜信號線採用多股銅線絞合。為了滿足電氣需要，採用19根Φ0. 2mm銅線絞合。為了滿足水密要求，絞合導體時需填充密封膠。(2)電源線絕緣電源線的絕緣外徑為Φ2. 4士0. 15mm，絕緣材料採用低密度聚乙烯，用壓力式模具擠出。(3)總成纜按照如圖3所示的結構進行排線對芯線元件進行成纜絞合。為了使外觀圓整，可以在各芯線元件間填充四根填芯。為了滿足水密要求，在成纜時需填充密封膠。三、抗拉增強層為了滿足電纜抗大拉力的要求，需要對成纜後的芯線外面鎧裝一層高強度纖維作為抗拉增強層。為了滿足水密的要求，高強度纖維需經過防水處理。鎧裝後的外徑應當控制在Φ11_以下。為了使電纜的外護套和抗拉增強層之間黏結緊密，我們採用在抗拉增強層外面稀編一層高強度纖維繩作為緊固層。四、外護套為了滿足電纜的耐磨、耐海水腐蝕、耐反覆收放、柔軟性等要求，採用合適性能的聚氨酯材料作為外護套。擠出時採用壓力式模具，擠出外徑為Φ14.7士0.3mm。本實施例的電纜在ISkN的試驗拉力下反覆收放多次後，對絞信號線的電氣性能基本無變化。國內外電纜與本電纜產品的指標或實測值比較見下表國內外同類電纜技術比較表
電纜型號、名稱技術指標電纜芯數傳輸類型破斷強度水密性電纜比重電纜外徑mm本產品電纜實測值6芯四類數據纜彡 80kN4.4MPa，2h 縱橫向無洩漏1.314.7 士 0.3ZMYJ-13型綜合水密電纜13芯音頻信號彡 20kN4.4MPa, 2h 縱橫向無洩漏1.2717.5 士 0.5Side Scan Sonar Tow Cable6芯控制信號彡 80kN4.4MPa, 2h 橫向無洩漏3.613 (標稱值)本電纜電氣性能與四類數據纜性能比較表
權利要求1.一種拖曳水密電纜，所述電纜的芯線元件由電源線、屏蔽信號線、非屏蔽信號線成纜絞合而成；在芯線元件外部設有增強層，在增強層外擠塑外護套；其特徵在於所述屏蔽信號線、非屏蔽信號線均為芯線對絞結構；信號線的導體均採用若干股銅線絞合而成，絞合導體時填充密封膠用於滿足水密要求；所述信號線的導體外設有採用低密度聚乙烯擠出形成的絕緣層；所述對絞後的信號線外擠塑一層內護套，用於保護芯線對絞結構；所述屏蔽信號線在內護套外設有採用0. Imm的銅線進行編織形成的屏蔽層；所述電源線導體採用若干股銅線絞合而成，絞合導體時填充密封膠用於滿足水密要求；所述電源線導體外設有採用低密度聚乙烯擠出形成的絕緣層；按照中心對稱結構進行排線對芯線元件進行成纜絞合，在各芯線元件間填充有用於使外觀圓整的填芯；在成纜時在芯線空隙中填充密封膠用於滿足水密要求；成纜後的芯線外面鎧裝一層高強度纖維作為抗拉增強層。
2.按照權利要求1所述的一種拖曳水密電纜，其特徵在於在抗拉增強層與外護套之間還稀編有一層高強度纖維繩作為緊固層。
3.按照權利要求2所述的一種拖曳水密電纜，其特徵在於所述信號線導體採用7根 Φ0. 2mm裸銅線絞合，絞合節距為7mm士 1mm。
4.按照權利要求3所述的一種拖曳水密電纜，其特徵在於所述電源線導體採用19根 Φ0. 2mm銅線絞合，絞合節距為12mm士 1mm。
專利摘要本實用新型涉及水下的拖曳通信系統。所要解決的技術問題在於提供一種拖曳水密電纜，兼具高強度、高水密、比重小、外徑小、彎曲柔軟性好的特點。本實用新型採用了多股銅線絞合作為各導電芯線；擠塑一層內護套很好的保護對絞信號線的結構穩定性，在電纜的各結構單元中均添入了密封膠以滿足電纜的4.4MPa的縱、橫向水密性能。採用束絞工藝鎧裝增強抗拉層，採用了編織高強度纖維繩的辦法來提高外護套和抗拉增強層之間的黏結力。本實用新型電纜各結構層緊密，電氣性能優異，在1～10MHz的範圍內，衰減性能、特性阻抗、串音等性能均優於四類數據纜的技術要求。電纜在18kN的試驗拉力下反覆收放多次後，對絞信號線的電氣性能基本無變化。
文檔編號H01B7/18GK202093868SQ201120002030
公開日2011年12月28日 申請日期2011年1月5日 優先權日2011年1月5日
發明者劉輝, 成琦, 許德玲 申請人:中國電子科技集團公司第二十三研究所