關於遠距離通訊的海底光纖電纜的改進的製作方法

2023-09-18 05:53:15

專利名稱:關於遠距離通訊的海底光纖電纜的改進的製作方法
本發明是關於海底光纖電纜製造的改進，特別適用於敷設在海底的電纜。
這裡介紹敷設在海底的電纜，是特別的，但並非唯一地適於敷設在非常深的海底，一般為8000米或者更深。
正如專家們已經知道的，這種形式的電纜必須要能夠承受得住二種情形下產生的應變，一種在電纜敷設中產生的應變，另一種是電纜在使用中產生的應變。
在電纜的敷設中，特別危險的是沿著電纜方向的可變牽引力它隨著深度的變化將減弱，以及周圍海水加在電纜上的經向壓力，它使電纜受到擠壓。
在敷設好的電纜上，主要的作用力是由電纜周圍的海水的壓力所產生的靜水壓力，這種壓力自上而下地作用在電纜上。
在已經實現的電纜結構上，甚至在由於電纜敷設的深度而產生巨大的靜水壓力時，嘗試在全部釋放作用在光纖上的拉伸應變，能夠使電纜保持其固定的形狀。
以前的一種方法為，例如，在光芯的周圍設置一種防水的中心管狀部件，這裡介紹的光芯是由光纖以及它的最後支撐元件或者防護層、帶等組裝而成。
一般地講，管狀元件是由易於成型的金屬構成(例如，鋁、銅或者它們的合金)。
這種管狀元件可以通過擠壓成型，但較好的方法是用鋁的長條帶子經過接疊和焊接製成的鋁管。
這兩種工藝-擠壓和焊接都需加熱。因此，需要在光芯上設置一道防熱護層而隔熱。然而，這將不適當地增厚電纜本身，使之難以鋪設並帶來其它的麻煩。
所以，軟佳的考慮是，在光芯上，造成一種不需加熱而製成的管狀部件。
一種解決的辦法是用細長的元件螺旋狀環繞製成的組件。這種細長的元件具有近似於一個園環的扇形片的橫剖面，為電纜提供抗經向壓力的阻力。
管狀部件的周圍配置有抗牽引力的阻抗元件，由一層或者多層園形鋼絲，用螺旋形繞結構成。
這種鋼絲很自然地要比其下層的那種細長的，橫剖面近似於園環的扇形片的金屬元件堅硬得多，並且當受到強烈的牽引力作用時，它們會比前者延伸的厲害，甚至會沿著接觸線損壞，造成永久的斷裂。這種斷裂十分明顯地將減弱管狀部件的結構，並妨礙對施加壓力的彈性反作力。因此，導致電纜被拉伸，這將證明會對光纖產生危害。
此外，園鋼絲在各層中構成許多空隙，所述的這種空隙在經向壓力下對結構的抗應變能力是十分有利的。
當然，所述的這種空隙的存在也會進一步增厚電纜，由此產生的付作用是使電纜難於敷設，如上面解釋過的一樣。
本發明的目的在於創造一種改進的帶光芯的海底電纜，避免上述那些缺陷，並能保證其結構不被破壞和繼續作為一種彈性體，在等同的抗力部分，採取比已知的那種電纜更少累贅的形式。
更準確地講，本發明的目的是一項用於遠距離通訊的改進的光學海底電纜，特別是，但並不是唯一地，適用於敷設在非常深的海底，並且在其光芯的周圍最少要提供一層中心管狀部件，由細長金屬元件構成，每一根這種細長元件都具有一種類似於一個園環的扇形片的橫剖面，管狀部件上至少要螺旋形繞上一層細長的抗機械力的金屬元件，然後再至少繞上一層防水導電層和一絕緣層，其特徵是，所述細長的抗機械力元件繞在管狀部件上，具有四邊形橫剖面，其中一對經向垂直於電纜的相對邊比另外兩個相對邊是要小些。
該具體裝置的一種優選的形式是，經向垂直於電纜的每一邊相對於抗機械力元件的剩餘邊的比率，在1∶3和1∶8之間。
附圖描述(以不失一般性的實例)實現本發明的一種實際模式，更確切些
附圖1表示了按照本發明用於遠距離通訊的光纖電纜的一種較佳的具體裝置的橫剖面圖。
附圖2表示了按照本發明的另一種較佳的具體裝置，用於遠距離通訊的光纖電纜的橫剖面圖。
在附圖1中，說明關於敷設在深海底帶光纖的電纜的橫斷面圖。
該電纜包括一條光芯10，它由許多光纖和附著在上面的熱塑復蓋層12組成。光纖外繞有一條較理想的，但不一定是金屬的線13上，使用這條線的目的是作為抗拉伸元件。
光芯10被容納在中心管狀部件14中，這個部件由一層橫向斷面類似於一個園環的扇形片的細長金屬元件15構成-今後在本文中將簡單地稱為「扇形線15」。扇形線應由易於成型的金屬材料方便地構成。例如，鋁和它的合金，甚至是銅和它的合金。
在附圖1中，僅指出了三條扇形線。已經發現適於組成最佳的抗靜水經向壓力的管狀結構所需扇形線的數量，應該介於三至五條之間。
事實上，已經發現在經向力的作用下，數量過多或者過少的扇形線將會使細長的金屬元件15產生不適當的滑動。
中心管狀部件14的周圍，螺旋狀地繞著抗拉伸力和抗機械力的細長元件18構成的二個復蓋層16和17。
抗機械力的細長元件18具有四邊形的橫斷面，經向垂直於電纜的一對相對邊20，20′相對於其餘另一對邊21，21′來說要小些。
在同一個橫斷面中，每一條經向垂直於電纜的邊20(20′)相對於其餘兩邊21(21′)，較好的比率在1∶3至1∶8之間。
為了簡單起見，今後在本文中阻抗元件18將被稱作「金屬帶」。
更可取的是，金屬帶18應該製成一種合適的形狀，便於容納其下層園柱體形狀的中心管狀部件14。所以金屬帶的一種優選形式是扇形線。
同一層的金屬帶18是螺旋形繞制，繞法使其鄰近的金屬帶一條接著一條。
在敷設電纜的過程中，這樣便能使金屬帶互相配合，以支撐由於靜水壓力和任何作用在電纜上的拉牽力產生的經向壓力。
金屬帶的外層17上纏繞著防水護層22，該護層是由禮有良好的導電率的材料製成，通過它可以輸送需要的直流電到發送口。
在所有的具有良好導電性能的材料中，鋁和鋁合金是較為理想的一種，因為它們的重量比較輕。
導電護層22可以用擠壓法製成，或者用另一種方法，縱向摺疊一條金屬帶子並對縫焊接製成。
防水導電的護層22上，最少要復蓋一道護層23，它可用擠壓熱塑材料，例如聚乙烯，聚丙烯或者其它具有相同性質的材料來製成。
換一種，在附圖2中，表示了一條電纜，那裡圍繞光芯10(結構與附圖1相同)配置了中心管狀部件14-由超過三至五較適宜數量範圍的扇形線組成。精確些，在附圖2中舉例表示的是六條扇形線。
為了保證在經向推力作用在扇形線上時，中心管狀部件不致產生形變，在相鄰的扇形線之間配置了一種聯接和抗滑動的裝置。舉例說，這些聯接裝置(見圖參考數24)由存在其側面的型條構成，去拼合相鄰扇形線側面的縫隙。
構成阻抗元件的同層16(17)的金屬帶18，是採用螺旋形方法繞制的，在園周上鄰近的元件18彼此之間有一定的間隔。金屬帶18與其相鄰的金屬帶之間的間隔25，使得電纜易於工作並且也使電纜能在相當深的海底安全地敷設。
更可取的是，相同層16(17)的兩條阻抗元件18間的間隙，相對其上層或者下層的兩個相鄰元件之間的間隙是不重合的。
電纜伸長產生的拉伸力和周圍靜水後產生的經向作用力能夠均勻地分布在金屬帶的寬度上，並且沿其下層的表面，可以充分地伸展以保證電纜結構可靠的彈性響應。
更好的是，存在於中心管狀部件14的細長元件15間的空隙-在14內用來容納光芯10空腔，以及存在於阻抗元件和其上層及下層之間的空隙-充滿了一種堵塞水的填料。這是為了防止任何縱向水流，在防水導電層本身出現任何洩漏時，水能滲透進去。
填料可以是潤滑脂型的(例如，一種矽脂)，但也可以是一種遇水後膨脹的材料，這種材料能夠形成一道阻擋層，防止水流的進一步滲入。
在一個更優越的具體裝置中，填料也可以用一種具有潤滑性能和填充性能的物質混合構成，譬如一種有機油，當拉伸發生在金屬帶18本身之間，或者相對於扇形線15，可改善它們的滑動，這對改善電纜的柔軟性有不可忽視的作用。
在兩張附圖中，表示了按照本發明改進了的海底電纜，為簡單起見，光芯10表示為由許多光纖12圍繞組成的金屬棒11，那裡的每一根的光纖12被封閉在依附的護層13中。儘管這樣，還是應該理解，光芯也可以用其他更適宜的辦法來組成。
例如，光芯可由鬆弛地封裝在彈性護層中的光纖組成，配有或者不配填充物。
再者，它可以由帶螺旋槽的阻抗元件構成，螺旋槽容納裸光纖，或者封裝的鬆弛地或者緊緊地封裝在護層中。
最後，雖然在優越性方面描述了本發明的結構細節，然而應該很清楚，它們可以根據實際需要而改變，但不脫離本發明的範圍。
權利要求
1、用於遠距離通訊的改進的海底光纖電纜，特別地但並不是唯一地適宜敷設在很深的海底，具有至少一層中心管狀部件，環繞在光芯外部，它由細長的金屬元件組成，每一根細長元件都具有類似於一個園環的扇形片的橫斷面，管狀部件由細長的，抗機械阻力的，金屬元件圍著，至少螺旋形繞制一層，其上再圍繞至少一層防水導電護層和至少一層絕緣護層。其特徵是，圍繞著管狀部件有上述的細長的，抗機械力的元件，它的橫斷面為四邊形，經向垂直於電纜的一對相對邊比其餘兩個相對邊要小些。
2、按照權利要求
1，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，電纜橫斷面中經向垂直於電纜的邊與抗機械力元件上剩餘邊的比率在1∶3至1∶8之間。
3、按照上述任何一項權利要求
，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的抗機械力元件的形狀製成能較好地適合其下層元件的園柱體形狀。
4、按照上述任何一項權利要求
，用於遠距離通訊改進的光纖電纜，其特徵是，所述的抗機械力元件為其橫斷面近似於一個園環的扇形片的扇形線。
5、按照上述任何一項權利要求
，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的抗機械力元件是採用這種螺旋形繞法製成的，使其周圍相鄰的元件設置得一個接著另一個。
6、按照從1到4的權利要求
中任何一項，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的抗機械力元件是採用這種螺旋形繞法製成的，使它周圍鄰近的元件彼此之間有一定的間隙。
7、按照權利要求
6，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，相同層的兩個相鄰阻抗元件之間的間隙，相對該層的上層或下層的兩個相接的鄰近阻抗元件之間的間隙是錯開的。
8、按照任何一項上述的權利要求
，用於遠距離通訊改進的海底電纜，其特徵是，所述的中心管狀元件是由其橫斷面近似於一個園環的扇形片的細長的金屬元件構成，元件數目在三至五條之間。
9、按照從1到7的任何一項權利要求
，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的中心管狀元件由多個其橫剖面近似於一個園環的扇形片的細長金屬元件構成，它們的數目超出三至五這個範圍，每一條所述的細長的金屬元件都配置有聯接其鄰近金屬元件的裝置。
10、按照權利要求
9，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的聯接裝置由存在於其側面的型條組成，適合於拼接它與相鄰細長金屬元件的另一側面之間的縫隙。
11、按照上述任何一項權利要求
，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，在中心管狀部件的細長體之間的空隙中，在空隙和後者的外面，以及在阻抗元件及其上層或者下層之間的空隙中，充滿了防水填料。
12、按照權利要求
11，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的填料是一種脂。
13、按照權利要求
11，用於遠距離通訊的改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的填料是一種遇水後能夠膨脹的物質。
14、按照權利要求
11，用於遠距離通訊改進的海底光纖電纜，其特徵是，所述的填料是一種有機油並具有潤滑性質。
專利摘要
本發明涉及一項海底光纖電纜的改進，這種電纜特別適用於敷設在深度超過8000米以下的海底。 按照本發明，這種電纜由具有四邊形橫截面的抗機械力元件所構成，其中徑向垂直於電纜的兩個相對邊相對於另外兩個相對邊來說要小些。
文檔編號G02B6/44GK85103979SQ85103979
公開日1986年11月19日 申請日期1985年5月21日
發明者奧欽尼, 比安奇 申請人:卡維皮雷裡有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan