一種骨架式光電復合拖曳纜及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用于水聽器系統(tǒng)的骨架式光電復合拖曳纜。
【背景技術】
[0002]光電復合拖曳纜是水聽器系統(tǒng)中的關鍵元件，在實際應用中，從光源發(fā)出的光，經(jīng)拖曳光纜傳送到水下光纖水聽器系統(tǒng)，水聲信號經(jīng)各個光纖水聽器轉變?yōu)楣庑盘?，光信號再?jīng)拖曳纜傳輸?shù)疥懙鼗虼吧系墓怆娊邮諜C。隨著水聽器系統(tǒng)的不斷發(fā)展，海底信息大量增加，水聽器陣列也在不斷擴展。在設計大芯數(shù)拖曳纜時，不僅要考慮拖曳纜的密度與海水的密度接近以減輕整個系統(tǒng)的能量損耗，而且要在芯數(shù)大量增加的條件下保持較小的纜徑。
[0003]中國專利CN 204066874U公開了一種新型光電復合水密拖曳纜，由光單元與電源線組成的光電單元、內(nèi)護套、抗拉層和外護套組成；其中所述光單元通過在緊包光纖外再添加芳綸纖維增強層和擠包一層聚氨酯外護套；所述抗拉層采用內(nèi)外層芳綸纖維SZ向絞合再在最外層編織一層芳綸纖維的鎧裝結構，并在所述拖曳纜中所有空隙填充有阻水密封膠使電纜整體無縫隙。它具有衰減低、拉力大、超低密度和高水密等優(yōu)點。但是申請人認為該拖曳纜在相同纜徑的情況下所包含的光單元較少，難以滿足水聽器系統(tǒng)光信息傳輸量大的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種適用于水聽器系統(tǒng)的骨架式光電混合拖曳纜及其制造方法，該光纜不僅機械性能好，信號傳輸可靠，而且能滿足拖曳纜信息傳輸量大的要求。
[0005]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的拖曳纜技術方案為:包括外護套和纜芯，其特征在于所述的纜芯包括骨架，骨架槽內(nèi)分別安設有光通信單元、電通信單元和電源導線，纜芯外包覆阻水帶，阻水帶外設置非金屬加強件層，非金屬加強件層外包覆緊固層，緊固層外為外護套。
[0006]按上述方案，所述的非金屬加強件包括芳綸纖維加強層，在芳綸纖維加強層外包覆芳綸纖維編織層。
[0007]按上述方案，所述的芳綸纖維加強層為雙層結構，一層S旋向，一層Z旋向，芳綸纖維加強層節(jié)距300~600_，張力4~8N。
[0008]按上述方案，所述的緊固層為無紡布繞包層。
[0009]按上述方案，所述的骨架中心安設有中心加強芯，所述的中心加強芯由玻璃纖維增加復合材料構成。
[0010]按上述方案，所述的光通信單元為緊套光纖和/或光纖帶；所述的電通信單元為屏蔽雙絞信號線；所述的電源導線為鍍銀銅線絞合導線，電源導線外包覆絕緣層。
[0011]按上述方案，所述的光纖和光纖帶均由高強度抗彎曲光纖構成。
[0012]按上述方案，所述的纜芯間隙中填充密封材料，使所述拖曳纜整體無縫隙，所述的密封材料為瀝青等高粘度材料。
[0013]按上述方案，所述骨架由聚丙烯材料制成，聚丙烯材料的密度為0.90?0.91g/cm3，約占纜體積的10?20%;所述的外護套、屏蔽雙絞信號線護套和電源導線絕緣層均由聚乙烯材料制成，聚乙烯材料的密度為0.918?0.925 g/cm3，約占纜體積的40?50% ;所述的中心加強芯的密度為1.9-2.1 g/cm3,約占纜體積的I?4% ;電源導線的密度約為8.5-9.5 g/cm3,約占纜體積的2?4% ;所述的非金屬加強件層和緊固層密度為0.90-0.95g/cm3，約占纜體積的18?32% ;所述光纖密度為1.5-1.6g/cm3，約占纜體積5%~10% ;密封材料約占纜體積的I?3% ;通過纜尺寸與材料的選擇控制拖曳纜的密度^ 1.15g/cm3，接近海水密度，從而降低水聽器系統(tǒng)的能源損耗。
[0014]按上述方案，所述拖曳纜的抗拉強度大于或等于lOOMpa。
[0015]本發(fā)明光電復合拖曳纜的制作方法的技術方案如下:
將骨架置于并帶機放線架上，光通信單元、電通信單元和電源導線也分別置于各自的放線架上，并經(jīng)導輪引入對應的骨架槽內(nèi)，骨架持續(xù)向前牽引形成纜芯，再穿經(jīng)繞包機繞包一層阻水帶收線；
然后將繞包好阻水帶的纜芯在繞包機上饒包兩層芳綸纖維加強層，一層S旋向，一層Z旋向，芳纟侖纖維抗拉層節(jié)距300~600mm，張力4~8N ;再進入編織機制作芳纟侖纖維編織層；將已包覆編織層的纜芯穿經(jīng)繞包機繞包緊固層，再將已包覆緊固層的纜芯勻速穿過外護套成型模具，用外護層擠塑機在所述緊固層外擠包聚乙烯外護套，所述擠塑機自進料口至?？诟鲄^(qū)依次設置為:進料口、機筒一區(qū)、機筒二區(qū)、機筒三區(qū)、機筒四區(qū)、機筒五區(qū)、機頸和?？?，并設置各區(qū)溫度分別為:進料口為150±5°C、機筒一區(qū)為180±10°C、機筒二區(qū)為190± 10°C、機筒三區(qū)為200± 10°C、機筒四區(qū)為210± 10°C，機筒五區(qū)為220± 10°C、機頸和?？跒?30±10°C ;設置在?？诔隹谔幍睦鋮s區(qū)域采用分段冷卻，與?？谙噙B的第一段冷卻采用冷卻溫度為50土 10°C的溫水冷卻槽，其余各段均為常溫水冷卻。
[0016]按上述方案，所述的芳綸纖維編織層的編織角為40~50°，編織層的密度為80?90%ο
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:1.本發(fā)明集光單元、電源線和通信線于一體，采用骨架結構纜芯，結構更為合理，不僅安設更多的光通信單元，實現(xiàn)大芯數(shù)多信號傳輸功能，滿足拖曳纜信息傳輸量大的要求，而且骨架槽隔絕性好，各單元置于骨架槽中相互干擾小，信號傳輸可靠；2.骨架結構纜芯配置雙層芳綸纖維加強層和纖維編織層，并且雙層芳綸纖維加強層采用雙層S/Z絞合結構，使光纜具備優(yōu)良的機械性能，同時消除絞合產(chǎn)生的扭力，并保證光纜的柔軟性和抗拉抗扭性；3.通過纜結構與材料的選擇控制拖曳纜的密度接近海水密度，利用海水浮力降低水聽器系統(tǒng)使用的能源損耗；4.光電復合拖曳纜在纜芯外縱包阻水帶并填充密封材料，保證了光電復合拖曳纜的密封性，同時光通信單元采用高強度抗彎曲光纖，從而控制光纖的傳輸損耗，降低衰減，保證光信號傳輸?shù)目煽啃?，以獲得更好的探測效果。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一個實施例的徑向剖面圖結構圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合【具體實施方式】進一步闡述本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，包括外護套10和纜芯，所述的纜芯包括徑向截面為圓形的骨架2，骨架沿其外周開設有6~8個骨架槽，其中2個骨架槽中安設電源導線3，電源導線為鍍銀銅線絞合導線，電源導線外包覆絕緣層；I個骨架槽中安設電通信單元4，所述的電通信單元為屏蔽雙絞信號線；其余骨架槽內(nèi)分別安設有光通信單元5，所述的光通信單元為光纖帶，總芯數(shù)為180芯；骨架中心安設有中心加強芯1，所述的中心加強芯由玻璃纖維增加復合材料構成。所述骨架由聚丙烯材料制成。所述的纜芯間隙中填充密封材料，使所述拖曳纜整體無縫隙，所述的密封材料為瀝青等高粘度材料。纜芯外包覆阻水帶6，阻水帶外設置非金屬加強件層，所述的非金屬加強件包括芳綸纖維加強層7，芳綸纖維加強層為雙層結構，一層S旋向，一層Z旋向，構成雙層S/Z絞合結構，芳纟侖纖維加強層節(jié)距300~600mm，張力4~8N，在芳綸纖維加強層外包覆芳綸纖維編織層8，芳綸纖維編織層的編織