專利名稱:關(guān)于遠(yuǎn)距離通訊的海底光纖電纜的改進(jìn)的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于海底光纖電纜制造的改進(jìn)，特別適用于敷設(shè)在海底的電纜。
這里介紹敷設(shè)在海底的電纜，是特別的，但并非唯一地適于敷設(shè)在非常深的海底，一般為8000米或者更深。
正如專家們已經(jīng)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(chǎn)生的應(yīng)變，一種在電纜敷設(shè)中產(chǎn)生的應(yīng)變，另一種是電纜在使用中產(chǎn)生的應(yīng)變。
在電纜的敷設(shè)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(jīng)向壓力，它使電纜受到擠壓。
在敷設(shè)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(chǎn)生的靜水壓力，這種壓力自上而下地作用在電纜上。
在已經(jīng)實現(xiàn)的電纜結(jié)構(gòu)上，甚至在由于電纜敷設(shè)的深度而產(chǎn)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(yīng)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(shè)置一種防水的中心管狀部件，這里介紹的光芯是由光纖以及它的最后支撐元件或者防護(hù)層、帶等組裝而成。
一般地講，管狀元件是由易于成型的金屬構(gòu)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(jīng)過接疊和焊接制成的鋁管。
這兩種工藝-擠壓和焊接都需加熱。因此，需要在光芯上設(shè)置一道防熱護(hù)層而隔熱。然而，這將不適當(dāng)?shù)卦龊耠娎|本身，使之難以鋪設(shè)并帶來其它的麻煩。
所以，軟佳的考慮是，在光芯上，造成一種不需加熱而制成的管狀部件。
一種解決的辦法是用細(xì)長的元件螺旋狀環(huán)繞制成的組件。這種細(xì)長的元件具有近似于一個園環(huán)的扇形片的橫剖面，為電纜提供抗經(jīng)向壓力的阻力。
管狀部件的周圍配置有抗?fàn)恳Φ淖杩乖?，由一層或者多層園形鋼絲，用螺旋形繞結(jié)構(gòu)成。
這種鋼絲很自然地要比其下層的那種細(xì)長的，橫剖面近似于園環(huán)的扇形片的金屬元件堅硬得多，并且當(dāng)受到強(qiáng)烈的牽引力作用時，它們會比前者延伸的厲害，甚至?xí)刂佑|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(jié)構(gòu)，并妨礙對施加壓力的彈性反作力。因此，導(dǎo)致電纜被拉伸，這將證明會對光纖產(chǎn)生危害。
此外，園鋼絲在各層中構(gòu)成許多空隙，所述的這種空隙在經(jīng)向壓力下對結(jié)構(gòu)的抗應(yīng)變能力是十分有利的。
當(dāng)然，所述的這種空隙的存在也會進(jìn)一步增厚電纜，由此產(chǎn)生的付作用是使電纜難于敷設(shè)，如上面解釋過的一樣。
本發(fā)明的目的在于創(chuàng)造一種改進(jìn)的帶光芯的海底電纜，避免上述那些缺陷，并能保證其結(jié)構(gòu)不被破壞和繼續(xù)作為一種彈性體，在等同的抗力部分，采取比已知的那種電纜更少累贅的形式。
更準(zhǔn)確地講，本發(fā)明的目的是一項用于遠(yuǎn)距離通訊的改進(jìn)的光學(xué)海底電纜，特別是，但并不是唯一地，適用于敷設(shè)在非常深的海底，并且在其光芯的周圍最少要提供一層中心管狀部件，由細(xì)長金屬元件構(gòu)成，每一根這種細(xì)長元件都具有一種類似于一個園環(huán)的扇形片的橫剖面，管狀部件上至少要螺旋形繞上一層細(xì)長的抗機(jī)械力的金屬元件，然后再至少繞上一層防水導(dǎo)電層和一絕緣層，其特征是，所述細(xì)長的抗機(jī)械力元件繞在管狀部件上，具有四邊形橫剖面，其中一對經(jīng)向垂直于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(yōu)選的形式是，經(jīng)向垂直于電纜的每一邊相對于抗機(jī)械力元件的剩余邊的比率，在1∶3和1∶8之間。
附圖描述(以不失一般性的實例)實現(xiàn)本發(fā)明的一種實際模式，更確切些
附圖1表示了按照本發(fā)明用于遠(yuǎn)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(fā)明的另一種較佳的具體裝置，用于遠(yuǎn)距離通訊的光纖電纜的橫剖面圖。
在附圖1中，說明關(guān)于敷設(shè)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(fù)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于一個園環(huán)的扇形片的細(xì)長金屬元件15構(gòu)成-今后在本文中將簡單地稱為“扇形線15”。扇形線應(yīng)由易于成型的金屬材料方便地構(gòu)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(jīng)發(fā)現(xiàn)適于組成最佳的抗靜水經(jīng)向壓力的管狀結(jié)構(gòu)所需扇形線的數(shù)量，應(yīng)該介于三至五條之間。
事實上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在經(jīng)向力的作用下，數(shù)量過多或者過少的扇形線將會使細(xì)長的金屬元件15產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)幕瑒印?br> 中心管狀部件14的周圍，螺旋狀地繞著抗拉伸力和抗機(jī)械力的細(xì)長元件18構(gòu)成的二個復(fù)蓋層16和17。
抗機(jī)械力的細(xì)長元件18具有四邊形的橫斷面，經(jīng)向垂直于電纜的一對相對邊20，20′相對于其余另一對邊21，21′來說要小些。
在同一個橫斷面中，每一條經(jīng)向垂直于電纜的邊20(20′)相對于其余兩邊21(21′)，較好的比率在1∶3至1∶8之間。
為了簡單起見，今后在本文中阻抗元件18將被稱作“金屬帶”。
更可取的是，金屬帶18應(yīng)該制成一種合適的形狀，便于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(yōu)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(shè)電纜的過程中，這樣便能使金屬帶互相配合，以支撐由于靜水壓力和任何作用在電纜上的拉牽力產(chǎn)生的經(jīng)向壓力。
金屬帶的外層17上纏繞著防水護(hù)層22，該護(hù)層是由禮有良好的導(dǎo)電率的材料制成，通過它可以輸送需要的直流電到發(fā)送口。
在所有的具有良好導(dǎo)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(dǎo)電護(hù)層22可以用擠壓法制成，或者用另一種方法，縱向折疊一條金屬帶子并對縫焊接制成。
防水導(dǎo)電的護(hù)層22上，最少要復(fù)蓋一道護(hù)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(zhì)的材料來制成。
換一種，在附圖2中，表示了一條電纜，那里圍繞光芯10(結(jié)構(gòu)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(shù)量范圍的扇形線組成。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(jīng)向推力作用在扇形線上時，中心管狀部件不致產(chǎn)生形變，在相鄰的扇形線之間配置了一種聯(lián)接和抗滑動的裝置。舉例說，這些聯(lián)接裝置(見圖參考數(shù)24)由存在其側(cè)面的型條構(gòu)成，去拼合相鄰扇形線側(cè)面的縫隙。
構(gòu)成阻抗元件的同層16(17)的金屬帶18，是采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，使得電纜易于工作并且也使電纜能在相當(dāng)深的海底安全地敷設(shè)。
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(chǎn)生的拉伸力和周圍靜水后產(chǎn)生的經(jīng)向作用力能夠均勻地分布在金屬帶的寬度上，并且沿其下層的表面，可以充分地伸展以保證電纜結(jié)構(gòu)可靠的彈性響應(yīng)。
更好的是，存在于中心管狀部件14的細(xì)長元件15間的空隙-在14內(nèi)用來容納光芯10空腔，以及存在于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(dǎo)電層本身出現(xiàn)任何泄漏時，水能滲透進(jìn)去。
填料可以是潤滑脂型的(例如，一種硅脂)，但也可以是一種遇水后膨脹的材料，這種材料能夠形成一道阻擋層，防止水流的進(jìn)一步滲入。
在一個更優(yōu)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(zhì)混合構(gòu)成，譬如一種有機(jī)油，當(dāng)拉伸發(fā)生在金屬帶18本身之間，或者相對于扇形線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(fā)明改進(jìn)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，那里的每一根的光纖12被封閉在依附的護(hù)層13中。盡管這樣，還是應(yīng)該理解，光芯也可以用其他更適宜的辦法來組成。
例如，光芯可由松弛地封裝在彈性護(hù)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(gòu)成，螺旋槽容納裸光纖，或者封裝的松弛地或者緊緊地封裝在護(hù)層中。
最后，雖然在優(yōu)越性方面描述了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，然而應(yīng)該很清楚，它們可以根據(jù)實際需要而改變，但不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、用于遠(yuǎn)距離通訊的改進(jìn)的海底光纖電纜，特別地但并不是唯一地適宜敷設(shè)在很深的海底，具有至少一層中心管狀部件，環(huán)繞在光芯外部，它由細(xì)長的金屬元件組成，每一根細(xì)長元件都具有類似于一個園環(huán)的扇形片的橫斷面，管狀部件由細(xì)長的，抗機(jī)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(dǎo)電護(hù)層和至少一層絕緣護(hù)層。其特征是，圍繞著管狀部件有上述的細(xì)長的，抗機(jī)械力的元件，它的橫斷面為四邊形，經(jīng)向垂直于電纜的一對相對邊比其余兩個相對邊要小些。
2、按照權(quán)利要求
1，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，電纜橫斷面中經(jīng)向垂直于電纜的邊與抗機(jī)械力元件上剩余邊的比率在1∶3至1∶8之間。
3、按照上述任何一項權(quán)利要求
，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的抗機(jī)械力元件的形狀制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(quán)利要求
，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的光纖電纜，其特征是，所述的抗機(jī)械力元件為其橫斷面近似于一個園環(huán)的扇形片的扇形線。
5、按照上述任何一項權(quán)利要求
，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的抗機(jī)械力元件是采用這種螺旋形繞法制成的，使其周圍相鄰的元件設(shè)置得一個接著另一個。
6、按照從1到4的權(quán)利要求
中任何一項，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的抗機(jī)械力元件是采用這種螺旋形繞法制成的，使它周圍鄰近的元件彼此之間有一定的間隙。
7、按照權(quán)利要求
6，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，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(quán)利要求
，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底電纜，其特征是，所述的中心管狀元件是由其橫斷面近似于一個園環(huán)的扇形片的細(xì)長的金屬元件構(gòu)成，元件數(shù)目在三至五條之間。
9、按照從1到7的任何一項權(quán)利要求
，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的中心管狀元件由多個其橫剖面近似于一個園環(huán)的扇形片的細(xì)長金屬元件構(gòu)成，它們的數(shù)目超出三至五這個范圍，每一條所述的細(xì)長的金屬元件都配置有聯(lián)接其鄰近金屬元件的裝置。
10、按照權(quán)利要求
9，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的聯(lián)接裝置由存在于其側(cè)面的型條組成，適合于拼接它與相鄰細(xì)長金屬元件的另一側(cè)面之間的縫隙。
11、按照上述任何一項權(quán)利要求
，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，在中心管狀部件的細(xì)長體之間的空隙中，在空隙和后者的外面，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(quán)利要求
11，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的填料是一種脂。
13、按照權(quán)利要求
11，用于遠(yuǎn)距離通訊的改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的填料是一種遇水后能夠膨脹的物質(zhì)。
14、按照權(quán)利要求
11，用于遠(yuǎn)距離通訊改進(jìn)的海底光纖電纜，其特征是，所述的填料是一種有機(jī)油并具有潤滑性質(zhì)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一項海底光纖電纜的改進(jìn)，這種電纜特別適用于敷設(shè)在深度超過8000米以下的海底。 按照本發(fā)明，這種電纜由具有四邊形橫截面的抗機(jī)械力元件所構(gòu)成，其中徑向垂直于電纜的兩個相對邊相對于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(fā)明者奧欽尼, 比安奇 申請人:卡維皮雷里有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan