CN85100533A

CN85100533A - 海底电缆增音机馈通线及制造工艺

Info

Publication number: CN85100533A
Application number: CN 85100533
Authority: CN
Inventors: 王世明; 徐建春
Original assignee: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-08-13

Abstract

本发明与海底通讯技术有关。该馈通线由磷青铜中心导体，外导体和聚乙烯绝缘层构成。其制造工艺是：中心导体上的球体和外导体上的开口球壳成近同心配合，将软化的聚乙烯低压注塑在外导体和中心导体之间，在245～275℃保温去气的情况下自然冷却，使聚乙烯气密地充满其间，利用聚乙烯固化收缩力形成良好的绝缘密封。其特点是馈通线结构简单，制造工艺设备简易，特别是不必使用庞大的高压设备，便可制造出性能良好的馈通线。

Description

本发明与海底通信电缆增音机有关，其密封工艺还可应用于聚乙烯与铜体的高度气密性封接，海底电缆通信***中，电

损耗引起的信号功率衰减，需要用增音机对信号进行放大。增音机馈通线就是海底电缆与增音机的电气连接线。根据使用要求，馈通线需具备很高的气密性要求，如果按增音机在水下工作20年计算，相应时间内增音机室内的相对湿度变化不应大于20%，那么对于600米水深的海底，其允许的水蒸汽透过率约为4.18×10^-8大气压·厘米³/秒;对于3000米水深的，允许透过率约为2.93×10^-2大气压·厘米³/秒。

R.G.布亚斯等人于1970年在贝尔***技术杂志49卷第五期发表了“增音机和均衡器的设计”一文（R.G.Buas，J.J.Ka-ssig and P.A.Yelsley，“Repeater and Equalizer Design”，B.S.T.J.49，No.5，PP.631-661.），文中，馈通线结构包括中心导体、外壳、顶压弹簧、活塞和陶瓷盘等部分。中心导体的封接部位是一个园板，采用聚乙烯作内外导体的绝缘层，为了实现导体和聚乙烯的密封连接，导体事先经过特殊的氧化处理，然后把加热到260℃左右的聚乙烯在约9000磅/吋²（520公斤/厘米²）的压力推动下注入导体间。这种馈通线结构和注塑条件带来的困难是：注塑时需要大型的高压设备，没有缘性能很好的陶瓷片就不能制造出绝缘性能好的馈通线，结构复杂，工艺技术要求高。

本发明的目的是简化馈通线的结构，降低注塑压力，以便利用低压设备和一般的工艺技术条件就能制造出符合海底电

增音机要求的馈通线。

本发明的要点是，馈通线（如图1）的中心导体上有一球体，带有螺纹的外导体上有一开口球壳，球体和球壳成同心配合，将高温软化的塑料，例如聚乙烯在低压下注入所说的外导体和中心导体间，并在大气压力去气的情况下自然冷却，使所说的塑料气密地充满其间，利用塑料热膨胀系数比导体高很多的特点（例如聚乙烯的α＝15×10^-5/℃，磷青铜的热膨胀系数α＝0.17×10^-5/℃），塑料从熔化状态变成固态过程中产生的收缩力，使它紧紧地贴于球体和球壳的表面，形成良好的密封。并在中心导体设置一定数量的抗扭键可以防止在使用时海水冲压而挤动塑料造成漏气的可能性。

附图说明：

图1，是本发明提供的一种馈通线的结构剖视图。馈通线由中心导体（1）、带有螺纹的外导体（4）和起密封作用的绝缘层（3）组成。中心导体上有球体（2）和抗扭键（8），外导体上有球壳（5）。

图2，是馈通线注塑时的状态图。其中除图1中的元件外，其他还有：带有出气槽（17）的模具（6）、可拆定中心器（7），固定盖（9）、定位板（10）及其出气孔（18）、注塑筒（11）、通氮口（12）、热封炉石英罩（13）、活塞（14）、固定螺柱（15）、铝箔（16）。

图3，是可拆定中心器。下图为顶视图，上图为其A-A剖视图。有定位环（7-a）、垫圈（7-b）、底座（7-c）和定位环中心孔（7-d）。

图4，是馈通线在热封炉或其他保温去气炉中处于去气初始状态的部分剖视图。其中（19）为石英保温罩，（20）为罩上的石棉层，（21）为支撑架。

图5，是中心导体上的抗扭键的几种实施形态。图5-1为横槽剖面图，图5-2为纵槽剖面图，图5-3为突起剖面图。

具体实施例介绍：

该馈通线如图1所示，由磷青铜中心导体（1），聚乙烯密封绝缘层（3）和带有螺纹的磷青铜外导体（4）构成。中心导体上有构成一体的球体（2）和抗扭键（8），其中抗扭键可以是中心导体上的纵槽或横槽，也可做成突起（见图5）。外导体上有一开口球壳（5），出气槽可开在模具（6）上侧。球***于开口球壳内并成近同心配合，聚乙烯在球体和球壳间厚度均匀且气密地填充，以提供外导体与中心导体之间良好的绝缘性能。球体外的聚乙烯和外导体球壳外的聚乙烯提供向心收缩力，形成良好的密封。中心导体上的球体和抗扭键与聚乙烯相互嵌入形成牢固的结合，可以防止在使用时海水冲击或其他冲击力挤动聚乙烯造成漏气的可能性。

为了保证导体与聚乙烯密封，球体表面的开口球壳的内表面的光洁度为W₁₂～W₁₄，而且在注塑前要对导体进行氧化处理。

馈通线的密封工艺是在大气压力通氮和低注塑压力条件下置于热封炉内石英罩（13）中进行的。

馈通线的密封工艺流程表是：

1.装模

首先将可拆定中心器（7）如图3所示那样装好，拧入模具（6）下端，把该二者将与聚乙烯接触的内表面衬以铝箔（16），以便脱模。再将外导体（4）拧入模具（6）上端。中心导体置于定中心器的定位环（7-a）的中心孔（7-d）内（如图2），使中心导体上的球体置于外导体的开口球壳内，拧上固定盖（9）和带有出气口（18）的定位块（10），适当调节定位块和可拆定中心器，使球体与开口球壳成近同心配合并固定之。该整体称为模塑装置。

2.入炉（见图2）

在活塞（14）顶部的注塑筒（11）内放入足够的聚乙烯材料，再将模塑装置与注塑筒连接，并用固定螺栓（15）固紧，置入带有通氮气口（12）的热封炉石英罩（13）中。

3.中心导体和外导体氧化处理

通氮气，初始流量为7～10升/分，一分钟后在操作过程中保持氮气流量1～2升/分，此时启动热封炉（例如电炉）加热，使温度达到250℃～265℃，模塑装置内剩余的氧气即对中心导体和外导体表面进行氧化处理。而外导体外表面由于氮气保护在高温下而不被氧化。

4.软化聚乙烯

同时，在氮气氛保护的情况下，聚乙烯在245～270℃炉内软化。

5.注塑

驱动压塑筒活塞，软化的聚乙烯被推入模塑装置内，注塑筒和模塑装置内的气体（包括聚乙烯在高温下分解的气体）由出气孔（18）和孔槽（17）排走，软化的聚乙烯在活塞的推力下充满整个模塑装置空间为止。聚乙烯温度为245℃～270℃，最佳温度为255℃～265℃。

6.割离，保温去气，冷却

去除热封炉（包括热封炉石英罩），拆去注塑筒固定螺栓（15），沿注塑筒顶部与定中心器（7）的分界面切开聚乙烯柱体，分离注塑筒。将模塑装置快速倒置于支撑架（21）上（如图4），然后将整个***置入带有通氮口的保温去气炉内，并在模塑装置上盖上石英保温罩（19）和石棉层（20）。通氮，初始流量7～10升/分，一分钟后保持氮流量1～2升/分，然后迅速启动保温去气炉加热，温度上升并保持在265℃～275℃，维持3～4小时。然后切断加热源，自然冷却。

7.脱模与加工成型

将自然冷却的模塑装置从保温去气炉取出，拆除可拆定中心器，固定盖、定位块和模具。然后按馈通线设计要求加工成形。

根据本发明，如果图2所示的***倒置，即模塑装置倒置并使注塑筒位于上部，压力自上而下注塑，则上述工艺过程的第6步，模塑装置快速倒置就可省去，其效果相同。

根据本发明制造的馈通线，其优点是结构简单，采用一般压力设备即可实施。经温度循环和冲击实验后测定，其主要性能如下：

气密性：在60公斤/厘米²压力下，一小时内的氮气漏率小于5×10^-8大气压·厘米³/秒。

绝缘电阻：馈通线内外导体间绝缘电阻大于1×10¹¹欧姆（测试电压1000伏）。

Claims

1、一种海底电

增音机馈通线，含有中心导体(1)、绝缘层(3)和外导体(4)，其特征在于中心导体上有球体(2)，外导体上有开口球壳(5)，球壳和球体成近同心配合。

2、一种按照权利要求1所说的馈通线，其特征在于所说的中心导体上有纵槽、或横槽、或突起构成的抗扭键，注塑后，它与绝缘层相互嵌入形成牢固的结合。

3、一种按照权利要求1所说的馈通线，其特征在于注塑前球体表面和开口球壳内表面的光洁为W12-W14。

4、一种按照权利要求1、2、3所说的馈通线，其特征在于中心导体和外导体是磷青铜，绝缘层为聚乙烯。

5、一种海底电增音机馈通线的密封工艺，含有氧化处理和注塑，其特征在于：

①装模，将可拆定中心器（7）拧入模具（6）下端，把该二者将与聚乙烯接触的内表面衬以铝箔（6），再将外导体（4）拧入模具（6）的上端，中心导体***定中心器的定位环（7-a）的中心孔（7-d）内，使中心导体上的球体置于外导体的开口球壳内，拧上固定盖（9）和带有出气口（18）的定位块（10），适当调节定位块和可拆定中心器，使球体与开口球壳成近同心配合并固定之。

②入炉，在活塞（14）顶部的注塑筒（11）内放入足够的聚乙烯材料，再将模塑装置与注塑筒连接，并用固定螺栓（15）固紧，置入带有通氮气口（12）的热封炉石英罩（13）中。

③所说的氧化处理，是在热封炉石英罩内通氮情况下加热，利用模塑装置内剩余的氧对中心导体和外导体表面进行高温氧化处理。

④所说的注塑，是在通氮保护和普通推力情况下，驱动压塑筒活塞，将软化的聚乙烯推入模塑装置内，注塑筒和模塑装置内的气体（包括聚乙烯在高温下分解的气体）由出气孔（18）和孔槽（17）排走，软化的聚乙烯在活塞的推力下充满整个模塑装置为止。

⑤割离、保温去气和冷却。去除热封炉（包括石英罩），拆去注塑固定螺栓（15），沿注塑筒顶部与定中心器（7）的分界面切开聚乙烯柱体，分离注塑筒，将模塑装置快速倒置于支撑架（21）上，然后将整个***置入带有通氦口的保温去气炉内，并在模塑装置上盖上石英保温罩（19）和石棉层（20），然后通氮，保温去气，之后自然冷却。

⑥脱模与加工成型，将已自然冷却的模塑装置从保温去气炉取出，拆除可拆定中心器，固定盖、定位块和模具，然后按馈通线设计要求加工成型。

6、一种按照权利要求5所说的密封工艺，其特征在于所说的氧化处理条件为：氮气流量1～2升/分，温度250～265℃。

7、一种按照权利要求5所说的密封工艺，其特征在于注塑时聚乙烯的加热温度为245-270℃，最佳温度为255-265℃。

8、一种按照权利要求5所说的密封工艺，其特征在于所说的保温去气的条件是：通氮量维持1～2升/分，加热至265-275℃，维持3～4小时。