專利名稱:海底電纜增音機(jī)饋通線及制造工藝的制作方法
本發(fā)明與海底通信電纜增音機(jī)有關(guān)，其密封工藝還可應(yīng)用于聚乙烯與銅體的高度氣密性封接，海底電纜通信系統(tǒng)中，電
損耗引起的信號(hào)功率衰減，需要用增音機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。增音機(jī)饋通線就是海底電纜與增音機(jī)的電氣連接線。根據(jù)使用要求，饋通線需具備很高的氣密性要求，如果按增音機(jī)在水下工作20年計(jì)算，相應(yīng)時(shí)間內(nèi)增音機(jī)室內(nèi)的相對(duì)濕度變化不應(yīng)大于20%，那么對(duì)于600米水深的海底，其允許的水蒸汽透過(guò)率約為4.18×10-8大氣壓·厘米3/秒;對(duì)于3000米水深的，允許透過(guò)率約為2.93×10-2大氣壓·厘米3/秒。
R.G.布亞斯等人于1970年在貝爾系統(tǒng)技術(shù)雜志49卷第五期發(fā)表了“增音機(jī)和均衡器的設(shè)計(jì)”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，饋通線結(jié)構(gòu)包括中心導(dǎo)體、外殼、頂壓彈簧、活塞和陶瓷盤等部分。中心導(dǎo)體的封接部位是一個(gè)園板，采用聚乙烯作內(nèi)外導(dǎo)體的絕緣層，為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體和聚乙烯的密封連接，導(dǎo)體事先經(jīng)過(guò)特殊的氧化處理，然后把加熱到260℃左右的聚乙烯在約9000磅/吋2(520公斤/厘米2)的壓力推動(dòng)下注入導(dǎo)體間。這種饋通線結(jié)構(gòu)和注塑條件帶來(lái)的困難是注塑時(shí)需要大型的高壓設(shè)備，沒(méi)有緣性能很好的陶瓷片就不能制造出絕緣性能好的饋通線，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝技術(shù)要求高。
本發(fā)明的目的是簡(jiǎn)化饋通線的結(jié)構(gòu)，降低注塑壓力，以便利用低壓設(shè)備和一般的工藝技術(shù)條件就能制造出符合海底電
增音機(jī)要求的饋通線。
本發(fā)明的要點(diǎn)是，饋通線(如圖1)的中心導(dǎo)體上有一球體，帶有螺紋的外導(dǎo)體上有一開口球殼，球體和球殼成同心配合，將高溫軟化的塑料，例如聚乙烯在低壓下注入所說(shuō)的外導(dǎo)體和中心導(dǎo)體間，并在大氣壓力去氣的情況下自然冷卻，使所說(shuō)的塑料氣密地充滿其間，利用塑料熱膨脹系數(shù)比導(dǎo)體高很多的特點(diǎn)(例如聚乙烯的α＝15×10-5/℃，磷青銅的熱膨脹系數(shù)α＝0.17×10-5/℃)，塑料從熔化狀態(tài)變成固態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生的收縮力，使它緊緊地貼于球體和球殼的表面，形成良好的密封。并在中心導(dǎo)體設(shè)置一定數(shù)量的抗扭鍵可以防止在使用時(shí)海水沖壓而擠動(dòng)塑料造成漏氣的可能性。
圖1，是本發(fā)明提供的一種饋通線的結(jié)構(gòu)剖視圖。饋通線由中心導(dǎo)體(1)、帶有螺紋的外導(dǎo)體(4)和起密封作用的絕緣層(3)組成。中心導(dǎo)體上有球體(2)和抗扭鍵(8)，外導(dǎo)體上有球殼(5)。
圖2，是饋通線注塑時(shí)的狀態(tài)圖。其中除圖1中的元件外，其他還有帶有出氣槽(17)的模具(6)、可拆定中心器(7)，固定蓋(9)、定位板(10)及其出氣孔(18)、注塑筒(11)、通氮口(12)、熱封爐石英罩(13)、活塞(14)、固定螺柱(15)、鋁箔(16)。
圖3，是可拆定中心器。下圖為頂視圖，上圖為其A-A剖視圖。有定位環(huán)(7-a)、墊圈(7-b)、底座(7-c)和定位環(huán)中心孔(7-d)。
圖4，是饋通線在熱封爐或其他保溫去氣爐中處于去氣初始狀態(tài)的部分剖視圖。其中(19)為石英保溫罩，(20)為罩上的石棉層，(21)為支撐架。
圖5，是中心導(dǎo)體上的抗扭鍵的幾種實(shí)施形態(tài)。圖5-1為橫槽剖面圖，圖5-2為縱槽剖面圖，圖5-3為突起剖面圖。
具體實(shí)施例介紹
該饋通線如圖1所示，由磷青銅中心導(dǎo)體(1)，聚乙烯密封絕緣層(3)和帶有螺紋的磷青銅外導(dǎo)體(4)構(gòu)成。中心導(dǎo)體上有構(gòu)成一體的球體(2)和抗扭鍵(8)，其中抗扭鍵可以是中心導(dǎo)體上的縱槽或橫槽，也可做成突起(見(jiàn)圖5)。外導(dǎo)體上有一開口球殼(5)，出氣槽可開在模具(6)上側(cè)。球體位于開口球殼內(nèi)并成近同心配合，聚乙烯在球體和球殼間厚度均勻且氣密地填充，以提供外導(dǎo)體與中心導(dǎo)體之間良好的絕緣性能。球體外的聚乙烯和外導(dǎo)體球殼外的聚乙烯提供向心收縮力，形成良好的密封。中心導(dǎo)體上的球體和抗扭鍵與聚乙烯相互嵌入形成牢固的結(jié)合，可以防止在使用時(shí)海水沖擊或其他沖擊力擠動(dòng)聚乙烯造成漏氣的可能性。
為了保證導(dǎo)體與聚乙烯密封，球體表面的開口球殼的內(nèi)表面的光潔度為W12～W14，而且在注塑前要對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行氧化處理。
饋通線的密封工藝是在大氣壓力通氮和低注塑壓力條件下置于熱封爐內(nèi)石英罩(13)中進(jìn)行的。
饋通線的密封工藝流程表是1.裝模首先將可拆定中心器(7)如圖3所示那樣裝好，擰入模具(6)下端，把該二者將與聚乙烯接觸的內(nèi)表面襯以鋁箔(16)，以便脫模。再將外導(dǎo)體(4)擰入模具(6)上端。中心導(dǎo)體置于定中心器的定位環(huán)(7-a)的中心孔(7-d)內(nèi)(如圖2)，使中心導(dǎo)體上的球體置于外導(dǎo)體的開口球殼內(nèi)，擰上固定蓋(9)和帶有出氣口(18)的定位塊(10)，適當(dāng)調(diào)節(jié)定位塊和可拆定中心器，使球體與開口球殼成近同心配合并固定之。該整體稱為模塑裝置。
2.入爐(見(jiàn)圖2)在活塞(14)頂部的注塑筒(11)內(nèi)放入足夠的聚乙烯材料，再將模塑裝置與注塑筒連接，并用固定螺栓(15)固緊，置入帶有通氮?dú)饪?12)的熱封爐石英罩(13)中。
3.中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體氧化處理通氮?dú)?，初始流量?～10升/分，一分鐘后在操作過(guò)程中保持氮?dú)饬髁?～2升/分，此時(shí)啟動(dòng)熱封爐(例如電爐)加熱，使溫度達(dá)到250℃～265℃，模塑裝置內(nèi)剩余的氧氣即對(duì)中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體表面進(jìn)行氧化處理。而外導(dǎo)體外表面由于氮?dú)獗Ｗo(hù)在高溫下而不被氧化。
4.軟化聚乙烯同時(shí)，在氮?dú)夥毡Ｗo(hù)的情況下，聚乙烯在245～270℃爐內(nèi)軟化。
5.注塑驅(qū)動(dòng)壓塑筒活塞，軟化的聚乙烯被推入模塑裝置內(nèi)，注塑筒和模塑裝置內(nèi)的氣體(包括聚乙烯在高溫下分解的氣體)由出氣孔(18)和孔槽(17)排走，軟化的聚乙烯在活塞的推力下充滿整個(gè)模塑裝置空間為止。聚乙烯溫度為245℃～270℃，最佳溫度為255℃～265℃。
6.割離，保溫去氣，冷卻去除熱封爐(包括熱封爐石英罩)，拆去注塑筒固定螺栓(15)，沿注塑筒頂部與定中心器(7)的分界面切開聚乙烯柱體，分離注塑筒。將模塑裝置快速倒置于支撐架(21)上(如圖4)，然后將整個(gè)系統(tǒng)置入帶有通氮口的保溫去氣爐內(nèi)，并在模塑裝置上蓋上石英保溫罩(19)和石棉層(20)。通氮，初始流量7～10升/分，一分鐘后保持氮流量1～2升/分，然后迅速啟動(dòng)保溫去氣爐加熱，溫度上升并保持在265℃～275℃，維持3～4小時(shí)。然后切斷加熱源，自然冷卻。
7.脫模與加工成型將自然冷卻的模塑裝置從保溫去氣爐取出，拆除可拆定中心器，固定蓋、定位塊和模具。然后按饋通線設(shè)計(jì)要求加工成形。
根據(jù)本發(fā)明，如果圖2所示的系統(tǒng)倒置，即模塑裝置倒置并使注塑筒位于上部，壓力自上而下注塑，則上述工藝過(guò)程的第6步，模塑裝置快速倒置就可省去，其效果相同。
根據(jù)本發(fā)明制造的饋通線，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用一般壓力設(shè)備即可實(shí)施。經(jīng)溫度循環(huán)和沖擊實(shí)驗(yàn)后測(cè)定，其主要性能如下氣密性在60公斤/厘米2壓力下，一小時(shí)內(nèi)的氮?dú)饴┞市∮?×10-8大氣壓·厘米3/秒。
絕緣電阻饋通線內(nèi)外導(dǎo)體間絕緣電阻大于1×1011歐姆(測(cè)試電壓1000伏)。
權(quán)利要求
1.一種海底電
增音機(jī)饋通線，含有中心導(dǎo)體(1)、絕緣層(3)和外導(dǎo)體(4)，其特征在于中心導(dǎo)體上有球體(2)，外導(dǎo)體上有開口球殼(5)，球殼和球體成近同心配合。
2.一種按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的饋通線，其特征在于所說(shuō)的中心導(dǎo)體上有縱槽、或橫槽、或突起構(gòu)成的抗扭鍵，注塑后，它與絕緣層相互嵌入形成牢固的結(jié)合。
3.一種按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的饋通線，其特征在于注塑前球體表面和開口球殼內(nèi)表面的光潔為W12-W14。
4.一種按照權(quán)利要求
1、2、3所說(shuō)的饋通線，其特征在于中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體是磷青銅，絕緣層為聚乙烯。
5.一種海底電
增音機(jī)饋通線的密封工藝，含有氧化處理和注塑，其特征在于①裝模，將可拆定中心器(7)擰入模具(6)下端，把該二者將與聚乙烯接觸的內(nèi)表面襯以鋁箔(6)，再將外導(dǎo)體(4)擰入模具(6)的上端，中心導(dǎo)體插入定中心器的定位環(huán)(7-a)的中心孔(7-d)內(nèi)，使中心導(dǎo)體上的球體置于外導(dǎo)體的開口球殼內(nèi)，擰上固定蓋(9)和帶有出氣口(18)的定位塊(10)，適當(dāng)調(diào)節(jié)定位塊和可拆定中心器，使球體與開口球殼成近同心配合并固定之。②入爐，在活塞(14)頂部的注塑筒(11)內(nèi)放入足夠的聚乙烯材料，再將模塑裝置與注塑筒連接，并用固定螺栓(15)固緊，置入帶有通氮?dú)饪?12)的熱封爐石英罩(13)中。③所說(shuō)的氧化處理，是在熱封爐石英罩內(nèi)通氮情況下加熱，利用模塑裝置內(nèi)剩余的氧對(duì)中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體表面進(jìn)行高溫氧化處理。④所說(shuō)的注塑，是在通氮保護(hù)和普通推力情況下，驅(qū)動(dòng)壓塑筒活塞，將軟化的聚乙烯推入模塑裝置內(nèi)，注塑筒和模塑裝置內(nèi)的氣體(包括聚乙烯在高溫下分解的氣體)由出氣孔(18)和孔槽(17)排走，軟化的聚乙烯在活塞的推力下充滿整個(gè)模塑裝置為止。⑤割離、保溫去氣和冷卻。去除熱封爐(包括石英罩)，拆去注塑固定螺栓(15)，沿注塑筒頂部與定中心器(7)的分界面切開聚乙烯柱體，分離注塑筒，將模塑裝置快速倒置于支撐架(21)上，然后將整個(gè)系統(tǒng)置入帶有通氦口的保溫去氣爐內(nèi)，并在模塑裝置上蓋上石英保溫罩(19)和石棉層(20)，然后通氮，保溫去氣，之后自然冷卻。⑥脫模與加工成型，將已自然冷卻的模塑裝置從保溫去氣爐取出，拆除可拆定中心器，固定蓋、定位塊和模具，然后按饋通線設(shè)計(jì)要求加工成型。
6.一種按照權(quán)利要求
5所說(shuō)的密封工藝，其特征在于所說(shuō)的氧化處理?xiàng)l件為氮?dú)饬髁?～2升/分，溫度250～265℃。
7.一種按照權(quán)利要求
5所說(shuō)的密封工藝，其特征在于注塑時(shí)聚乙烯的加熱溫度為245-270℃，最佳溫度為255-265℃。
8.一種按照權(quán)利要求
5所說(shuō)的密封工藝，其特征在于所說(shuō)的保溫去氣的條件是通氮量維持1～2升/分，加熱至265-275℃，維持3～4小時(shí)。
專利摘要
本發(fā)明與海底通訊技術(shù)有關(guān)。該饋通線由磷青銅中心導(dǎo)體，外導(dǎo)體和聚乙烯絕緣層構(gòu)成。其制造工藝是中心導(dǎo)體上的球體和外導(dǎo)體上的開口球殼成近同心配合，將軟化的聚乙烯低壓注塑在外導(dǎo)體和中心導(dǎo)體之間，在245～275℃保溫去氣的情況下自然冷卻，使聚乙烯氣密地充滿其間，利用聚乙烯固化收縮力形成良好的絕緣密封。其特點(diǎn)是饋通線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝設(shè)備簡(jiǎn)易，特別是不必使用龐大的高壓設(shè)備，便可制造出性能良好的饋通線。
文檔編號(hào)H02G15/04GK85100533SQ85100533
公開日1986年8月13日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者王世明, 徐建春 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan