深海海底光缆末端模压密封方式及系统

摘要

本发明涉及一种深海海底光缆末端模压密封方法及系统，用于深海海底光纤通信电缆的封头，本发明采用注塑对光缆端头进行注塑封头，上模和下模可将光缆端头夹在模块的球腔内，并用高强度螺栓把上下模紧密固定，将已加热熔化的聚乙烯通过连接法兰的注塑孔注入到模块的球腔内，同时设备上的电热棒加热能使注入进的熔化的聚乙烯不马上凝固，而能均匀地包在光缆端头四周，然后冷却，使用这个方法所需要的系统由深海海底光缆末端模压密封设备、计算机集成控制器、电源分配箱、注塑机、冷却设备组成，本发明的优点是由于熔化的聚乙烯可能存在的气泡经过球腔旁的小通道由泄气阀排出，在光缆端头形成致密的塑料保护层，由于注塑封头的光缆端头当中不存在气泡，所以在九千米水深下都能承受巨大的压力而安然无恙。

说明书

技术领域

本发明涉及一种深海海底光缆末端模压密封方法及系统，用于深海海底光纤通信电缆的封头，属于深海海底光缆施工技术领域。

背景技术

目前，一般光缆封头大多是将铜套管和焊锡用焊枪来封闭光缆内部铜管，外部的聚乙烯层则用热缩套管封闭，这样的光缆封头内部常常存在小气泡，对于海深小于1000米的海域还有效，然而当海的深度越来越深时，水压也成倍增加，光缆封头受不了如此大的水压而在有气泡处首先损坏，不能长时间放置在深海底。

发明内容

本发明的目的是发明一种深海海底光缆末端模压密封方法及系统，经过这样的方法及系统封过头的光缆端头能在深海底长时间放置而不损坏。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种深海海底光缆末端模压密封方法，其方法包括：

(1)两个电源分配箱的电源线、电加热线、温度控制线、温度传感器线分别连接到注塑机及计算机集成控制器上，连接好深海海底光缆末端模压密封设备与注塑机的冷却水管；

(2)启动冷却水管，设定水温为10度，打开注塑机冷却水管阀门并设定流速为1升/分钟；

(3)合上两个电源分配箱的总开关，打开计算机集成控制器控制面板上的电源开关及循环开始开关，在计算机集成控制器自我测试结束后，检查输进的封头模压程序是否正确；

(4)打开计算机集成控制器控制面板上注塑机的加热开关，对注塑机里的聚乙烯进行加热；

(5)当注塑机控制面板的黄灯亮时，表示聚乙烯已完全熔化，合上注塑机马达开关，并用速度开关逐步调到全功率的90％为止，清洁注塑机机嘴并注出上一次残留的聚乙烯，检查注出的聚乙烯是否干净无杂质；

(6)当确认所注出的聚乙烯干净无杂质时，逐步调小并最终关闭马达速度开关，关闭注塑机马达开关，并在注塑机控制面板上校正压力值；

(7)带上隔热手套，迅速把上模用连接法兰和螺栓固定在注塑机机嘴上，清洁光缆端头并把它放在上模的光缆头凹腔里，再合上下模，并用高强度螺栓把上下模紧密固定，使光缆端头处于深海海底光缆末端模压密封装置中；

(8)连接两路冷却水管分别到深海海底光缆末端模压密封设备两端，流速设定为1升/分钟，连接好两根从电源分配箱到模压密封设备加热电源线，再把左边的电源分配箱上的温度传感器探头插入密封设备中央的温度探孔内；

(9)在计算机集成控制器控制面板上，启动封头模压程序，松开在注塑机机嘴下的泄压螺丝1/4圈；

(10)当信号灯亮并喇叭鸣叫时，按取消按钮取消鸣叫，这时合上注塑机马达开关，开始对深海海底光缆末端模压密封设备注塑，并用调节开关逐步调到全功率的90％为止；

(11)当深海海底光缆末端模压密封设备内球腔充满熔化的聚乙烯时，压力会逐渐升高，此时在注塑机控制面板上调节马达速度开关，使压力始终维持在1000PSI；

(12)当信号灯亮并喇叭鸣叫时，按取消按钮取消鸣叫，注塑完毕，速度调节开关逐步调到零，关闭注塑机马达开关；

(13)当信号灯再次亮并喇叭鸣叫时，先初始化程序，然后按取消按钮取消鸣叫，最后关闭计算机集成控制器控制面板上注塑机的加热开关；

(14)关闭冷却水循环设备，松开高强度螺栓，打开深海海底光缆末端模压密封设备，冷却光缆封头，最终取出封好头的光缆端头。

本发明采用注塑对光缆端头进行注塑封头，上模和下模可将光缆端头夹在模块的球腔内，并用高强度螺栓把上下模紧密固定，将已加热熔化的塑料通过连接法兰的注塑孔注入到模块的球腔内，同时装置上的电热棒加热能使注入进的熔化塑料不马上凝固，而能均匀地包在光缆端头四周，然后冷却，光缆端头经过本发明的方法及系统注塑模压后，熔化塑料可能存在的气泡经过球腔旁的小通道由泄气阀排出，在光缆端头形成致密的聚乙烯保护层，由于注塑封头的光缆端头当中不存在气泡，所以在九千米水深下都能承受巨大的压力而安然无恙。

本发明的优点是：经过封过头的光缆端头能在九千米深海底长时间放置而不损坏。

附图说明

图1为深海海底光缆末端模压密封装置结构示意图；

图2为深海海底光缆末端模压密封装置仰视图；

图3为上模结构示意图；

图4为上模后视图；

图5为上模俯视图；

图6为上模侧面剖视图；

图7为下模结构示意图；

图8为下模俯视图；

图9为下模仰视图；

图10为计算机集成控制器控制面板图；

图11为封头模压程序流程图；

图12为海底光缆封头系统连接示意图。

具体实施方式

本发明提供一种深海海底光缆末端模压密封方法所涉及到的系统为深海海底光缆末端模压密封设备、计算机集成控制器、电源分配箱、注塑机、冷却设备。

深海海底光缆末端模压密封设备为深海海底光缆末端模压密封方法所发明的设备，如图1、2所示，为深海海底光缆末端模压密封设备结构示意图，它由上模1、泄气阀2、下模3、软管连接口4、U型铜冷却水管5、加热电源插座7、电热棒8、连接法兰10组成，上模1和下模3一样大小，两块模板合起来，当中为一个可置光缆头的球腔11，左边为一个泄气的小通道12，小通道的另一头置有泄气阀2，右边为一个可置各种光缆套筒的圆腔6，在上模1和下模3上面的当中各置有一个加热器插座7，上模1和下模3中间各置有两根电热棒8，加热电源插座7连接于电热棒8，在上模1和下模3的一边左右端各置有一对U型铜冷却水管5，在上模1和下模3的另一边左右端各置有4个软管连接口4，在上模1的下面的当中置有连接法兰10，在连接法兰10的当中置有二个斜注塑孔9，注塑孔9连接注塑小凹腔20，小凹腔20与光缆头凹腔11相通。

如图3、4、5、6所示，为上模结构示意图，上模1当中置有一个光缆头凹腔11，，光缆头凹腔11的左边连有一个泄气的小半圆凹腔12，光缆头凹腔11的右边连有光缆套筒凹腔6，光缆头凹腔11的上下两面有二个注塑小凹腔20，小凹腔20与光缆头凹腔11相通，小半圆凹腔12另一头置有一个可安装泄气阀2的螺纹腔16，在光缆套筒凹腔6的上面置有两个用于固定光缆模套的螺纹孔15，在上模1的中间各置有两个安装电热棒8的孔14，旁边的两端共置有4个铜冷却水管5的安装孔18，在上模1的背面当中置有一个安装连接法兰10的凹圆17，当中置有二斜注塑孔9，在凹圆17的两边各置有两条深凹槽使得当中成为肋片13。

如图7、8、9所示，为下模结构示意图，下模3当中置有一个与上模1对称的光缆头凹腔11，光缆头凹腔11的左边连有一小半圆凹腔12，光缆头凹腔11的右边连有光缆套筒凹腔6，上下各有一个注塑小凹腔20，在下模3的中间各置有两个与上模1对称的安装电热棒8的孔14，旁边的两端共置有4个与上模1对称的铜冷却水管5的安装孔18，在孔14的一边置有一个传感器插孔19，在下模3的背面置有与上模1对称的肋片13。

计算机集成控制器、电源分配箱、注塑机、冷却设备是成熟产品，市场上均可采购到。

计算机集成控制器为多回路控制器，主要为工业应用所需的多路控制而设计，它在深海海底光缆末端模压密封整个过程中控制四个回路：深海海底光缆末端模压密封设备、注塑机头和注塑机管道传输系统的两个回路，如图10所示，为计算机集成控制器控制面板图，显示屏21置于面板的上方，电源开关22、电源显示灯31、循环程序开关33置于显示屏21的下方，它们必须同时置于开位置时，计算机集成控制器才能正常工作，控制面板上外端的连接插座23和连接插座32是用于传输计算机集成控制器与电源分配箱之间的温度控制信号，下外端的连接插座25和连接插座29是计算机集成控制器用于从电源分配箱获取电源的，计算机集成控制器中央有四个事件信号灯分别为34、35、36、37和相应的取消按钮38、39、40、41，四个信号灯的相应组合代表程序中一系列特定点，当程序运行到某个特定点时，相应灯亮并有喇叭27鸣叫，按相应取消按钮即可取消鸣叫。控制面板下面一排是注塑机加热开关26和28，用于加热注塑机头和注塑机管道传输系统，当中是喇叭27。

如图11所示，为深海海底光缆末端模压密封流程图，程序开始对注塑机由常温进行加热5分钟，温度升到392°F时，信号灯34亮并喇叭27鸣叫，按取消按钮41，合上马达开关70开始注塑，再加热4分钟温度升到452°F，维持压力在1000PSI，经过10分钟后温度降低到150°F，信号灯35亮并喇叭27鸣叫，按取消按钮40，关闭调节开关71和马达开关70，停止注塑，当信号灯37亮并喇叭27鸣叫时，初始化程序，然后按取消按钮38取消鸣叫，关闭加热开关，此时封头模压程序结束，打开深海海底光缆末端模压密封装置。

电源分配箱66和67为深海海底光缆末端模压密封系统的计算机集成控制器、注塑机、冷却设备提供240伏交流电源，另外，它也为温度信号从温度传感器到达计算机集成控制器提供内部连接。

注塑机是一个聚乙烯加热和传输系统，它包括控制器、水冷却管道系统和加热传输系统，水冷却管道系统的作用主要是为了防止热量从加热传输系统扩散到控制器。

水冷却设备的型号为NESLAB-150，主要对注塑机和深海海底光缆末端模压密封装置进行水循环冷却，在封头模压密封过程中对深海海底光缆末端模压密封装置进行冷却主要是为了控制聚乙烯冷却速度，防止内部产生气泡，另一方面也可以防止靠近深海海底光缆末端模压密封设备的电缆熔化。

深海海底光缆末端模压密封方法是这样实现的：

首先两个电源分配箱的电源线、电加热线、温度控制线、温度传感器线分别连接到注塑机及计算机集成控制器上，连接好深海海底光缆末端模压密封设备及注塑机的冷却水管，如图12所示，为深海海底光缆末端模压密封系统连接示意图，电源分配箱66的电源线连接接口44与计算机集成控制器的接口29连接，接口43与注塑机电源接口55连接，电源分配箱67的电源线连接接口64与计算机集成控制器的电源接口25连接，电源分配箱66的电加热线连接接口45、46

分别与注塑机的接口54、53连接，接口47、48分别与深海海底光缆末端模压密封设备的加热电源插口7连接，温度控制传输接口42与计算机集成控制器的接口32连接；电源分配箱67温度控制线连接接口65与计算机集成控制器的接口23连接，电加热接口62、63分别与注塑机的接口58、59连接，电源分配箱66的温度传感器线连接接口49连接注塑机温度传感器接口51，接口50与深海海底光缆末端模压密封设备的温度传感器接口19连接，电源分配箱67的温度传感器线连接接口60、61分别与注塑机的温度传感器接口56、57连接。

启动冷却水管，设定水温为10度，打开注塑机冷却水管阀门并设置流速为1升/分钟；

合上两个电源分配箱的总开关，打开计算机集成控制器控制面板上的电源开关22及循环开始开关33，在计算机集成控制器自我测试结束后，检查输进的封头模压程序是否正确；

打开计算机集成控制器控制面板上注塑机的加热开关26和28，对注塑机里的聚乙烯进行加热；

当注塑机控制面板的黄灯68亮时，表示聚乙烯已完全熔化，合上注塑机马达开关70，并用调节开关71逐步调到全功率的90％为止，清洁注塑机机嘴并注出上一次残留的聚乙烯，检查注出的聚乙烯是否干净无杂质；

当确认所注出的聚乙烯干净无杂质时，关闭调节开关71，关闭注塑机马达开关70，并用注塑机控制面板上开关69校正压力值；

带上隔热手套，迅速把上模1用连接法兰10和螺栓固定在注塑机机嘴上，清洁光缆端头并把它放在上模1的光缆头凹腔11里，再合上下模3，并用高强度螺栓把上下模紧密固定，使光缆端头处于深海海底光缆末端模压密封装置之中；连接两路冷却水管分别到深海海底光缆末端模压密封设备两端，流速设定为1升/分钟，连接好两根从电源分配箱到深海海底光缆末端模压密封设备加热电源线，再把左边的电源分配箱上温度传感器接口50的温度传感器探头插入深海海底光缆末端模压密封设备中央的温度探孔19内；

在计算机集成控制器控制面板上，启动封头模压程序，松开在注塑机机嘴下的泄压螺丝1/4圈；当信号灯34亮并喇叭27鸣叫时，按取消按钮41取消鸣叫，这时合上注塑机马达开关70，开始对深海海底光缆末端模压密封装置注塑，并用调节开关71逐步调到全功率的90％为止；当深海海底光缆末端模压密封装置内球腔11充满熔化的聚乙烯时，压力会逐渐升高，此时在注塑机控制面板上调节马达速度开关71，使压力始终维持在1000PSI；当信号灯35亮并喇叭27鸣叫时，按取消按钮40取消鸣叫，注塑完毕，调节开关71逐步调到零，关闭注塑机马达开关70，当信号灯37亮并喇叭27鸣叫时，初始化程序，然后按取消按钮38取消鸣叫，关闭计算机集成控制器控制面板上注塑机的加热开关26和28。

关闭冷却水循环设备装置，松开高强度螺栓，打开深海海底光缆末端模压密封装置，冷却光缆封头，最终取出封好头的光缆端头。