專利名稱：深海海底光纜末端模壓密封方式及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種深海海底光纜末端模壓密封方法及系統，用于深海海底光纖通信電纜的封頭，屬于深海海底光纜施工技術領域。
背景技術：
目前，一般光纜封頭大多是將銅套管和焊錫用焊槍來封閉光纜內部銅管，外部的聚乙烯層則用熱縮套管封閉，這樣的光纜封頭內部常常存在小氣泡，對于海深小于1000米的海域還有效，然而當海的深度越來越深時，水壓也成倍增加，光纜封頭受不了如此大的水壓而在有氣泡處首先損壞，不能長時間放置在深海底。
發明內容
本發明的目的是發明一種深海海底光纜末端模壓密封方法及系統，經過這樣的方法及系統封過頭的光纜端頭能在深海底長時間放置而不損壞。
為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種深海海底光纜末端模壓密封方法，其方法包括(1)兩個電源分配箱的電源線、電加熱線、溫度控制線、溫度傳感器線分別連接到注塑機及計算機集成控制器上，連接好深海海底光纜末端模壓密封設備與注塑機的冷卻水管；(2)啟動冷卻水管，設定水溫為10度，打開注塑機冷卻水管閥門并設定流速為1升/分鐘；(3)合上兩個電源分配箱的總開關，打開計算機集成控制器控制面板上的電源開關及循環開始開關，在計算機集成控制器自我測試結束后，檢查輸進的封頭模壓程序是否正確；(4)打開計算機集成控制器控制面板上注塑機的加熱開關，對注塑機里的聚乙烯進行加熱；(5)當注塑機控制面板的黃燈亮時，表示聚乙烯已完全熔化，合上注塑機馬達開關，并用速度開關逐步調到全功率的90％為止，清潔注塑機機嘴并注出上一次殘留的聚乙烯，檢查注出的聚乙烯是否干凈無雜質；(6)當確認所注出的聚乙烯干凈無雜質時，逐步調小并最終關閉馬達速度開關，關閉注塑機馬達開關，并在注塑機控制面板上校正壓力值；(7)帶上隔熱手套，迅速把上模用連接法蘭和螺栓固定在注塑機機嘴上，清潔光纜端頭并把它放在上模的光纜頭凹腔里，再合上下模，并用高強度螺栓把上下模緊密固定，使光纜端頭處于深海海底光纜末端模壓密封裝置中；(8)連接兩路冷卻水管分別到深海海底光纜末端模壓密封設備兩端，流速設定為1升/分鐘，連接好兩根從電源分配箱到模壓密封設備加熱電源線，再把左邊的電源分配箱上的溫度傳感器探頭插入密封設備中央的溫度探孔內；(9)在計算機集成控制器控制面板上，啟動封頭模壓程序，松開在注塑機機嘴下的泄壓螺絲1/4圈；(10)當信號燈亮并喇叭鳴叫時，按取消按鈕取消鳴叫，這時合上注塑機馬達開關，開始對深海海底光纜末端模壓密封設備注塑，并用調節開關逐步調到全功率的90％為止；(11)當深海海底光纜末端模壓密封設備內球腔充滿熔化的聚乙烯時，壓力會逐漸升高，此時在注塑機控制面板上調節馬達速度開關，使壓力始終維持在1000PSI；(12)當信號燈亮并喇叭鳴叫時，按取消按鈕取消鳴叫，注塑完畢，速度調節開關逐步調到零，關閉注塑機馬達開關；(13)當信號燈再次亮并喇叭鳴叫時，先初始化程序，然后按取消按鈕取消鳴叫，最后關閉計算機集成控制器控制面板上注塑機的加熱開關；(14)關閉冷卻水循環設備，松開高強度螺栓，打開深海海底光纜末端模壓密封設備，冷卻光纜封頭，最終取出封好頭的光纜端頭。
本發明采用注塑對光纜端頭進行注塑封頭，上模和下模可將光纜端頭夾在模塊的球腔內，并用高強度螺栓把上下模緊密固定，將已加熱熔化的塑料通過連接法蘭的注塑孔注入到模塊的球腔內，同時裝置上的電熱棒加熱能使注入進的熔化塑料不馬上凝固，而能均勻地包在光纜端頭四周，然后冷卻，光纜端頭經過本發明的方法及系統注塑模壓后，熔化塑料可能存在的氣泡經過球腔旁的小通道由泄氣閥排出，在光纜端頭形成致密的聚乙烯保護層，由于注塑封頭的光纜端頭當中不存在氣泡，所以在九千米水深下都能承受巨大的壓力而安然無恙。
本發明的優點是經過封過頭的光纜端頭能在九千米深海底長時間放置而不損壞。
圖1為深海海底光纜末端模壓密封裝置結構示意圖；圖2為深海海底光纜末端模壓密封裝置仰視圖；圖3為上模結構示意圖；圖4為上模后視圖；圖5為上模俯視圖；圖6為上模側面剖視圖；圖7為下模結構示意圖；圖8為下模俯視圖；圖9為下模仰視圖；圖10為計算機集成控制器控制面板圖；圖11為封頭模壓程序流程圖；圖12為海底光纜封頭系統連接示意圖。
具體實施例方式
本發明提供一種深海海底光纜末端模壓密封方法所涉及到的系統為深海海底光纜末端模壓密封設備、計算機集成控制器、電源分配箱、注塑機、冷卻設備。
深海海底光纜末端模壓密封設備為深海海底光纜末端模壓密封方法所發明的設備，如圖1、2所示，為深海海底光纜末端模壓密封設備結構示意圖，它由上模1、泄氣閥2、下模3、軟管連接口4、U型銅冷卻水管5、加熱電源插座7、電熱棒8、連接法蘭10組成，上模1和下模3一樣大小，兩塊模板合起來，當中為一個可置光纜頭的球腔11，左邊為一個泄氣的小通道12，小通道的另一頭置有泄氣閥2，右邊為一個可置各種光纜套筒的圓腔6，在上模1和下模3上面的當中各置有一個加熱器插座7，上模1和下模3中間各置有兩根電熱棒8，加熱電源插座7連接于電熱棒8，在上模1和下模3的一邊左右端各置有一對U型銅冷卻水管5，在上模1和下模3的另一邊左右端各置有4個軟管連接口4，在上模1的下面的當中置有連接法蘭10，在連接法蘭10的當中置有二個斜注塑孔9，注塑孔9連接注塑小凹腔20，小凹腔20與光纜頭凹腔11相通。
如圖3、4、5、6所示，為上模結構示意圖，上模1當中置有一個光纜頭凹腔11，，光纜頭凹腔11的左邊連有一個泄氣的小半圓凹腔12，光纜頭凹腔11的右邊連有光纜套筒凹腔6，光纜頭凹腔11的上下兩面有二個注塑小凹腔20，小凹腔20與光纜頭凹腔11相通，小半圓凹腔12另一頭置有一個可安裝泄氣閥2的螺紋腔16，在光纜套筒凹腔6的上面置有兩個用于固定光纜模套的螺紋孔15，在上模1的中間各置有兩個安裝電熱棒8的孔14，旁邊的兩端共置有4個銅冷卻水管5的安裝孔18，在上模1的背面當中置有一個安裝連接法蘭10的凹圓17，當中置有二斜注塑孔9，在凹圓17的兩邊各置有兩條深凹槽使得當中成為肋片13。
如圖7、8、9所示，為下模結構示意圖，下模3當中置有一個與上模1對稱的光纜頭凹腔11，光纜頭凹腔11的左邊連有一小半圓凹腔12，光纜頭凹腔11的右邊連有光纜套筒凹腔6，上下各有一個注塑小凹腔20，在下模3的中間各置有兩個與上模1對稱的安裝電熱棒8的孔14，旁邊的兩端共置有4個與上模1對稱的銅冷卻水管5的安裝孔18，在孔14的一邊置有一個傳感器插孔19，在下模3的背面置有與上模1對稱的肋片13。
計算機集成控制器、電源分配箱、注塑機、冷卻設備是成熟產品，市場上均可采購到。
計算機集成控制器為多回路控制器，主要為工業應用所需的多路控制而設計，它在深海海底光纜末端模壓密封整個過程中控制四個回路深海海底光纜末端模壓密封設備、注塑機頭和注塑機管道傳輸系統的兩個回路，如圖10所示，為計算機集成控制器控制面板圖，顯示屏21置于面板的上方，電源開關22、電源顯示燈31、循環程序開關33置于顯示屏21的下方，它們必須同時置于開位置時，計算機集成控制器才能正常工作，控制面板上外端的連接插座23和連接插座32是用于傳輸計算機集成控制器與電源分配箱之間的溫度控制信號，下外端的連接插座25和連接插座29是計算機集成控制器用于從電源分配箱獲取電源的，計算機集成控制器中央有四個事件信號燈分別為34、35、36、37和相應的取消按鈕38、39、40、41，四個信號燈的相應組合代表程序中一系列特定點，當程序運行到某個特定點時，相應燈亮并有喇叭27鳴叫，按相應取消按鈕即可取消鳴叫。控制面板下面一排是注塑機加熱開關26和28，用于加熱注塑機頭和注塑機管道傳輸系統，當中是喇叭27。
如圖11所示，為深海海底光纜末端模壓密封流程圖，程序開始對注塑機由常溫進行加熱5分鐘，溫度升到392°F時，信號燈34亮并喇叭27鳴叫，按取消按鈕41，合上馬達開關70開始注塑，再加熱4分鐘溫度升到452°F，維持壓力在1000PSI，經過10分鐘后溫度降低到150°F，信號燈35亮并喇叭27鳴叫，按取消按鈕40，關閉調節開關71和馬達開關70，停止注塑，當信號燈37亮并喇叭27鳴叫時，初始化程序，然后按取消按鈕38取消鳴叫，關閉加熱開關，此時封頭模壓程序結束，打開深海海底光纜末端模壓密封裝置。
電源分配箱66和67為深海海底光纜末端模壓密封系統的計算機集成控制器、注塑機、冷卻設備提供240伏交流電源，另外，它也為溫度信號從溫度傳感器到達計算機集成控制器提供內部連接。
注塑機是一個聚乙烯加熱和傳輸系統，它包括控制器、水冷卻管道系統和加熱傳輸系統，水冷卻管道系統的作用主要是為了防止熱量從加熱傳輸系統擴散到控制器。
水冷卻設備的型號為NESLAB-150，主要對注塑機和深海海底光纜末端模壓密封裝置進行水循環冷卻，在封頭模壓密封過程中對深海海底光纜末端模壓密封裝置進行冷卻主要是為了控制聚乙烯冷卻速度，防止內部產生氣泡，另一方面也可以防止靠近深海海底光纜末端模壓密封設備的電纜熔化。
深海海底光纜末端模壓密封方法是這樣實現的首先兩個電源分配箱的電源線、電加熱線、溫度控制線、溫度傳感器線分別連接到注塑機及計算機集成控制器上，連接好深海海底光纜末端模壓密封設備及注塑機的冷卻水管，如圖12所示，為深海海底光纜末端模壓密封系統連接示意圖，電源分配箱66的電源線連接接口44與計算機集成控制器的接口29連接，接口43與注塑機電源接口55連接，電源分配箱67的電源線連接接口64與計算機集成控制器的電源接口25連接，電源分配箱66的電加熱線連接接口45、46分別與注塑機的接口54、53連接，接口47、48分別與深海海底光纜末端模壓密封設備的加熱電源插口7連接，溫度控制傳輸接口42與計算機集成控制器的接口32連接；電源分配箱67溫度控制線連接接口65與計算機集成控制器的接口23連接，電加熱接口62、63分別與注塑機的接口58、59連接，電源分配箱66的溫度傳感器線連接接口49連接注塑機溫度傳感器接口51，接口50與深海海底光纜末端模壓密封設備的溫度傳感器接口19連接，電源分配箱67的溫度傳感器線連接接口60、61分別與注塑機的溫度傳感器接口56、57連接。
啟動冷卻水管，設定水溫為10度，打開注塑機冷卻水管閥門并設置流速為1升/分鐘；合上兩個電源分配箱的總開關，打開計算機集成控制器控制面板上的電源開關22及循環開始開關33，在計算機集成控制器自我測試結束后，檢查輸進的封頭模壓程序是否正確；打開計算機集成控制器控制面板上注塑機的加熱開關26和28，對注塑機里的聚乙烯進行加熱；當注塑機控制面板的黃燈68亮時，表示聚乙烯已完全熔化，合上注塑機馬達開關70，并用調節開關71逐步調到全功率的90％為止，清潔注塑機機嘴并注出上一次殘留的聚乙烯，檢查注出的聚乙烯是否干凈無雜質；當確認所注出的聚乙烯干凈無雜質時，關閉調節開關71，關閉注塑機馬達開關70，并用注塑機控制面板上開關69校正壓力值；帶上隔熱手套，迅速把上模1用連接法蘭10和螺栓固定在注塑機機嘴上，清潔光纜端頭并把它放在上模1的光纜頭凹腔11里，再合上下模3，并用高強度螺栓把上下模緊密固定，使光纜端頭處于深海海底光纜末端模壓密封裝置之中；連接兩路冷卻水管分別到深海海底光纜末端模壓密封設備兩端，流速設定為1升/分鐘，連接好兩根從電源分配箱到深海海底光纜末端模壓密封設備加熱電源線，再把左邊的電源分配箱上溫度傳感器接口50的溫度傳感器探頭插入深海海底光纜末端模壓密封設備中央的溫度探孔19內；
在計算機集成控制器控制面板上，啟動封頭模壓程序，松開在注塑機機嘴下的泄壓螺絲1/4圈；當信號燈34亮并喇叭27鳴叫時，按取消按鈕41取消鳴叫，這時合上注塑機馬達開關70，開始對深海海底光纜末端模壓密封裝置注塑，并用調節開關71逐步調到全功率的90％為止；當深海海底光纜末端模壓密封裝置內球腔11充滿熔化的聚乙烯時，壓力會逐漸升高，此時在注塑機控制面板上調節馬達速度開關71，使壓力始終維持在1000PSI；當信號燈35亮并喇叭27鳴叫時，按取消按鈕40取消鳴叫，注塑完畢，調節開關71逐步調到零，關閉注塑機馬達開關70，當信號燈37亮并喇叭27鳴叫時，初始化程序，然后按取消按鈕38取消鳴叫，關閉計算機集成控制器控制面板上注塑機的加熱開關26和28。
關閉冷卻水循環設備裝置，松開高強度螺栓，打開深海海底光纜末端模壓密封裝置，冷卻光纜封頭，最終取出封好頭的光纜端頭。
權利要求
1.一種深海海底光纜末端模壓密封方法，其方法包括(1)兩個電源分配箱的電源線、電加熱線、溫度控制線、溫度傳感器線分別連接到注塑機及計算機集成控制器上，連接好深海海底光纜末端模壓密封設備與注塑機的冷卻水管；(2)啟動冷卻水管，設定水溫為10度，打開注塑機冷卻水管閥門并設定流速為1升/分鐘；(3)合上兩個電源分配箱的總開關，打開計算機集成控制器控制面板上的電源開關及循環開始開關，在計算機集成控制器自我測試結束后，檢查輸進的封頭模壓程序是否正確；(4)打開計算機集成控制器控制面板上注塑機的加熱開關，對注塑機里的聚乙烯進行加熱；(5)當注塑機控制面板的黃燈亮時，表示聚乙烯已完全熔化，合上注塑機馬達開關，并用速度開關逐步調到全功率的90％為止，清潔注塑機機嘴并注出上一次殘留的聚乙烯，檢查注出的聚乙烯是否干凈無雜質；(6)當確認所注出的聚乙烯干凈無雜質時，逐步調小并最終關閉馬達速度開關，關閉注塑機馬達開關，并在注塑機控制面板上校正壓力值；(7)帶上隔熱手套，迅速把上模用連接法蘭和螺栓固定在注塑機機嘴上，清潔光纜端頭并把它放在上模的光纜頭凹腔里，再合上下模，并用高強度螺栓把上下模緊密固定，使光纜端頭處于深海海底光纜末端模壓密封設備中；(8)連接兩路冷卻水管分別到深海海底光纜末端模壓密封設備兩端，流速設定為1升/分鐘，連接好兩根從電源分配箱到模壓密封設備加熱電源線，再把左邊的電源分配箱上的溫度傳感器探頭插入密封設備中央的溫度探孔內；(9)在計算機集成控制器控制面板上，啟動封頭模壓程序，松開在注塑機機嘴下的泄壓螺絲1/4圈；(10)當信號燈亮并喇叭鳴叫時，按取消按鈕取消鳴叫，這時合上注塑機馬達開關，開始對深海海底光纜末端模壓密封設備注塑，并用調節開關逐步調到全功率的90％為止；(11)當深海海底光纜末端模壓密封設備內球腔充滿熔化的聚乙烯時，壓力會逐漸升高，此時在注塑機控制面板上調節馬達速度開關，使壓力始終維持在1000PSI；(12)當信號燈亮并喇叭鳴叫時，按取消按鈕取消鳴叫，注塑完畢，速度調節開關逐步調到零，關閉注塑機馬達開關，當信號燈亮和喇叭再次鳴叫時，初始化程序，然后按取消按鈕取消鳴叫，最后關閉計算機集成控制器控制面板上注塑機的加熱開關；(13)關閉冷卻水循環設備裝置，松開高強度螺栓，打開深海海底光纜末端模壓密封設備，冷卻光纜封頭，最終取出封好頭的光纜端頭。
2.使用這個方法所需要的系統，其特征在于，由深海海底光纜末端模壓密封設備、計算機集成控制器、電源分配箱、注塑機、冷卻設備組成。
全文摘要
本發明涉及一種深海海底光纜末端模壓密封方法及系統，用于深海海底光纖通信電纜的封頭，本發明采用注塑對光纜端頭進行注塑封頭，上模和下模可將光纜端頭夾在模塊的球腔內，并用高強度螺栓把上下模緊密固定，將已加熱熔化的聚乙烯通過連接法蘭的注塑孔注入到模塊的球腔內，同時設備上的電熱棒加熱能使注入進的熔化的聚乙烯不馬上凝固，而能均勻地包在光纜端頭四周，然后冷卻，使用這個方法所需要的系統由深海海底光纜末端模壓密封設備、計算機集成控制器、電源分配箱、注塑機、冷卻設備組成，本發明的優點是由于熔化的聚乙烯可能存在的氣泡經過球腔旁的小通道由泄氣閥排出，在光纜端頭形成致密的塑料保護層，由于注塑封頭的光纜端頭當中不存在氣泡，所以在九千米水深下都能承受巨大的壓力而安然無恙。
文檔編號G02B6/50GK1567013SQ03129259
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月16日 優先權日2003年6月16日
發明者徐容, 陸水堯, 康九洲 申請人:中英海底系統有限公司