КАБЕЛЬ СУДОВОЙ ОПТИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно, к конструкциям оптических кабелей, предназначенных для эксплуатации на судах морского флота неограниченного района плавания, речного флота, береговых и плавучих сооружениях, стационарных морских установках. Известен кабель оптический полевой (свидетельство на полезную модель № RU 26347 U1, опубл. в бюл. №33 27.11.2002 г.), содержащий оптические модули, представляющие собой полимерную трубку с размещенным в ней оптическим волокном, скрученные вокруг центрального силового элемента из стеклопластикового прутка, поверх которых наложена обмотка лентой из полиэтилентерефталата, внешний силовой элемент из арамидных нитей и наружная оболочка из полиэтилена, внутримодульное и межмодульное пространство заполнены гелеобразным заполнителем. Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков.
Недостатком известного кабеля является недостаточная безопасность кабеля при прокладке его на судах из-за отсутствия продольной герметичности при воздействии повышенного гидростатического давления и применения материалов, не обеспечивающих пожаробезопасность.
Технический результат заключается в повышении безопасности оптического кабеля за счет обеспечения пониженного дымовыделения и меньшей горючести кабеля путем использования для улучшения продольной и радиальной герметичности в условиях воздействия повышенного гидростатического давления материалов с пониженной пожароопасностью.
Технический результат достигается тем, что в кабеле, содержащем оптические модули, представляющие собой полимерную трубку с размещенными в ней одним или более оптическими волокнами, скрученные вокруг центрального силового элемента поверх которых наложена скрепляющая обмотка в виде ленты, внешний силовой элемент и наружная оболочка из полимерного материала, а внутримодульное и межмодульное пространство заполнены материалом, препятствующим распространению влаги, оптический модуль имеет наружный диаметр не более 1,2 мм, центральный силовой элемент обмотан водонабухающим элементом в виде нитей или ленты, в межмодульном пространстве проложены водонабухающие нити, скрепляющая обмотка выполнена из водоблокирующей ленты, внешний силовой элемент выполнен в виде оплетки из стальных проволок с плотностью не менее 70%, под которой расположены внутренняя оболочка из полимерного материала, не распространяющего горение, и обмотка водонабухающим элементом, а наружная оболочка наложена с обжатием и выполнена из полимерного материала, не распространяющего горение (с кислородным индексом не менее 29%).
Диаметр оптического модуля существенным образом отражается на наружном диаметре кабеля и его продольной герметичности при повышенном гидростатическом давлении: чем он больше, тем больше вероятность выдавливания из модуля материала, препятствующего распространению влаги, в качестве которого применяют гелеобразный гидрофобный материал или водонабухающую нить. Кроме того, увеличение размеров модуля отражается и на плотности укладки сердечника, что приводит к увеличению межмодульного пространства, которое необходимо защищать от проникновения влаги. При повышении гидростатического давления более 0,1 МПа происходит выдавливание обычного гидрофобного заполнителя из межмодульного пространства, в результате чего вода под воздействием перепада давления начинает стремительно и в большом объеме протекать вдоль оси кабеля, подвергая риску порчи важную для жизнеобеспечения судна аппаратуру. Поэтому межмодульное пространство защищено водонабухающими элементами, расположенными вокруг центрального силового элемента, между оптическими модулями и поверх скрутки модулей. Основа водонабухающих элементов (нетканые ленты или нити) при намотке на другие конструктивные элементы кабеля не позволяет перемещаться нанесенному на них водонабухающему порошку вдоль оси кабеля под действием гидростатического давления.
Использование водонабухающих элементов взамен гидрофобного заполнителя позволяет снизить дымовыделение при горении и тлении, а также горючесть кабеля. Нераспространение горение и низкое дымовыделение кабелей обеспечивается также применением соответствующих материалов оболочек. Свойства этих оболочек из полимерных безгалогеновых композиций позволяют им противостоять деформирующему (расширяющему) воздействию потока воды под высоким давлением, что так же способствует сохранению герметичности.
Использование дополнительной оболочки поверх скрутки и замена арамидных нитей на плотную оплетку из стальной проволоки придает кабелю дополнительную упругость, к тому же повышает прочность к воздействию грызунов, обитающих на судах, препятствуя возможному раздвиганию грызунами прядей из нитей и прогрызанию отверстий к межмодульному пространству и оптическим модулям.
Для предотвращения распространения воды вдоль оплетки, под ней размещают водонабухающий элемент, а наружную оболочку накладывают с обжатием, таким образом, чтобы материал оболочки проникал (был вплавлен) в пространство между проволоками.
Для работы в зонах с повышенным радиационным фоном в кабеле может использоваться радиационностойкое оптическое волокно.
Центральный силовой элемент может быть выполнен из стеклопластикового прутка или из тросика из стальных проволок.
Для повышения стойкости кабеля к растягивающей нагрузке, поверх скрутки оптических модулей может быть наложен слой из арамидных и водонабухающих нитей.
По желанию потребителя часть оптических модулей может быть заменена корделями того же диаметра, что и модули, выполненными из полимерного материала.
При изготовлении кабеля используют известные материалы, выпускаемые в промышленном масштабе.
В качестве материала для наружной и внутренней оболочек могут быть использованы: полимерные композиции пониженной пожароопасности, например, Megolon S500 (фирмы AlphaGary Corporation, США), CONGuard S 7840, DA-989R (фирмы Condor Compounds, Германия), FR 4810 (Borealis A.G., Австрия), или другие материалы с аналогичными характеристиками.
В качестве материала трубки оптического модуля могут использоваться поликарбонат, например, марки Lexan 103 R (фирмы Sabic Innovative Plastics), полисульфон и полибутиленфталат, к примеру, марки Ultradur В 6550 LN (фирмы BASF).
В качестве заполнителя трубки оптического модуля могут использоваться внутримодульные заполнители, например, марок Optifill 5300 (фирмы H&R Chempharm Ltd.), Itcogel Т200 (фирмы ITCO Industries Ltd.), a для заполнения межмодульного пространства водонабухающие нити или ленты, например марок GTB и GFS FreeSwell (фирмы Geca-Tepes), соответственно.
Полезная модель иллюстрируется чертежами (фиг. 1 и фиг. 2), на которых показан полевой оптический кабель в разрезе.
Кабель судовой оптический, содержит оптические модули, представляющие собой оптические многомодовые или одномодовые волокна 1 и препятствующий распространению влаги материал 2 или 3, размещенные в полимерных трубках 4, скрученных вокруг центрального силового элемента 5, обмотанного водонабухающим элементом 6. Между трубками 4 проложены водонабухающие нити 7. Поверх трубок 4 и нитей 7 последовательно наложена скрепляющая обмотка 8 водонабухающей лентой, внутренняя оболочка 9, обмотка водонабухающим элементом 10, оплетка 11 из стальных проволок, и наружная оболочка 12, наложенная с обжатием (фиг. 1).
Часть оптических модулей может быть заменена корделями 13 из полимерного материала, а поверх скрутки оптических модулей может быть дополнительно наложен слой 14 из арамидных и водонабухающих нитей (фиг. 2).
Технология изготовления кабеля включает операции: по изготовлению трубок 3 из полимерного материала, содержащих оптическое волокно 1, с одновременным заполнением свободных полостей гелеобразным заполнителем 2 или водонабухающим элементом 3, скрутку трубок 4 с оптическими волокнами 1 в сердечник вокруг центрального силового элемента 5, обмотанного водонабухающим элементом 6, наложение водонабухающих нитей 7 и операцию обмотки водонабухающей лентой 8, наложение внутренней оболочки 9, операцию обмотки водонабухающим элементом 10, операцию наложения оплетки 11 из стальных проволок, и наложенние с обжатием наружной оболочки 12.
Все операции выполняются на стандартном оборудовании, применяемом для изготовления кабелей: экструзионные линии, например, RLE-30, RAL-67, RMO-100 (фирмы Rosendahl Maschinen GmbH), или OEL 40 (фирмы Maillefer Extrusion OY); линии скрутки, к примеру, RLV-12/500 (фирмы Rosendahl Maschinen GmbH), TEL-70 (фирмы NEXTROM). Обмотка может производиться, к примеру, на планетарной линии скрутки СРТ/Е-24*500 (фирмы Maillefer).
Характеристики кабеля судового оптического:
- стойкость к воздействию растягивающей нагрузки - не менее 1,0 кН;
- диапазон температур - от минус 40° до 70°C;
- наружный диаметр кабеля - не более 11 мм;
- не распространяет горение при групповой прокладке;
- стойкость к воздействию гидростатического давления - 10 атм;
- прочность к 25 циклам изгибов на угол ±90° при радиусе, равном 20D при температуре минус 15°C, где D - номинальный наружный диаметр кабеля;
- сейсмостойкость;
- стойкость к ударам;
- стойкость к воздействию рабочих растворов, бензина, дизельного топлива, специальных и агрессивных сред;
- стойкость к воздействию солнечного излучения;
- стойкость к воздействию плесневых грибов, грызунов;
- минимальная наработка - 200000 часов при температуре эксплуатации 27°C.