[發明專利]一種浮水電纜

無效

• 申請號: 200710095855.7
• 申請日: 2007-04-10
• 公開（公告）號: CN101286379A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 許永健
• 申請（專利權）人: 水潔科技有限公司
• 主分類號: H01B7/12
• 分類號: H01B7/12;H01B7/04;H01B7/17;H01B7/24;H01B7/285
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉健;黃韌敏

技術領域

本發明涉及一種電纜，尤其涉及一種浮水電纜。

背景技術

浮水電纜是一種整體比重小于1，通常內含一條或者一條以上導電體的電線。由于浮水電纜的比重小于1，所以能夠在水中浮起來。浮水電纜應用在水下作業的機械裝置上，例如泳池清潔機，利用浮水電纜供電，大部份的電纜浮在水面。余下的一段就懸浮在池底工作的清潔機和水面之間，這種浮水電纜不會沉在泳底，否則將會影響清潔機的正常工作，或跟清潔機有纏繞，妨礙泳池清潔機的前進。為了達到上述目的，這就需要浮水電纜必須具有足夠的浮力，這樣才能夠避免浮水電纜沉在水底，或者與其他水底的障礙物纏繞，承受一定的拉力；當浮水電纜所承受的拉力達到一個極限值時，就會斷裂，造成損壞而失效。另外，浮水電纜必須具有一定的柔軟性，否則將會限制泳池清潔機在泳池里的活動范圍，或者影響其行走的速度和方向。如圖1所示，是浮水電纜在工作時的受力分析，浮水電纜在工作狀態下可能會受到外部物體所施加的扭力、壓力以及拉力；為了防止這些作用力對浮水電纜的損壞，人們正在不斷的研究開發具有較小比重、較好的柔軟性，以及能夠承受較大載荷的浮水電纜。

圖2示出了現有技術中一種浮水電纜的橫截面。填充物層21處于外皮層22與纖維織網層23之間，及纖維織網層23與導電體24之間，其采用的填充材料密度低于1，以達到使浮水電纜在水中浮起來的目的。纖維織網層23由纖維織網制成，用于承載浮水電纜所受到的拉力；導電體24為一對拉直或扭曲的電線，導電體24有防水的絕緣材料保護。

由圖2所示的浮水電纜的結構，而演變出的其他浮水電纜的結構通常包括以下三種：

第一種是使用一條空心軟管套著導電體，這樣在同等質量下，浮水電纜的體積增大，具有較好的浮力。但是這樣的浮水電纜，其空心體部分會由于沒有承載壓力的元件，而當受到外部壓力時發生變形，導致浮水電纜體積變小而失去浮力。此外，由于該種電纜的外皮層22與填充物層21為不同的材料構成，中間容易形成離層，當浮水電纜受到扭力時，浮水電纜就容易變形，一旦發生變形后，所有的變形都集中在最先開始發生變形的部位，以至浮水電纜發生褶皺至永久變形。另外，當此種結構的浮水電纜的空心軟管的任何一處受到損傷時，水就會進入整條軟管內，導致整條浮水電纜失去浮力。同時，由于空心軟管和包含在空心軟管里面的導電體是分開的，當整條浮水電纜受到拉力時，它們所承受的拉力是不同的，所產生的應變力也是不同的，所以當浮水電纜承受拉力后，離層和永久變形就很容易發生。

第二種是使用泡沫塑料或者橡膠絕緣材料在導電體周圍繞緊，以增加浮水電纜的浮力。但是，這種結構由于采用了多孔的泡沫塑料或者橡膠絕緣材料，將導致浮水電纜承載載荷的能力變弱。在日常使用，展開或回收浮水電纜受到拉力作用時；或者在工作狀態下，浮水電纜受到深水壓力作用下時，浮水電纜的泡沫塑料或者橡膠絕緣材料的多孔結構容易發生壓縮變形，而導致浮水電纜損壞而失效。而離層的問題也同樣存在。

第三種是使用塑料加空心微珠附著在導電體和同軸電纜上。這種浮水電纜由于采用了低密度的塑料或絕緣橡膠材料加空心微珠的外皮層，具有較好的浮力和承載壓力的性能。但是，空心微珠與塑料不能熔合，彼此的界面之間只能承載有限的撕裂力，容易發生離層；再者，空心微珠并不能無限制地加入到塑料中，一般難以在塑料中加入40％以上的空心微珠。這種結構增加了浮水電纜的直徑和浮力材料的厚度，降低了浮水電纜的易曲性；另外，將空心微珠加入到浮水電纜的塑料或絕緣橡膠材料的外皮層中，使得浮水電纜外皮的物理性能變差，不耐磨、容易被撕裂。

上述的浮水電纜由于存在有不同材料構成的多層次的結構，在制造的時候需要經過多次擠壓過程才能完成整條電纜的制作，生產成本很高。

發明名稱為“Buoyant?tether?cable”(浮水繩索電纜)的美國專利4110554提供了另一種具有多層套管結構的浮水繩索電纜。圖3示出了該發明提供的浮水繩索電纜的橫截面，該浮水繩索電纜包括一個圓形外皮層31，以及包含在圓形外皮層31中的一個壓力中心核32，以及多個環繞在該壓力中心核32周圍的三組承載壓力載荷的導電體33、34、35和一個同軸電纜36，每組承載壓力載荷的導電體，包括兩個相同的承載壓力載荷的導電體。