CN103414146B - 一种海底电缆密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种海底电缆密封装置，包括保护套筒、密封组件以及至少一个压力补偿组件；所述保护套筒包括一个供所述电缆的端部穿入的开口端；所述密封组件设置于所述开口端，以密封所述开口端；所述保护套筒内部界定出一个用于收容绝缘的压力平衡介质的密闭空间；所述保护套筒上设有至少一组将所述密闭空间与外界连通的压力补偿孔，所述至少一组压力补偿孔间隔地分布于所述保护套筒的周向上；所述至少一个压力补偿组件设置于所述密闭空间内，并包括弹性的压力补偿膜，所述压力补偿膜覆盖于所述至少一组压力补偿孔上。该密封装置可与海底电缆轻易分离而不损坏电缆，解决相关技术中分离电缆与密封装置时导致密封装置不可重复使用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电缆防水装置，尤其涉及一种海底电缆密封装置。
背景技术
海底电缆是用绝缘材料包裹的导线，铺设在海底，用于电信传输。由于海底电缆铺设在海底，比架设在陆地的电缆更需要注意电缆端头的密封防水，因为在数千米的海底，如果海底电缆的密封处理不当，水压会使海水渗入未密封的电缆末端，造成电缆绝缘降低，甚至损坏电缆。因此，当前的海底电缆在入海前均需进行密封防水处理。
当前的海底电缆进行密封防水处理时，通常采用在电缆端头部位浇注密封物的方式将端头密封起来，如当前普遍使用的铅封，就是在电缆的各种终端头、各中间连接处直接浇注铅液，从而起到很好的密封防水作用的一种技术。但这种采用密封物浇注电缆端头的方式使接线端头和电缆粘结在一起，不能再将端头松开，需要使用时只能将浇注有密封物的密封端头和电缆本身锯掉一段，使得海底电缆受到破坏且密封端头的不能重复利用，容易导致资源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对相关海底电缆密封装置中电缆与密封物不易分离，导致其密封端头不可重复使用的缺陷，提供一种可重复使用的海底电缆密封装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海底电缆密封装置，用于密封海底电缆的端部，包括保护套筒、密封组件以及至少一个压力补偿组件；所述保护套筒包括一个供所述电缆端部穿入的开口端；所述密封组件设置于所述开口端，以密封所述开口端；所述保护套筒内部界定出一个用于收容绝缘的压力平衡介质的密闭空间；所述保护套筒上设有至少一组将所述密闭空间与外界连通的压力补偿孔，所述至少一组压力补偿孔间隔地分布于所述保护套筒的周向上；所述至少一个压力补偿组件设置于所述密闭空间内，并包括弹性的压力补偿膜，所述压力补偿膜覆盖于所述至少一组压力补偿孔上。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述至少一个压力补偿组件还包括与保护套筒内壁面贴合的压力补偿外筒，所述的压力补偿膜设在所述压力补偿外筒的内壁面并使用固定环固定；所述的压力补偿外筒上设置若干与外界相通的穿孔，所述若干穿孔间隔地分布于所述压力补偿外筒的周向上。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述压力补偿外筒的外表面周向上设有凹槽，使所述压力补偿外筒外表面与保护套筒的内壁面形成环形空腔；所述的穿孔设在所述凹槽底部，所述的压力补偿孔设在所述环形空腔对应的保护套筒侧壁上。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述保护套筒的开口端内壁面设有螺纹；所述的密封组件设置于所述保护套筒的开口端内，其包括用于套接在插入所述保护套筒的海底电缆的端部的软质密封环、与密封环相配合的硬质压紧环以及用以给所述压紧环施加一个沿着所述保护套筒轴向上的紧固力的第一紧固环；所述的第一紧固环外壁面设有与所述保护套筒内螺纹配合的第一外螺纹。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述密封环与所述压紧环相对的一端设有圆台形的第一配合凸面，所述压紧环与所述密封环相对的一端设有圆台形的第一配合凹面，所述第一配合凸面与所述第一配合凹面相配合。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述密封环的内壁面形成有用于增加与电缆之间密封性的若干个环形凸肋。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述压紧环上设有紧固孔；所述保护套筒上还设有通孔；所述的密封装置还包括用以固定密封组件的紧固件；所述的紧固件穿过保护套筒上的通孔与压紧环上的紧固孔配合。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述密封装置还包括与保护套筒内壁面贴合的硬质的支撑环；所述支撑环设在压力补偿组件与密封组件之间，与所述的软质的密封环配合。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述海底电缆密封装置还包括夹紧组件，设置于所述开口端内，介于所述电缆的端部的外壁面与所述开口端的内壁面之间，并位于所述密封组件的外侧，以将所述电缆的端部和所述保护套筒相固定。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述保护套筒的开口端内壁面设有螺纹；所述的夹紧组件包括用以夹紧电缆的C形夹紧环以及用以给所述C形夹紧环施加一个沿着所述保护套筒轴向上的紧固力的第二紧固环，所述的第二紧固环上设有与保护套筒的开口端的内壁面的螺纹配合的第二外螺纹；所述C形夹紧环与所述第二紧固环相对的一端设有圆台形的第二配合凸面，所述第二紧固环与所述形夹紧环相对的一端设有圆台形的第二配合凹面，所述第二配合凸面与所述第二配合凹面相配合。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述C形夹紧环内壁面形成有用于增加与电缆之间的摩擦力的环槽；所述C形夹紧环周向上还间隔地分布有若干纵向延伸的缺口，该缺口在所述C形夹紧环径向上贯穿所述C形夹紧环。
在本发明所述的海底电缆密封装置中，所述C形夹紧环与所述第二紧固环相背的一端的端面上设有两个限位凸起，所述两个限位凸起分别布置于所述端面的两相对侧。
本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明中采用在保护套筒内部界定出一个填充绝缘的压力平衡介质的密闭空间的方式对海底电缆进行密封，利用绝缘的压力平衡介质抗水性及抗压弹性，在保证密封的前提下保护电缆；而且填充绝缘油能保证该密封装置的可重复利用，相比于相关技术采用浇注密封物的一次使用方式，该装置可有次提高资源利用率，避免浪费。
本发明中在保护套筒上设有与外界连接的压力补偿孔，利用密闭空间内填充的压力平衡介质以及压力补偿膜的弹性，在保证保护套筒内密闭空间内外压力持平的同时还可避免海水渗入。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明海底电缆密封装置的结构示意图。
图2是本发明海底电缆密封装置的局部放大图。
图中：1、保护套筒；1a、开口端；1b、密闭端；1c、压力补偿孔；2、压力补偿组件；2a、压力补偿膜；2b、压力补偿外筒；2c、固定环；2d、穿孔；2e、凹槽；3、支撑环；4、密封组件；4a、密封环；4b、压紧环；4c、第一紧固环；4d、第一外螺纹；4e、环形凸肋；4f、紧固孔；4g、限位凹限；5、密闭空间；6、注入口；7、密封件；8、紧固件；9、通孔；10、夹紧组件；10a、C形夹紧环；10b、第二紧固环；10c、第二外螺纹；10d、环槽；10e、限位凸起；11、多芯密封套；12、密封胶套。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明公开一种的海底电缆密封装置，包括保护套筒1、密封组件4以及至少一个压力补偿组件2。保护套筒1包括一个用以供电缆的端部穿入的开口端1a；另一端可为开口端1a也可为密闭端1b，但其必须能够保证该海底电缆有密封性，避免海水渗入，在本实施例中的另一端是密闭端1b。
密封组件4设置于保护套筒1的开口端1a的内部或外部，用以密封开口端1a，本实施例中优选将其设置在保护套筒1内部。密封组件4与保护套筒1内部界定出一个用于收容绝缘的压力平衡介质的密闭空间5。在密闭空间5内填充绝缘的压力平衡介质可以是硅脂或其他绝缘油，优选硅脂作为压力平衡介质，一方面利用其绝缘性以及抗水性，在水环境下不溶解，可以更好地保证装置的密封性；另一方面该介质具有良好的抗压弹力，海水的压力越大，它的弹力也越大，从而在保证密封的前提下同时保护电缆。相比于相关技术中采用浇注密封物的方式，密封物一次成型，不能重复利用，导致电缆再次使用时需将浇注有密封物的密封端头和电缆本身锯掉一段，致使资源浪费，使用填充绝缘的压力平衡介质的方式密封时，可以保证该密封装置可重复利用而不需损坏电缆本身。
保护套筒1上设有用于向所述密闭容腔5注入绝缘的压力平衡介质的注入口6以及与注入口6相匹配的密封件7，密封件7为与注入口6相匹配的螺丝，用于保证注入口6的密封性，避免海水从注入口6渗入密封装置。本实施例中的注入口6及螺丝在保护套筒1上设有两个，位置相对，在向密闭空间5注入绝缘油的操作过程中需使密封装置上下摆动，使绝缘的压力平衡介质完全填充，因此设有两个位置相对的注入口6更有利于保证绝缘的压力平衡介质将密闭空间5完全填充。
保护套筒1上设有将密闭空间5与外界连通的至少一组压力补偿孔1c，至少一组压力补偿孔1c间隔地分布于保护套筒1的周向上，每一组压力补偿孔1c等距设有若干个压力补偿孔1c，本实施例中设有三组压力补偿孔1c，使每组设有四个压力补偿孔1c，保证密闭空间5与海水的接触面积。压力补偿组件2设置在密闭空间5内，包括用以覆盖在压力补偿孔1c上的弹性的压力补偿膜2a，使每一个压力补偿膜2a设置在至少一组压力补偿孔1c上，避免海水从压力补偿孔1c直接进入密闭空间5；并且在密闭空间5上填充有具有弹力的绝缘的压力平衡介质，当外界海水从保护套筒1上的压力补偿孔1c进入密闭空间5时，压力补偿膜2a向内凸，减缓外界的压力，使密闭空间5内外压力平衡。
每一压力补偿组件2还包括与保护套筒1内壁面贴合的压力补偿外筒2b，压力补偿膜2a设在所述压力补偿外筒2b的内壁面并使用固定环2c固定；压力补偿外筒2b起到固定压力补偿膜2a，使其覆盖到保护套筒1的压力补偿孔1c的操作更加简单快捷并避免安装过程致使压力补偿膜2a损坏。压力补偿外筒2b上设置若干与外界相通的穿孔2d，穿孔2d间隔地分布于压力补偿外筒2b的周向上。压力补偿外筒2b的外表面周向上设有凹槽2e，使压力补偿外筒2b外表面底部与保护套筒1的内壁面形成环形空腔(图中未显示)；穿孔2d设在凹槽2e底部，压力补偿孔1c设在环形空腔对应的保护套筒1侧壁上，利用压力补偿孔1c与穿孔2d配合使密封装置与外界连通，而且压力补偿膜2a覆盖在穿孔2d上，避免海水渗入。在保护套筒1内壁面设有用以固定压力补偿外筒2b的卡位(图中未显示)，使压力补偿孔1c设在环形空腔对应的保护套筒1上，从而保证海水接触到压力补偿膜2a，但不会直接与密闭空间5接触，在保持密闭空间5内外压力平衡的同时避免海水渗入。
保护套筒1的开口端内壁面设有螺纹，用以与设有外螺纹的紧固件8配合实现固定密封。密封组件4设置于保护套筒1的开口端1a内，包括用于套接在插入保护套筒1的海底电缆的端部的软质密封环4a、与密封环4a相配合的硬质压紧环4b以及用以给压紧环4b施加一个沿着保护套筒1轴向上的紧固力的第一紧固环4c。第一紧固环4c外壁面设有与保护套筒1内螺纹配合的第一外螺纹4d，实现装置的密封紧固。将第一紧固环4c沿着保护套筒1向密封装置向旋转，使第一紧固环4c向压紧环4b施加一个紧固力，在紧固力的作用下，软质的密封环4a发生变形，与硬质的压紧环4b配合密封紧固。
密封环4a与压紧环4b相对的一端设有圆台形的第一配合凸面，压紧环4b与所述密封环4a相对的一端设有圆台形的第一配合凹面，第一配合凸面与所述第一配合凹面相配合，这样的配合使密封环4a与压紧环4b的接触面为楔形面，这种接触面使密封环4a与压紧环4b接触面更大，相比于其他接触方式，其密封性更好。密封环4a的内壁面形成有用于增加与电缆之间密封性的若干个环形凸肋4e。
压紧环4b上设有紧固孔4f；保护套筒1上还设有通孔9；密封装置还包括用以固定密封组件4的紧固件8，紧固件8穿过保护套筒1上的通孔9与压紧环4b上的紧固孔4f配合，将压紧环4b固定在保护套筒1上，从而实现密封组件4的固定。
密封装置还包括与保护套筒1内壁面贴合的硬质的支撑环3；所述支撑环3设在压力补偿组件2与密封组件4之间，与软质的密封环4a配合，避免密封环4a直接与压力补偿组件2接触，导致摩擦力增强，密封性不好。
该海底电缆密封装置还包括夹紧组件10，设置于开口端1a内，介于所述电缆的端部的外壁面与开口端1a的内壁面之间，并位于密封组件4的外侧，以将电缆的端部和保护套筒1固定。具体来说，在保护套筒1的开口端内壁面设有螺纹。夹紧组件10包括用以夹紧电缆的C形夹紧环10a以及用以给C形夹紧环10a施加一个沿着保护套筒1轴向上的紧固力的第二紧固环10b，第二紧固环10b上设有与保护套筒1的开口端1a的内壁面的螺纹配合的第二外螺纹10c，用以将电缆的端部和保护套筒1固定。C形夹紧环10a与第二紧固环10b相对的一端设有圆台形的第二配合凸面(图中未显示)，第二紧固环10b与C形夹紧环10a相对的一端设有圆台形的第二配合凹面，第二配合凸面与第二配合凹面相配合。C形夹紧环10a内壁面形成有用于增加与电缆之间的摩擦力的环槽10d，使其更加紧固。C形夹紧环10a周向上还间隔地分布有若干纵向延伸的缺口，该缺口在所述C形夹紧环10a径向上贯穿所述C形夹紧环10a。当第二紧固环10b沿保护套筒1轴向旋转，对C形夹紧环10a施加紧固力时，C形夹紧环10a受力挤压，其缺口收缩，将电缆夹紧，实现夹紧组件10与电缆之间的固定。C形夹紧环10a与第二紧固环10b相背的一端的端面上设有两个限位凸起10e，这两个限位凸起10e分别布置于端面的两相对侧与第一紧固环4d上设置的限位凹限4g配合起限位作用。
该装置还包括多芯密封套11，套设在电缆伸入密闭空间5的一端，用以将伸入密闭空间5的多根电缆密封固定，保证多根电缆之间的密封。并且还在每根电缆的末端套设单芯密封套(图中未显示)，还包括套设在多个单芯密封套外的密封胶套12，保证每根进入该密封装置的电缆端头的密封性不受其他电缆密封性的影响。
利用该密封装置工作时，首先需对保证外套及各电缆表面进行清洁。然后将第二紧固环10b、C形夹紧环10a、第一紧固环4c、压紧环4b、密封环4a、支撑环3和压力补偿组件2等零部件套在待密封电缆上。使用多芯密封套11将多根电缆进行固定，并确认其密封性，再使用单芯密封套(图中未显示)对每根电缆进行密封。将保护套筒1套入已密封的电缆上，将套在待密封电缆上的全部零部件套入保护套筒1内，使用扳手或其他专用工具对第一紧固环4c、C形夹紧环10a、第二紧固环10b进行上紧，形成密封装置。利用注射器从保护套筒1上的注入口6向密闭空间5中注入硅脂，至密闭空间5注满硅脂，将密封件7，即与注入口6相匹配的螺丝拧紧注入口6，从而完成对电缆端头的密封。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (10)
1.一种海底电缆密封装置，用于密封海底电缆的端部，其特征在于：包括保护套筒(1)、密封组件(4)以及至少一个压力补偿组件(2)；所述保护套筒(1)包括一个供所述电缆端部穿入的开口端(1a)；所述密封组件(4)设置于所述开口端(1a)，以密封所述开口端(1a)；所述保护套筒(1)内部界定出一个用于收容绝缘的压力平衡介质的密闭空间(5)；所述保护套筒(1)上设有至少一组将所述密闭空间(5)与外界连通的压力补偿孔(1c)，所述至少一组压力补偿孔(1c)间隔地分布于所述保护套筒(1)的周向上；所述至少一个压力补偿组件(2)设置于所述密闭空间(5)内，并包括弹性的压力补偿膜(2a)，所述压力补偿膜(2a)覆盖于所述至少一组压力补偿孔(1c)上；所述至少一个压力补偿组件(2)还包括与保护套筒(1)内壁面贴合的压力补偿外筒(2b)，所述的压力补偿膜(2a)设在所述压力补偿外筒(2b)的内壁面并使用固定环(2c)固定；所述的压力补偿外筒(2b)上设置若干与外界相通的穿孔。
2.根据权利要求1所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述若干穿孔间隔地分布于所述压力补偿外筒(2b)的周向上。
3.根据权利要求2所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述压力补偿外筒(2b)的外表面周向上设有凹槽(2e)，使所述压力补偿外筒(2b)外表面与保护套筒(1)的内壁面形成环形空腔；所述的穿孔设在所述凹槽(2e)底部，所述的压力补偿孔(1c)设在所述环形空腔对应的保护套筒(1)侧壁上。
4.根据权利要求1所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述保护套筒(1)的开口端(1a)内壁面设有螺纹；所述的密封组件(4)设置于所述保护套筒(1)的开口端(1a)内，其包括用于套接在插入所述保护套筒(1)的海底电缆的端部的软质密封环(4a)、与密封环(4a)相配合的硬质压紧环(4b)以及用以给所述压紧环(4b)施加一个沿着所述保护套筒(1)轴向上的紧固力的第一紧固环(4c)；所述的第一紧固环(4c)外壁面设有与所述保护套筒(1)内螺纹配合的第一外螺纹(4d)。
5.根据权利要求4所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述密封环(4a)与所述压紧环(4b)相对的一端设有圆台形的第一配合凸面，所述压紧环(4b)与所述密封环(4a)相对的一端设有圆台形的第一配合凹面，所述第一配合凸面与所述第一配合凹面相配合；所述密封环(4a)的内壁面形成有用于增加与电缆之间密封性的若干个环形凸肋(4e)。
6.根据权利要求4所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述压紧环(4b)上设有紧固孔(4f)；所述保护套筒(1)上还设有通孔(9)；所述的密封装置还包括用以固定密封组件(4)的紧固件(8)；所述的紧固件(8)穿过保护套筒(1)上的通孔(9)与压紧环(4b)上的紧固孔(4f)配合。
7.根据权利要求4所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述密封装置还包括与保护套筒(1)内壁面贴合的硬质的支撑环(3)；所述支撑环(3)设在压力补偿组件(2)与密封组件(4)之间，与所述的软质的密封环(4a)配合。
8.根据权利要求1所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述海底电缆密封装置还包括夹紧组件(10)，设置于所述开口端(1a)内，介于所述电缆的端部的外壁面与所述开口端(1a)的内壁面之间，并位于所述密封组件(4)的外侧，以将所述电缆的端部和所述保护套筒(1)相固定。
9.根据权利要求8所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述保护套筒(1)的开口端(1a)内壁面设有螺纹；所述的夹紧组件(10)包括用以夹紧电缆的C形夹紧环(10a)以及用以给所述C形夹紧环(10a)施加一个沿着所述保护套筒(1)轴向上的紧固力的第二紧固环(10b)，所述的第二紧固环(10b)上设有与保护套筒(1)的开口端(1a)的内壁面的螺纹配合的第二外螺纹(10c)；所述C形夹紧环(10a)与所述第二紧固环(10b)相对的一端设有圆台形的第二配合凸面，所述第二紧固环(10b)与所述C形夹紧环(10a)相对的一端设有圆台形的第二配合凹面，所述第二配合凸面与所述第二配合凹面相配合。
10.根据权利要求9所述的海底电缆密封装置，其特征在于：所述C形夹紧环(10a)内壁面形成有用于增加与电缆之间的摩擦力的环槽(10d)；所述C形夹紧环(10a)周向上还间隔地分布有若干纵向延伸的缺口，该缺口在所述C形夹紧环(10a)径向上贯穿所述C形夹紧环(10a)；所述C形夹紧环(10a)与所述第二紧固环(10b)相背的一端的端面上设有两个限位凸起(10e)，所述两个限位凸起(10e)分别布置于所述端面的两相对侧。
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