CN104064922B - 一种实芯射频同轴电缆转接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种填料函射频同轴电缆水密封转接装置，包括密封法兰、插座填料函密封结构、油封结构、电缆绝缘介质层填料函密封结构。转接装置通过密封法兰采用两道矩形密封槽及密封圈实现与密闭容器之间的密封连接，在同一密封填料函内包含插座填料函密封、油封、电缆绝缘介质层填料函密封三种密封结构，有效提高了高电解质水压下射频同轴电缆转接的水密封性能。本发明适用于甚高频或特高频信号的传输。

Description

一种实芯射频同轴电缆转接装置

技术领域

本发明涉及密封填料函技术领域，特别涉及一种耐高电解质水压，含油封的密封填料函结构实芯射频同轴电缆水密封转接装置。

背景技术

目前很多科研以及实验领域，经常涉及到水下密闭容器内、外射频同轴电缆的水密封转接技术。在1000米以下电解质浓度较高的深水区，水压超过10MPa，要确保射频同轴电缆密封转接的密封性能及电性能的稳定可靠，其难度是很大的。

常用的密封填料函结构针对实芯射频同轴电缆绝缘介质层的密封可靠性较差。由于电缆聚乙烯绝缘介质的强度不高，在装配工艺中，密封填料对聚乙烯绝缘介质层的径向压力很难掌握，压力过小，难以满足高水压下密封填料与聚乙烯绝缘介质层之间轴向密封要求，而压力过大会使聚乙烯绝缘介质产生径向形变导致密封失效。

在实验及发明过程中发现，因实芯射频同轴电缆的制造工艺（绝缘介质水冷成型）或电缆在露天环境下存储、施工的影响，某些电缆芯线（特别是直径较大的多绞线结构芯线）与绝缘介质之间的间隙内湿度过大，当电缆及转接装置投放于1000米以下的深水区时，因压力与温度的不断变化，转接装置中电缆内导体转接界面处存在微量冷凝水聚集现象。这一现象严重影响电缆转接的绝缘强度，导致转接失败。

现有的诸多普通类型的射频同轴连接器只适用于电缆之间的相互连接，其结构无法满足高电解质水压下射频同轴电缆转接的水密性要求。

2011年6月15日，公开号为CN201866420U的实用新型专利，公开了一种水下进线的水密封填料函，其结构采用压缩密封橡胶、膨胀密封橡胶和压缩膨胀件构成，针对电缆的绝缘介质层具有较好的水密性。但该结构对射频同轴电缆的同轴要求未做阐述，且采用电缆贯穿式密封将电缆直接引入密闭容器，未涉及射频同轴电缆水密封转接技术，无法实现电缆与仪器设备的直接插接，对于外径较大的电缆（如SYV-50-28、如SYV-50-23）所占空间大，转接数量也会受到限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实芯射频同轴电缆转接装置。

本发明的实芯射频同轴电缆转接装置，含有密封法兰；密封法兰与密闭容器之间设置有矩形密封槽及密封圈；密封法兰含有电缆转接通道；电缆转接通道含有第一填料函、储油腔、第二填料函；第一填料函内设置有第一密封结构；储油腔内设置有油封结构；第二填料函内设置有第二密封结构。

第一密封结构含有依次连接的电缆插座、第一压紧螺塞、第一减磨垫、第一矩形橡胶垫、第一隔垫、第一承压垫、弹性芯、绝缘体；第一隔垫、第一承压垫及绝缘体作为第一填料函的硬填料与第一矩形橡胶垫混合安装。

油封结构含有储油腔、密封油；储油腔的一端位于弹性芯的内端与转接电缆端口之间；

第二密封结构含有依次连接的转接插头、过渡垫、第二矩形橡胶垫、第二隔垫、第二承压垫、第二减磨垫、第二压紧螺塞、外导体套、导电套、电缆卡、电缆绝缘介质层、电缆芯线；转接电缆通过转接插头插接完成与第一密封结构内弹性芯的转接；第二过渡垫、第二隔垫为金属垫片并作为第二填料函的硬填料与软填料混合安装。

所述第一矩形橡胶垫的数量为二层；第一矩形橡胶垫与弹性芯外径及第一填料函之间为过盈配合；弹性芯作为内导体，两端为插孔形式，供容器内外电缆插头插接，由第一压紧螺塞通过第一减磨垫与电缆插座沿轴向压紧填料形成对弹性芯的轴向密封；弹性芯与第一填料函之间的径向尺寸由阻抗匹配公式（101）确定；

……………………………………………(101)

式中：Z—插座特性阻抗，Ω；

ε_r—绝缘材料相对介电常数；

D—填料函内径，mm；

d—内导体外径，mm。

所述第二矩形橡胶垫的数量为三层；第二矩形橡胶垫的内径与电缆绝缘介质层外径之间的配合为过盈配合，由第二压紧螺塞通过第二减磨垫与外导体套沿轴向压紧填料形成对电缆绝缘介质层的轴向密封；第二填料函的内径与电缆绝缘介质层的外径相匹配，通过外导体套连接电缆外导体，并由导电套与电缆卡将被转接电缆极其外导体与外皮固定连接于密封法兰上。

本发明较好地解决了转接装置中电缆内导体转接界面处存在微量冷凝水聚集现象导致的高水压下电缆转接水密性不稳定的难题，同时降低了针对第二密封结构装配工艺难度，大大提高了高电解质水压下密封填料函结构针对实芯射频同轴电缆绝缘介质层的密封可靠性。

本发明装置其带宽不小于650MHz,对300MHz信号的电压反射系数不大于2%。直流击穿电压不低于2.5kV，绝缘阻值大于2000MΩ,满足射频同轴电缆转接对高频信号传输的电性能要求。

本发明可以在同一密封法兰上进行单根电缆转接的集成，根据需要在有限的区域内转接多根不同规格的实芯射频同轴电缆，充分利用容器空间。

本发明能够解决在电解质浓度较高的高水压下，密闭容器内、外实芯射频同轴电缆转接的水密性问题，并同时满足甚高频或特高频信号传输对其电性能要求的问题。

附图说明

图1是本发明的转接装置的结构示意图；

图2是本发明中的密封法兰结构示意图；

图3是本发明中的第一密封结构示意图；

图4是本发明中的油封结构示意图；

图5是本发明中的第二密封结构示意图。

图中：1.密封法兰2.插座填料函密封结构3.油封结构4.电缆绝缘介质层填料函密封结构11.电缆转接通道12.矩形密封槽111.插座密封填料函112.储油腔113.电缆绝缘介质层密封填料函21.电缆插座22.压紧螺塞23.减磨垫24.矩形橡胶垫25.隔垫26.承压垫27.弹性芯28.绝缘体31.油封段32.密封油41.转接插头42.过渡垫43.矩形橡胶垫44.隔垫45.承压垫46.减磨垫47.压紧螺塞48.外导体套49.导电套410.电缆卡411.电缆绝缘介质层412.电缆芯线。

具体实施方式

图1是本发明的转接装置的结构示意图；如图1所示，本发明的转接装置含有密封法兰101、第一密封结构2、油封结构3、第二密封结构4。

图2是本发明中的密封法兰结构示意图；如图2所示，密封法兰含有电缆转接通道11、矩形密封槽12及紧固螺栓孔13。所述电缆转接通道11同时为电缆转接的密封填料函，其中含有第一填料函111、储油腔112、第二填料函113，各填料函与储油腔的轴线为同一轴线。所述密封法兰与密闭容器之间的密封方式为两道矩形密封槽的环形密封圈机械密封。

图3是本发明中的第一密封结构示意图；如图3所示，所述第一填料函111含有电缆插座21、第一压紧螺塞22、第一减磨垫23、第一矩形橡胶垫24、第一隔垫25、第一承压垫26、弹性芯27、绝缘体28。第一隔垫25、第一承压垫24及绝缘体28作为第一填料函111的硬填料与软填料第一矩形橡胶垫24混合安装，软填料第一矩形橡胶垫24采用45±5邵氏硬度范围内的普通橡胶制作，数量为2层，软填料矩形橡胶垫与弹性芯外径及填料函内壁之间的配合为过盈配合。其中，软填料第一矩形橡胶垫24的内径与弹性芯27外径之间的配合公差为mm，填料函内壁111之间的配合公差为mm。弹性芯27作为内导体，两端为插孔形式，供容器内外电缆插头插接，由第一压紧螺塞22通过第一减磨垫23与电缆插座21沿轴向压紧填料形成对弹性芯27的轴向密封，弹性芯27与第一填料函111之间的径向尺寸由阻抗匹配公式（101）确定。

图4是本发明中的油封结构示意图；如图4所示，所述油封结构含有油封段31、密封油32。所述结构中，油封段一端位于弹性芯27内端与转接电缆端口之间，针对不同规格的电缆，油封段31内径与电缆内导体转接插头41外径之间的尺寸满足公式（101）的要求，长度均为13mm。密封油32为275号超高真空扩散泵硅油并作为密封与绝缘介质注入油封段31,注入量与储油腔112实际容积适应。

图5是本发明中的第二密封结构示意图。如图5所示，所述第二密封结构含有转接插头41、过渡垫42、第二矩形橡胶垫43、第二隔垫44、第二承压垫45、第二减磨垫46、第二压紧螺塞47、外导体套48、导电套49、电缆卡410、电缆绝缘介质层411、电缆芯线412。所述结构中，转接电缆通过转接插头41插接完成与第一密封结构内弹性芯27的转接。过渡垫42、第二隔垫44为金属垫片并作为第二填料函113的硬填料与软填料混合安装，软填料为45±5邵氏硬度范围内的普通橡胶制作的第二矩形橡胶垫43，数量为3层，软填料矩形橡胶垫与电缆绝缘介质层外径及填料函内壁之间的配合为过盈配合。其中，软填料矩形橡胶垫43的内径与电缆绝缘介质层411外径之间的配合公差为mm，与第二填料函113内壁之间的配合公差为mm，由压紧螺塞47通过减磨垫46与外导体套48沿轴向压紧填料形成对电缆绝缘介质层411的轴向密封。针对电缆绝缘介质层411的填料函密封结构为电缆外导体径向尺寸突变段，第二填料函113的内径与电缆绝缘介质层411的外径相匹配，为确保高频信号传输特性不受影响，要求突变段长度小于20mm，通过外导体套48连接电缆外导体，并由导电套49与电缆卡410将被转接电缆极其外导体与外皮固定连接于密封法兰上。

Claims (3)

1.一种实芯射频同轴电缆转接装置，含有密封法兰（1）；密封法兰（1）与密闭容器之间设置有矩形密封槽（12）及密封圈；密封法兰（1）含有电缆转接通道（11）；电缆转接通道（11）含有第一填料函（111）、储油腔（112）、第二填料函（113）；第一填料函（111）内设置有第一密封结构（2）；储油腔（112）内设置有油封结构（3）；第二填料函（113）内设置有第二密封结构（4）；

第一密封结构（2）含有依次连接的电缆插座（21）、第一压紧螺塞（22）、第一减磨垫（23）、第一矩形橡胶垫（24）、第一隔垫（25）、第一承压垫（26）、弹性芯（27）、绝缘体（28）；第一隔垫（25）、第一承压垫（26）及绝缘体（28）作为第一填料函（111）的硬填料与第一矩形橡胶垫（24）混合安装；

油封结构（3）含有油封段（31）、密封油（32）；储油腔（112）的一端位于弹性芯（27）的内端与转接电缆端口之间；

第二密封结构（4）含有依次连接的转接插头（41）、过渡垫（42）、第二矩形橡胶垫（43）、第二隔垫（44）、第二承压垫（45）、第二减磨垫（46）、第二压紧螺塞（47）、外导体套（48）、导电套（49）、电缆卡（410）、电缆绝缘介质层（411）、电缆芯线（412）；转接电缆通过转接插头（41）插接完成与第一密封结构内弹性芯（27）的转接；过渡垫（42）、第二隔垫（44）为金属垫片并作为第二填料函（113）的硬填料与软填料混合安装。

2.根据权利要求1所述的实芯射频同轴电缆转接装置，其特征在于：所述第一矩形橡胶垫（24）的数量为二层；第一矩形橡胶垫（24）与弹性芯（27）外径及第一填料函（111）之间为过盈配合；弹性芯（27）作为内导体，两端为插孔形式，供容器内外电缆插头插接，由第一压紧螺塞（22）通过第一减磨垫（23）与电缆插座（21）沿轴向压紧填料形成对弹性芯（27）的轴向密封；弹性芯（27）与第一填料函（111）之间的径向尺寸由阻抗匹配公式（1）确定；

…………………………………………………(1)

式中：Z—插座特性阻抗，Ω；

ε_r—绝缘材料相对介电常数；

D—填料函内径，mm；

d—内导体外径，mm。

3.根据权利要求1所述的实芯射频同轴电缆转接装置，其特征在于：所述第二矩形橡胶垫（43）的数量为三层；第二矩形橡胶垫（43）的内径与电缆绝缘介质层（411）外径之间的配合为过盈配合，由第二压紧螺塞（47）通过第二减磨垫（46）与外导体套（48）沿轴向压紧填料形成对电缆绝缘介质层（411）的轴向密封；第二填料函（113）的内径与电缆绝缘介质层（411）的外径相匹配，通过外导体套（48）连接电缆外导体，并由导电套（49）与电缆卡（410）将被转接电缆极其外导体与外皮固定连接于密封法兰上。