CN104318990B - 用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种海底机器人技术领域中的用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法及装置，该装置包括：内保护层、外保护层、热缩保护材料、基座和柔性套管，其中：柔性套管的外部设有抱箍，导线位于内保护层内部，且内保护层的末端与基座构成的空腔内注有补偿油。基座和柔性套管均为中空结构，且基座与柔性套管的连接处设有防脱台阶，从而实现基座与柔性套管的卡接。本发明实现了水下充油贯穿密封，保证了脐带缆内外压力的平衡，具有耐高压特点，适用于全海深范围，同时不需连接插头，结构简单，实现已有电缆在没有配置插头的条件下，快速、简单地与设备或仪器之间形成密封。

Description

用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法及装置

技术领域

本发明涉及的是一种海底机器人技术领域的装置，具体是一种用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法及装置。

背景技术

脐带缆是提供潜水器动力和信号的唯一路径，如何进行安全、可靠的能源和信息传输是潜水器设计和制造的关键问题。如果处理不当，会发生绝缘下降甚至是短路，严重影响潜水器的安全性。目前国内外脐带缆厂家想出各种方法和装置来实现密封，有的是采用接插件的方法来密封，有的是采用插座一体式的贯穿接头来实现密封。

然而，所有这些方法都存在这样或那样的不足和缺陷，接插件式的方法要求插座与设备仪器之间密封以及芯盘与导线和插座之间密封，然后在脐带缆的根部制作与插座匹配的插头，通过插座插头之间水密连接，实现脐带缆动力和信号在密封环境下传输。其缺点是水密接插件方法适用于外径较小的电缆，而脐带缆的尺寸往往较大，适用范围较小；脐带缆往往输送高压电，采用接插件进行多次插拔连接之后，会引起接口位置的变形导致绝缘下降，影响系统的安全性；对施工人员的技术水平和现场环境要求很高，硫化固化至少需要一两个小时，如果硫化和局部密封工艺不到位，将会导致整体密封的失效。用插座一体式的贯穿接头的缺点在于，也要求制作贯穿接头，除了硫化接头外，还需要设计环氧灌胶进行贯穿体结构加强固化，时间长、工艺复杂；对于大直径的脐带缆，所搭配的贯穿壳体尺寸大，对仪器设备的安装空间和结构强度提出了一定要求。

因此，在实际应用中，经常出现脐带缆密封不良导致的绝缘下降、设备短路被烧的事故，影响系统的能源和信息传递。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN2317567公开(公告)日1999.05.05，公开了一种配装在电缆接头部的套管，特别是装配式结构的通信电缆接续套管。旨在解决已有热缩式套管存在的施工复杂、维修不方便的问题。该技术包含筒体1及其两端的封头6、7，和连接板9，在封头与筒体间有环形密封条13，在封头内侧沿电缆设置由至少两个环形的密封垫构成的组合密封环17、和密封带21，相邻的两个组合密封环及其相接的密封带之间有密封充填体24，封头沿轴向部分为相连接的两个半封头10、11。但该技术主要针对架空和地下通信电缆，其密封材料用于水下时，存在一定的水深范围限制，不适合用于深水的水下脐带缆。

中国专利文献号CN2406317公开(公告)日2000.11.15，公开了一种海底地震勘探的遥测电缆，该遥测电缆主要由水密接头、锥形橡皮套、电缆和水密抽头组成；其水密接头包括端头、O型密封圈、外壳、密封盘、插座等部件，用于联接电缆和外部数字包；其水密抽头包括热缩套管、固定环、传感器小线、接插头、座和注塑体，可用于连接检波器等外部传感器；其电缆包括中心加强件、数传线、传感器线、电源线和内外护套，用于供电和传送地震数据采集信号。但该技术主要是设计了一根用于海底地震勘探的成品遥测电缆，制作方法复杂，针对性强，应用范围不广，不适用于海底机器人技术领域的水下脐带缆。

中国专利文献号CN101212158公开(公告)日2008.07.02，公开了一种潜水电机的电缆密封结构，由一个橡胶硫化铸头和两段电缆构成，两段电缆分别设置在橡胶硫化铸头的两个端面中，两段电缆的相向端面之间设置有一个金属导电体，两段电缆中的导线的相向端面分别与金属导电体的两端连接，金属导电体的外周、金属导电体与两段电缆的连接处的外周包围有绝缘热缩套管，橡胶硫化铸头与两段电缆和绝缘热缩套管密封连接，橡胶硫化铸头的外周上设置有凸出的环状台阶。该技术利用金属导电体将电缆隔离，利用橡胶硫化铸头密封内外两段电缆和金属导电体，解决了现有的潜水电机电缆进线密封不可靠的问题。但该技术的密封结构主要由一个橡胶硫化铸头和两段电缆构成，对于大直径的脐带缆，橡胶硫化铸头制作过程复杂，同时无法保证脐带缆内外压力的平衡，存在一定的水深范围限制。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法及装置，具有耐高压特点，不需连接插头，结构简单，实现已有电缆在没有配置插头的条件下，快速、简单地与设备或仪器之间形成密封。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法，包括以下步骤：

第一步、根据贯穿密封脐带缆接线的长度要求，将相应长度的脐带缆外保护层剥除，仅剩包裹导线的内保护层；

第二步、将环形热缩保护材料包裹在导线的内保护层上，并利用温升收缩和胶水形成保护；

所述的环形热缩保护材料为柔性阻燃热收缩聚烯烃，作业温度为-55℃～+135℃，收缩温度为100℃，较大的收缩比可以使热缩材料适用复杂的外形；

第三步、将覆盖了热缩保护材料的导线贯穿柔性套管和连接基座；

第四步、在柔性套管和连接基座以及柔性套管和覆盖了热缩保护材料的导线之间，使用两个或多个抱箍夹紧；

所述的抱箍的夹持位置在柔性套管的两端，抱箍长度满足能束紧柔性套管并略有富裕长度，束紧标准为柔性套管与基座、热缩保护材料之间不发生滑动；

第五步、在柔性套管与覆盖热缩保护材料的导线之间、内保护层的末端与基座构成的空腔内，完全填充补偿油并完成密封；

所述的补偿油通过补偿器注油加入，作用是平衡水下环境中脐带缆的内外压差；

所述的补偿油加入的压力大于等于0.5kgf/cm²。

本发明涉及一种用于水下脐带缆充油式贯穿密封装置，由内而外依次包括：内保护层、外保护层、热缩保护材料、基座和柔性套管，其中：柔性套管的外部设有抱箍，导线位于内保护层内部，且内保护层的末端与基座构成的空腔内注有补偿油。

所述的连接基座和柔性套管均为中空结构，且基座与柔性套管的连接处设有防脱台阶，从而实现基座与柔性套管的卡接。

所述的内、外保护层由内而外依次包裹在导线的外部，起到保护脐带缆内部导线的作用。

所述的环形覆盖热缩保护材料的外径尺寸小于连接基座的内径，连接基座的外径小于柔性套管的内径。

技术效果

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1、本发明所述的用于水下脐带缆充油式贯穿密封装置实现了水下充油贯穿密封，保证了脐带缆内外压力的平衡，具有耐高压特点，适用于全海深范围。

2、本发明所述的充油式贯穿密封装置不需连接插头，电缆贯穿，柔性套管及电缆之间夹紧并充油密封，结构简单，实现已有电缆在没有配置插头的条件下，快速、简单地与设备或仪器之间形成密封。

附图说明

图1为现有技术示意图；

图2为本发明剖面示意图；

图中：1基座、2抱箍、3补偿油、4内保护层、5柔性套管、6热缩保护材料、7外保护层、8导线。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图2所示，本装置由内而外依次包括：内保护层4、外保护层7、热缩保护材料6、基座1和柔性套管5，其中：柔性套管5的外部设有抱箍2，导线8位于内保护层4内部，且内保护层4的末端与基座1构成的空腔内注有补偿油3。

所述的连接基座1和柔性套管5均为中空结构，且基座1与柔性套管5的连接处设有防脱台阶，从而实现基座1与柔性套管5的卡接。

所述的内保护层4、外保护层7由内而外依次包裹在导线的外部，起到保护脐带缆内部导线8的作用。

所述的环形覆盖热缩保护材料6的外径尺寸小于连接基座1的内径，连接基座1的外径小于柔性套管5的内径。

本实施例涉及一种用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法，包括以下步骤：

第一步、根据贯穿密封脐带缆接线的长度要求，将相应长度的脐带缆外保护层7剥除，仅剩包裹导线的内保护层4；

第二步、将环形热缩保护材料6包裹在导线8的内保护层4上，并利用温升收缩和胶水形成保护；

所述的环形热缩保护材料6为柔性阻燃热收缩聚烯烃，作业温度为-55℃～+135℃，收缩温度为100℃，较大的收缩比可以使热缩材料适用复杂的外形；

第三步、将覆盖了热缩保护材料6的导线贯穿柔性套管5和连接基座1；

第四步、在柔性套管5和连接基座1以及柔性套管5和覆盖了热缩保护材料6的导线8之间，使用两个或多个抱箍2夹紧；

所述的抱箍2的夹持位置在柔性套管5的两端，抱箍2长度满足能束紧柔性套管5并略有富裕长度，束紧标准为柔性套管5与基座1、热缩保护材料6之间不发生滑动；

第五步、在柔性套管5与覆盖热缩保护材料6的导线之间，内保护层4的末端与基座1构成的空腔内，完全填充补偿油3并完成密封；

所述的补偿油3用于平衡水下环境中脐带缆的内外压差，加入的压力大于等于0.5kgf/cm²。

本装置可以单独或者多套安装在挖沟机上，根据不同的作业条件和挖沟机结构，而布置成多种构形。

Claims (1)

1.一种用于水下脐带缆充油式贯穿密封方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、根据贯穿密封脐带缆接线的长度要求，将相应长度的脐带缆外保护层剥除，仅剩包裹导线的内保护层；

第二步、将环形热缩保护材料包裹在导线的内保护层上，并利用温升收缩和胶水形成保护；

所述的环形热缩保护材料为柔性阻燃热收缩聚烯烃，作业温度为-55℃～+135℃，收缩温度为100℃；

第三步、将覆盖了热缩保护材料的导线贯穿柔性套管和连接基座；

第四步、在柔性套管的两端设置抱箍夹紧；

第五步、在柔性套管与覆盖热缩保护材料的导线之间、内保护层的末端与基座构成的空腔内，完全填充用于平衡水下环境中脐带缆的内外压差的补偿油并完成密封；

所述的补偿油通过补偿器注油加入，加入的压力大于等于0.5kgf/cm²。