CN105305154A - 一种深水电连接装置及深水电缆组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水电连接装置，涉及船用深水电连接装置领域；该装置包括铰链套筒、第一密封组件、承力组件、第二密封组件及柔性电缆，铰链套筒的内部设置轴向通孔，铰链套筒的一端设置有径向通孔及销轴，铰链套筒的另一端内部靠近筒端处设置有环形挡板；第一密封组件封住轴向通孔的中部，承力组件紧贴环形挡板设置并封住轴向通孔，承力组件拉紧固定承力电缆的一端，第二密封组件紧贴环形挡板设置并封住铰链套筒的筒端；通过铰链套筒与水上移动装置铰接，使得深水电连接装置能灵活转动，增强了水上移动装置的水动力性能，该装置使得柔性电缆穿过第一密封组件与承力电缆电气连接，满足了承力电缆与水上移动装置间电气和物理连接的可靠性。

Description

一种深水电连接装置及深水电缆组件

技术领域

本发明涉及船用深水电连接装置技术领域，特别涉及一种深水电连接装置及深水电缆组件。

背景技术

目前，一些船用的拖曳式水上移动装置在连接承力电缆时，通常需要在水上移动装置下安装电连接装置来辅助进行电气和物理连接，对承力电缆和电连接装置的承力要求较高。

现有的深水电连接装置通常为固定式，固定式电连接装置在连接承力电缆时，力传递效率较低，在一些特殊的使用环境的要求下，无法保证承力电缆和水上移动装置之间的电气和物理连接的可靠性。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种深水电连接装置及深水电缆组件，技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种深水电连接装置，适用于连接承力电缆与水上移动装置，所述装置包括：铰链套筒、第一密封组件、承力组件、第二密封组件以及柔性电缆，

所述铰链套筒的内部设置轴向通孔，所述铰链套筒的一端设置有与所述轴向通孔垂直的径向通孔以及穿过所述径向通孔的销轴，所述铰链套筒的另一端内部靠近筒端处设置有环形挡板；

所述第一密封组件固定在所述轴向通孔内且封住所述轴向通孔的中部，所述承力组件紧贴所述环形挡板靠近所述第一密封组件的一面设置并封住所述轴向通孔，所述承力组件用于拉紧固定所述承力电缆的一端，所述第二密封组件紧贴所述环形挡板的另一面设置并封住所述铰链套筒的筒端；

所述销轴穿过所述水上移动装置使得所述铰链套筒与所述水上移动装置铰接，所述柔性电缆的一端穿过所述铰链套筒连接所述水上移动装置，所述柔性电缆的另一端穿过所述第一密封组件后与依次穿过所述第二密封组件、所述承力组件的所述承力电缆电连接。

进一步地，所述第一密封组件包括端盖、内套筒、第一填料及第一垫片，所述端盖、所述内套筒及所述第一垫片上均对应设置有通孔，所述端盖、所述内套筒和所述第一垫片通过所述通孔套设于所述柔性电缆上，所述端盖包括筒体和设于所述筒体一端的盖板，所述筒体的另一端与所述内套筒螺纹连接，所述第一填料、第一垫片夹设于所述盖板及所述内套筒之间。

进一步地，所述承力组件包括异型锥套、外套筒、衬套、外衬套，所述承力电缆包括芯线、保护层以及设于所述芯线及所述保护层之间的承力层；

所述承力层穿过所述衬套、外套筒、异型锥套后缠绕固定于所述异型锥套的外表面上，所述外套筒的两端均设置有内螺纹，所述异型锥套及所述衬套螺纹连接于所述外套筒的两端，所述外衬套固定于所述衬套的外端，所述外锥套嵌于所述承力层及所述保护层之间并紧贴所述环形挡板的内侧设置，所述承力组件的内部间隙中填充第二填料进行密封固定。

进一步地，所述外套筒的两端的内螺纹的螺纹方向相反。

优选地，所述第二填料为环氧树脂胶。

进一步地，所述第二密封组件包括内锥套、外锥套、第二垫片及第三填料，所述内锥套、所述外锥套及所述第二垫片上均对应设置有通孔，所述内锥套、所述外锥套及所述第二垫片通过所述通孔套设于所述承力电缆上，所述内锥套与所述铰链套筒的筒端螺纹连接，所述第三填料、第二垫片夹设于所述内锥套与所述环形挡板之间，所述内锥套及所述外锥套的表面套设有外护套。

进一步地，所述铰链套筒的左端设置有沿所述铰链套筒轴向延伸的U形槽，所述径向通孔对称设置于所述U形槽的两端，所述柔性电缆通过所述U形槽伸出所述铰链套筒。

进一步地，所述铰链套筒的外侧壁上设置有用于固定所述柔性电缆的卡环。

另一方面，本发明实施例还提供一种深水电缆组件，适用于连接水上移动装置，所述电缆组件包括：铰链套筒、第一密封组件、承力组件、第二密封组件、柔性电缆以及承力电缆，

所述铰链套筒的内部设置轴向通孔，所述铰链套筒的一端设置有与所述轴向通孔垂直的径向通孔以及穿过所述径向通孔的销轴，所述铰链套筒的另一端内部靠近筒端处设置有环形挡板；

所述第一密封组件固定在所述轴向通孔内且封住所述轴向通孔的中部，所述承力组件紧贴所述环形挡板靠近所述第一密封组件的一面设置并封住所述轴向通孔，所述承力组件用于拉紧固定所述承力电缆的一端，所述第二密封组件紧贴所述环形挡板的另一面设置并封住所述铰链套筒的筒端；

所述销轴穿过所述水上移动装置使得所述铰链套筒与所述水上移动装置铰接，所述柔性电缆的一端穿过所述轴向通孔连接所述水上移动装置，所述柔性电缆的另一端穿过所述第一密封组件后与依次穿过所述第二密封组件、所述承力组件的所述承力电缆电连接。

进一步地，所述承力组件包括异型锥套、外套筒、衬套、外衬套，所述承力电缆包括芯线、保护层以及设于所述芯线及所述保护层之间的承力层；

所述承力层穿过所述衬套、外套筒、异型锥套后缠绕固定于所述异型锥套的外表面上，所述外套筒的两端均设置有内螺纹，所述异型锥套及所述衬套螺纹连接于所述外套筒的两端，所述外衬套固定于所述衬套的外端，所述外锥套嵌于所述承力层及所述保护层之间并紧贴所述环形挡板的内侧设置，所述承力组件的内部间隙中填充第二填料进行密封固定。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过设置带有销轴和径向通孔的铰链套筒与水上移动装置铰接，使得深水电连接装置能灵活转动，增强了水上移动装置的水动力性能以及电连接装置的承力能力；第一密封组件及第二密封组件分别密封所述铰链套筒的两端，承力组件拉紧固定承力电缆，该电连接装置的结构便于采用跳线方式另取一段柔性电缆穿过第一密封组件与承力电缆电气连接，柔性电缆再向水上移动装置传输电信号，柔性电缆的承力要求大为降低保证了柔性电缆穿入水上移动装置处的密封性，增强了承力电缆与水上移动装置之间电气和物理连接的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种深水电连接装置的剖视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种深水电连接装置的侧视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第一密封组件的放大结构示意图；

图4是本发明实施例提供的承力组件的放大结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在与移动的水上装置进行通信的一些场景中，通常需要使用承力强度较高的承力电缆来连接水上装置，为保障承力电缆在水中与水上装置的连接的稳定性以及连接处的密封性，经常需要设置电连接装置来辅助完成承力电缆与水上装置的物理连接及电气连接。例如，舰艇用水上拖曳式浮标，在浮标从水下放出至水面的过程中，需要克服5级海况时的风浪涌以及7节的拖曳航速，此时承力电缆和电连接装置需要承受接近两吨的工作张力，现有的一些固定式电连接装置在连接承力电缆时，存在破断张力损失的情况，电连接装置的破断张力仅为承力电缆破断张力的80％左右，使得电连接装置的承力能力较差而无法和承力电缆一样满足工作需求。因此，需要采用特殊的电连接装置的结构，来保证承力电缆与水上移动装置之间的物理连接及电气连接的可靠性。

实施例

参见图1，本发明实施例提供了一种深水电连接装置，适用于连接承力电缆5与水上移动装置，该装置包括：铰链套筒1、第一密封组件2、承力组件3、第二密封组件4以及柔性电缆6。

铰链套筒1的内部设置轴向通孔15，铰链套筒1的一端设置有与轴向通孔15垂直的径向通孔16以及穿过径向通孔16的销轴11，铰链套筒1的另一端内部靠近筒端处设置有环形挡板12；

第一密封组件2固定在轴向通孔15内且封住轴向通孔15的中部，承力组件3紧贴环形挡板12靠近第一密封组件2的一面设置并封住轴向通孔15，承力组件3用于拉紧固定承力电缆5的一端，第二密封组件4紧贴环形挡板12的另一面设置并封住铰链套筒1的筒端；

销轴11穿过水上移动装置使得铰链套筒1与水上移动装置铰接，柔性电缆的一端穿过轴向通孔15连接水上移动装置，柔性电缆6的一端穿过第一密封组件2后与依次穿过第二密封组件4、承力组件3的承力电缆5电连接。

具体地，在使用过程中，水上移动装置例如拖曳式浮标下方会设置带孔结构件，销轴11穿过结构件孔固定，使得铰链套筒1铰接在水上移动装置的下方，保证水上移动装置在水中被拖曳时有更灵活的运动性能，相对于固定式的电连接装置，本实施例的深水电连接装置提高了装置连接后的力传递效率，增强了电连接装置本身的破断张力；同时，承力电缆5的一端穿过第二密封组件4、承力组件3与穿过第一密封组件2的柔性电缆6电连接，承力电缆5的一端由承力组件3拉紧固定，这样使得承力电缆5和水上移动装置之间的物理连接与电气连接分开，承力电缆5以及铰链套筒1承受水上移动装置拖曳时的主要工作张力，而柔性电缆6的另一端可以设置电连接器，通过电连接器与水上移动装置电连接。柔性电缆6以跳线方式间接连接承力电缆5和水上移动装置，柔性电缆6需要承受的工作张力较小，使得柔性电缆6穿入水上移动装置的部位，不会因为承受柔性电缆6的较大拉力而松动或裂开，从而保证了穿入部位的密封性，保障了电气连接的稳定性。

进一步地，第一密封组件2包括端盖21、内套筒22、第一填料23及第一垫片24，端盖21、内套筒22及第一垫片24上均对应设置有通孔，端盖21、内套筒22和第一垫片24通过通孔套设于柔性电缆6上，端盖21包括筒体211和设于筒体211一端的盖板212，筒体211的另一端与内套筒22螺纹连接，第一填料23、第一垫片24夹设于盖板212及内套筒22之间。

具体地，端盖21封住铰链套筒1中轴向通孔15的中部，端盖21一端的盖板212上设置有用于穿过柔性电缆6的通孔，柔性电缆6穿过端盖21的部位需要进行密封，本实施例中采用的是填料密封方式，使用内套筒22螺纹内连接于端盖21的筒体211中，通过不断旋紧内套筒22以压缩第一垫片24以及第一垫片24下的第一填料23，可以使得第一填料23涨紧后密封住柔性电缆6的穿透部位。

较佳地，轴向通孔15可以为依次衔接的两段直径不等的通孔，两段通孔的衔接处形成限位台阶13，端盖21置于限位台阶13上，为保证端盖21固定于轴向通孔15中部的特定位置，端盖21从轴向通孔的较大直径通孔中放入，最终定位于限位台阶13上。端盖21的筒体211的外圆周面上可以设置环形密封槽，环形密封槽中安装匹配的环形密封圈213，环形密封圈213密封压紧轴向通孔15。环形密封圈213可以为具有弹性和回弹性的橡胶圈，环形密封圈213能够挤压填充端盖21与轴向通孔15之间的间隙，增强端盖21的密封性能。

进一步地，承力组件3包括异型锥套31、外套筒32、衬套33、外衬套34，承力电缆5包括芯线51、保护层52以及置于芯线51及保护层52之间的承力层53；承力层53穿过衬套33、外套筒32、异型锥套31后缠绕固定于异型锥套31的外表面上，外套筒32的两端均设置有内螺纹，异型锥套31及衬套33螺纹连接于外套筒32的两端，外衬套34固定于衬套33的外端，外衬套34嵌于承力层53及保护层52之间并抵住环形挡板12的环形口，承力组件3的内部间隙中填充第二填料35进行密封固定。

进一步地，外套筒32的两端的内螺纹的螺纹方向相反。

具体地，承力组件3主要用于固定拉紧承力电缆5的一端，完成承力电缆5与电连接装置的物理连接，异型锥套31的一端呈喇叭状便于承力层53的缠绕，承力电缆5的芯线51和承力层53穿过异型锥套31之后，承力层53缠绕在异型锥套31的呈喇叭状的一端的外表面上并以尼龙绳紧固，本实施例中异型锥套31的右端断面上还设置有多个轴向螺纹孔311，衬套33上轴向设置光孔，将多个螺栓7穿过光孔紧固于螺纹孔311中；转动外套筒32可以使得异型锥套31和衬套33反向转动，此时承力层53会被迫张紧以形成一定的预紧力；衬套33在外套筒32之外的一端由外衬套34固定，同时外衬套34顶住环形挡板12而被限位，保证承力电缆5工作受力时承力组件3不会相对于铰链套筒1轴向移动。

较佳地，承力电缆5可以为芳纶电缆，承力层53为芳纶层，保护层52可以为聚氨酯层。芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，使用芳纶层作为承力层的芳纶电缆破断张力较高，具有极为优异的承力能力。聚氨酯的耐磨性、抗冲击性强，承载能力优异。

较佳地，第二填料35可以为环氧树脂胶。

具体地，本实施例中使用环氧树脂胶作为承力组件3的填料，在辅助密封承力组件3的内部各个组件间的间隙的同时，还可以粘接紧固缠绕的承力层53，提升承力组件3的承力性能。

进一步地，第二密封组件4包括内锥套41、外锥套42、第二垫片44及第三填料45，内锥套41、外锥套42及第二垫片44上均对应设置有通孔，内锥套41、外锥套42及第二垫片44通过通孔套设于承力电缆5上，内锥套41与铰链套筒1的筒端螺纹连接，第三填料45、第二垫片44夹设于内锥套41与环形挡板12之间，内锥套41及外锥套42的表面套设有外护套43。

具体地，环形挡板12与铰链套筒1的筒端间形成了柱形凹槽，本实施例中采用填料密封的方式封住筒端，外锥套42的内部为斜锥面，转动外锥套42即可压紧内锥套41，外锥套42的外表面上再套设与承力电缆5的保护层52具有相同材料的聚胺脂外护套43，可辅助保护承力电缆5与铰链套筒1的连接处，同时压紧承力电缆5达到辅助承力的目的。

进一步地，铰链套筒1的左端设置有沿铰链套筒1轴向延伸的U形槽14，径向通孔16对称设置于U形槽14的两端。

具体地，U形槽14的设置避免了铰链套筒1在沿销轴11转动时与水上移动装置的结构件之间产生干涉，同时，柔性电缆6的一端可以从U形槽14的侧面绕出，避免与铰接处的结构件紧密接触而产生磨损。

进一步地，U形槽14的外侧壁上设置有用于固定柔性电缆5的卡环15。

具体地，卡环15固定在U形槽14的外侧壁上形成限位通孔，在便于柔性电缆6穿过的同时对其进行固定限位，较佳地，卡环15的外边缘倒圆角，避免刮伤柔性电缆6。

本发明实施例的深水电连接装置的结构简单，工艺装配方便，可有效满足承力电缆与水上移动装置之间的连接要求。经加载台测试，使用该工艺方式装配后，电连接装置的破断张力可达5.5吨，连接后的破断张力超过电缆自身破断张力的90％，提高了装置连接后力的传递效率；经过水压测试，电连接装置可耐6.8MPa外压且无渗漏；经过拖曳试验测试，该铰接及跳线方式可有效满足水上移动装置在拖曳过程中的电气、物理连接要求。

另一方面，本发明还提供一种深水电缆组件，适用于连接水上移动装置，该电缆组件包括实施例中所述的深水电连接装置以及紧固在深水电连接装置上的承力电缆，该电缆组件包括：铰链套筒、第一密封组件、承力组件、第二密封组件、柔性电缆以及承力电缆，

铰链套筒的内部设置轴向通孔，铰链套筒的一端设置有与轴向通孔垂直的径向通孔以及穿过径向通孔的销轴，铰链套筒的另一端内部靠近筒端处设置有环形挡板；

第一密封组件固定在轴向通孔内且封住轴向通孔的中部，承力组件紧贴环形挡板靠近第一密封组件的一面设置并封住轴向通孔，承力组件用于拉紧固定承力电缆的一端，第二密封组件紧贴环形挡板的另一面设置并封住铰链套筒的筒端；

销轴穿过水上移动装置使得铰链套筒与水上移动装置铰接，柔性电缆的一端穿过轴向通孔连接水上移动装置，柔性电缆的另一端穿过第一密封组件后与依次穿过第二密封组件、承力组件的承力电缆电连接。

进一步地，承力组件包括异型锥套、外套筒、衬套、外衬套，承力电缆包括芯线、保护层以及设于芯线及保护层之间的承力层；

承力层穿过衬套、外套筒、异型锥套后缠绕固定于异型锥套的外表面上，外套筒的两端均设置有内螺纹，异型锥套及衬套螺纹连接于外套筒的两端，外衬套固定于衬套的外端，外锥套嵌于承力层及保护层之间并紧贴环形挡板的内侧设置，承力组件的内部间隙中填充第二填料进行密封固定。

本发明实施例通过设置带有销轴和径向通孔的铰链套筒与水上移动装置铰接，使得深水电连接装置能灵活转动，增强了水上移动装置的水动力性能；第一密封组件及第二密封组件分别密封所述铰链套筒的两端，承力组件拉紧固定承力电缆，该连接装置便于采用跳线方式另取一段柔性电缆穿过第一密封组件与承力电缆电气连接，柔性电缆再向水上移动装置传输电信号，在提高力传递效率的同时，满足了承力电缆与水上移动装置之间电气和物理连接的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深水电连接装置，适用于连接承力电缆与水上移动装置，其特征在于，所述装置包括：铰链套筒、第一密封组件、承力组件、第二密封组件以及柔性电缆，

所述铰链套筒的内部设置轴向通孔，所述铰链套筒的一端设置有与所述轴向通孔垂直的径向通孔以及穿过所述径向通孔的销轴，所述铰链套筒的另一端内部靠近筒端处设置有环形挡板；

所述第一密封组件固定在所述轴向通孔内且封住所述轴向通孔的中部，所述承力组件紧贴所述环形挡板靠近所述第一密封组件的一面设置并封住所述轴向通孔，所述承力组件用于拉紧固定所述承力电缆的一端，所述第二密封组件紧贴所述环形挡板的另一面设置并封住所述铰链套筒的筒端；

所述销轴穿过所述水上移动装置使得所述铰链套筒与所述水上移动装置铰接，所述柔性电缆的一端穿过所述铰链套筒连接所述水上移动装置，所述柔性电缆的另一端穿过所述第一密封组件后与依次穿过所述第二密封组件、所述承力组件的所述承力电缆电连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一密封组件包括端盖、内套筒、第一填料及第一垫片，所述端盖、所述内套筒及所述第一垫片上均对应设置有通孔，所述端盖、所述内套筒和所述第一垫片通过所述通孔套设于所述柔性电缆上，所述端盖包括筒体和设于所述筒体一端的盖板，所述筒体的另一端与所述内套筒螺纹连接，所述第一填料、第一垫片夹设于所述盖板及所述内套筒之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述承力组件包括异型锥套、外套筒、衬套、外衬套，所述承力电缆包括芯线、保护层以及设于所述芯线及所述保护层之间的承力层；

所述承力层穿过所述衬套、外套筒、异型锥套后缠绕固定于所述异型锥套的外表面上，所述外套筒的两端均设置有内螺纹，所述异型锥套及所述衬套螺纹连接于所述外套筒的两端，所述外衬套固定于所述衬套的外端，所述外锥套嵌于所述承力层及所述保护层之间并紧贴所述环形挡板的内侧设置，所述承力组件的内部间隙中填充第二填料进行密封固定。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述外套筒的两端的内螺纹的螺纹方向相反。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二填料为环氧树脂胶。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二密封组件包括内锥套、外锥套、第二垫片及第三填料，所述内锥套、所述外锥套及所述第二垫片上均对应设置有通孔，所述内锥套、所述外锥套及所述第二垫片通过所述通孔套设于所述承力电缆上，所述内锥套与所述铰链套筒的筒端螺纹连接，所述第三填料、第二垫片夹设于所述内锥套与所述环形挡板之间，所述内锥套及所述外锥套的表面套设有外护套。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述铰链套筒的左端设置有沿所述铰链套筒轴向延伸的U形槽，所述径向通孔对称设置于所述U形槽的两端，所述柔性电缆通过所述U形槽伸出所述铰链套筒。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述铰链套筒的外侧壁上设置有用于固定所述柔性电缆的卡环。

9.一种深水电缆组件，适用于连接水上移动装置，所述电缆组件包括：铰链套筒、第一密封组件、承力组件、第二密封组件、柔性电缆以及承力电缆，

所述铰链套筒的内部设置轴向通孔，所述铰链套筒的一端设置有与所述轴向通孔垂直的径向通孔以及穿过所述径向通孔的销轴，所述铰链套筒的另一端内部靠近筒端处设置有环形挡板；

所述第一密封组件固定在所述轴向通孔内且封住所述轴向通孔的中部，所述承力组件紧贴所述环形挡板靠近所述第一密封组件的一面设置并封住所述轴向通孔，所述承力组件用于拉紧固定所述承力电缆的一端，所述第二密封组件紧贴所述环形挡板的另一面设置并封住所述铰链套筒的筒端；

所述销轴穿过所述水上移动装置使得所述铰链套筒与所述水上移动装置铰接，所述柔性电缆的一端穿过所述轴向通孔连接所述水上移动装置，所述柔性电缆的另一端穿过所述第一密封组件后与依次穿过所述第二密封组件、所述承力组件的所述承力电缆电连接。

10.根据权利要求9所述的电缆组件，其特征在于，所述承力组件包括异型锥套、外套筒、衬套、外衬套，所述承力电缆包括芯线、保护层以及设于所述芯线及所述保护层之间的承力层；

所述承力层穿过所述衬套、外套筒、异型锥套后缠绕固定于所述异型锥套的外表面上，所述外套筒的两端均设置有内螺纹，所述异型锥套及所述衬套螺纹连接于所述外套筒的两端，所述外衬套固定于所述衬套的外端，所述外锥套嵌于所述承力层及所述保护层之间并紧贴所述环形挡板的内侧设置，所述承力组件的内部间隙中填充第二填料进行密封固定。