CN106771754A - 水下高压动态插拔电连接器检测装置 - Google Patents

水下高压动态插拔电连接器检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水下高压动态插拔电连接器检测装置，用于解决现有动态插拔电连接器检测装置实用性差的技术问题。技术方案是包括高压水箱、旋动活塞式压力单元和电信号测量单元。通过旋动活塞式压力单元内可轴向移动的导向活塞实现湿插在水介质中的高压动态插拔，并利用与旋动活塞式压力单元连通的高压水箱及可调压单向阀分别实现湿插公头拔出和插入过程中的稳定高压环境，通过安装于顶端旋塞与导向活塞之间的环状应变柱，与湿插连接的电信号源以及电信号测量单元对湿插动态插拔过程中的力学特性及电连接特性进行同步测量，实用性好。

Description

水下高压动态插拔电连接器检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种水下高压动态插拔电连接器检测装置。
背景技术
湿式水下电连接器，也称湿插，是一种应用于水下的电力传输和数据通信节点装置，水下环境中的插拔特性及其电连接特性是产品的主要指标。目前主要采用静态电连接器的液体压力试验、大气环境中的电连接器动态插入分离试验两种方式进行密封、耐压、插拔及电连接特性的测量，例如电连接器实验方法GJB1217A-2009ZZ中所示的两种典型的测量装置。目前电连接器实验方法的检测装置功能单一，无法真实模拟水下高压环境中动态插拔的力学特性、电连接特性及其耐压密封性，对产品在使用环境下的特性指标缺乏考核。针对湿插在水下插拔的特点，目前国内外尚缺乏一种水下高压动态插拔电连接性检测装置方案，以创造一种更接近于真实应用环境的检测手段，提高湿插等水下电连接器性能测试的真实准确性，从而提升产品运行可靠性和安全性。
发明内容
为了克服现有动态插拔电连接器检测装置实用性差的不足，本发明提供一种水下高压动态插拔电连接器检测装置。该检测装置包括高压水箱、旋动活塞式压力单元和电信号测量单元。通过旋动活塞式压力单元内可轴向移动的导向活塞实现湿插在水介质中的高压动态插拔，并利用与旋动活塞式压力单元连通的高压水箱及可调压单向阀分别实现湿插公头拔出和插入过程中的稳定高压环境，通过安装于顶端旋塞与导向活塞之间的环状应变柱，与湿插连接的电信号源以及电信号测量单元对湿插动态插拔过程中的力学特性及电连接特性进行同步测量，实用性好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水下高压动态插拔电连接器检测装置，其特点是包括高压气源1、减压阀2、高压水箱3、旋动活塞式压力单元4、电信号测量单元5、压力测量单元6、可调压单向阀7、出水阀8、压力表9、电信号源10和截止阀11。高压气源1通过减压阀2连通高压水箱3，高压水箱3中的高压水介质12通过截至阀11经入水孔30进入旋动活塞式压力单元4，旋动活塞式压力单元4内的高压水介质12经出水孔20与可调单向阀7、出水阀8以及压力表9同时连通。旋动活塞式压力单元4通过公头导线17、母头导线26、应变导线18分别与电信号测量单元5、电信号源10、压力测量单元6电连接。
所述旋动活塞式压力单元4包括旋杆13、顶端旋塞14、导向活塞15、环状应变柱16、公头导线17、应变导线18、活塞密封圈19、公头密封圈21、高压缸体22、第一定位销23、法兰密封圈24、母头密封圈25、母头导线26、湿插母头27、底端法兰28、第二定位销29和湿插公头31。所述旋杆13插入顶端旋塞14的两侧用以施加扭矩，所述顶端旋塞14与高压缸体22螺纹连接。导向活塞15与高压缸体22内腔滑动配合并通过活塞密封圈19密封，所述导向活塞15将顶端旋塞14的转动变为轴向运动。环状应变柱16布置于导向活塞15与顶端旋塞14之间，通过应变导线18将轴向的压力转变为电信号输出至压力测量单元6。底端法兰28与高压缸体22通过螺栓连接，并通过第一定位销23和第二定位销29定位，通过法兰密封圈24密封。湿插公头31与导向活塞15螺纹连接并通过公头密封圈21密封，公头导线17通过导向活塞15和顶端旋塞14中心孔引出。湿插母头27与底端法兰28螺纹连接并通过母头密封圈25密封，母头导线26通过底端法兰28中心孔引出。
本发明的有益效果是：该检测装置包括高压水箱、旋动活塞式压力单元和电信号测量单元。通过旋动活塞式压力单元内可轴向移动的导向活塞实现湿插在水介质中的高压动态插拔，并利用与旋动活塞式压力单元连通的高压水箱及可调压单向阀分别实现湿插公头拔出和插入过程中的稳定高压环境，通过安装于顶端旋塞与导向活塞之间的环状应变柱，与湿插连接的电信号源以及电信号测量单元对湿插动态插拔过程中的力学特性及电连接特性进行同步测量，实用性好。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明水下高压动态插拔电连接器检测装置的结构示意图。
图2是图1中旋动活塞式压力单元的详图。
图中，1-高压气源，2-减压阀，3-高压水箱，4-旋动活塞式压力单元，5-电信号测量单元，6-压力测量单元，7-可调压单向阀，8-出水阀，9-压力表，10-电信号源，11-截止阀，12-高压水介质，13-旋杆，14-顶端旋塞，15-导向活塞，16-环状应变柱，17-公头导线，18-应变导线，19-活塞密封圈，20-出水孔，21-公头密封圈，22-高压缸体，23-第一定位销，24-法兰密封圈，25-母头密封圈，26-母头导线，27-湿插母头，28-底端法兰，29-第二定位销，30-入水孔，31-湿插公头。
具体实施方式
以下实施例参照图1～2。
本发明水下高压动态插拔电连接器检测装置包括高压气源1、减压阀2、高压水箱3、旋动活塞式压力单元4、电信号测量单元5、压力测量单元6、可调压单向阀7、出水阀8、压力表9、电信号源10和截止阀11。高压气源1通过减压阀2连通高压水箱3，高压水箱3中的高压水介质12通过截至阀11经入水孔30进入旋动活塞式压力单元4，旋动活塞式压力单元4内的高压水介质12经出水孔20与可调单向阀7、出水阀8以及压力表9同时连通。旋动活塞式压力单元4通过公头导线17、母头导线26、应变导线18分别与电信号测量单元5、电信号源10、压力测量单元6电连接。
所述旋动活塞式压力单元4包括旋杆13、顶端旋塞14、导向活塞15、环状应变柱16、公头导线17、应变导线18、活塞密封圈19、公头密封圈21、高压缸体22、第一定位销23、法兰密封圈24、母头密封圈25、母头导线26、湿插母头27、底端法兰28、第二定位销29和湿插公头31。所述旋杆13插入顶端旋塞14的两侧用以施加扭矩，所述顶端旋塞14与高压缸体22螺纹连接。导向活塞15与高压缸体22内腔滑动配合并通过活塞密封圈19密封，所述导向活塞15将顶端旋塞14的转动变为轴向运动。环状应变柱16布置于导向活塞15与顶端旋塞14之间，通过应变导线18将轴向的压力转变为电信号输出至压力测量单元6。底端法兰28与高压缸体22通过螺栓连接，并通过第一定位销23和第二定位销29定位，通过法兰密封圈24密封。湿插公头31与导向活塞15螺纹连接并通过公头密封圈21密封，公头导线17通过导向活塞15和顶端旋塞14中心孔引出。湿插母头27与底端法兰28螺纹连接并通过母头密封圈25密封，母头导线26通过底端法兰28中心孔引出。
以3000m水深环境下的湿式水下电连接器动态插拔的力学特性及其电连接特性测试为例详细说明水下高压动态插拔电连接器检测装置。湿插公头31与导向活塞15通过螺纹进行连接，并通过公头密封圈21进行端面密封，安装完毕后连同导向活塞15一体装入高压缸体22，通过活塞密封圈19实现径向密封。旋杆13插入顶端旋塞14的两侧用以施加扭矩，顶端旋塞14与高压缸体22螺纹连接并实现旋进运动。导向活塞15与高压缸体22内腔滑动配合并通过活塞密封圈19进行密封，同时导向活塞15将顶端旋塞14的转动变为轴向运动。环状应变柱16布置于导向活塞15与顶端旋塞14之间，通过应变导线18将轴向的压力转变为可测量的电信号输出至压力测量单元6。公头导线17穿过导向活塞15及顶端旋塞14的中心孔引出。湿插母头27与底面法兰28通过螺纹及母头密封圈25连接密封，母头导线26通过穿过底面法兰28中心孔引出。底面法兰28与高压缸体22通过螺栓及法兰密封圈24连接密封并通过第一定位销23及第二定位销29定位，通过底面法兰28、高压缸体22、导向活塞15的中心孔位置度加工及装配精度，保证湿插公头31与湿插母头27的插入同轴度。
准备过程中，将应变导线18与压力测量单元6电信号连接，将母头导线26与电信号源10电信号连接，将公头导线17与电信号测量单元5电信号连接，将入水孔30与高压水箱3通过截止阀11连接，将出水孔20与压力表9、出水阀8以及可调压单向阀7连接，并打开截止阀11及出水阀8。将高压气源1与高压水箱3连接，打开减压阀2，利用气压驱动水介质12流入高压缸体22内，并将气体及多余的水从出水阀8排出。
高压动态插入过程中，关闭出水阀8，打开截止阀11，并将可调单向阀7事先调校至测试压力30MPa，同时打开减压阀2将高压气源1压力减至测试压力30MPa供应至高压水箱3，此时水介质12压力升至测试压力30MPa。连接有湿插公头31的导向活塞15受到顶端旋塞14的限位，导向活塞15与顶端旋塞14之间的环状应变柱16受到挤压应变，通过压力测量单元6可读出测试水压30MPa作用于导向活塞15上的压力。推动旋杆13带动顶端旋塞14旋转，使得导向活塞15向下运动，利用可调单向阀7对容积减少过程中多余的水介质12排除系统进行稳压，使得水介质12稳定在测试压力30MPa，避免这一过程中系统容积的减少而导致水介质12压力的上升。当湿插公头31插入湿插母头27，环状应变柱16受到挤压应力增大，通过压力测量单元实时地读出插入过程中作用于导向活塞15上的压力，得到在测试水压30MPa环境下的整个插入过程的动态力学特性。
当高压动态插入过程结束，湿插公头31完全插入湿插母头27后，继续旋转顶端旋塞14推动导向活塞15时，环状应变柱16将受到不断上升的挤压应力并通过压力测量单元6反映，此时停止插入进入电连接特性测试阶段。打开电信号源10产生电信号，通过电信号测量单元5对湿插公头31与湿插母头27在测试水压30MPa环境下的绝缘性、导通性、电阻特性等电连接特性进行测试。
高压动态拔出过程中，推动旋杆13带动顶端旋塞14反向旋转，使得导向活塞15在水介质12推动下向上运动。利用高压气源1经减压阀2减压后对系统进行补偿稳压，使得水介质12稳定在测试压力30MPa，避免这一过程中系统容积的增大而导致水介质12压力的下降。此时环状应变柱16受到的挤压应力由于拔出阻力而相对减小，通过压力测量单元6可得到在测试水压30MPa环境下的整个拔出过程的动态力学特性。

Claims (2)

1.一种水下高压动态插拔电连接器检测装置，其特征在于：包括高压气源(1)、减压阀(2)、高压水箱(3)、旋动活塞式压力单元(4)、电信号测量单元(5)、压力测量单元(6)、可调压单向阀(7)、出水阀(8)、压力表(9)、电信号源(10)和截止阀(11)；高压气源(1)通过减压阀(2)连通高压水箱(3)，高压水箱(3)中的高压水介质(12)通过截至阀(11)经入水孔(30)进入旋动活塞式压力单元(4)，旋动活塞式压力单元(4)内的高压水介质(12)经出水孔(20)与可调单向阀(7)、出水阀(8)以及压力表(9)同时连通；旋动活塞式压力单元(4)通过公头导线(17)、母头导线(26)、应变导线(18)分别与电信号测量单元(5)、电信号源(10)、压力测量单元(6)电连接。
2.根据权利要求1所述的水下高压动态插拔电连接器检测装置，其特征在于：所述旋动活塞式压力单元(4)包括旋杆(13)、顶端旋塞(14)、导向活塞(15)、环状应变柱(16)、公头导线(17)、应变导线(18)、活塞密封圈(19)、公头密封圈(21)、高压缸体(22)、第一定位销(23)、法兰密封圈(24)、母头密封圈(25)、母头导线(26)、湿插母头(27)、底端法兰(28)、第二定位销(29)和湿插公头(31)；所述旋杆(13)插入顶端旋塞(14)的两侧用以施加扭矩，所述顶端旋塞(14)与高压缸体(22)螺纹连接；导向活塞(15)与高压缸体(22)内腔滑动配合并通过活塞密封圈(19)密封，所述导向活塞(15)将顶端旋塞(14)的转动变为轴向运动；环状应变柱(16)布置于导向活塞(15)与顶端旋塞(14)之间，通过应变导线(18)将轴向的压力转变为电信号输出至压力测量单元(6)；底端法兰(28)与高压缸体(22)通过螺栓连接，并通过第一定位销(23)和第二定位销(29)定位，通过法兰密封圈(24)密封；湿插公头(31)与导向活塞(15)螺纹连接并通过公头密封圈(21)密封，公头导线(17)通过导向活塞(15)和顶端旋塞(14)中心孔引出；湿插母头(27)与底端法兰(28)螺纹连接并通过母头密封圈(25)密封，母头导线(26)通过底端法兰(28)中心孔引出。
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