CN107070064B - 水下电机电缆的橡胶双密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水下电机电缆的橡胶双密封结构，它包括一个开有圆形凹槽的电机端板和一个开有圆形通孔的导管壁板，电机端板与导管壁板呈紧密配合，电机端板凹槽中心开有一个圆形穿缆孔。电机端板开槽端延伸出硫化凸台并与电机端板的凹槽形成第一水密腔，导管壁板开孔处延伸出硫化端盖，此端盖横截面为“L”形，硫化端盖与导管壁板的圆孔、电机端板形成第二水密腔，在第二水密腔内嵌入一个固定在电机端板背面、用于隔绝海水的增强凸台。第一水密腔及第二水密腔沿轴向加工出内螺纹，增强凸台在其内、外表面分别沿轴向加工出内、外螺纹。

Description

水下电机电缆的橡胶双密封结构
技术领域
本发明属于电缆密封技术领域，特别涉及一种水下电机电缆的橡胶双密封结构。
背景技术
近年来，一种新颖的推进方式在民用领域应用越来越广泛——轮缘推进。所谓轮缘推进，是指将电机与螺旋桨集成为一体的推进装置。轮缘推进装置取消了传统的推进轴系，将推进电机从舱内移至舱外，既节省了舱内空间，又消除了传统推进方式中桨轴系统耦合振动。在美国专利US-0126297及US-5220231说明书中，对这种机桨一体化推进装置作了详细的描述。由于轮缘推进电机是通过嵌入式方式安装在导管基座上，并且在电机与导管配合面会有海水渗入，因此电机的电源电缆在穿过电机端板并进入导管舱壁时涉及到两处密封，即电机端板与电缆的密封及导管壁板与电缆的密封。
传统潜水电机电缆密封通常采用金属连接器来密封或通过多级压紧螺母与涨圈形成的套筒来密封，这两种密封方式的缺点是连接器或套筒的尺寸偏大，无法适应轮缘推进电机电缆的安装环境，并且以上两种水密连接器都属于刚性连接器，对轮缘电机的减振降噪带来不利影响。
发明内容
本发明的目的就是针对现有电缆密封技术的缺陷，提供一种潜水下电机电缆的橡胶双密封结构。该装置一方面可以保证电机出线的水密，经过耐压试验测得这种密封装置能保证电缆在450米深水环境下的水密性，同时又能起到一定的减振作用，避免电机端板与导管的径向刚性连接。
本发明提供了一种水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：它包括一个开有圆形凹槽的电机端板和一个开有圆孔的导管壁板，电机端板与导管壁板呈紧密配合，电机端板凹槽中心开有一个圆形穿缆孔，圆形穿缆孔和圆孔相连通，电机端板凹槽边缘向电机端板外侧延伸形成第一凸台，第一凸台并与凹槽配合形成第一水密腔，导管壁板的圆孔边缘向导管壁板外侧延伸形成第二凸台，第二凸台与导管壁板的圆孔、电机端板配合形成第二水密腔，外部套有保护套的电缆依次穿过第一水密腔、圆形穿缆孔和第二水密腔，第一水密腔和第二水密腔均灌有密封胶。
所述位于第二水密腔内的电机端板上设置有环形的增强凸台，增强凸台与圆形穿缆孔同轴。
所述第一水密腔的轴向内侧面加工有第一内螺纹，所述第二水密腔的轴向内侧面加工有第二内螺纹，所述增强凸台的轴向内、外侧面分别加工有增强内螺纹、增强外螺纹。
所述第二凸台的边缘垂直设置有向内的翻边。
所述第二凸台翻边的内径等于所述增强凸台的外径。
所述第二水密腔与第一水密腔及增强凸台的同轴设置。
所述第二水密腔的内径大于第一水密腔的内径。
所述电机端板、导管壁板、第一凸台、增强凸台及第二凸台的材料为钢、铝或铜金属。
所述保护套材料为氯丁橡胶、海帕伦、腈、PVC、EPDM或PU。
所述第一密封腔及第二密封腔内灌注密封胶的最高硫化温度不能超过所述电缆的保护套的安全工作温度。
所述电缆穿过所述电机端板、导管壁板时通过在第一密封腔12及第二密封腔内密封胶实现密封。
本发明分别在电机端板和导管壁板上设置第一水密腔和第二水密腔，并在上述水密腔内灌注硫化胶，有效提供整体密封性。位于第二水密腔内的增强凸台与电机端板加工为一个整体，这样既可保证硫化胶与周围金属板的粘附强度，又能增加硫化面积，起到径向与轴向的密封效果。第一水密腔的有第一内螺纹，第二水密腔的第二内螺纹，增强凸台的轴向内、外侧面的增强内螺纹、增强外螺纹，进一步增加硫化胶的粘附强度，提高水密性能。第二凸台设置有向内的翻边，进一步保证密封装置的整体稳定性。
附图说明
图1是轮缘推进电机出线方案示意图；
图2是本发明电缆密封装置三维结构示意图；
图3是本发明电缆密封装置剖视图
其中，1-电机端板；2-导管壁板；3-电缆；3-1-缆芯；3-2-保护套；4-第一凸台；5-增强凸台；6-第二凸台；7-第一内螺纹；8-增强内螺纹；9-增强外螺纹；10-第二内螺纹；11-穿缆孔；1-第一水密腔；13-第二水密腔；1-电机定子；15-导管；16-电机安装基座，17-凹槽，18-圆孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
图1示出了轮缘电机的电源电缆轴向出线方案。轮缘电机定子采用一种嵌入式的方式安装在导管15的基座16上，电缆3从电机的端部经电机端板1再穿过导管壁板2轴向出线，并通过水密装置完成电缆3与电机端板1、导管壁板2的密封。
由于电机定子是采用嵌入式的方式安装在导管里，因此电机端板1与导管壁板2的配合面之间存在间隙，当轮缘电机在深水环境下海水极有可能会通过电机的冷却通道进入该间隙内，在此处需要对电缆3进行水密处理。
如图所示，本发明所述的电缆密封装置左端是一个开有圆形凹槽17的电机端板1，其中凹槽的深度取电机端板1厚度的一半。电缆密封装置右端是一个开有圆孔的导管壁板2，此处圆孔18的内径须大于电机端板凹槽17内径。另外，在电机端板凹槽中心开有一个圆形穿缆孔11，孔径等于电缆3护套外径。
如图3所示，为增加硫化胶即密封胶的体积，在电机端板1开槽端延伸出第一凸台4并与电机端板1的凹槽形成第一水密腔1，导管壁板开孔处延伸出第二凸台6并与导管壁板的圆孔、电机端板1形成第二水密腔13。在电缆的密封过程中需要向第一水密腔1、第二水密腔13内灌注密封胶并与周围的金属板和电缆护套硫化在一起。
下面介绍具体的安装步骤：
第一步硫化：先将电缆3穿过电机端板1，并使第一水密腔1开口朝上、电缆3处于第一水密腔1中心位置，采用夹具使其固定，然后将密封胶快速注入到第一水密腔1中直至固化，最后将电机端板1与电机定子的内、外护套焊接为一体并嵌入至导管15中，再将电缆3由穿缆孔11牵引至第二水密腔13中，进行第二步硫化。
第二步硫化：将第二水密腔13开口朝上并使电缆3处于第二水密腔13的中心位置，采用夹具使其固定，然后将密封胶快速注入到第二水密腔13中直至固化。
电机在工作过程中，由于定、转子之间存在径向与切向电磁力作用，这必然会激起电机定子在径向与圆周方向的振动，为保证电机在运行工况下电缆的密封可靠性，在第二水密腔13内设置有增强凸台5，它与电机端板1加工为一个整体，这样既可保证硫化胶与周围金属板的粘附强度，又能增加硫化面积，起到径向与轴向的密封效果。
如图3所示，为进一步增加硫化胶的粘附强度，提高水密性能，在第一水密腔1的轴向内侧面加工有第一内螺纹7，在第二水密腔的轴向内侧面加工有第二内螺纹10，在增强凸台5的轴向内、外侧面分别加工有增强内螺纹8、增强外螺纹9。同时对与硫化胶接触的金属平面部分及电缆护套部分进行毛化处理，并在灌胶前对这些毛化处理的部位均匀涂抹粘胶剂。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明所述的密封装置对于多芯电缆或多根单芯电缆的密封同样适用。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：它包括一个开有圆形凹槽的电机端板和一个开有圆孔的导管壁板，电机端板与导管壁板呈紧密配合，电机端板凹槽中心开有一个圆形穿缆孔，圆形穿缆孔和圆孔相连通，电机端板凹槽边缘向电机端板外侧延伸形成第一凸台，第一凸台并与凹槽配合形成第一水密腔，导管壁板的圆孔边缘向导管壁板外侧延伸形成第二凸台，第二凸台与导管壁板的圆孔、电机端板配合形成第二水密腔，外部套有保护套的电缆依次穿过第一水密腔、圆形穿缆孔和第二水密腔，第一水密腔和第二水密腔均灌有密封胶；
位于第二水密腔内的电机端板上设置有环形的增强凸台，增强凸台与圆形穿缆孔同轴；
所述第一水密腔的轴向内侧面加工有第一内螺纹，所述第二水密腔的轴向内侧面加工有第二内螺纹，所述增强凸台的轴向内、外侧面分别加工有增强内螺纹、增强外螺纹；
所述第二水密腔与第一水密腔及增强凸台同轴设置。
2.根据权利要求1所述的水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：第二凸台的边缘垂直设置有向内的翻边。
3.根据权利要求2所述的水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：所述第二凸台翻边的内径等于所述增强凸台的外径。
4.根据权利要求1所述的水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：所述第二水密腔的内径大于第一水密腔的内径。
5.根据权利要求1所述的水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：所述电机端板、导管壁板、第一凸台、增强凸台及第二凸台的材料为钢、铝或铜金属。
6.根据权利要求1所述的水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：所述保护套材料为氯丁橡胶、海帕伦、腈、PVC、EPDM或PU。
7.根据权利要求1所述的水下电机电缆的橡胶双密封结构，其特征在于：所述电缆穿过所述电机端板、导管壁板时通过在第一密封腔及第二密封腔内密封胶实现密封。
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