CN108071871A - 一种水下密封穿壁结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下密封穿壁结构，穿壁套一端的法兰盘与水下密封舱体密封连接，该端内容置有与穿壁套内壁密封抵接的密封塞，且该端端部螺纹连接有密封螺套，穿壁套的另一端与压紧螺套螺纹连接，压紧螺套的一端插入穿壁套内、并与穿壁套的内壁密封抵接，压紧螺套的另一端位于穿壁套外，内部容置有密封塞，并且螺纹连接有密封螺套；压紧楔容置于穿壁套内，位于压紧螺套与容置于穿壁套一端内的密封塞之间，水下光电复合缆依次穿过密封螺套、密封塞、压紧螺套、压紧楔，压紧楔的外表面与穿壁套内壁抵接，内表面为与水下光电复合缆实现轴向固定齿牙结构。本发明不依赖橡胶硫化密封，通过机械密封的方式保证舱内外的水密，能够方便实现光电复合缆和舱体的安装及分离。

Description

一种水下密封穿壁结构

技术领域

本发明涉及水下密封舱体的配套设施，具体地说是一种实现水下光电复合缆从水中密封穿入水下密封舱体的水下密封穿壁结构。

背景技术

水下密封舱体是一种在水下环境使用，内部集成有大量电子器件的舱体结构，其广泛应用于水下工程设备、水下监控、海底观测网络、及水下机器人(ROV、AUV等)及国防等诸多领域。水下密封舱体根据工作需要经常采用密封穿壁的结构与光电复合缆连接。通常穿壁密封结构是将光电复合缆与金属穿壁件采用橡胶硫化的方式实现固连，再通过金属穿壁件实现与舱体的密封和固连。这种方式依赖于橡胶硫化，在野外以及海上作业比较困难，有依赖大型设备、耗费时间长、工艺复杂以及可靠性低等问题。

发明内容

为了解决水下光电复合缆与水下密封舱体采用橡胶硫化方式连接存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种水下密封穿壁结构。该水下密封穿壁结构依靠机械密封来实现水下光电复合缆密封穿壁，不依赖于橡胶硫化密封，具有结构简单、拆装方便、耗费时间短以及可靠性高等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括密封螺套、压紧螺套、穿壁套、压紧楔、密封塞及调整垫片，其中穿壁套一端的法兰盘与水下密封舱体密封连接，该端内容置有与穿壁套内壁密封抵接的密封塞，且该端端部螺纹连接有密封螺套，所述穿壁套的另一端与所述压紧螺套螺纹连接，该压紧螺套的一端插入所述穿壁套内、并与穿壁套的内壁密封抵接，所述压紧螺套的另一端位于穿壁套外，内部容置有密封塞，并且所述压紧螺套的另一端端部螺纹连接有密封螺套，所述穿壁套一端内的密封塞及压紧螺套内的密封塞与两端的密封螺套之间分别设有调整垫片，每端的所述密封螺套通过调整垫片与各自端的密封塞抵接，实现对密封塞的轴向固定；所述压紧楔容置于穿壁套内，位于所述压紧螺套与容置于穿壁套一端内的密封塞之间，在所述压紧螺套与压紧楔之间设有调整垫片，该压紧螺套通过调整垫片与压紧楔抵接，实现对所述压紧楔的轴向固定；水下光电复合缆依次穿过与压紧螺套螺纹连接的密封螺套、容置于压紧螺套内的密封塞、压紧螺套、压紧楔、容置于穿壁套一端内的密封塞及该端的密封螺套，所述压紧楔的外表面与穿壁套内壁抵接，内表面为齿牙结构，该压紧楔通过所述齿牙结构与水下光电复合缆实现轴向固定。

其中：所述压紧楔的外表面呈圆锥状，所述穿壁套内壁与压紧楔对应的位置为压紧压紧楔的圆锥面A，实现该压紧楔的周向固定；所述压紧楔中间开有供水下光电复合缆穿过的通孔，该通孔的表面设有所述齿牙结构，即通孔的表面沿轴向均布有多个齿牙；所述压紧楔沿轴向中心线均分为两部分，每部分的外表面在轴向中心线的两侧均对称设有豁口，每个豁口内均开有用于连接的螺栓孔；

所述密封螺套的一端攻有外螺纹B，通过该外螺纹B与压紧螺套的另一端或穿壁套的一端螺纹连接，所述密封螺套的另一端为正六边形结构；

所述压紧螺套的一端外表面沿径向开有凹槽A，该凹槽A内容置有O型橡胶密封圈A，所述压紧螺套通过该O型橡胶密封圈A与所述穿壁套内壁密封抵接，实现压紧螺套与穿壁套之间的径向密封；所述压紧螺套的一端内表面沿径向开有凹槽B，该凹槽B内容置有O型橡胶密封圈B，通过该O型橡胶密封圈B与水下光电复合缆密封接触，实现所述压紧螺套与水下光电复合缆之间的径向密封；所述压紧螺套的外表面上攻有外螺纹A，通过该外螺纹A与所述穿壁套的另一端螺纹连接；

所述密封塞的外表面为圆锥状，所述穿壁套一端内壁与密封塞对应的位置为压紧密封塞的圆锥面B，实现该密封塞的周向固定，所述密封塞通过圆锥面与穿壁套一端内壁周向接触，实现该密封塞与穿壁套一端的径向密封；

所述穿壁套一端的法兰盘上沿圆周均布有多个光孔，每个光孔均通过螺栓连接于水下密封舱体上；所述法兰盘与水下密封舱体接触的一面开有凹槽C，该凹槽C内容置有O型橡胶密封圈C，通过该O型橡胶密封圈C实现与所述水下密封舱体的轴向密封；所述穿壁套一端的外表面沿径向开有凹槽D，该凹槽D内容置有O型橡胶密封圈D，通过该O型橡胶密封圈D实现与所述水下密封舱体的径向密封。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明设计了一种应用于水下，依靠机械密封的方式实现水下光电复合缆从水中密封穿入舱内的结构，可以应用于多种类型的水下密封舱体上，能够简单快捷并且不依赖于橡胶硫化来实现水下光电复合缆与水下密封舱体之间的可靠密封。

2.结构简单，本发明通过简单零件组成的穿壁结构能够可靠地保证舱内外的水密性。

3.稳定性高，本发明通过O型橡胶密封圈以及密封塞的变形来保证结构的密封，稳定性高。

4.适用性广，本发明可以应用于多种外径水下光电复合缆，具有广泛的适用性。

5.不依赖橡胶硫化密封，本发明采用机械密封的方式，不依赖于橡胶的硫化密封，从而极大地减少了现场操作的程序，简化了操作的过程。

6.可适应不同水深，本发明通过简单的结构调整能够适应各种水深条件。

7.可防止水下光电复合缆向内伸出，本发明的压紧楔内侧带有齿牙结构，通过将齿牙结构压进水下光电复合缆护套内侧，从而保证水下光电复合缆与压紧楔固连，防止光电复合缆向内伸出。

8.操作简单，本发明的结构件均通过螺栓连接以及螺纹连接，便于安装和拆卸。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2A为图1中密封螺套的结构示意图；

图2B为图2A的左视图；

图3A为图1中压紧螺套的结构示意图；

图3B为图3A的左视图；

图4A为图1中穿壁套的结构示意图；

图4B为图4A的左视图；

图5A为图1中压紧楔的结构示意图；

图5B为图5A的左视图；

图5C为图5A的俯视图；

图5D为图5C中的A—A剖视图；

图6为图1中密封塞的结构示意图；

图7为图1中调整垫片的结构示意图；

其中：1为密封螺套、2为压紧螺套、3为穿壁套、4为压紧楔、5为密封塞、6为调整垫片，7为水下光电复合缆，8为O型橡胶密封圈A，9为O型橡胶密封圈B，10为齿牙结构，11为凹槽A，12为凹槽B，13为外螺纹A，14为外螺纹B，15为圆锥面A，16为圆锥面B，17为光孔，18为法兰盘，19为凹槽C，20为凹槽D，21为豁口，22为螺栓孔，23为O型橡胶密封圈C，24为O型橡胶密封圈D。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明设计了一种应用于水下，实现水下光电复合缆从水中密封穿入水下密封舱体内的穿壁结构，本发明不需要使用橡胶的硫化密封，而是通过机械密封的方式保证舱内外的水密，能够方便的实现安装及拆卸。具体结构为：

如图1所示，本发明包括密封螺套1、压紧螺套2、穿壁套3、压紧楔4、密封塞5及调整垫片6，其中穿壁套3一端的法兰盘18与水下密封舱体密封连接，该端内容置有与穿壁套3内壁密封抵接的密封塞5，且该端端部螺纹连接有密封螺套1；穿壁套3的另一端与压紧螺套2螺纹连接，该压紧螺套2的一端插入穿壁套3内、并与穿壁套3的内壁密封抵接，压紧螺套2的另一端位于穿壁套3外，内部容置有密封塞5，并且压紧螺套2的另一端端部螺纹连接有密封螺套1。穿壁套3一端内的密封塞5及压紧螺套2内的密封塞5与两端的密封螺套1之间分别设有调整垫片6，每端的密封螺套1通过调整垫片6与各自端的密封塞5抵接，实现对密封塞5的轴向固定。压紧楔4容置于穿壁套3内，位于压紧螺套2与容置于穿壁套3一端内的密封塞5之间，在压紧螺套2与压紧楔4之间设有调整垫片6，该压紧螺套2通过调整垫片6与压紧楔4抵接，实现对压紧楔4的轴向固定。水下光电复合缆依次穿过与压紧螺套2螺纹连接的密封螺套1、容置于压紧螺套2内的密封塞5、压紧螺套2、压紧楔4、容置于穿壁套3一端内的密封塞5及该端的密封螺套1，压紧楔4的外表面与穿壁套3内壁抵接，内表面为齿牙结构10，该压紧楔4通过齿牙结构10与水下光电复合缆7实现固连，保证水下光电复合缆7不会轴向移动。

如图1及图5A～5D所示，压紧楔4的外表面呈圆锥状，穿壁套3内壁与压紧楔4对应的位置为压紧压紧楔4的圆锥面A15，实现该压紧楔4的周向固定。压紧楔4中间开有供水下光电复合缆7穿过的通孔，该通孔的表面(即压紧楔4的内表面)设有齿牙结构10，即通孔的表面沿轴向均布有多个齿牙，通过内表面的齿牙结构10与水下光电复合缆7实现轴向固定。本实施例的压紧楔4沿轴向中心线均分为两部分，每部分的外表面在轴向中心线的两侧均对称设有豁口21，每个豁口21内均开有用于连接的螺栓孔22；这样的设计更便于压紧楔4与水下光电复合缆7之间的连接固定。

如图2A、图2B所示，密封螺套1中间开有供水下光电复合缆7穿过的通孔，密封螺套1的一端攻有外螺纹B14，通过该外螺纹B14与压紧螺套2的另一端或穿壁套3的一端螺纹连接，实现与压紧螺套2或穿壁套3的固连。密封螺套1的另一端为正六边形结构，便于扳手夹持。

如图3A、图3B所示，压紧螺套2的一端外表面沿径向开有两个凹槽A11，该凹槽A11内容置有O型橡胶密封圈A8，压紧螺套2通过该O型橡胶密封圈A8与穿壁套3内壁密封抵接，实现压紧螺套2与穿壁套3之间的径向密封。压紧螺套2的一端内表面沿径向开有两个凹槽B12，该凹槽B12内容置有O型橡胶密封圈B9，通过该O型橡胶密封圈B9与水下光电复合缆7密封接触，实现压紧螺套2与水下光电复合缆7之间的径向密封。压紧螺套2的外表面上局部攻有外螺纹A13，通过该外螺纹A13与穿壁套3的另一端实现固连。

如图6所示，密封塞5的外表面为圆锥状，穿壁套3一端内壁与密封塞5对应的位置为压紧密封塞5的圆锥面B16，实现密封塞5的周向固定，密封塞5通过圆锥面与穿壁套3一端内壁周向接触，实现该密封塞5与穿壁套3一端的径向密封。压紧螺套2内壁与密封塞5对应的位置也为圆锥面，通过圆锥面与密封塞5周向接触，从而实现对密封塞5的周向固定以及密封塞5与压紧螺套2的径向密封。两端的密封塞5内侧分别与水下光电复合缆7接触，实现密封塞5与水下光电复合缆7之间的密封。

如图4A、图4B所示，穿壁套7两端均攻有设定长度的内螺纹，分别用于与压紧螺套2和密封螺套1的螺纹连接。穿壁套3内壁中段有两段圆锥面，即圆锥面A15、圆锥面B16，分别用于与压紧楔4和密封塞5接触，实现压紧楔4和密封塞5的周向支撑和固定。穿壁套3一端的法兰盘18上沿圆周均布有多个光孔17(本实施例为八个光孔)，每个光孔17均通过螺栓连接于水下密封舱体上，实现穿壁套3与水下密封舱体的固连。法兰盘18与水下密封舱体接触的一面开有凹槽C19，该凹槽C19内容置有O型橡胶密封圈C23，通过该O型橡胶密封圈C23实现与水下密封舱体的轴向密封。穿壁套3一端的外表面沿径向开有凹槽D20，该凹槽D20内容置有O型橡胶密封圈D24，通过该O型橡胶密封圈D24实现与水下密封舱体的径向密封。

本发明的装配过程及工作原理为：

首先将压紧楔4的齿牙结构10压入水下光电复合缆7之中，实现压紧楔4与水下光电复合缆7的轴向固定。将装配好水下光电复合缆7的压紧楔4放入穿壁套3对应位置，用压紧螺套2通过调整垫片6将压紧楔4压紧。将密封塞5放入压紧螺套2中，用密封螺套1通过调整垫片6将密封塞5压紧。将另一个密封塞5装入穿壁套3一端内对应位置，用密封螺套1通过调整垫片6将密封塞5压紧。最后将穿壁套3通过螺栓连接与所应用的水下密封舱体实现固连。

本发明能够广泛地应用于各类水下光电复合缆穿舱的使用工况下，可靠地保证舱体的水密性。本发明通过压紧螺套2挤压密封塞5，使密封塞5产生变形，从而保证密封塞5与水下光电复合缆7、密封塞5与压紧螺套2、密封塞5与穿壁套3都实现密封。本发明通过多道O型橡胶密封圈实现压紧螺套2与穿壁套3、压紧螺套2与水下光电复合缆7、穿壁套3与水下密封舱体之间的密封。本发明通过压紧楔4内表面的齿牙结构10实现压紧楔4与水下光电复合缆7的固连。

Claims (7)

1.一种水下密封穿壁结构，其特征在于：包括密封螺套(1)、压紧螺套(2)、穿壁套(3)、压紧楔(4)、密封塞(5)及调整垫片(6)，其中穿壁套(3)一端的法兰盘(18)与水下密封舱体密封连接，该端内容置有与穿壁套(3)内壁密封抵接的密封塞(5)，且该端端部螺纹连接有密封螺套(1)，所述穿壁套(3)的另一端与所述压紧螺套(2)螺纹连接，该压紧螺套(2)的一端插入所述穿壁套(3)内、并与穿壁套(3)的内壁密封抵接，所述压紧螺套(2)的另一端位于穿壁套(3)外，内部容置有密封塞(5)，并且所述压紧螺套(2)的另一端端部螺纹连接有密封螺套(1)，所述穿壁套(3)一端内的密封塞(5)及压紧螺套(2)内的密封塞(5)与两端的密封螺套(1)之间分别设有调整垫片(6)，每端的所述密封螺套(1)通过调整垫片(6)与各自端的密封塞(5)抵接，实现对密封塞(5)的轴向固定；所述压紧楔(4)容置于穿壁套(3)内，位于所述压紧螺套(2)与容置于穿壁套(3)一端内的密封塞(5)之间，在所述压紧螺套(2)与压紧楔(4)之间设有调整垫片(6)，该压紧螺套(2)通过调整垫片(6)与压紧楔(4)抵接，实现对所述压紧楔(4)的轴向固定；水下光电复合缆依次穿过与压紧螺套(2)螺纹连接的密封螺套(1)、容置于压紧螺套(2)内的密封塞(5)、压紧螺套(2)、压紧楔(4)、容置于穿壁套(3)一端内的密封塞(5)及该端的密封螺套(1)，所述压紧楔(4)的外表面与穿壁套(3)内壁抵接，内表面为齿牙结构(10)，该压紧楔(4)通过所述齿牙结构(10)与水下光电复合缆(7)实现轴向固定。

2.按权利要求1所述的水下密封穿壁结构，其特征在于：所述压紧楔(4)的外表面呈圆锥状，所述穿壁套(3)内壁与压紧楔(4)对应的位置为压紧压紧楔(4)的圆锥面A(15)，实现该压紧楔(4)的周向固定；所述压紧楔(4)中间开有供水下光电复合缆(7)穿过的通孔，该通孔的表面设有所述齿牙结构(10)，即通孔的表面沿轴向均布有多个齿牙。

3.按权利要求2所述的水下密封穿壁结构，其特征在于：所述压紧楔(4)沿轴向中心线均分为两部分，每部分的外表面在轴向中心线的两侧均对称设有豁口(21)，每个豁口(21)内均开有用于连接的螺栓孔(22)。

4.按权利要求1所述的水下密封穿壁结构，其特征在于：所述密封螺套(1)的一端攻有外螺纹B(14)，通过该外螺纹B(14)与压紧螺套(2)的另一端或穿壁套(3)的一端螺纹连接，所述密封螺套(1)的另一端为正六边形结构。

5.按权利要求1所述的水下密封穿壁结构，其特征在于：所述压紧螺套(2)的一端外表面沿径向开有凹槽A(11)，该凹槽A(11)内容置有O型橡胶密封圈A(8)，所述压紧螺套(2)通过该O型橡胶密封圈A(8)与所述穿壁套(3)内壁密封抵接，实现压紧螺套(2)与穿壁套(3)之间的径向密封；所述压紧螺套(2)的一端内表面沿径向开有凹槽B(12)，该凹槽B(12)内容置有O型橡胶密封圈B(9)，通过该O型橡胶密封圈B(9)与水下光电复合缆(7)密封接触，实现所述压紧螺套(2)与水下光电复合缆(7)之间的径向密封；所述压紧螺套(2)的外表面上攻有外螺纹A(13)，通过该外螺纹A(13)与所述穿壁套(3)的另一端螺纹连接。

6.按权利要求1所述的水下密封穿壁结构，其特征在于：所述密封塞(5)的外表面为圆锥状，所述穿壁套(3)一端内壁与密封塞(5)对应的位置为压紧密封塞(5)的圆锥面B(16)，实现该密封塞(5)的周向固定，所述密封塞(5)通过圆锥面与穿壁套一端内壁周向接触，实现该密封塞(5)与穿壁套(3)一端的径向密封。

7.按权利要求1所述的水下密封穿壁结构，其特征在于：所述穿壁套(7)一端的法兰盘(18)上沿圆周均布有多个光孔(17)，每个光孔(17)均通过螺栓连接于水下密封舱体上；所述法兰盘(18)与水下密封舱体接触的一面开有凹槽C(19)，该凹槽C(19)内容置有O型橡胶密封圈C(23)，通过该O型橡胶密封圈C(23)实现与所述水下密封舱体的轴向密封；所述穿壁套(3)一端的外表面沿径向开有凹槽D(20)，该凹槽D(20)内容置有O型橡胶密封圈D(24)，通过该O型橡胶密封圈D(24)实现与所述水下密封舱体的径向密封。