CN109103833B - 一种灌封式线缆密封穿舱结构 - Google Patents

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Abstract

一种灌封式线缆密封穿舱结构，包括：穿舱壳体、转接铜芯、灌封材料。所述穿舱壳体为圆柱体，所述圆柱体的两端均开有盲孔，所述两端盲孔之间形成隔板结构；所述穿舱壳体穿过外部舱壁并与所述外部舱壁密封固定；所述隔板结构开有n个通孔，使所述外部舱壁两侧的空间贯通；所述n个线缆转接装置分别插入所述穿舱壳体隔板结构的n个通孔，所述线缆转接装置的两端分别与外部舱壁两端的线缆固定连接，所述穿舱壳体圆柱体两端的盲孔内填充有灌封材料，所述线缆转接装置的端面不高于所述穿舱壳体的端面。本发明通过一种简单的灌封式穿舱结构实现线缆的密封穿舱。

Description

一种灌封式线缆密封穿舱结构
技术领域
本发明涉及一种灌封式线缆密封穿舱结构，特别涉及一种实现线缆由绝缘油液侧向空气侧穿舱的线缆密封结构。
背景技术
在水下推进电机的设计应用中，控制驱动器与推进电机的集成一体化设计以其体积小、重量轻、噪声低等的优势受到越来越多的重视。
在水下推进电机的一体化设计过程中，为了平衡外界压力，同时保证电机的有效散热、轴承的有效润滑，通常需要对电机内部采取充油处理；而控制驱动器端内部设置了大量的电子元件，无法采用充油处理。在此情况下，电机的动力线缆和控制线缆还需要穿过电机与控制驱动器之间的隔层进入控制驱动器内部，因此，需要采取一定的措施使线缆穿舱的同时保证油液的密封。传统采用专业的水密连接器，而水密连接器体积大、重量大、价格高，不利于整机的小型化轻量化。因此需要一种更有效的线缆密封穿舱结构。
中国科学院沈阳自动化研究所申请号201611033300.5发明公开了一种水下密封穿壁结构，该发明主要是采用机械式挤压密封塞的结构对穿舱线缆进行密封。该结构主要存在以下问题：
1)机械式挤压结构复杂，结构尺寸较大；
2)该密封穿壁结构仅能密封穿舱线缆外皮，若使用过程中因操作不当使线缆外皮破损且未及时发现，那当水压较大时，水能通过线缆内的空隙泄露，导致密封失效，可靠性无法保证。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种灌封式线缆密封穿舱结构，通过一种简单的灌封式穿舱结构实现线缆的密封穿舱结构，解决了两个舱段之间，特别是当一侧为绝缘油液、一侧为空气时，线缆穿舱的密封问题。
本发明的技术方案是：
一种灌封式线缆密封穿舱结构，包括：穿舱壳体、线缆转接装置、灌封材料；
所述穿舱壳体为圆柱体，所述圆柱体的两端均开有盲孔，所述两端盲孔之间形成隔板结构所述穿舱壳体穿过外部舱壁并与所述外部舱壁密封固定；；所述隔板结构开有n个通孔，使所述外部舱壁两侧的空间相贯通；n为正整数；
所述n个线缆转接装置分别插入所述穿舱壳体隔板结构的n个通孔，所述线缆转接装置的两端分别与外部舱壁两端的线缆固定连接，所述穿舱壳体圆柱体两端的盲孔内填充有灌封材料，所述线缆转接装置的端面不高于所述穿舱壳体的端面。
所述线缆转接装置具体为圆柱体铜芯，所述圆柱体的两个端面上均开有盲孔，所述线缆转接装置圆柱体两个端面的盲孔分别用于与舱壁两端的线缆固定连接；
所述穿舱壳体圆柱体端面朝向外部油液舱室一侧的盲孔为锥形孔，所述锥形孔开有内螺纹。
所述穿舱壳体锥形孔的锥度的取值范围为1：8～12。
所述灌封材料包括硫化橡胶和环氧树脂；穿舱壳体圆柱体两端的盲孔内先填充环氧树脂，待所述环氧树脂固化后再使用硫化橡胶填满所述盲孔，所述线缆转接装置与外部线缆固定连接的位置位于填充有所述环氧树脂的空间内。
所述朝向外部油液舱室一侧的所述环氧树脂的厚度不低于15mm，所述朝向外部空气舱室一侧的所述环氧树脂的厚度不低于7mm。
一种灌封式线缆密封穿舱结构，还包括螺母，所述穿舱壳体的外壁为阶梯圆柱，所述阶梯圆柱小端的外壁开有外螺纹，所述阶梯圆柱小端从外部油液舱室穿过外部舱壁，伸入外部空气舱室，所述阶梯圆柱大端朝向所述阶梯圆柱小端的端面贴靠在朝向外部油液舱室一侧的舱壁上，然后所述螺母从阶梯圆柱小端拧入，使所述穿舱壳体与所述外部舱壁密封固定。
一种灌封式线缆密封穿舱结构，还包括密封垫圈，所述阶梯圆柱大端与所述外部舱壁之间、所述外部舱壁与所述螺母的端面之间均安装有所述密封垫圈。
所述密封垫圈的材料为聚四氟乙烯。
所述线缆转接装置圆柱体端面的盲孔与舱壁两端线缆固定连接的方式为焊接。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、本发明穿舱壳体朝向外部油液舱室一侧的承压侧采用锥形孔结构并在中间增加隔板结构，提高整体承压能力的同时，还在穿舱壳体锥形孔内壁增加螺纹槽，增加灌封材料与穿舱壳体内壁的接触面积，提高灌封材料与穿舱壳体的粘结强度，密封效果好；
2、本发明穿舱壳体中间隔板上有通孔，可根据实际线缆数量调整通孔数量，通孔均布，保证线缆间的合理分布和绝缘，调整方式简单灵活；
3、本发明采用线缆转接装置进行舱壁两侧的线缆转接，保证线缆间良好电气连接的同时将线缆线芯进行物理隔离，防止液体通过线芯间空隙泄露；
4、本发明采用两种灌封材料进行分段灌封，环氧树脂在内侧，固化后质地坚硬，承压能力和密封效果更好；硫化橡胶在外侧，固化后质地较软，可在密封的同时保护线缆根部不易断裂破损。
附图说明
图1为本发明灌封式线缆密封穿舱结构示意图；
图2为本发明穿舱壳体结构示意图；
图3为本发明线缆转接装置结构示意图。
具体实施方式
本发明线缆密封穿舱方法结构形式简单，主要由穿舱壳体1、密封垫圈2、线缆转接装置3、灌封材料、螺母4等组成。外部舱壁7两端的线缆5通过线缆转接装置3焊接转接后实现线缆5线芯间的物理隔离，将线缆5穿过穿舱壳体中间隔板结构上对应的通孔后固定，然后两侧分别灌封环氧树脂和硫化橡胶并固化，其中环氧树脂固化后为玻璃态，密封承压能力更强，硫化橡胶固化后较软，可防止线缆5在弯曲时根部折断破裂，两种灌封材料共同实现线缆5在穿舱壳体1内的固定和密封。使用时，将本发明固化好的灌封式线缆密封穿舱结构穿过绝缘油液侧与空气侧之间的舱壁7上的配套孔，紧固锁紧螺母保证绝缘垫圈的静密封，实现线缆的密封穿舱。
下面结合附图对本发明进行说明。
本发明公开了一种灌封式线缆密封穿舱结构，包括：穿舱壳体1、密封垫圈2、线缆转接装置3、锁紧螺母4、灌封材料；其中，灌封材料包括硫化橡胶6和环氧树脂8。
如图1所示，图中舱壁7左侧为绝缘油液侧即电机一侧，右侧为空气侧即控制驱动器端一侧。如图2所示，穿舱壳体1内设置隔板结构，隔板左侧为锥孔，锥度的取值范围为1：8～12，锥孔内壁增加螺纹槽，用于增大灌封材料与内部接触面积，提高粘结力，隔板结构右侧为直孔，便于加工和灌封，隔板结构上根据需要设置n个通孔，用于提高穿舱壳体1的承压能力，同时保证线缆5的隔离；如图3所示，线缆转接装置3的两端为盲孔，分别用于与舱壁7两端的线缆5焊接，并实现线缆5的物理隔离；锁紧螺母4用于整个穿舱结构的锁紧固定；穿舱壳体1的外壁为阶梯圆柱，所述阶梯圆柱小段的外壁开有外螺纹，所述阶梯圆柱小段从外部油液舱室穿过外部舱壁7，伸入外部空气舱室，所述阶梯圆柱大段朝向所述阶梯圆柱小段的端面贴靠在朝向外部油液舱室一侧的舱壁7上，然后所述螺母4从阶梯圆柱小段拧入，使所述穿舱壳体1与所述外部舱壁7密封固定。所述阶梯圆柱大段与所述外部舱壁7之间、所述外部舱壁7与所述螺母4的端面之间均安装有密封垫圈2，密封垫圈2的材料为聚四氟乙烯。穿舱壳体1圆柱体两端的盲孔内先填充一定量的环氧树脂8，待所述环氧树脂8固化后再使用硫化橡胶6填满所述盲孔，所述线缆转接装置3与外部线缆5固定连接的位置位于填充有所述环氧树脂8的空间内。灌封材料用于灌封线缆5、转接铜芯3和穿舱壳体1之间的空隙，实现密封。
实施例1
穿舱壳体1为不锈钢材料，总长45mm，右侧圆柱壁上开有M30外螺纹，隔板结构厚度为3mm，具体位于中间偏右6mm处，其上均布3个
Figure BDA0001837545230000051
通孔用于线缆5的穿过和定位；隔板结构左侧为锥孔，锥度为1：10，隔板结构右侧为直孔；线缆转接装置3为
Figure BDA0001837545230000052
紫铜柱，长度15mm，两端开有直径为
Figure BDA0001837545230000053
深度为5mm的盲孔；线缆5采用钎焊方式与转接铜芯焊接；灌封时，先将3个线缆转接装置3插入穿舱壳体1隔板结构的3个通孔中，线缆转接装置3的两端盲孔分别与舱壁7两侧的线缆5焊接固定，然后使用灌封材料从穿舱壳体1的两侧分别进行灌封，先灌封使用3M公司生产的名称为Scotchcast的硫化橡胶6进行灌封，待固化后在灌封南通星辰生产的WSR618(E-51)环氧树脂8，线缆转接装置3与外部线缆5固定连接的位置位于填充有所述环氧树脂8的空间内。左侧环氧树脂8的灌封厚度根据油压确定，本发明中环氧树脂8的灌封厚度不低于15mm，右侧环氧树脂8灌封厚度不低于7mm，穿舱壳体1锥孔和直孔的其余部分用硫化橡胶6填充。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种灌封式线缆密封穿舱结构，其特征在于，包括：穿舱壳体(1)、线缆转接装置(3)、灌封材料；
所述穿舱壳体(1)为圆柱体，所述圆柱体的两端均开有盲孔，所述两端盲孔之间形成隔板结构；所述穿舱壳体(1)穿过外部舱壁(7)并与所述外部舱壁(7)密封固定；所述隔板结构开有n个通孔，使所述外部舱壁(7)两侧的空间相贯通；
n个线缆转接装置(3)分别插入所述穿舱壳体(1)隔板结构的n个通孔，所述线缆转接装置(3)的两端分别与外部舱壁(7)两端的线缆(5)固定连接，所述穿舱壳体(1)圆柱体两端的盲孔内填充有灌封材料，所述n为正整数；
所述线缆转接装置(3)具体为圆柱体铜芯，所述圆柱体的两个端面上均开有盲孔，所述线缆转接装置(3)两个端面的盲孔分别用于与舱壁(7)两端的线缆(5)固定连接；所述线缆转接装置(3)的端面不高于所述穿舱壳体(1)的端面；
所述穿舱壳体(1)圆柱体端面朝向外部油液舱室一侧的盲孔为锥形孔，所述锥形孔开有内螺纹；穿舱壳体(1)的另一侧朝向外部空气舱室；
所述灌封材料包括硫化橡胶(6)和环氧树脂(8)；穿舱壳体(1)圆柱体两端的盲孔内先填充环氧树脂(8)，待所述环氧树脂(8)固化后再使用硫化橡胶(6)填满所述盲孔，所述线缆转接装置(3)与外部线缆(5)固定连接的位置位于填充有所述环氧树脂(8)的空间内；
所述穿舱壳体(1)的外壁为阶梯圆柱，所述阶梯圆柱小端的外壁开有外螺纹，所述阶梯圆柱小端从外部油液舱室穿过外部舱壁(7)，伸入外部空气舱室，所述阶梯圆柱大端朝向所述阶梯圆柱小端的端面贴靠在朝向外部油液舱室一侧的舱壁(7)上，螺母(4)从阶梯圆柱小端拧入，使所述穿舱壳体(1)与所述外部舱壁(7)密封固定；
还包括密封垫圈(2)，所述阶梯圆柱大端与所述外部舱壁(7)之间、所述外部舱壁(7)与所述螺母(4)的端面之间均安装有所述密封垫圈(2)。
2.根据权利要求1所述的一种灌封式线缆密封穿舱结构，其特征在于，所述穿舱壳体(1)锥形孔的锥度的取值范围为1：8～12。
3.根据权利要求1所述的一种灌封式线缆密封穿舱结构，其特征在于，所述朝向外部油液舱室一侧的所述环氧树脂(8)的厚度不低于15mm，所述朝向外部空气舱室一侧的所述环氧树脂(8)的厚度不低于7mm。
4.根据权利要求1所述的一种灌封式线缆密封穿舱结构，其特征在于，所述密封垫圈(2)的材料为聚四氟乙烯。
5.根据权利要求4所述的一种灌封式线缆密封穿舱结构，其特征在于，所述线缆转接装置(3)圆柱体端面的盲孔与舱壁(7)两端线缆(5)固定连接的方式为焊接。
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