CN109301586A - 水下带电插拔密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种水下带电插拔密封结构中，插座包含三层密封：第一层密封是可扩张胶体制成的插孔密封件，其在插针从插孔开口插入时能向外扩张，并紧密抱紧插针将其与外部隔绝。第二层密封是插孔密封件到插头密封件之间以皮囊连接，并内充绝缘油；皮囊外部水压对插孔密封件挤压，使其牢牢地把插孔密封，同时也使插头密封件受挤压而紧紧密封。第三层密封是插头密封件，与之连接的弹簧在插针未插入插头密封件时，可使其紧密固定到插头密封件的紧固件上，保证与外部海水的隔绝。本发明的外形结构简单，价格适宜，操作方便，密封性能，可以适应水下严苛环境，满足水下带电插拔操作的需要。

Description

水下带电插拔密封结构
技术领域
本发明涉及一种水下带电插拔密封结构。
背景技术
每一种水下插接头都需要使用严格的，安全的密封结构，使其在水下可安全操作，现在国内水下插头几乎没有，尤其是在海洋石油等关键领域，最主要原因是水下插拔的密封结构很难满足水下带电插拔的要求。国外有类似的水下插接头密封性能也可靠，但其结构复杂，价格高昂，所以需要一种结构简单，又安全可靠的结构来满足国内设备的需要。
对需解决的问题总结如下：1.外形结构不能太大、太重，因为太大、太重不仅用料多、价格贵，还笨重不便操作；2.密封性能，带电插拔，密封性能一定要可靠，因为是用在水下操作，如果密封不好，在水压的作用下，要防止海水会随着插接头的插入而渗入，从而导致漏电或短路，这是极其严重的事情。
发明内容
本发明提供的水下带电插拔密封结构，外形结构适宜，价格合理，操作方便，密封性能可靠，可以解决现有技术存在的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种水下带电插拔密封结构，其包含适配连接的插座和插头；
所述插头包含插头外壳和位于其中插针；
所述插座包含插座外壳，其内部容纳插孔结构、插孔密封件、皮囊、插头密封件、插头密封紧固件、弹簧；
所述插孔结构包含若干导体，各导体一端穿过插座外壳后部，并与插孔密封件中插孔的一端相应连接；插孔的另一端形成供插针插入的开口；
所述插孔密封件外设置皮囊，其一端连接插座外壳的后部，另一端连接插头密封件；所述皮囊内部充有绝缘油，外部设置弹簧；该弹簧一端连接插头密封件；
所述插头密封紧固件环绕着插头密封件，处在插头密封件与插座外壳的内壁之间。
可选地，所述插孔密封件是可扩张的胶体密封件。
可选地，所述插孔密封件到插头密封件之间的皮囊内部充满绝缘油；所述绝缘油的压力与皮囊外部的水压相平衡；
所述皮囊外部的水压，对插头密封件进行挤压，并通过可变形的皮囊及内充的绝缘油，对插孔密封件进行挤压。
可选地，所述插头密封件为锥面结构。
可选地，所述插针插入插孔的开口之前，插针插入到插头密封件并浸入绝缘油；插针插入到插头密封件时，推动插头密封件对弹簧压缩，腾出供插孔密封件往外扩张的空间；插针拔出插头密封件时，弹簧往外顶着插头密封件，直到弹簧顶到插头密封紧固件上。
可选地，所述插针插入插孔密封件时，插孔密封件向外扩张，基于绝缘油的压力使插孔密封件对插针密封；
可选地，在所述插头外壳插入到插座外壳时，所述插头外壳设置的导向槽与插座外壳前部内壁设置的锁紧栓对准；通过旋转插头外壳使插头外壳与插座外壳锁紧。
可选地，所述插头外壳和插座外壳分别具有圆筒状的外形结构。
可选地，所述插孔结构的各导体上、至少在位于插座外壳后部与插孔密封件之间的部分包覆有绝缘外层。
本发明所述水下带电插拔密封结构，具有以下的有益技术效果：
1.结构简单、轻便、体积小可广泛应用在水下插头，水下设备中；
2.密封性能好，安全等级高；
3.解决水下插头被国外产品垄断的格局；
4.价格适宜。
附图说明
图1是插孔结构剖视图；
图2是插座剖视图；
图3是插头剖视图；
图4是本发明的密封结构中插头插座配合时的剖视图。
具体实施方式
配合参见图1-图4所示，本发明所述水下带电插拔密封结构，包含相匹配的插座(图2)和插头(图3)。整体的外形结构，大致为圆筒形。因为在水下操作要承受水压的作用，所以径向截面为圆形时，可以通过最小结构来承受最大压力。
所述插头包含插头外壳7和位于其中插针6。所述插座包含插座外壳1，其内部主要容纳插孔结构、插孔密封件2、皮囊3、插头密封件4、插头密封紧固件5、弹簧10。
所述插孔结构(见图1)包含一端穿过插座外壳1后部，并与插孔密封件2中的插孔12相应连接的若干导体，各导体上、至少位于插座外壳1后部与插孔密封件2之间的部分包覆有绝缘外层11。
在插孔密封件2外设置皮囊3，其一端连接插座外壳1的后部，另一端连接插头密封件4。所述皮囊3内部充有绝缘油9，外部设置弹簧10。该弹簧10一端连接插头密封件4。
所述插头密封紧固件5环绕着插头密封件4，处在插头密封件4与插座外壳1的主体前部之间。所述插座外壳1的主体在插头密封件4之前有一延伸段，并在内壁设有锁紧栓8，可以对插入插座外壳1内的插头外壳7进行固定。
插座总共包含三层密封：第一层密封是插孔密封件2，采用可扩张胶体材质通过高温固化形成的特殊材质，当插针6从插孔开口处插入时胶体密封件可向外扩张，并能紧密抱紧插针6使其与外部隔绝。
第二层密封是在插孔密封件2到插头密封件4之间的皮囊3内部充满绝缘油9；皮囊3外部受水压的作用挤压插孔密封件2使其牢牢地把插孔12密封，同时也挤压插头密封件4，使插头密封件4受挤压而紧紧密封。
第三层密封是插头密封件4，插头密封件4连接的弹簧10在插针6未插入时其作用力可使其紧密固定到插头密封件4的紧固件上使其密封，保证与外部海水的隔绝，形成第三道密封。本发明通过上述三道密封的结构，足以适应水下严苛环境，满足带电插拔操作的需要。
首先皮囊3内充满绝缘油9，当其放置水中时，皮囊3受外部水压作用变形使得内部绝缘油9压力与外部水压相等并达到平衡。当插针6往前插入的时候，首先插头外壳7的导向槽要对准插座的锁紧栓8才能插入，然后插针6插入插头密封件4中，插头密封件4往后压缩弹簧10腾出供插孔密封件2往外扩张的空间，同时插头密封件4的锥面受水压的作用使得密封件牢牢密封住插针6，然后插针6进入内充的绝缘油9内，可以保证用电的安全可靠；插针6进一步插入插孔密封件2中，插孔密封件2向外扩张，因外层受绝缘油9的压力作用使得插孔密封件2紧紧密封插针6，之后再旋转插头外壳7，就可以使插头外壳7与插座外壳1锁紧而不用担心脱落。
当插针6拔出时，绝缘油9的压力作用在插孔密封件2外层上使其保持紧闭密封，保证绝缘油9无法进入，然后插针6拔出插头密封件4的时候，弹簧10会往外顶着插头密封件4，直到顶到插头密封紧固件5上，因插头密封件4的锥面结构，插针6拔出的时候插头密封件4因紧固件的作用会紧紧密闭，同时绝缘油9的压力使得外部海水无法进入，从而起到三层密封保护的作用。
图1中a+b+c的长度等于安全爬电距离(a、c对应插孔12两端的距离，b对应两插孔12之间的距离)，该长度可以保证插孔带电安全，在爬电距离不变的条件下，增加a、c的长度且缩小b的长度，就可以缩小插孔密封件2材质的外形体积，从而使整个插座体积得以缩小。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种水下带电插拔密封结构，其特征在于，包含适配连接的插座和插头；
所述插头包含插头外壳(7)和位于其中插针(6)；
所述插座包含插座外壳(1)，其内部容纳插孔结构、插孔密封件(2)、皮囊(3)、插头密封件(4)、插头密封紧固件(5)、弹簧(10)；
所述插孔结构包含若干导体，各导体一端穿过插座外壳(1)后部，并与插孔密封件(2)中插孔(12)的一端相应连接；插孔(12)的另一端形成供插针(6)插入的开口；
所述插孔密封件(2)外设置皮囊(3)，其一端连接插座外壳(1)的后部，另一端连接插头密封件(4)；所述皮囊(3)内部充有绝缘油(9)，外部设置弹簧(10)；该弹簧(10)一端连接插头密封件(4)；
所述插头密封紧固件(5)环绕着插头密封件(4)，处在插头密封件(4)与插座外壳(1)的内壁之间。
2.如权利要求1所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
所述插孔密封件(2)是可扩张的胶体密封件。
3.如权利要求1所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
所述插孔密封件(2)到插头密封件(4)之间的皮囊(3)内部充满绝缘油(9)；所述绝缘油(9)的压力与皮囊(3)外部的水压相平衡；
所述皮囊(3)外部的水压，对插头密封件(4)进行挤压，并通过可变形的皮囊(3)及内充的绝缘油(9)，对插孔密封件(2)进行挤压。
4.如权利要求1所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
所述插头密封件(4)为锥面结构。
5.如权利要求2所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
所述插针(6)插入插孔(12)的开口之前，插针(6)插入到插头密封件(4)并浸入绝缘油(9)；插针(6)插入到插头密封件(4)时，推动插头密封件(4)对弹簧(10)压缩，腾出供插孔密封件(2)往外扩张的空间；插针(6)拔出插头密封件(4)时，弹簧(10)往外顶着插头密封件(4)，直到弹簧(10)顶到插头密封紧固件(5)上。
6.如权利要求2所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
所述插针(6)插入插孔密封件(2)时，插孔密封件(2)向外扩张，基于绝缘油(9)的压力使插孔密封件(2)对插针(6)密封。
7.如权利要求1所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
在所述插头外壳(7)插入到插座外壳(1)时，所述插头外壳(7)设置的导向槽与插座外壳(1)前部内壁设置的锁紧栓(8)对准；
通过旋转插头外壳(7)使插头外壳(7)与插座外壳(1)锁紧。
8.如权利要求1所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
所述插头外壳(7)和插座外壳(1)分别具有圆筒状的外形结构。
9.如权利要求1所述水下带电插拔密封结构，其特征在于，
所述插孔结构的各导体上、至少在位于插座外壳(1)后部与插孔密封件(2)之间的部分包覆有绝缘外层(11)。
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