CN110487311A - 一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置，包括：壳体、与所述壳体配合的端盖、活动限位部、挤压块；所述壳体内壁设有限位槽，所述活动限位部设置于所述端盖的与所述限位槽对应的边缘；所述活动限位部包括至少两个分离件，所述挤压块设置于所述分离件之间；其中，所述挤压块用于使所述分离件之间产生间距，并伸出所述端盖至嵌设在所述限位槽内。本发明可以提高对监控设备的密封效果。

Description

一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置

技术领域

本发明涉及机械技术，尤其涉及一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置。

背景技术

海洋石油钻探和生产过程中所应用的隔水管、立管、脐带缆、锚链，因其与海水直接接触且长度远远超过直径，因此统称为水下细长杆件。在作业过程中，该类部件要承受风、浪、流等环境荷载及与之相连的海上装备的作用，易发生疲劳失效，会对油田开发的安全性和经济性产生重大影响，因此需要对此类细长杆件进行运动状态的监测，包含了对加速度、角速度等参数的监测。

目前，岸上已有的传感器无法直接放入海水中对水下细长杆件运动进行监测，因此在进行此类结构运动监测时，需要将相关传感器放入密封容器中其中，现在已有的密封容器大多数是由一个圆筒以及两个端盖组成，端盖在圆筒外表面通过四个螺钉进行紧固。

然而，由于现有技术的密封容器对待密封物的密封不可靠。

发明内容

本发明提供一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置，提高了密封效果。

本发明的第一方面，提供一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置，包括：壳体、与所述壳体配合的端盖、活动限位部、挤压块；

所述壳体内壁设有限位槽，所述活动限位部设置于所述端盖的与所述限位槽对应的边缘；所述活动限位部包括至少两个分离件，所述挤压块设置于所述分离件之间；

其中，所述挤压块用于使所述分离件之间产生间距，并伸出所述端盖至嵌设在所述限位槽内。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述挤压块包括：梯形压块和锁紧螺钉；

所述梯形压块和所述端盖设有螺纹孔，所述梯形压块以所述锁紧螺钉螺纹连接所述端盖；

其中，所述锁紧螺钉将所述梯形压块抵设在所述分离件之间使所述分离件之间产生间距，并伸出所述端盖至嵌设在所述限位槽内。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述活动限位部包括的所述分离件为2个；

2个所述分离件之间形成梯形开口，所述梯形开口靠近所述端盖的一端的开口尺寸小于所述梯形开口远离所述端盖的一端的开口尺寸；

所述锁紧螺钉将所述梯形压块抵设在所述梯形开口中，所述梯形压块与所述梯形开口的接触面为平面。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述分离件包括2个子分离件；

所述2个子分离件的一端相互抵接，另一端分别与相邻的其他分离件形成所述梯形开口。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述分离件外侧壁设有斜坡面，所述限位槽靠近所述壳体开口的一侧设有与所述斜坡面配合的嵌合面；

所述分离件伸出所述端盖至嵌设在所述限位槽内，使所述斜坡面与所述嵌合面抵接。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述壳体的开口边缘内壁设有沿壳体轴向延伸的卡槽，所述端盖外壁周向设有与所述卡槽对应的端盖外沿；

所述端盖以所述端盖外沿和所述卡槽的配合，与所述壳体连接。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述壳体还包括有底座，所述底座外壁与所述壳体内壁之间螺纹连接。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述端盖和所述壳体之间设有端盖密封圈；

所述底座和所述壳体之间设有底座密封圈。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述端盖远离所述壳体内部的一端固定有把手，所述把手包括竖杆和横杆；

所述竖杆下端固定连接有连接板，所述连接板通过螺钉固定连接到所述端盖上。

本方案提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置，壳体作为待密封物的载体，用于存放待密封物，设置的端盖结合到壳体上，用于密封壳体，活动限位部用于结合到壳体的限位槽内，实现对端盖的限位，使得端盖稳定的结合到壳体上，实现稳定的密封，其中，活动限位部中的分离件是可活动的，且在挤压块的作用下，分离件之间产生间距，并伸出端盖至嵌设在限位槽内，操作人员可以通过控制挤压块，来控制活动限位部与限位槽相对的位置，便于实现端盖的拆卸，本方案不但可以实现对待密封物的稳定的密封，且可以方便的取放待密封物。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的整体示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的挤压块的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的端盖的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的底座的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的泄压阀的示意图。

附图标记

1-壳体；11-端盖；12-底座；2-分离件；21-梯形压块；22-锁紧螺钉；23-限位槽；3-斜坡面；31-嵌合面；4-端盖外沿；41-卡槽；5-端盖密封圈；6-底座密封圈；7-把手；8-泄压阀；81-泄气通道；82-T型通孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“包括A、B和C”是指A、B、C三者都包括，“包括A、B或C”是指包括A、B、C三者之一，“包括A、B和/或C”是指包括A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A的形状或功能具有对应关系，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。

在本发明的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

海洋石油钻探和生产过程中所应用的隔水管、立管、脐带缆、锚链，因其与海水直接接触且长度远远超过直径，因此统称为水下细长杆件。在作业过程中，该类部件要承受风、浪、流等环境荷载及与之相连的海上装备的作用，易发生疲劳失效，会对油田开发的安全性和经济性产生重大影响，因此需要监测装置对此类细长杆件进行运动状态的监测，包含了对加速度、角速度等参数的监测，现在已有的密封容器大多数是由一个圆筒以及两个端盖组成，端盖在圆筒外表面通过四个螺钉进行紧固。然而，由于复杂多变的深海环境，圆筒外表面上的螺钉容易松动与腐蚀，并且螺钉不易安装在圆筒外表面上，密封的可靠性较低。

为了解决上述技术问题，本方案提供一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置，提高了对监测装置的密封的可靠性，如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的整体示意图，包括：壳体1、与壳体1配合的端盖11、活动限位部、挤压块，具体如下：

在一些实施例中，壳体1内壁设有限位槽23，活动限位部设置于端盖11的与限位槽23对应的边缘，限位槽23开设在壳体1内壁上，限位槽23是环形凹槽，活动限位部设置在端盖11的边缘，与限位槽23对应，用于嵌设在限位槽23。

在另一些实施例中，边缘可以是位于端盖11的上端，也可以是位于端盖11侧壁的中间部位，也可以设置在端盖11的下方，当活动限位部设置在端盖11的下方时，需要在壳体1位于活动限位部下方的位置设置承托装置，用于支撑活动限位部，对其进行限位。

由于要实现将监测装置放入到壳体1内部，并在需要对监测装置维修的时候将检测装置取出，需要实现端盖11与壳体1之间的固定和脱离，为了解决上述技术问题，本方案中的活动限位部包括至少两个分离件2，挤压块设置于分离件2之间，其中，挤压块用于使分离件2之间产生间距，并伸出端盖11至嵌设在限位槽23内。

在一些实施例中，两个分离件2在挤压块的作用下实现分离，产生间距，并伸出端盖11嵌设在限位槽23内，实现将端盖11固定到壳体1上，需要拆卸端盖11时，将挤压块从分离件2之间取出，便可以将分离件2从限位槽23内取出，实现端盖11脱离壳体1。

在另一些实施例中，挤压块可以是带有螺纹的锥形块，端盖11上开设有螺纹孔，在将挤压块设置在分离件2之间时，可以转动挤压块，旋入到螺纹孔内，在将挤压块旋入到螺纹孔内的过程中，挤压块会将对应的2个分离件2之间的间距逐渐扩大，并稳定的嵌设在限位槽23内，最终挤压块固定到端盖11上。

本方案提供的密封装置，壳体1用于存放待密封物，设置的端盖11通过活动限位部结合到壳体1上，用于密封壳体1，其中，操作人员可以通过控制挤压块，来控制活动限位部与限位槽23相对的位置，便于实现端盖11的拆卸，本方案不但可以实现对待密封物的稳定的密封，且可以方便的取放待密封物。

由于要实现端盖11与壳体1之间的固定和脱离，需要解决活动限位部与限位槽23之间的结合与分离，从而需要挤压块的固定和拆卸。为了解决上述技术问题，如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种密封装置的挤压块的示意图，挤压块包括梯形压块21和锁紧螺钉22。

具体的，梯形压块21和端盖11设有螺纹孔，梯形压块21以锁紧螺钉22螺纹连接端盖11；锁紧螺钉22将梯形压块21抵设在分离件2之间使分离件2之间产生间距，并伸出端盖11至嵌设在限位槽23内。

在一些实施例中，梯形压块21可以是竖截面为梯形的压块，且梯形压块21的上底面的面积大于下底面的面积，锁紧螺钉22穿设过梯形压块21上的螺纹孔旋入到端盖11上的螺纹孔内，实现对梯形压块21的固定操作人员可以通过工具转动锁紧螺钉22即可，在将锁紧螺钉22旋入到端盖11上螺纹孔的过程，即是实现梯形压块21下压的过程，这个过程中，分离件2之间的间距不断扩大，并伸出端盖11至嵌设在限位槽23内，当需要拆卸端盖11时，转动锁紧螺钉22，使其脱离端盖11上的螺纹孔，将挤压块取出，然后将分离件2从限位槽23中取出即可实现端盖11与壳体1的脱离。

在上述实施例的基础上，活动限位部为环形活动限位部，环形活动限位部可以与限位槽23直接配合，且体积小，便于安装。

在上述实施例的基础上，为了便于用户快速的安装活动限位部，本方案的活动限位部包括的分离件2为2个，操作人员只需要将挤压块和2个分离件2的位置调整好，实现对挤压块的安装，即可实现活动限位部与限位槽23之间的配合。

在一些实施例中，2个分离件2之间形成梯形开口，锁紧螺钉22可以利用与梯形压块21上螺纹孔之间的结合，将梯形压块21结合到端盖11上，实现梯形压块21抵设在梯形开口中，其中，梯形压块21与梯形开口的接触面是平面。

在另一些实施例中，由于梯形压块21的上底面的面积大于下底面的面积，梯形开口靠近端盖11的一端的开口尺寸小于梯形开口远离端盖11的一端的开口尺寸。

在上述实施例的基础上，为了便于操作人员将分离件2较方便的嵌合进限位槽23内，本方案的分离件2包括2个子分离件2，可以将较大的分离件2拆分成2个子分离件2，在安装时，由于子分离件2较小，可以较顺利的嵌设在限位槽23内，具体如下：

在一些实施例中，2个子分离件2的一端相互抵接，且在挤压块的作用下，2个子分离件2的一端相互紧密抵接，组合成分离件2，另一端分别与相邻的其他分离件2形成梯形开口，其中，2个子分离件2的一端口可以是通过垂直面相互抵接，垂直面是指在子分离件2上开设有与端盖11垂直的垂直面，两个子分离件2之间，通过垂直面可以稳定的抵接。

在上述实施例的基础上，为了使得分离件2可以较顺利的嵌合进限位槽23内，本方案在分离件2外侧壁设有斜坡面3，限位槽23靠近壳体1开口的一侧设有与斜坡面3配合的嵌合面31，分离件2伸出端盖11至嵌设在限位槽23内，使斜坡面3与嵌合面31抵接。

在一些实施例中，开设的斜坡面3的倾斜角度可以是0-90°之间，优选为55°，在将分离件2嵌入到限位槽23的过程中，斜坡面3和嵌合面31之间相互配合，可以起到导向作用，使得分离件2可以较的顺利嵌入到限位槽23中，便于操作人员的安装。

在上述实施例的基础上，为了将端盖11更加稳定的结合到壳体1上，如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的端盖11的示意图，具体如下：

在一些实施例中，壳体1的开口边缘内壁设有沿壳体1轴向延伸的卡槽41，卡槽41为阶梯型卡槽41，端盖11外壁周向设有与卡槽41对应的端盖外沿4，端盖11以端盖外沿4和卡槽41的配合，与壳体1连接，端盖外沿4可以由壳体1的开口处向下运动，直至端盖外沿4搭设在卡槽41上，对端盖11进行限位。

在上述实施例的基础上，为了便于将监测装置更加方便的装入到壳体1内，如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置的底座12的整体示意图，具体如下：

在一些实施例中，将壳体1设置成两端开口的，壳体1的一端用端盖11密封，另一端还包括有底座12，底座12外壁与壳体1内壁之间螺纹连接，即底座12的外壁设有外螺纹，壳体1的内部设有与外螺纹配合的内螺纹，底座12通过外螺纹与内螺纹的配合连接到壳体1上，在安装监测装置时，将端盖11和底座12都拆卸，把监测装置安装完毕后，将端盖11和底座12都安装到壳体1上即可。

在上述实施例的基础上，由于端盖11和壳体1之间采用端盖外沿4和卡槽41的配合，以及活动限位部与限位槽23的配合，底座12和壳体1之间只是采用螺纹连接配合，在长期的潮湿环境中，水分会进入到壳体1内部，腐蚀壳体1内部的监测装置，为了解决上述技术问题，在端盖11和壳体1之间设有端盖11密封圈，底座12和壳体1之间设有底座密封圈6，具体如下：

在一些实施例中，端盖密封圈5和底座密封圈6可以是橡胶密封圈，橡胶密封圈位于端盖11和壳体1以及底座12和壳体1之前，可以防止水分进入到壳体1内，实现对壳体1内监测装置的保护。在另一些实施例中，端盖11和壳体1上可以开设有用于容纳端盖密封圈5和底座密封圈6的容纳槽，且端盖密封圈5和底座密封圈6与容纳槽需要过盈配合，以达到防水的效果。

在上述实施例的基础上，在需要对壳体1内部的监测设备进行维修时，需要取下端盖11，为了便于将端盖11从壳体1内取下，在端盖11远离壳体1内部的一端固定有把手7，把手7包括竖杆和横杆，具体如下：

在一些实施例中，竖杆是用于与端盖11连接，横杆便于操作人员提拉端盖11，在另一些实施例中，竖杆下端固定连接有连接板，连接板通过螺钉固定连接到端盖11上，即竖杆与连接板一体，而连接板与端盖11固定连接，增大了竖杆与端盖11之间连接的温度性。

由于壳体1内部长期处于密封状态，可能导致壳体1内部的气压较大，在需要取出监测设备时，端盖11无法较顺利的取下，也可能导致端盖11直接弹出，存在较大的安全隐患，为了解决上述技术问题，在上述实施例的基础上，图5为本发明实施例提供的一种密封装置的泄压阀8的示意图，具体如下：

在一些实施例中，端盖11上可以设有泄压阀8，泄压阀8包括泄气通道81，泄压阀8为T型，端盖11上开设有供泄压阀8放置的T型通孔82，泄压阀8在T型通孔82内上下运动，以贯通或封闭泄气通道81，具体的，泄气通道81包括进气孔和出气孔，其中，进气孔一端连接壳体1内部，另一端连接出气孔，出气孔的出口在泄压阀8位于T型通孔82内时与T型通孔82的孔壁抵触，即当泄压阀8位于T型通孔82内时，出气孔处于封闭状态，使得泄气通道81处于断开状态，当把泄压阀8拉出T型通孔82时，出气孔的出口不再被T型通孔82的孔壁抵触，即贯通泄气通道81，连通壳体1内部和壳体1外界，使得气压平衡，便可以将端盖11轻易的取下。

在另一些实施例中，泄压阀8上有至少两层密封圈，密封圈位于出气孔远离壳体1的一端，一方面可以防止水份通过出气孔和进气孔进入到壳体1内部，另一方面可以增大泄压阀8和T型通孔82孔壁之间的摩擦力，使得泄压阀8不易从T型通孔82中掉出，处于较稳定的状态。

在另一些实施例中，泄压阀8的下端还可以设有螺母，螺纹的大小大于T型通孔82下端开口的大小，使得在安装有螺母的情况下，泄压阀8不可以从T型通孔82中取下，主要是为了防止壳体1内部压力过大以致取出时可能出现危险，需要说明的是，本实施例中，在泄压阀8位于T型通孔82内时，螺母和端盖11之间留有距离，可以使得操作人员拉动泄压阀8时，泄压阀8上的出气孔可以与外界连通，不会影响泄压阀8的泄压目的。

在另一些实施例中，泄压阀8上端有螺纹孔，通过相关工具，将其拧入螺纹孔中，便于泄压阀8取出。

本实施例中的密封装置可以作为监控设备的载体，用于存放监测设备，其中，密封装置中设置的端盖11结合到壳体1上，用于密封壳体1，活动限位部用于结合到壳体1的限位槽23内，实现对端盖11的限位，使得端盖11稳定的结合到壳体1上，实现稳定的密封，其中，活动限位部中的分离件2是可活动的，且在挤压块的作用下，分离件2之间产生间距，并伸出端盖11至嵌设在限位槽23内，操作人员可以通过控制挤压块，来控制活动限位部与限位槽23相对的位置，便于实现端盖11的拆卸，本方案不但可以实现对监控设备的稳定的密封，且可以方便的取放监控设备。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于水下细长杆件运动监测的密封装置，其特征在于，包括：壳体、与所述壳体配合的端盖、活动限位部、挤压块；

所述壳体内壁设有限位槽，所述活动限位部设置于所述端盖的与所述限位槽对应的边缘；所述活动限位部包括至少两个分离件，所述挤压块设置于所述分离件之间；

其中，所述挤压块用于使所述分离件之间产生间距，并伸出所述端盖至嵌设在所述限位槽内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挤压块包括：梯形压块和锁紧螺钉；

所述梯形压块和所述端盖设有螺纹孔，所述梯形压块以所述锁紧螺钉螺纹连接所述端盖；

其中，所述锁紧螺钉将所述梯形压块抵设在所述分离件之间使所述分离件之间产生间距，并伸出所述端盖至嵌设在所述限位槽内。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述活动限位部包括的所述分离件为2个；

2个所述分离件之间形成梯形开口，所述梯形开口靠近所述端盖的一端的开口尺寸小于所述梯形开口远离所述端盖的一端的开口尺寸；

所述锁紧螺钉将所述梯形压块抵设在所述梯形开口中，所述梯形压块与所述梯形开口的接触面为平面。

4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，所述分离件包括2个子分离件；

所述2个子分离件的一端相互抵接，另一端分别与相邻的其他分离件形成所述梯形开口。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分离件外侧壁设有斜坡面，所述限位槽靠近所述壳体开口的一侧设有与所述斜坡面配合的嵌合面；

所述分离件伸出所述端盖至嵌设在所述限位槽内，使所述斜坡面与所述嵌合面抵接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体的开口边缘内壁设有沿壳体轴向延伸的卡槽，所述端盖外壁周向设有与所述卡槽对应的端盖外沿；

所述端盖以所述端盖外沿和所述卡槽的配合，与所述壳体连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括有底座，所述底座外壁与所述壳体内壁之间螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述端盖和所述壳体之间设有端盖密封圈；

所述底座和所述壳体之间设有底座密封圈。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端盖远离所述壳体内部的一端固定有把手，所述把手包括竖杆和横杆；

所述竖杆下端固定连接有连接板，所述连接板通过螺钉固定连接到所述端盖上。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端盖上设有泄压阀，所述泄压阀包括泄气通道，所述泄压阀为T型，所述端盖上开设有供所述泄压阀放置的T型通孔；

所述泄压阀在所述T型通孔内上下运动，以贯通或封闭所述泄气通道。