CN110829316A - 扁平电缆穿舱密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了扁平电缆穿舱密封装置，通过设计密封座实现了扁平电缆与密封舱盖的连接和密封，只需在密封舱盖上留出密封座所需的紧固件螺纹孔，扁平电缆密封装置即可与密封舱盖连接，无需对密封舱盖表面进行其它加工或设计特殊形状的密封舱盖；对密封面形状进行了优化设计，密封座设计有锥角20°的锥形孔，弹性密封块的下部圆台锥角相应地调整为21°，可以提升弹性密封块与密封座腔体内锥形面和扁平电缆的接触压力，提高密封可靠性；同时设置第一圆柱段空腔、第二圆柱段空腔，留出足够空间使体积不可压缩的弹性密封块始终压缩在密封座空腔内，不因为空间不足使橡胶密封块填充到密封座与密封压盖之间的空隙，避免使弹性密封块局部产生破坏。
Description
技术领域
本发明属于密封装置技术领域，具体涉及扁平电缆穿舱密封装置。
背景技术
扁平电缆因体积小、适合传输脉冲大电流、可靠性高等特点越来越多地被应用在电子学系统中，当扁平电缆的两端分别位于有舱盖隔离的不同舱段，扁平电缆就需穿过舱盖，若系统对舱段有密封要求，则需要设计扁平电缆穿舱密封装置。以前的扁平电缆穿舱密封装置(例如申请号为ZL 201611166372.7的动态环境下高密封性能的扁平电缆穿舱密封装置中公开的密封结构)往往需要密封舱盖的形状作一定的适应性设计，不具有通用性；密封面形状为简单锥面，对密封元件材料性能有着较高的要求，在复杂动态环境下的密封可靠性难以满足要求；密封空腔体积较小，不足以容纳体积不可压缩的橡胶密封块，使密封块挤入局部连接缝隙产生破坏；同时密封装置通常采用铝合金(如2A12)制备的开槽式薄壁调节垫片，在密封压紧及动态环境下易产生变形和破坏。
为了解决以上问题我方研发出了扁平电缆穿舱密封装置。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供扁平电缆穿舱密封装置，实现扁平电缆的穿舱密封，穿舱部位对非腐蚀性气体(O2、H2、CO、CO2、N2、He、Ar)的漏率不大于1.0×10-8Pa·m3/s。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
扁平电缆穿舱密封装置，密封舱盖中间设置有可供扁平电缆插头穿过的通孔,扁平电缆穿舱密封装置包括：
弹性密封块；弹性密封块为两个大端面相互连接的圆台组合，弹性密封块上设置有用于穿过扁平电缆的缝隙；
调整块；调整块上设置有用于穿过扁平电缆的缝隙；
垫块；垫块上设置有用于穿过扁平电缆的缝隙；调整块、垫块分别置于弹性密封块的两端；
扁平电缆穿舱密封装置还包括：
密封压盖；密封压盖的中间设置有可供扁平电缆插头穿过的通孔；
密封座；密封座置于密封压盖和密封舱盖之间；密封座的中间设置有用于安装弹性密封块、调整块、垫块的空腔，空腔的底部设置有可供扁平电缆插头穿过的通孔；调整块顶面与密封压盖接触；垫块与空腔的底部接触；调整块的底面与弹性密封块一端接触，弹性密封块的另一端与垫块接触；弹性密封块在空腔内被压缩后与空腔壁紧贴，且与扁平电缆紧密接触；
扁平电缆依次穿过密封舱盖、密封座、垫块、弹性密封块、调整块、密封压盖设置。
优选地，弹性密封块靠近密封座底面的第一圆台锥角为21°；对应地密封座与第一圆台组合匹配处亦设置有锥角为20°的子空腔。
优选地，弹性密封块为橡胶密封块。
具体地，在密封座的底面设置有环形凹槽，一橡胶密封圈置于环形凹槽内，并被挤压安装在密封座底面与密封舱盖之间，环形凹槽设置在密封座底部的通孔外围。
具体地，弹性密封块内的空腔由其顶面至底面包括连通地第一圆柱段空腔、子空腔、第二圆柱段空腔，调整块、弹性密封块靠近密封座顶部的第二圆台均置于第一圆柱段空腔内；垫块置于第二圆柱段空腔内。
具体地，在密封压盖上设置有多个圆形通孔，对应地在密封座上设置有多个螺纹孔，多个螺栓穿过通孔，旋入螺纹孔用于密封压盖与密封座的连接；
在密封座上设置有多个通孔，对应地在密封舱盖上设置有多个螺纹孔，多个螺栓穿过通孔，旋入螺纹孔用于密封舱盖与密封座的连接。
本发明的有益效果在于：
本发明的扁平电缆穿舱密封装置；
1、通用性好；通过设计密封座实现了扁平电缆与密封舱盖的连接和密封，只需在密封舱盖上留出密封座所需的紧固件螺纹孔，扁平电缆密封装置即可与密封舱盖连接，无需对密封舱盖表面进行其它加工或设计特殊形状的密封舱盖；
2、密封可靠性高；对密封面形状进行了优化设计，密封座设计有锥角20°的锥形孔，弹性密封块的下部圆台锥角相应地调整为21°，可以提升弹性密封块与密封座腔体内锥形面和扁平电缆的接触压力，提高密封可靠性；同时设置第一圆柱段空腔、第二圆柱段空腔，留出足够空间使体积不可压缩的弹性密封块始终压缩在密封座空腔内，不因为空间不足使橡胶密封块填充到密封座与密封压盖之间的空隙，避免使弹性密封块局部产生破坏；
3、适应长时贮存条件；通过合理选择特点硬度范围及抗老化性能强的弹性密封块材料，使整个装置在长时贮存条件下始终保持良好的密封性能。
附图说明
图1是本申请的整体组合立体图；
图2是本申请的整体剖视图；
图3是本申请的下视角整体分解立体图；
图4是本申请的上视角整体分解立体图；
图5是本申请中弹性密封块的剖面示意图，其中a为被压缩前结构示意图，b为被压缩后结构示意图；
图中：1.扁平电缆插头，2.扁平电缆，3.密封压盖，4.密封座，5.密封舱盖，6.调整块，7.弹性密封块，8.垫块，9.橡胶密封圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示；
扁平电缆穿舱密封装置，密封舱盖5中间设置有可供扁平电缆插头1穿过的通孔,扁平电缆穿舱密封装置包括：
弹性密封块7；弹性密封块7为两个大端面相互连接的圆台组合，弹性密封块7上设置有用于穿过扁平电缆2的缝隙；
调整块6；调整块6上设置有用于穿过扁平电缆2的缝隙；
垫块8；垫块8上设置有用于穿过扁平电缆2的缝隙；调整块6、垫块8分别置于弹性密封块7的两端；
密封压盖3；密封压盖3的中间设置有可供扁平电缆插头1穿过的通孔；
密封舱盖5；密封舱盖5中间设置有可供扁平电缆插头1穿过的通孔；
密封座4；密封座4的中间设置有用于安装弹性密封块7、调整块6、垫块8的空腔，空腔的底部设置有可供扁平电缆插头1穿过的通孔；调整块6顶面与密封压盖3接触；垫块8与空腔的底部接触；调整块6的底面与弹性密封块7一端接触，弹性密封块7的另一端与垫块8接触；弹性密封块7在空腔内被压缩后与空腔壁紧贴，且与扁平电缆2紧密接触；
扁平电缆2依次穿过密封舱盖5、密封座4、垫块8、弹性密封块7、调整块6、密封压盖3设置。
优选地，弹性密封块7靠近密封座4底面的第一圆台锥角为21°；对应地密封座4与第一圆台组合匹配处亦设置有锥角为20°的子空腔。
优选地，弹性密封块7为橡胶密封块。
如图5所示，(a)中，在一些实施例中，弹性密封块7选用三元乙丙橡胶制成。由模具整体浇注一体成型，总高度为11mm，上、下两个圆台的大端面完全重合，圆台的大端面直径d3为φ28mm。上部圆台高度d1为4mm，锥角为90°；下部圆台高度d2为7mm，锥角为21°；如图5所示，(b)中则示出了弹性密封块7被压缩后的结构示意图。
具体地，在密封座4的底面设置有环形凹槽，一橡胶密封圈9置于环形凹槽内，并被挤压安装在密封座4底面与密封舱盖5之间，环形凹槽设置在密封座4底部的通孔外围。
具体地，弹性密封块7内的空腔由其顶面至底面包括连通地第一圆柱段空腔、子空腔、第二圆柱段空腔，调整块6、弹性密封块7靠近密封座4顶部的第二圆台均置于第一圆柱段空腔内；垫块8置于第二圆柱段空腔内。
具体地，在密封压盖3上设置有多个圆形通孔，对应地在密封座4上设置有多个螺纹孔，多个螺栓穿过通孔，旋入螺纹孔用于密封压盖3与密封座4的连接；
在密封座4上设置有多个通孔，对应地在密封舱盖5上设置有多个螺纹孔，多个螺栓穿过通孔，旋入螺纹孔用于密封舱盖5与密封座4的连接。
在一些实施例中，在密封座4的侧壁内部形成多个U形槽，多个螺栓穿过U形槽，旋入密封舱盖5的螺纹孔用于密封舱盖5与密封座4的连接；
密封座4通过橡胶密封圈9实现与密封舱盖5(被密封对象)的密封，通过弹性密封块7实现与扁平电缆2的密封，从而达到扁平电缆2穿舱密封的效果。具体为：密封装置装配完成后，调整块6在密封压盖3的压力作用下，轴向压缩弹性密封块7，利用橡胶材料的体积不可压缩特性，使其外形面变形填满密封座4的子空腔，形成与密封座4子空腔的锥面的密封；弹性密封块7中间切口夹持并在其变形时紧贴扁平电缆2形成与扁平电缆2的密封；
密封座4中间为通孔结构，从上到下分为四部分：首先是一个深4mm的圆柱段(第一圆柱段空腔)，该空间用以使体积不可压缩的弹性密封块7始终压缩在密封座4空腔内；然后是一个深8mm、锥角20°的锥形孔(子空腔)，用于与弹性密封块7形成锥形密封面；锥形孔小端下面为一个直径与之相同，深度为2mm的圆形孔(第二圆柱段空腔)，用于安装垫块8；最下面为一个狭长的长方形孔，用于穿扁平电缆插头1。
在一些实施例中，调整块6为厚度不小于2mm的圆形不锈钢薄片，有多种厚度规格，安装时调整块6放置于密封压盖3与弹性密封块7之间，可通过选择不同厚度的调整块6改变弹性密封块7的压缩率，满足不同使用条件下的扁平电缆2穿舱密封性能要求。
在一些实施例中垫块8为厚度2mm的圆形不锈钢薄片，厚度是固定的；
扁平电缆密封装置装配时先将橡胶密封圈9嵌入密封座4底部的环形槽内，通过连接紧固件压缩橡胶密封圈9实现密封座4与密封舱盖5的密封；然后将扁平电缆2通过弹性密封块7上的缝隙嵌进弹性密封块7内，将弹性密封块7下部圆台装入密封座4对应的子空腔，通过密封压盖3向调整块5轴向施加压力挤压弹性密封块7上部，上部圆台逐渐压缩，迫使下部圆台锥面径向膨胀，逐渐填满弹性密封块7与密封座4间的空隙，形成锥面密封，与之同时切口部位也受力逐渐压紧扁平电缆2，形成平面密封，从而实现扁平电缆2与密封座4的密封。
本申请的安装包括：将橡胶密封圈9对准密封座4底部的环形槽，然后将密封座4上U形槽与密封舱盖5的螺纹孔对齐，通过4组包含M4×12螺栓、弹簧垫圈、平垫圈的螺纹紧固件组合穿过密封座4的U形槽旋入密封舱盖5的螺纹孔，使密封座4与密封舱盖5紧密连接，并压缩橡胶密封圈9实现密封座4与密封舱盖5的密封；将扁平电缆插头1先穿过密封舱盖5上的长方形孔，再穿进密封座4，最后从密封压盖3上的长方形孔穿出；将弹性密封块7中间切口掰开，嵌紧位于密封座4和密封压盖3之间的扁平电缆2某一位置，使橡胶密封块高度为4mm、锥角为90°的第二圆台朝密封压盖3方向安装；在弹性密封块7高度为7mm，锥角为21°的第一圆台底面安装垫块8，安装时将垫块8中间宽1mm的缝隙平行对准扁平电缆2，然后穿过扁平电缆2；将嵌住扁平电缆2的弹性密封块7和垫块8一齐放入密封座4内；再在弹性密封块7朝密封压盖3方向端面安装调整块6，安装时将调整块6中间宽1mm的缝隙平行对准扁平电缆2，然后穿过扁平电缆2；将压盖3扣在密封座4上，使压盖3上φ6.5mm圆形通孔和密封座4上M6螺纹孔对齐；将4组包含M6×12螺栓、弹簧垫圈、平垫圈的螺纹紧固件组合穿过压盖3上的4个φ6.5mm圆形通孔旋入密封座4上的M6螺纹孔；当发现旋M6×20螺栓较费力的时候，说明压盖3已经开始逐渐对调整块6施加压力压缩弹性密封块7，旋紧4个M6×12螺栓的过程中注意对每个螺栓都均匀施加拧紧力矩。
下面给出一个扁平电缆密封装置的应用实例。
双锥橡胶密封块6采用中国工程物理研究院利用EPDM橡胶和石墨为主原料，借助插层复合技术制备的高性能插层复合型EPDM橡胶材料主要性能指标：邵氏硬度67-73、透气系数1×10-17m2/s·Pa、在120℃×72h、初始压缩率为30％条件下的压缩永久变形小于40％、密度1.0～1.2g/cm3、拉伸强度大于12MPa、扯断伸长率大于200％，密封压盖3和密封座4联接紧固后使弹性密封块7压缩率为15％～20％；密封压盖3、密封座4、调整块6、垫块8的材料为硬度在HBS 260～330范围内的不锈钢；密封装置在经历特定包含高频随机振动、低频正弦振动、冲击等动态环境试验以及在在常温下存放1年时间后，吸枪检测出的氦漏率能达到10-8Pa·m3/s的高密封水平。双锥橡胶密封块使用压缩率推荐值为16％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (6)
1.扁平电缆穿舱密封装置，密封舱盖(5)中间设置有可供扁平电缆插头(1)穿过的通孔,扁平电缆穿舱密封装置包括：
弹性密封块(7)；弹性密封块(7)为两个大端面相互连接的圆台组合，弹性密封块(7)上设置有用于穿过扁平电缆(2)的缝隙；
调整块(6)；调整块(6)上设置有用于穿过扁平电缆(2)的缝隙；
垫块(8)；垫块(8)上设置有用于穿过扁平电缆(2)的缝隙；调整块(6)、垫块(8)分别置于弹性密封块(7)的两端；
其特征在于，扁平电缆穿舱密封装置还包括：
密封压盖(3)；密封压盖(3)的中间设置有可供扁平电缆插头(1)穿过的通孔；
密封舱盖(5)；密封舱盖(5)中间设置有可供扁平电缆插头(1)穿过的通孔；
密封座(4)；密封座(4)的中间设置有用于安装弹性密封块(7)、调整块(6)、垫块(8)的空腔，空腔的底部设置有可供扁平电缆插头(1)穿过的通孔；调整块(6)顶面与密封压盖(3)接触；垫块(8)与空腔的底部接触；调整块(6)的底面与弹性密封块(7)一端接触，弹性密封块(7)的另一端与垫块(8)接触；弹性密封块(7)在空腔内被压缩后与空腔壁紧贴，且与扁平电缆(2)紧密接触；
扁平电缆(2)依次穿过密封舱盖(5)、密封座(4)、垫块(8)、弹性密封块(7)、调整块(6)、密封压盖(3)设置。
2.根据权利要求1所述的扁平电缆穿舱密封装置，其特征在于，弹性密封块(7)靠近密封座(4)底面的第一圆台锥角为21°；对应地密封座(4)与第一圆台组合匹配处亦设置有锥角为20°的子空腔。
3.根据权利要求2所述的扁平电缆穿舱密封装置，其特征在于，弹性密封块(7)为橡胶密封块。
4.根据权利要求1-3任一项所述的扁平电缆穿舱密封装置，其特征在于，在密封座(4)的底面设置有环形凹槽，一橡胶密封圈(9)置于环形凹槽内，并被挤压安装在密封座(4)底面与密封舱盖(5)之间，环形凹槽设置在密封座(4)底部的通孔外围。
5.根据权利要求4所述的扁平电缆穿舱密封装置，其特征在于，弹性密封块(7)内的空腔由其顶面至底面包括连通地第一圆柱段空腔、子空腔、第二圆柱段空腔，调整块(6)、弹性密封块(7)靠近密封座(4)顶部的第二圆台均置于第一圆柱段空腔内；垫块(8)置于第二圆柱段空腔内。
6.根据权利要求1所述的扁平电缆穿舱密封装置，其特征在于，
在密封压盖(3)上设置有多个圆形通孔，对应地在密封座(4)上设置有多个螺纹孔，多个螺栓穿过通孔，旋入螺纹孔用于密封压盖(3)与密封座(4)的连接；
在密封座(4)上设置有多个通孔，对应地在密封舱盖(5)上设置有多个螺纹孔，多个螺栓穿过通孔，旋入螺纹孔用于密封舱盖(5)与密封座(4)的连接。
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