CN110932220A - 一种海底光电分离设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海底光电分离设备，属于海底观测设备、海底观测网技术领域，包括：抗压筒，抗压筒的第一端为敞口端，远离第一端的第二端为封闭端；端盖，端盖位于抗压筒内，且与抗压筒共同形成密封的腔体结构，端盖上开设有用于穿入光电复合缆的通孔；注塑体，注塑体位于端盖的通孔内，光电复合缆与端盖之间通过注塑体密封连接；电缆水密连接器和光纤水密连接器，电缆水密连接器和光纤水密连接器分别密封连接在第二端上。本发明的抗压筒采用了第一端为敞口端，远离第一端的第二端为封闭端，其中敞口端用端盖密封连接，本设备的端盖与光电复合缆尾端的密封采用注塑方式密封，其密封性能较采用密封圈等密封方式更为可靠，适用于深水4KM的海洋环境。

Description

一种海底光电分离设备
技术领域
本发明涉及海底观测设备、海底观测网技术领域，具体是涉及一种海底光电分离设备。
背景技术
海底观测网络可应用于海底资源开发、海底环境监测、海洋科学研究、海洋军事网络建设等领域，由于仅靠普通海电缆无法实现远距离、大容量信息传输，必须使用带光电复合缆的海底通信系统。
海底观测网络是由岸基设备、光电复合缆与海底主基站等设备连接而成的海洋观测网络。海底主基站是实现电能转换、数据汇聚传输与控制的重要设备。海底观测网络主干缆上携带10KV电压，接驳盒系统的次级观测设备无法使用如此大的电压进行电能供给，需连接海缆的光电分离装置将海缆上光、电分离后并将电能经电源舱处理成低电压后方可供次级设备使用。其中用于连接海缆的光电分离装置是海底主基站的重要组成部件，主要进行高压电导体与信号光纤的分离，然后分别连接电能变换单元和数据汇聚传输与控制单元。光电分离装置一般固定于海底主基站底座，要求可靠性与海缆一致，需在海底长期可靠工作25年。
海底观测网络各设备之间单独为一个整体，各设备之间信号传递均通过能满足相关水密要求的接插件实现。现有光电分离装置抗压筒部分均采用双端盖两端密封，会大大增加成本且密封可靠性更低；另端盖与尾缆连接位置均采用硫化、采用现有密封件的方式密封，密封效果及可靠性较低；端盖压紧的螺栓暴露于整体结构外部，容易出现松脱现象。在深海高水压环境下，光电分离舱体的内、外压差大，深水静压力将密封件发生位移或变形，导致光电分离装置抗压筒内光电复合缆穿舱处的密封失效，进而发生绝缘故障，其密封的可靠性不能满足光电分离装置在深水工况下长期工作的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术中现有光电分离装置密封的可靠性不能满足深水工况下长期工作的要求的不足，提供一种海底光电分离设备。
本发明提供一种海底光电分离设备，包括：
抗压筒，所述抗压筒的第一端为敞口端，远离第一端的第二端为封闭端；
端盖，所述端盖位于抗压筒内，且与抗压筒共同形成密封的腔体结构，所述端盖上开设有用于穿入光电复合缆的通孔；
注塑体，所述注塑体位于端盖的通孔内，光电复合缆与端盖之间通过注塑体密封连接；
电缆水密连接器和光纤水密连接器，所述电缆水密连接器和光纤水密连接器分别密封连接在抗压筒的第二端上。
优选方案：所述抗压筒的内壁上设有与端盖密封连接的环形凸缘，所述环形凸缘对端盖进行限位。
优选方案：所述端盖上位于腔体内的端面与环形凸缘的连接面之间设有金属密封圈，所述端盖的外圆上与抗压筒的内壁之间设有O型密封圈。
优选方案：所述金属密封圈为金属C型密封圈，在金属密封圈内套设有环形螺旋弹簧。
优选方案：所述端盖上位于腔体外的端面上设有端盖压紧圈，所述端盖压紧圈上沿端盖压紧圈的圆周方向开设有多个穿入螺钉的螺纹孔，端盖压紧圈的外圆设有外螺纹，抗压筒的内壁上设有与端盖压紧圈连接的内螺纹，所述端盖压紧圈与抗压筒的内壁螺纹连接，所述端盖压紧圈的螺纹孔内穿入螺钉与端盖相抵，所述端盖与环形凸缘压紧密封。
优选方案：所述抗压筒内设有第一盘纤盘和第二盘纤盘，所述第一盘纤盘与端盖连接，所述第二盘纤盘与抗压筒的第二端连接，所述第一盘纤盘用于盘绕光纤和电缆，所述第二盘纤盘用于盘绕电缆水密连接器和光纤水密连接器的插头带缆。
优选方案：所述抗压筒内设有设有光电分离装置，所述光电分离装置用于光电复合缆的光纤和电缆分离。
优选方案：所述电缆水密连接器和光纤水密连接器均设有插头带缆，所述光纤和电缆分别通过插头带缆与电缆水密连接器和光纤水密连接器连接。
优选方案：所述抗压筒的第二端上分别设有安装电缆水密连接器和光纤水密连接器的引出孔，所述电缆水密连接器和光纤水密连接器分别穿入引出孔内且与引出孔密封连接。
优选方案：还包括依次连接的弯曲限制器、UJ接头和缓冲器，所述弯曲限制器与抗压筒的第一端连接，所述光电复合缆的一端与 UJ接头连接，光电复合缆的另一端穿过弯曲限制器和端盖进入抗压筒内，所述UJ接头还连接有海缆，所述海缆与UJ接头的连接处通过所述缓冲器保护。
在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明的一种海底光电分离设备，该设备可与海底观测网络系统中实现海缆的光电分离功能，并将光电信号分别通过电缆水密连接器和光纤水密连接器输出至下一级设备。本设备的抗压筒采用了第一端为敞口端，远离第一端的第二端为封闭端的空心结构，其中敞口端用端盖密封连接，抗压筒整体成本更低，且具有更高的密封可靠性，适用于深水4KM的海洋环境。本设备的端盖与抗压筒之间的压紧固定方式采用了端盖压紧圈，且整体位于抗压筒内部，防止施工过程中磕碰使螺钉滑松，进而提高密封可靠性。本设备的端盖与光电复合缆尾端的密封采用注塑方式密封，其密封性能较采用密封圈等密封方式更为可靠。本设备的UJ接头可实现与目前海缆项目中的通用型海缆对接，具有更好的通用性。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例不含弯曲限制器、UJ接头和缓冲器的结构剖视图
图3是本发明实施例的金属密封圈的剖视图。
附图标记：1-抗压筒，2-弯曲限制器，3-UJ接头，4-缓冲器， 5-海缆，6-端盖压紧圈，7-光电复合缆，8-注塑体，9-端盖，10-第一盘纤盘，11-第二盘纤盘，12-电缆水密连接器，13-光纤水密连接器，14-金属密封圈，15-O型密封圈，16-环形螺旋弹簧。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
参见图2所示，本发明实施例提供一种海底光电分离设备，包括：
抗压筒1，该抗压筒1的第一端为敞口端，远离第一端的第二端为封闭端，抗压筒1为类似于杯体的空心结构，其形状优选为圆柱体结构，抗压筒1采用一端敞口和一端封闭结构，能够显著减小密封泄露点。相比现有技术中两端敞口结构的密封性能更高，具有更高的密封可靠性。
端盖9，该端盖9位于抗压筒1内，端盖9与抗压筒1共同形成密封的腔体结构，在端盖9上开设有用于穿入光电复合缆7的通孔，光电复合缆7的尾端穿入抗压筒1内后，在端盖9与抗压筒1共同形成密封的腔体结构内为光电复合缆7的电缆和光纤分离。端盖9与抗压筒1共同形成密封的腔体结构为实现光电复合缆7的电缆和光纤分离提供绝缘和密封的空间环境。
注塑体8，该注塑体8位于端盖9的通孔内，在光电复合缆7的尾端穿入端盖9的通孔后，采用注塑工艺将光电复合缆7与端盖9之间通过注塑体8密封连接，注塑体8固化后在密实填充在光电复合缆 7和端盖9之间，防止在深海高水压环境下，光电分离装置的内、外压差大，深水静压力透过光电复合缆7与端盖9之间的缝隙进入端盖 9与抗压筒1共同形成密封的腔体结构内，避免密封失效。
电缆水密连接器12和光纤水密连接器13，电缆水密连接器12 和光纤水密连接器13分别密封连接在抗压筒1第二端上，电缆水密连接器12和光纤水密连接器13分别用于连接光电复合缆7分出的电缆和光纤，并分别输出至下一级设备。
工作原理
本发明的一种海底光电分离设备，该设备可与海底观测网络系统中实现海缆的光电分离功能，并将光电信号分别通过电缆水密连接器 12和光纤水密连接器13输出至下一级设备。本设备的抗压筒1采用了第一端为敞口端，远离第一端的第二端为封闭端的空心结构，相比现有技术中两端敞口结构的密封性能更高，具有更高的密封可靠性。其中抗压筒1的敞口端用端盖9密封连接，端盖9与抗压筒1共同形成密封的腔体结构，为实现光电复合缆7的电缆和光纤分离提供绝缘和密封的空间环境。抗压筒1类似于杯体的空心结构，整体成本更低，且具有更高的密封可靠性，适用于深水4KM的海洋环境。本设备的端盖9与光电复合缆7的尾端的密封采用注塑体8密封，注塑体8固化后密实填充在光电复合缆7和端盖9之间，防止在深海高水压环境下，光电分离装置的内、外压差大，深水静压力透过光电复合缆7与端盖 9之间的缝隙进入端盖9与抗压筒1共同形成密封的腔体结构内，避免密封失效。
实施例2
参见图2所示，本发明实施例提供一种海底光电分离设备，本实施例与实施例1的区别在于：在抗压筒1的内壁上设有与端盖9密封连接的环形凸缘，该环形凸缘用于对端盖9进行限位。在端盖9上位于腔体内的端面与环形凸缘的连接面之间设有金属密封圈14，金属密封圈14为金属C型密封圈，在金属C型密封圈内套设有环形螺旋弹簧16。在端盖9的外圆上与抗压筒1的内壁之间设有多个间隔设置的O型密封圈15。在端盖9与环形凸缘连接时，端盖9分别与抗压筒1的内壁和环形凸缘的结合部通过O型密封圈15和金属密封圈 14密封连接，实现端盖9与抗压筒1可靠密封。本实施例的端盖9 与抗压筒1密封连接时，O型密封圈15与金属密封圈14均已在端盖 9上安装到位，然后将端盖9压到抗压筒1内适当位置，采用压力机将端盖9压紧，保证金属密封圈14被压缩，使得端盖9不会在被压紧后回程。本金属密封圈14采用了金属C型密封圈，在金属C型密封圈内套设有环形螺旋弹簧16，金属密封圈14具有的高回弹特性，只需要较小的载荷,就可实现相当可观的密封效果，同时环形螺旋弹簧16能够弹性支撑金属密封圈14回弹，进一步提高端盖9与抗压筒 1密封性能。
实施例3
参见图2所示，本发明实施例提供一种海底光电分离设备，本实施例与实施例1的区别在于：在端盖9上位于腔体外的端面上设有端盖压紧圈6，该端盖压紧圈6上沿端盖压紧圈6的圆周方向开设有多个穿入螺钉的螺纹孔。端盖压紧圈6的外圆设有外螺纹，抗压筒1的内壁上设有与端盖压紧圈6连接的内螺纹，端盖压紧圈6与抗压筒1 的内壁螺纹连接，在端盖压紧圈6的螺纹孔内穿入螺钉与端盖9相抵，实现端盖9与环形凸缘压紧密封。在实现端盖9与抗压筒1密封连接时，通过端盖压紧圈6上穿入螺钉与端盖9相抵，通过拧紧螺钉同步挤压端盖9和O型密封圈，O型密封圈被挤压在端盖9和环形凸缘之间，螺钉轴力越大端盖9和环形凸缘的密封性越高。本设备的端盖9 与抗压筒1之间的压紧固定方式采用了端盖压紧圈6，且端盖压紧圈 6和螺钉整体位于抗压筒1内部，防止施工过程中磕碰使螺钉滑松，进而提高密封可靠性。
实施例4
参见图2所示，本发明实施例提供一种海底光电分离设备，本实施例与实施例1的区别在于：在抗压筒1内设有第一盘纤盘10和第二盘纤盘10，其中第一盘纤盘10与端盖9连接，第二盘纤盘11与抗压筒1的第二端连接。第一盘纤盘10用于盘绕光纤和电缆，第二盘纤盘11用于盘绕电缆水密连接器12和光纤水密连接器13的插头带缆。经过分离的光纤和电缆在第一盘纤盘10上缠绕后进入第二盘纤盘11，并在第二盘纤盘11上与电缆水密连接器12和光纤水密连接器13的插头带缆对接连接。电缆水密连接器12和光纤水密连接器 13均设有插头带缆，光电复合缆7的光纤和电缆分离后，光纤和电缆分别通过插头带缆与电缆水密连接器12和光纤水密连接器13连接。
实施例5
参见图2所示，本发明实施例提供一种海底光电分离设备，本实施例与实施例1的区别在于：在抗压筒1内设有设有光电分离装置，该光电分离装置固定在第一盘纤盘10上，该光电分离装置用于光电复合缆7的光纤和电缆分离。
实施例6
参见图2所示，本发明实施例提供一种海底光电分离设备，本实施例与实施例1的区别在于：在抗压筒1的第二端上分别设有安装电缆水密连接器12和光纤水密连接器13的引出孔，电缆水密连接器 12和光纤水密连接器13分别穿入引出孔内且与引出孔密封连接。
实施例7
参见图1所示，本发明实施例提供一种海底光电分离设备，本实施例与实施例1的区别在于：还包括依次连接的弯曲限制器2、UJ接头3和缓冲器4。弯曲限制器2与抗压筒1的第一端连接，光电复合缆7的一端与UJ接头3连接，光电复合缆7的另一端穿过弯曲限制器2和端盖9进入抗压筒1内。UJ接头4还连接有海缆5，海缆5与 UJ接头4的连接处通过缓冲器4保护。本设备的UJ接头可实现此海底光电分离设备与现海缆项目中通用的海缆5实现对接，保证了此海底光电分离设备的通用性。并通过缓冲器4缓冲海缆5的尾端冲击、弯曲限制器2对内部的光电复合缆7弯曲限制，使得整体具有更高的可靠性及使用寿命。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种海底光电分离设备，其特征在于，包括：
抗压筒(1)，所述抗压筒(1)的第一端为敞口端，远离第一端的第二端为封闭端；
端盖(9)，所述端盖(9)位于抗压筒(1)内，且与抗压筒(1)共同形成密封的腔体结构，所述端盖(9)上开设有用于穿入光电复合缆(7)的通孔；
注塑体(8)，所述注塑体(8)位于端盖(9)的通孔内，光电复合缆(7)与端盖(9)之间通过注塑体(8)密封连接；
电缆水密连接器(12)和光纤水密连接器(13)，所述电缆水密连接器(12)和光纤水密连接器(13)分别密封连接在抗压筒(1)的第二端上。
2.如权利要求1所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述抗压筒(1)的内壁上设有与端盖(9)密封连接的环形凸缘，所述环形凸缘对端盖(9)进行限位。
3.如权利要求2所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述端盖(9)上位于腔体内的端面与环形凸缘的连接面之间设有金属密封圈(14)，所述端盖(9)的外圆上与抗压筒(1)的内壁之间设有O型密封圈(15)。
4.如权利要求3所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述金属密封圈(14)为金属C型密封圈，在金属密封圈(14)内套设有环形螺旋弹簧(16)。
5.如权利要求2所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述端盖(9)上位于腔体外的端面上设有端盖压紧圈(6)，所述端盖压紧圈(6)上沿端盖压紧圈(6)的圆周方向开设有多个穿入螺钉的螺纹孔，端盖压紧圈(6)的外圆设有外螺纹，抗压筒(1)的内壁上设有与端盖压紧圈(6)连接的内螺纹，所述端盖压紧圈(6)与抗压筒(1)的内壁螺纹连接，所述端盖压紧圈(6)的螺纹孔内穿入螺钉与端盖(9)相抵，所述端盖(9)与环形凸缘压紧密封。
6.如权利要求1所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述抗压筒(1)内设有第一盘纤盘(10)和第二盘纤盘(11)，所述第一盘纤盘(10)与端盖(9)连接，所述第二盘纤盘(11)与抗压筒(1)的第二端连接，所述第一盘纤盘(10)用于盘绕光纤和电缆，所述第二盘纤盘(11)用于盘绕电缆水密连接器(12)和光纤水密连接器(13)的插头带缆。
7.如权利要求1所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述抗压筒(1)内设有设有光电分离装置，所述光电分离装置用于光电复合缆(7)的光纤和电缆分离。
8.如权利要求7所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述电缆水密连接器(12)和光纤水密连接器(13)均设有插头带缆，所述光纤和电缆分别通过插头带缆与电缆水密连接器(12)和光纤水密连接器(13)连接。
9.如权利要求1所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
所述抗压筒(1)的第二端上分别设有安装电缆水密连接器(12)和光纤水密连接器(13)的引出孔，所述电缆水密连接器(12)和光纤水密连接器(13)分别穿入引出孔内且与引出孔密封连接。
10.如权利要求1所述的一种海底光电分离设备，其特征在于：
还包括依次连接的弯曲限制器(2)、UJ接头(3)和缓冲器(4)，所述弯曲限制器(2)与抗压筒(1)的第一端连接，所述光电复合缆(7)的一端与UJ接头(3)连接，光电复合缆(7)的另一端穿过弯曲限制器(2)和端盖(9)进入抗压筒(1)内，所述UJ接头(3)还连接有海缆(5)，所述海缆(5)与UJ接头(3)的连接处通过所述缓冲器(4)保护。
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