CN111114693A - 一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构，属于水下拖曳探测技术领域。机构包括扣环、压紧环、辅助压紧机构和扣板；扣环和压紧环通过转轴活动连接，所述压紧环绕转轴正反旋转实现锁紧机构的开合，扣板通过扣板轴活动安装在扣环上，扣板绕扣板轴正反旋转实现对扣环和压紧环锁紧和解锁；辅助压紧机构安装在压紧环上，辅助压紧机构实现对扣环和压紧环形成的空腔直径尺寸的调节。本发明具有快速拆装和锁紧拖缆功能，同时可通用于一定范围内不同缆径的拖缆；并且具有良好的流体外形和耐海水腐蚀性能。

Description

一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构

技术领域

本发明涉及一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构，属于水下拖曳探测技术领域。

背景技术

水下拖曳探测领域，拖缆上常加装导流片，以满足拖曳系统减震降噪要求。导流片本身与拖缆存在间隙要求转动，以保证拖曳过程中的导流作用，但是，太多的导流片彼此相连堆积，会增大导流片与拖缆之间的摩擦，阻碍导流片的导流作用。为了防止导流片顺着拖缆移动堆积，在拖缆间隔一定长度的位置，需要装上牢固的止动锁紧机构与缆索紧固。其中作为水下拖曳探测领域关键部件的拖缆锁紧机构设计，需从流体特性、快速拆装性和适装性来综合考虑：

流体特性：导流片的一个重要作用，就是其流线型断面可以使拖曳系统的缆索部分的阻力大为降低，从而使其拖动速度及系统的几何性能下沉深度和搜索带宽提高，或者对拖船要求的拉力降低。拖缆锁紧机构作为防止导流片在拖缆上窜动的机构，其设计也应该满足体积较小、良好的导流性等要求，以减小拖曳系统阻力；

快速拆装性：水下拖曳探测深度，从几十米到几千米不等，拖缆上一般每隔1-2米就需要安装一个锁紧机构。随着海洋科学技术日益进步，大深度拖曳探测领域正在蓬勃进行，这样几千米长的拖缆需要加装大量的锁紧机构，这就对拖缆锁紧机构的快速拆装性提出了较高的要求；同时，如此长的拖缆也限制了锁紧机构与拖缆的装配方式，最好为分离扣合式，不受缆长的限制；

适装性：水下拖曳用拖缆，内部是载流芯线，中间为橡胶、聚氟乙烯片或聚乙烯等绝缘材料，外皮则是防汽油材料、防燃橡胶或带状聚氟乙烯片等材料。拖缆在多次挤压过后，会产生剩余形变，更有甚者，一根拖缆可能由不同缆径的缆组合而成。因此，拖缆锁紧机构需要具备，在一定范围内缆径可调的能力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构，该锁紧机构具有快速拆装和锁紧拖缆功能，同时可通用于一定范围内不同缆径的拖缆；并且具有良好的流体外形和耐海水腐蚀性能。

一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构，机构包括扣环、压紧环、辅助压紧机构和扣板；

所述扣环和压紧环通过转轴活动连接，所述压紧环绕转轴正反旋转实现锁紧机构的开合，所述扣板通过扣板轴活动安装在扣环上，扣板绕扣板轴正反旋转实现对扣环和压紧环锁紧和解锁；所述辅助压紧机构安装在压紧环上，辅助压紧机构实现对扣环和压紧环形成的空腔直径尺寸的调节。

进一步地，所述扣环为半环结构，扣环的一端为连接端，连接端为内凹结构，内凹部分的两侧加工有转轴安装孔，另一端为锁紧端，锁紧端的外圆周面上加工有配合扣板的限位凹槽，限位凹槽的侧壁上具有锁紧凹槽。

进一步地，所述压紧环为半环结构，压紧环的一端为连接端，连接端具有一个与扣环连接端内凹结构配合的凸起结构，凸起结构上加工有转轴安装孔；压紧环的另一端为锁紧端，锁紧端具有一根轴向的锁紧柱。

进一步地，所述扣板的一端具有一个咬合压紧环上锁紧柱的的捕捉槽，捕捉槽的两侧具有与扣板轴配合的连接孔，扣板的另一端的两侧端面上装有弹性锁紧销，弹性锁紧销在扣板转动到位后进入限位凹槽侧壁的锁紧凹槽中，对扣板进行到位锁定，反向转动扣板时的转动力矩使弹性锁紧销缩回销孔后，扣板失去锁紧凹槽对其的转动约束。

进一步地，所述弹性锁紧销包括两个圆头销、O型圈、一个弹性橡胶柱和扣板上的轴向安装通孔，所述弹性橡胶柱位于安装通孔的中部，两个圆头销位于安装通孔的两端并通过O型圈实现轴向限位，圆头销的头部位于安装通孔外，尾部与弹性橡胶柱接触。

进一步地，所述辅助压紧机构包括两个斜块、一根螺钉和压紧环上的斜块安装槽；

所述两个斜块为同心环形结构，沿轴线方向的前端为平面，后端为斜面，左右为平行平面，一个斜块上有水平螺纹孔贯穿前后端面，另一个斜块上是水平光孔贯穿前后端面；斜块内侧圆弧表面采用硫化工艺硫化一层橡胶垫；压紧环上的斜块安装槽贯穿压紧环的内外圆弧面，安装槽沿轴向的端面呈斜面，斜面上具有一个水平贯穿两个槽底面的条形槽，两个斜块分别安装在两个安装槽内，斜块的斜面与安装槽上的斜面配合，螺钉一个斜块的光孔和条形槽后与另一个斜块上的螺纹孔连接，通过调节螺钉在斜块螺纹孔内的旋合长度，两个斜块在螺钉的轴向压紧力作用下同步沿安装槽的斜面产生径向位移。

进一步地，所述扣板位于锁紧位置时与扣环的外表面共形。

进一步地，所述扣环和压紧环采用316L不锈钢材料加工，二者的内表面做喷砂处理。

进一步地，所述O型圈和弹性橡胶柱采用三元乙丙橡胶材料加工。

有益效果：

1、本发明的扣环和压紧环为半环结构，通过扣板完成锁紧后的状态形成一个封闭的圆环，扣板与扣环共形，不会增加锁紧机构的径向尺寸，此外，辅助压紧机构同样集成在压紧环的内部，因此具有体积小和导流性好的特点。

2、本发明的扣环和压紧环通过转轴相对转动闭合后形成紧固拖缆的封闭圆形空间，随后转动扣板与压紧环上的锁紧柱咬合后完成紧固，反向转动扣板即可实现扣环和压紧环的分离，具有高效快速拆装的优势。

3、本发明在压紧环上集成了辅助压紧机构，通过对辅助压紧机构的调节，可以满足压紧力和缆径尺寸在一定范围内的调节需求，具有很强的适装性。

4、本发明作为水下拖曳探测领域的关键部件，具有良好的流体外形，拆装简单快捷，压紧效果好，耐海水腐蚀，压紧尺寸可调节，可通用于一定范围内不同缆径的拖缆。

附图说明

图1为本发明快速拆装式水下拖缆锁紧机构的结构图；

图2为本发明快速拆装式水下拖缆锁紧机构的轴测图；

图3为扣环的结构图；

图4为扣环的轴测图；

图5为压紧环的结构图；

图6为压紧环的轴测图

图7为辅助压紧机构在压紧环上的装配图；

图8为辅助压紧机构在压紧环上的轴测图；

图9为连接扣板结构图；

图10为连接扣板的轴测图；

图11是本发明的锁紧机构与拖缆装配过程示意图。

其中，1-扣环、11-限位凹槽、12-锁紧凹槽、2-压紧环、21-斜面、22-条形槽、23-锁紧柱、3-辅助压紧机构、31-斜块Ⅰ、32-橡胶垫、33-斜块Ⅱ、34- 螺钉、4-扣板、41-圆头销、42-弹性橡胶柱、421-捕捉槽、43-O型圈、5-扣板轴、6-转轴、7-拖缆。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1和2所示，本发明提供了一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构，机构包括扣环1、压紧环2、辅助压紧机构3、扣板4、扣板轴5和转轴6；扣环1 和压紧环2均为半环结构，采用不锈钢材料机加工工艺成型；扣环1和压紧环通2过转轴6活动连接，压紧环2绕转轴正反旋转实现锁紧机构的开合，扣板4 通过扣板轴活动安装在扣环1上，扣板绕扣板轴正反旋转实现对扣环和压紧环锁紧和解锁，扣板4上安装弹性锁紧销，弹性锁紧销实现对扣板锁紧状态的锁定；辅助压紧机构3安装在压紧环2上，辅助压紧机构3实现对扣环1和压紧环2形成的空腔直径尺寸的调节。

其中，扣环1的结构如附图3和4所示，扣环1的一端为连接端，连接端为内凹结构，内凹部分的两侧加工有转轴6安装孔，另一端为锁紧端，锁紧端的外圆周面上加工有配合扣板4的限位凹槽11，限位凹槽11的侧壁上具有锁紧凹槽12和扣板轴5安装孔。

压紧环2的结构如附图5和6所示，压紧环2的一端为连接端，连接端具有一个与扣环连接端内凹结构配合的凸起结构，凸起结构上加工有转轴安装孔；压紧环的另一端为锁紧端，锁紧端具有一根轴向的锁紧柱。

本实施例中，扣环1和压紧环2的连接端通过转轴6连接，扣环1与转轴6 过盈配合固定，压紧环2通过转轴安装孔绕转轴6旋转。

如附图7和8所示，辅助压紧机构3包括斜块Ⅰ31、橡胶垫32、斜块Ⅱ33、螺钉34和压紧环上的斜块安装槽；斜块Ⅰ31为同心环形结构，沿轴线方向，前端为平面，后端为斜面，左右为平行平面，前后有螺纹孔贯穿，采用不锈钢材料，机加工工艺成型；斜块Ⅱ33与斜块Ⅰ31类似，但开孔为通孔，采用不锈钢材料，机加工工艺成型；斜块Ⅰ31和斜块Ⅱ33内表面采用硫化工艺，硫化一层薄橡胶垫32，表面做划痕处理，橡胶垫采用三元乙丙橡胶材料。压紧环2上的斜块安装槽贯穿压紧环2的内外圆弧面，安装槽沿轴向的端面呈斜面21，斜面 21上具有一个水平贯穿两个槽底面的条形槽22，斜块Ⅱ33与斜块Ⅰ31安装在两个安装槽内，斜块Ⅱ33与斜块Ⅰ31的斜面与安装槽上的斜面配合，螺钉34 穿过上斜块Ⅱ33上的光孔和条形槽后与斜块Ⅰ31上的螺纹孔连接，通过调节螺钉34在斜块Ⅰ31内的旋合长度，斜块Ⅱ33与斜块Ⅰ31在螺钉34的轴向压紧力作用下同步沿安装槽的斜面21产生径向位移，条形槽22为螺钉34的径向位移提供空间。

如附图9和10所示，弹性锁紧销包括由圆头销41、O型圈43、弹性橡胶柱 42和扣板4上的轴向安装通孔，弹性橡胶柱42位于安装通孔的中部，两个圆头销41位于安装通孔的两端并通过O型圈43实现轴向限位，圆头销41的头部位于安装通孔外，尾部与弹性橡胶柱42的端面接触。圆头销41采用不锈钢材料，机加工工艺成型，O型圈43和弹性橡胶柱42采用三元乙丙橡胶材料。

本发明的快速拆装式拖缆锁紧机构与拖缆之间的装配过程如图11所示：首先合拢，将扣环1的内弧面卡在拖缆7的外圆周面上，旋转压紧环2，扣环1和压紧环2合拢后夹住拖缆7；接着捕捉，旋转连接扣板4，使捕捉槽421在远点与压紧环2的锁紧柱23捕捉连接；然后，旋转连接扣板4，将锁紧柱23作用于近点，实现压紧，同时扣板4侧面与扣环1的限位凹槽11侧壁接触，弹性橡胶柱42受限位凹槽11侧壁挤压，圆头销41被挤入锁紧凹槽12，实现扣板在扣环 1上的锁定；若发现锁紧机构挤压拖缆7不牢固，旋紧螺钉34，压紧斜块Ⅰ31 和斜块Ⅱ33，使其沿锁紧机构径向运动，压紧拖缆7；

拆除锁紧机构时，反向掰动扣板4，弹性橡胶柱42受挤压伸缩，圆头销41 脱离锁紧凹槽12，旋转连接扣板4至合适位置，使捕捉钩421与压紧环2的锁紧柱23脱离；旋转压紧环2，打开锁紧机构完成与拖缆之间的快速拆卸。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，机构包括扣环、压紧环、辅助压紧机构和扣板；

所述扣环和压紧环通过转轴活动连接，所述压紧环绕转轴正反旋转实现锁紧机构的开合，所述扣板通过扣板轴活动安装在扣环上，扣板绕扣板轴正反旋转实现对扣环和压紧环锁紧和解锁；所述辅助压紧机构安装在压紧环上，辅助压紧机构实现对扣环和压紧环形成的空腔直径尺寸的调节。

2.如权利要求1所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述扣环为半环结构，扣环的一端为连接端，连接端为内凹结构，内凹部分的两侧加工有转轴安装孔，另一端为锁紧端，锁紧端的外圆周面上加工有配合扣板的限位凹槽，限位凹槽的侧壁上具有锁紧凹槽。

3.如权利要求1或2所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述压紧环为半环结构，压紧环的一端为连接端，连接端具有一个与扣环连接端内凹结构配合的凸起结构，凸起结构上加工有转轴安装孔；压紧环的另一端为锁紧端，锁紧端具有一根轴向的锁紧柱。

4.如权利要求3所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述扣板的一端具有一个咬合压紧环上锁紧柱的的捕捉槽，捕捉槽的两侧具有与扣板轴配合的连接孔，扣板的另一端的两侧端面上装有弹性锁紧销，弹性锁紧销在扣板转动到位后进入限位凹槽侧壁的锁紧凹槽中，对扣板进行到位锁定，反向转动扣板时的转动力矩使弹性锁紧销缩回销孔后，扣板失去锁紧凹槽对其的转动约束。

5.如权利要求4所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述弹性锁紧销包括两个圆头销、O型圈、一个弹性橡胶柱和扣板上的轴向安装通孔，所述弹性橡胶柱位于安装通孔的中部，两个圆头销位于安装通孔的两端并通过O型圈实现轴向限位，圆头销的头部位于安装通孔外，尾部与弹性橡胶柱接触。

6.如权利要求1所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述辅助压紧机构包括两个斜块、一根螺钉和压紧环上的斜块安装槽；

所述两个斜块为同心环形结构，沿轴线方向的前端为平面，后端为斜面，左右为平行平面，一个斜块上有水平螺纹孔贯穿前后端面，另一个斜块上是水平光孔贯穿前后端面；斜块内侧圆弧表面采用硫化工艺硫化一层橡胶垫；压紧环上的斜块安装槽贯穿压紧环的内外圆弧面，安装槽沿轴向的端面呈斜面，斜面上具有一个水平贯穿两个槽底面的条形槽，两个斜块分别安装在两个安装槽内，斜块的斜面与安装槽上的斜面配合，螺钉一个斜块的光孔和条形槽后与另一个斜块上的螺纹孔连接，通过调节螺钉在斜块螺纹孔内的旋合长度，两个斜块在螺钉的轴向压紧力作用下同步沿安装槽的斜面产生径向位移。

7.如权利要求6所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述扣板位于锁紧位置时与扣环的外表面共形。

8.如权利要求7所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述扣环和压紧环采用316L不锈钢材料加工，二者的内表面做喷砂处理。

9.如权利要求8所述的快速拆装式水下拖缆锁紧机构，其特征在于，所述O型圈和弹性橡胶柱采用三元乙丙橡胶材料加工。

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