CN219204510U - 一种封闭式水下网关装置 - Google Patents

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刘志刚
马志宇
陆文超
田贺
刘鲁西
崔海朋
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Qingdao Jari Industry Control Technology Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种封闭式水下网关装置，包括壳体一，所述壳体两端分别连接壳体二、壳体三，所述壳体二、壳体三上分别设置端盖一、端盖二；所述端盖一、端盖二上均设有电缆防护架，所述壳体一内部设有PCB板和与之连接的网络模块、电源模块；所述壳体二、壳体三上均设有穿缸件，所述端盖一、端盖二上设有硫化电缆和充油口，所述硫化电缆通过穿缸件与PCB板连接。其优点在于，增加了其多工况环境适用性，并且不再限制于水密性，其壁厚可根据不同水深进行定制，以满足强度要求。

Description

一种封闭式水下网关装置
技术领域
本申请属于水声通信领域，具体涉及一种封闭式水下网关装置。
背景技术
水声通信是海洋中无线信息传输的主要技术手段。水声通信技术在海洋环境监测、水下航行器/载人潜水器作业等方面有着广泛应用。水声通信及网络可灵活地用于不同的速率载荷、覆盖距离、水体深度、网络结构的情景，可广泛地应用于海洋环境观测，实现水下不同空间位置多个观测设备之间的信息交互。同时，水声信道传输状态多变、海洋作业环境恶劣，对通信算法和设备可靠性有较高要求，水声通信及组网成为目前的研究热点。
目前水下通信应用较多的设备为水下网关通信机，但是由于海洋水下环境不可控的性质，以及海水腐蚀因素，市面上的水下网关结构应用水深大多集中在几十米到几百米级别，有千米级别的水下网关设备也是使用钛合金材料增加防腐蚀性能，其密封结构大多采用O型圈密封外加打胶进行进一步防护，此种通用密封方式导致了结构强度受制于其密封性，造成使用深度不是深海领域、只能应用于海水介质的结果。
实用新型内容
基于上述内容，本申请涉及一种封闭式水下网关装置主要应用于深海水下网关通信领域，其独特的密封防腐耐压结构设计，增加了其多工况环境适用性，并且不再限制于水密性，其壁厚可根据不同水深进行定制，以满足强度要求。其技术方案为，
一种封闭式水下网关装置，包括壳体一，所述壳体两端分别连接壳体二、壳体三，所述壳体二、壳体三上分别设置端盖一、端盖二；所述端盖一、端盖二上均设有电缆防护架，所述壳体一内部设有PCB板和与之连接的网络模块、电源模块；所述壳体二、壳体三上均设有穿缸件，所述端盖一、端盖二上均设有硫化电缆和充油口，所述硫化电缆通过穿缸件针脚与PCB板连接，所述壳体一充有干氮气。
优选的，所述壳体一内设有支撑件一、支撑件二和支撑件三，所述PCB板通过PCB固定板固定在支撑件一上，所述支撑件一固定在壳体二上，并与支撑件二配合支撑，所述支撑件二与壳体一之间设有径向密封圈二，所述支撑件三固定在壳体一上，所述支撑件三上设有网络模块、电源模块。
优选的，所述壳体二、壳体三分别通过台阶轴与壳体一配合连接，并且在内部元器件安装完成后，二者与壳体一之间进行焊接。
优选的，所述穿缸件与壳体二、壳体三通过螺纹连接后，进行焊接密封固定，所述穿缸件中间设计充气口，充气口通过填充螺钉填充，两者之间设有轴向密封圈，所述填充螺钉螺杆上设计两个密封槽，并安装径向密封圈，填充螺钉螺柱末端设有合金球，通过穿缸件中间楔形密封槽进行配合，使得充放气时合金球能够进行弹性密封。
优选的，所述网络模块、电源模块以及PCB板的线缆焊接在穿缸件上，穿缸件外部接头通过电缆焊接在硫化电缆接头上，硫化电缆与端盖一、端盖二之间进行硫化处理，端盖一、端盖二与壳体二、壳体三之间通过M5内六角圆柱头螺钉进行连接。
有益效果
1.壳体一充分密封，保证其密封性；并设有干氮气，防止壳体一内部件氧化，并且增加其耐压性，增长期使用寿命。
2.组装方便，网关壳体一、壳体二和壳体三耐压深度根据水深单独参数化设计壁厚，不限制于其密封限制。
3.轴向密封圈与径向密封圈配合使用，使其密封性得到进一步提升。
附图说明
图1为本申请结构示意图。
图2为本申请剖面图。
图3为焊点位置示意图。
图4为填充螺钉安装示意图。
图5为穿缸件结构组成局部示意图。
图6为壳体二结构示意图。
图7为支撑件一结构示意图。
图8为支撑件三结构示意图。
图9为端盖一结构示意图。
图中，1、壳体一；2、壳体二；3、壳体三；4、端盖一1；5、端盖二；6、电缆防护架；7、充油口；8、硫化电缆；9、填充螺钉一；10、轴向密封圈1；11、径向密封圈一；12、M5内六角圆柱头螺钉；13、填充螺钉二；14、八针穿缸件；15、PCB板；16、支撑件一；17、支撑件二；18、径向密封圈二；19、支撑件三；20、M4内六角圆柱头螺钉；21、径向密封圈三；22、PCB板固定板；23、合金球；24、螺纹胶，25、径向密封圈四；26、焊点、27、网络模块；28、电源模块。
具体实施方式
以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。
一种封闭式水下网关装置应用于虚拟锚系水下通信系统中，系统通过水下网关设备进行信号转接与数据传导。如图所示，壳体一1、壳体二2、壳体三3、端盖一、端盖二5采用32760双相钢材质，电缆防护架6与12M5内六角圆柱头螺钉采用316L材质；穿缸件(采用八针穿缸件14)与合金球23采用625材质，除满足海洋水下环境耐腐蚀外，还可应用于海洋油气设备酸碱腐蚀性环境。支撑件一16、支撑件二17、支撑件三19和PCB板固定板22采用6061铝合金材质，内部连接螺钉皆采用316L不锈钢材质。
安装时，首先将网络模块27和电源模块28安装在支撑件三19上，将支撑件三19安装在壳体三3上，再在前端安装支撑件二17，最后将八针穿缸件14拧紧在壳体三3螺纹孔上，将网络模块27和电源模块28的电源线和信号线与八针穿缸件14进行焊接，并套接热缩管，在支撑件二17上套接径向密封圈二18，并同时涂抹润滑硅脂，将组装完成的子装配体插入壳体一1末端直至壳体三3台阶轴的台阶配合到壳体一1的端面，从壳体一1前端将网络模块27和电源模块28的线缆甩出。将PCB板固定板22连接在支撑件一16上，将其连接在壳体二2上，保证PCB板15方向与支撑件三19两个插板方向平行，将八针穿缸件14拧紧在壳体二2上，将PCB板15线缆焊接在八针穿缸件14上，并将网络模块27和电源模块28甩出的线缆与PCB板15进行焊接，将组装完成的壳体二2、穿缸件14、支撑件一19和PCB板15插入安装到壳体一1前端直至与壳体一1前端面配合接触，保证支撑件一16配合插入支撑件二17中间方孔内。清理壳体一1、壳体二2、壳体三3以及穿缸件14的焊接坡口，两两之间进行焊接。清理八针穿缸件14的充气孔，前后配合对壳体一1内腔进行干氮气填充，保证内部排空空气，并保证内部微正压。
壳体二2与端盖一4之间的连接与壳体三与端盖二相同，壳体二2和壳体3中也设有相同的部件八针穿缸件14，连接关系以壳体二2、端盖一4和八针穿缸件14为例进行详细说明。
将径向密封圈四25套接在填充螺钉二13上，并涂抹润滑硅脂，在填充螺钉螺柱二13上涂抹螺纹胶24，将其拧入八件穿缸件14充气孔内。先将径向密封圈21涂抹润滑硅脂套接在端盖一4上，再将八针穿缸件14外部八个针脚分别与硫化后的端盖一4上的接插头针脚进行焊接，将端盖一压入壳体二2台阶孔内(壳体三3一端同理操作)，二者通过外部M5内六角圆柱头螺钉12连接固定。清理端盖一4中心充油口7，使用胶枪在壳体二2、壳体三3内部加注二甲基硅油，直至通过注油口底面微微溢出，在填充螺钉9螺帽内端面、螺柱根部密封槽、端盖注油孔台阶槽内涂抹润滑硅脂，将轴向密封圈一10、径向密封圈一11套接在填充螺钉9对应位置，在填充螺钉9螺纹上涂抹适量螺纹胶，将其拧入注油孔内，清理安装孔油渍。将6电缆防护架安装到端盖一4上，完成设备密封组装。
以上所有密封圈安装前后均须在其表面和密封槽内涂抹均匀润滑硅脂，焊接保证焊缝牢固无气泡，并清理打磨焊缝，防止表面粗糙降低设备环境介质防腐蚀性与电化学防腐蚀性。此外，PCB板15安装孔设计有金属环槽，保证连接后金属件之间的等电位设计，防止电路微伏放电造成设备长期海水下使用的电化学腐蚀。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种封闭式水下网关装置，其特征在于，包括壳体一，所述壳体两端分别连接壳体二、壳体三，所述壳体二、壳体三上分别设置端盖一、端盖二；所述端盖一、端盖二上均设有电缆防护架，所述壳体一内部设有PCB板和与之连接的网络模块、电源模块；所述壳体二、壳体三上均设有穿缸件，所述端盖一、端盖二上均设有硫化电缆和充油口，所述硫化电缆通过穿缸件针脚与PCB板连接，所述壳体一充有干氮气。
2.根据权利要求1所述的一种封闭式水下网关装置，其特征在于，所述壳体一内设有支撑件一、支撑件二和支撑件三，所述PCB板通过PCB固定板固定在支撑件一上，所述支撑件一固定在壳体二上，并与支撑件二配合支撑，所述支撑件二与壳体一之间设有径向密封圈二，所述支撑件三固定在壳体一上，所述支撑件三上设有网络模块、电源模块。
3.根据权利要求1所述的一种封闭式水下网关装置，其特征在于，所述壳体二、壳体三分别通过台阶轴与壳体一配合连接，并且在内部元器件安装完成后，二者与壳体一之间进行焊接。
4.根据权利要求1所述的一种封闭式水下网关装置，其特征在于，所述穿缸件与壳体二、壳体三通过螺纹连接后，进行焊接密封固定，所述穿缸件中间设计充气口，充气口通过填充螺钉填充，两者之间设有轴向密封圈，所述填充螺钉螺杆上设计两个密封槽，并安装径向密封圈，填充螺钉螺柱末端设有合金球，通过穿缸件中间楔形密封槽进行配合，使得充放气时合金球能够进行弹性密封。
5.根据权利要求1所述的一种封闭式水下网关装置，其特征在于，所述网络模块、电源模块以及PCB板的线缆焊接在穿缸件上，穿缸件外部接头通过电缆焊接在硫化电缆接头上，硫化电缆与端盖一、端盖二之间进行硫化处理，端盖一、端盖二与壳体二、壳体三之间通过M5内六角圆柱头螺钉进行连接。
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