一种深海光缆耐压密封舱的制作方法

1.本技术涉及海底光缆设备技术领域，尤其涉及一种深海光缆耐压密封舱。


背景技术：

2.海底光缆系统作为跨洋通信设备，较建设初期已经有了巨大的发展，跨洋通信的业务基本都由海底光缆承担。随着技术更新，除了跨洋通信外，其他海洋平台设备、海底检测设备和远离大陆的海岛建设，也使得海底光通信业务发展的领域越来越大，跨洋通信的多平台间通信都有赖于海底光通信技术。
3.其中，水下通讯设备是海底光缆系统的关键设备，包括海底光缆分支设备（bu，branching unit）和海底中继器（rpt，repeater）等，根据海底光缆系统的设计需要，部分水下通讯设备需要设置在深海环境中，设置在深海环境中的水下通讯设备需要承受较大的海水压力，同时具备在深海中使用的气密和水密性能。
4.为了实现对水下通讯设备的密封，需要将水下通讯设备设置在密封舱内，并在密封舱上设置通道，以通过设置的通道，实现密封舱内外的通信连接，密封舱包括舱体和密封结构，现有技术中的的密封方式较为单一，例如，通过密封盖与舱体之间安装o型密封圈，密封端面多为简单平板法兰结构，这种密封方式，密封舱为简单筒体结构，承压等级不足；密封方式单一，性能较差，在深海高水压环境下防水能力不足且基本无阻气功能；高水压时，密封圈受海水压力较高，存在受压过大而失效的风险，可靠性大大较低，设备的安全性能降低；又例如，在密封盖与舱体之间进行金属焊接，通过金属焊接进行密封，但是，焊接密封等级较低，容易漏汽，且存在无法返修的问题。


技术实现要素：

5.为了提供一种适用于深海环境的设备密封舱，以保证设置在深海环境中的水下通讯设备能够正常工作，本技术实施例提供一种深海光缆耐压密封舱。
6.本技术提供的一种深海光缆耐压密封舱包括：承压筒，所述承压筒至少有一个端部设置密封端口；还包括密封端盖，以及，将所述密封端盖紧固在所述密封端口上的压紧环；所述密封端口上至少设置一级气密密封面和一级水密密封面；所述密封端盖上设置有与所述气密密封面配合的密封压面，以及，与所述水密密封面贴合的密封槽；所述气密密封面与密封压面之间设置有第一密封圈，所述密封槽中卡接有第二密封圈。
7.这样，基于深海高压腐蚀环境，为保证安全，承压筒和密封端盖设置为高抗压结构，密封端盖与承压筒之间采用多级密封组件进行阻水和阻气设置，集成了深海抗压技术、水密和气密技术，使得设备内光电器件与深海海水分隔。
8.一种实现方式中，所述密封端口上设置有限位面，所述密封端盖上设置有压紧面，所述压紧环可拆卸的固定在所述限位面上，压紧所述压紧面，且相比于所述限位面，所述压
紧面外凸。
9.这样，在所述压紧环被固定在所述限位面后，能够保证对压紧面施加足够大的压力，即保证所述压紧环能够对所述第一密封圈施加足够大的压力，使所述第一密封圈处于压紧状态，以实现更好的气密效果。
10.一种实现方式中，所述密封端口上设置有内螺纹，所述压紧环上设置有与所述内螺纹配合的外螺纹。
11.这样，实际安装过程中，先通过压力机对所述密封端盖施加一定的压力，在将所述密封端盖压迫到位后，将所述压紧环旋拧到承压筒的密封端口上，并在完全旋拧到位后，保证所述压紧环对所述密封端盖施加足够的作用力。
12.一种实现方式中，所述压紧环上设置有多个紧定螺纹孔和紧定螺钉，且所述紧定螺钉连接并贯穿所述紧定螺纹孔，以顶紧所述密封端盖。
13.这样，在压紧环完全旋拧到位，并撤出压力机后，通过紧定螺钉连接所述紧定螺纹孔，对所述密封端盖施加一定的顶紧作用，有效避免长期使用过程中，由于应力释放因素，导致密封端盖收到的紧固力下降的问题。
14.一种实现方式中，所述密封压面上还设置有密封圈限位凸台，以避免所述第一密封圈受压过度。
15.这样，可以保证更好的密封效果，特别是在紧定螺钉的安装过程中，避免了所述第一密封圈出现受压过度，导致变形量较大的问题。所述密封圈限位凸台能够限制所述第一密封圈的压紧量，保证第一密封圈在适当的压缩范围内，从而避免所述第一密封圈出现受压过度，导致密封效果降低的情况。
16.一种实现方式中，所述密封端盖上设置的所述密封槽数量为多个，且均设置在贴合所述水密密封面的圆周面上。
17.这样，多个所述密封槽并排设置，从而起到多重防护的目的，即使最外层密封槽被突破，后续仍然有多个密封槽起到防水密封效果。
18.一种实现方式中，所述密封端盖外侧端面采用凸球设计。
19.这样，凸球设计的密封端盖，其与海水直接接触的外部，可以实现整体压力补偿，增强所述密封端盖的抗压能力，提高深海中的承压性。另外，曲线造型的凸球，也可以保证适当的强度条件下，尽量减少重量。
20.一种实现方式中，所述承压筒分为两个端部筒体以及处于两个端部筒体之间的中间筒体，所述中间筒体的外径小于所述端部筒体的外径。
21.这样，所述承压筒的中间部位直径小，两端部位直径大，可以更好的满足深海高静水压力承受需求，保证密封舱不会发生屈曲强度失效。
22.一种实现方式中，所述第一密封圈的材料为金属或橡胶。
23.这样，所述第一密封圈为的材料优先采用金属材质，通过施加足够大的压力，使金属密封圈挤压变形达到密封的效果，其气密性比橡胶材料的气密性更好。
24.一种实现方式中，所述第一密封圈为弹性金属气密圈。
25.一种实现方式中，所述第一密封圈为空心环圈，所述空心环圈的截面形状为椭圆形、菱形或双菱形。
26.一种实现方式中，所述气密密封面与所述密封压面的粗糙度为r7。
27.一种实现方式中，所述第二密封圈的材料为橡胶。
28.一种实现方式中，所述密封端盖上还设置有端盖通道，以实现承压筒的内外的通讯。
29.由以上技术方案可知，本技术实施例提供一种深海光缆耐压密封舱，包括：承压筒，所述承压筒至少有一个端部设置密封端口，还包括密封端盖，以及，将所述密封端盖紧固在所述密封端口上的压紧环；所述密封端口上至少设置一级气密密封面和一级水密密封面；所述密封端盖上设置有与所述气密密封面配合的密封压面，以及，与所述水密密封面贴合的密封槽；所述气密密封面与密封压面之间设置有第一密封圈，所述密封槽中卡接有第二密封圈。
30.本技术提供的一种深海光缆耐压密封舱，基于深海高压腐蚀环境，为保证安全，承压筒和密封端盖设置为高抗压结构，密封端盖与承压筒之间采用多级密封组件进行阻水和阻气设置、密封端盖和压紧环之间可使用螺纹副和环向螺钉紧固互锁设置进行多重压紧密封，集成了深海抗压技术、水密和气密技术，使得设备内光电器件与深海海水分隔。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本技术实施例提供的一种深海光缆耐压密封舱的整体爆炸结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种深海光缆耐压密封舱的整体剖面示意图；图3为图2中整体剖面的局部示意图；图4为本技术实施例提供的承压筒的局部剖面示意图；图5为本技术实施例提供的密封端盖的剖面示意图；图6为本技术实施例提供的压紧环结构示意图；图7为本技术实施例提供的承压筒的整体剖面示意图；图8为本技术实施例提供的多通道密封端盖的结构示意图。
33.图中：1
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承压筒，11
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气密密封面，12
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水密密封面，13
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限位面，14
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端部筒体，15
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中间筒体，2
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密封端盖，21
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密封压面，22
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密封槽，23
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密封圈限位凸台，24
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端盖通道，25
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压紧面，3
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压紧环，31
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紧定螺纹孔，32
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紧定螺钉，4
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第一密封圈，5
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第二密封圈。
具体实施方式
34.本技术实施例中，海底光缆系统，是指由多条通信线缆构成的通信网络系统。系统中的通信线缆铺设于海底，因此可被称为海缆线路。海缆线路可以在端站间传输光通信信号，实现跨海区域通信功能。海缆系统可以实现长距离通信，例如，可以横跨上万公里的海洋完成数据通信。需要说明的是，本技术实施例中所述海缆光缆系统亦可以用于跨河、跨湖泊等相对较近距离的通信区域中。
35.为了提供一种适用于深海环境的设备密封舱，以保证设置在深海环境中的水下通讯设备能够正常工作。
36.如图1所示，为本技术实施例提供的一种深海光缆耐压密封舱的整体爆炸结构示
意图。本技术实施例提供的一种深海光缆耐压密封舱，包括：承压筒1，所述承压筒1至少有一个端部设置密封端口，所述承压筒1为长筒形结构，一般在两个端部均设置有密封端口，但是不局限于在两个端部均设置密封端口，也可以根据实际需求，只设置一个密封端口。
37.如图2所示，为本技术实施例提供的一种深海光缆耐压密封舱的整体剖面示意图；如图3所示，为图2中整体剖面的局部示意图；所述密封端口处设置密封结构进行密封，包括密封端盖2，以及，将所述密封端盖2紧固在所述密封端口上的压紧环3。如图4所示，为本技术实施例提供的承压筒的局部剖面示意图，所述密封端口上至少设置一级气密密封面11和一级水密密封面12；如图5所示，为本技术实施例提供的密封端盖的剖面示意图，所述密封端盖2上设置有与所述气密密封面11配合的密封压面21，所述气密密封面11与密封压面21之间设置有第一密封圈4，通过所述气密密封面11与所述密封压面21配合，将所述第一密封圈4压紧在所述气密密封面11与所述密封压面21之间。
38.所述密封端盖2上设置有与所述水密密封面12贴合的密封槽22；所述密封槽22中卡接有第二密封圈5（见图1，图5中未示出）。其中，贴合是指所述密封槽22所在平面与所述水密密封面12紧贴。
39.在实际应用过程中，通过所述压紧环3的压紧作用，使得设置在所述气密密封面11与所述密封压面21之间的所述第一密封圈4被挤压变形，从而对所述气密密封面11与密封压面21接触部分进行密封，为了保证密封效果，所述气密密封面11与所述密封压面21的粗糙度为r7。
40.其中，通过气密密封面11和水密密封面12的组合设计，保证所述密封端盖2与所述密封端口之间的密封性，且在多级密封方式中，最靠近外侧海水的一级密封面必须设置为水密密封面12。
41.其中，所述第一密封圈4的材料为金属或橡胶，优先采用金属材质，通过施加足够大的压力，使金属密封圈挤压变形达到密封的效果，例如，采用弹性金属气密圈，所述弹性金属气密圈可以是实心的塑性金属例如紫铜制成，也可以是用薄壁铜管、不锈钢管、镍合金管或蒙乃尔合金管焊成的高精度空心环圈，所述空心环圈的截面形状为椭圆形、菱形或双菱形。
42.为了保证所述压紧环3能够对所述第一密封圈4施加足够大的压力，如图3和图5所示，在本技术的部分实施例中，所述密封端口上设置有限位面13，所述密封端盖2上设置有压紧面25，所述压紧环3可拆卸的固定在所述限位面13上，压紧所述压紧面25，且相比于所述限位面13，所述压紧面25外凸。通过将压紧面25设计的更向外突出，保证所述压紧面25受到的压力，即保证第一密封圈4为压紧状态。同时，由于限位面13的存在，可以通过限制所述压紧环3的位置，保证在压紧环3的安装过程中，密封端盖2不会对所述第一密封圈4施压过度，从而避免损坏所述第一密封圈4。
43.为了实现所述密封端盖2的安装，在本技术的部分实施例中，所述密封端口上设置有内螺纹，所述压紧环3上设置有与所述内螺纹配合的外螺纹。
44.具体的，在所述压紧环3的安装过程中，为了保证对所述第一密封圈4施加足够的压力，在实际安装过程中，先将第一密封圈4和密封端盖2放置预定位置，然后通过压力机对所述密封端盖2施加一定的压力，在将所述密封端盖2压迫到位后，利用螺纹配合原理，将所述压紧环3旋拧到承压筒1的密封端口上，并在完全旋拧到位后，撤出压力机。
45.进一步的，由于密封端盖2安装过程中，是通过压力机进行安装，为了避免长期使用过程中，由于应力释放因素，导致密封端盖2受到的紧固力下降，在本技术的部分实施例中，为了保证所述密封端盖2的密封效果更好，以及满足海缆业务25年的密封时效要求，所述压紧环3上设置有多个紧定螺纹孔31和紧定螺钉32，且所述紧定螺钉32连接并贯穿所述紧定螺纹孔31，以顶紧所述密封端盖，即直接顶紧所述压紧面25。
46.在实际安装过程中，在压紧环3完全旋拧到位，并撤出压力机后，通过紧定螺钉32连接并贯穿所述紧定螺纹孔31，顶紧所述密封端盖2的压紧面25，从而对所述密封端盖2施加一定的顶紧作用。
47.为了保证更好的密封效果，特别是在紧定螺钉32的安装过程中，为了避免所述第一密封圈4出现受压过度，导致变形量较大，如图5所示，在本技术的部分实施例中，所述密封压面21内圈还设置有密封圈限位凸台23，在所述紧定螺钉32安装过程中，通过所述紧定螺钉32对密封端盖2施加作用力时，以避免所述第一密封圈4受压过度。
48.为了提高所述密封端盖2的阻水效果，如图5所示，在本技术的部分实施例中，所述密封端盖2上设置的所述密封槽22数量为多个，且均设置在贴合所述水密密封面12的圆周面上。通过在多个并排设置的密封槽22内设置第二密封圈5，对所述密封端盖2与密封端口结合处，进行轴向密封。其中，所述第二密封圈的材料为橡胶。
49.进一步的，为了提高所述密封端盖2的抗压能力，如图5所示，在本技术的部分实施例中，所述密封端盖2外侧端面采用凸球设计，所述密封端盖2作为承压密封结构，外部与海水直接接触设计成曲面形状的凸球，可以实现整体压力补偿，增强所述密封端盖2的抗压能力，提高深海中的承压性。另外，曲线造型的凸球，也可以保证适当的强度条件下，尽量减少重量，同时方便所述密封端盖2的转移及安装。
50.密封端盖2的内侧表面可以为承压筒1内部的光电等器件提供安装和固定基台，表面要求不能有任何缺陷，避免密封端盖2的气密和水密性能失效。如图3和图5所示，所述密封端盖2上还设置有端盖通道24，以实现承压筒1的内外的通讯，需要说明的是，所述端盖通道24上同样设置有相应的密封装置，以实现承压筒1内外的密封。
51.为了进一步增强所述承压筒1的深海高静水压力承受能力，如图7所示，为本技术实施例提供的承压筒的整体剖面示意图，在本技术的部分实施例中，所述承压筒1分为两个端部筒体14以及处于两个端部筒体14之间的中间筒体15，所述中间筒体15的外径小于所述端部筒体14的外径。这种中间部位直径小，两端部位直径大的厚壁结构可满足深海高静水压力承受需求，保证密封舱不会发生屈曲强度失效。
52.由以上技术方案可知，本技术实施例提供一种深海光缆耐压密封舱，包括：承压筒1，所述承压筒1至少有一个端部设置密封端口，还包括密封端盖2，以及，将所述密封端盖2紧固在所述密封端口上的压紧环3；所述密封端口上至少设置一级气密密封面11和一级水密密封面12；所述密封端盖2上设置有与所述气密密封面11配合的密封压面21，以及，与所述水密密封面12贴合的密封槽22；所述气密密封面11与密封压面21之间设置有第一密封圈4，所述密封槽22中卡接有第二密封圈5。
53.本技术提供的一种深海光缆耐压密封舱，基于深海高压腐蚀环境，为保证安全，承压筒1和密封端盖2设置为高抗压结构，密封端盖2与承压筒1之间采用多级密封组件进行阻水和阻气设置、密封端盖2和压紧环3之间可使用螺纹副和环向螺钉紧固互锁设置进行多重
压紧密封，集成了深海抗压技术、水密和气密技术，使得设备内光电器件与深海海水分隔。
54.以上的具体实施方式，对本技术明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本申的具体实施方式而已，并不用于限定本申的保护范围，凡在本申的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申的保护范围之内。