一种探测拖曳缆的承力拖头结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及拖曳缆领域，具体是涉及一种以凯夫拉纤维为承力层的探测拖曳缆的承力拖头结构。
【背景技术】
[0002]拖曳缆广泛应用于海洋科学研究、海洋资源勘探、海洋生物研究、军事侦察等领域。拖曳缆需要使用专用的连接装置来保证其在作业过程中的稳定及可靠的承力连接。
[0003]目前用于海洋中的拖曳线阵所用的承力拖曳缆全长从几十米到几千米，工作环境恶劣，且受到海上涌浪及海流等因素的影响，拖曳缆承力拖头将受到较大交变应力的作用，因而拖曳缆承力拖头易受损或断裂，导致电缆失效，甚至发生其上携带的设备丢失。因此拖曳缆承力拖头承力部位的结构形式就显得尤为重要。同时为了保证拖曳缆的航速与航程，并要在全航程中保持连接稳定可靠，能够保证探测到的数据及发出的指令能够稳定的传输，就要保证拖头部位的连接可靠。另一方面，海洋环境复杂多变，拖曳缆在航行过程中会受到不同程度的海流冲击，拖曳缆重量及水流的冲力，因此，也要提高拖头的抗冲击能力和拖头的抗拉力。
[0004]如何稳定的将拖曳缆固定及承力，并避免固定结构的复杂繁重，减少因固定占用体积、保证拖头的拆卸方便、可以抵挡一定强度的冲击，已成为拖曳缆总体设计待解决的首要问题。
[0005]本发明是以凯夫拉纤维为承力层的探测拖曳缆承力拖头的设计与制造。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够减少因固定占用的体积，保证拖头的拆卸方便，并可以抵挡一定强度的冲击作用的拖曳缆承力拖头。
[0007]一种探测拖曳缆的承力拖头结构，所述拖曳缆内部具有导线，该导线外包裹有凯夫拉纤维，其特征在于:所述拖头结构具有一个内腔为锥形的锥形承力头，所述的拖曳缆的导线穿过该锥形承力头的锥形内腔，该导线与该锥形内腔之间形成的锥形间隙中设置锥形承力塞，在该锥形承力塞和导线之间灌注环氧树脂，以固定凯夫拉纤维，将锥形承力塞压入并施以一定的预紧力;所述的锥形内腔的锥形小端面处间隔设置金属填料密封垫和橡胶填料密封垫，并将金属填料密封钢珠垫、滑动止推钢珠装入锥形承力头内，将锁紧填料密封塞锁紧在锥形承力头上;所述的锥形承力头靠近锥形承力塞的大头端设置锁紧密封压盖，将密封0型圈装入该锁紧密封压盖的密封槽内，该锥形承力头两端分别设置密封头A和密封头
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[0008]所述的锁紧密封压盖与所述的锥形承力头螺纹连接，该锁紧密封压盖压紧在该锥形承力塞端部，使锥形承力塞运动位置受限，达到紧固锥形承力塞位置之目的。
[0009]所述锥形承力头的顶端设置法兰，该法兰内侧设置光滑圆柱孔B，用于锁紧密封压盖，同时，通过该法兰，便于将拖头固定在其他结构体上。
[0010]所述锥形承力头的锥形内腔的锥度为8°±2°，要求表面光滑，无划痕，用于挤压凯夫拉拉纤维。
[0011]所述锥形内腔的锥形小端面处设置光滑圆柱孔A，用于设置金属填料密封垫和橡胶填料密封垫的填料密封。
[0012]所述锥形承力头未设置法兰一端外周面设置凹槽A，所述密封头A通过该凹槽A固定在该锥形承力头上，防止密封头A脱落。
[0013]所述锁紧密封压盖内部设置凹槽B，便于密封头B的固定，防止密封头B脱落。
[0014]所述的密封头A和密封头B采用硫化橡胶。
[0015]所述的密封0型圈的材料为氟橡胶，氟橡胶具有高度的化学稳定性和耐候性，能够适应应用过程中的环境。同时氟橡胶具有极好的抗老化性和优良的机械性能，能够保证长期挤压和密封的空间内依然具有良好的密封性能。
[0016]所述的锥形承力塞大头端具有棘爪形编织柱，该锥形承力塞相对设置编织柱端的另一端具有大锥度段，该大锥度弧形段的锥度要大于15°，在该棘爪形编织柱和该大锥度弧形之间具有锥形承力段，该锥形承力段的锥度为8° ±2°，锥形承力段上设有弧形凹槽，所述的凯夫拉纤维设置在该锥形承力段的锥形圆周面上，形成锥形面凯夫拉，凯夫拉纤维层的尾端超出锥形承力段锥形圆周面部分均匀编织在所述的编织柱上，形成编织凯夫拉，锥形面凯夫拉和编织凯夫拉通过设置在该锥形承力塞和导线之间的环氧树脂固定。
[0017]交替安装在锥形承力头内的金属填料密封垫、橡胶填料密封垫，可保证橡胶填料密封垫挤压受力，发生变形填充间隙，达到密封拖头的效果。金属填料密封钢珠垫上设置圆形滑槽，用于倒滑及固定滑动止推钢珠，安装固定滑动止推钢珠时，凹槽内均匀涂抹润滑黄油，滑动止推钢珠在圆形滑槽内滚动减小摩擦，能够减小金属填料密封垫与橡胶填料密封垫之间的摩擦力，防止因摩擦力过大，迫使橡胶填料密封垫损坏。所述锁紧填料密封塞外部设置螺纹，便于和锥形承力塞固定，螺纹端部设置退刀槽，保证螺纹的完整性及安装的可靠性。
[0018]拖曳缆密封头A和密封头B分别能够与锥形承力头外表面凹槽A及锁紧密封压盖内表面凹槽B紧密的结合，起到固定拖曳缆16及内部导线15的作用，同时拖曳缆密封头A和密封头B材质柔软，当拖曳缆16受到水流冲击时，发生摆动，能够对拖曳缆起到保护的作用，使得拖曳缆不发生破坏、断裂现象。
[0019]本发明提供的探测拖曳缆的承力拖头结构，通过将拖曳缆装置在灌封拖头内，从而使易受冲击力作用的拖曳缆凯夫拉纤维绳得到保护，并且能够可靠地连接，结构简单，降低了占用体积，应用可靠，降低成本，降低拖曳缆的维护成本。能够保证拖曳缆在全航程中保持连接稳定可靠，能够保证探测到的数据及发出的指令能够稳定的传输。
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例拖头结构外形示意图；
图2是图1整体剖面图；
图3是本发明实施例中锥形结构示意图；
图4是本发明实施例中填料密封结构示意图；
图5是本发明实施例中锥形承力头的剖视图； 图6是本发明实施例中锥形承力塞立体结构示意图；
图7是本发明实施例中锥形结构受力分析示意图。
[0021]
附图标记说明
1-密封头A，2-密封头B，3-锥形承力头，4-锁紧密封压盖，5-锥形承力塞，6-密封0型圈，7-环氧树脂，8-金属填料密封垫，9-橡胶填料密封垫，10-滑动止推钢珠，11-锁紧填料密封塞，12-金属填料密封钢珠垫，13-锥形内腔，14-凯夫拉纤维，15-导线，16-拖曳缆，17-大锥度弧形，18-圆弧凹槽，19-编织柱，20-法兰，21-凹槽A，22-凹槽B，23-光滑圆柱孔A，24-光滑圆柱孔B，25-锥形承力段。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]为使公众进一步了解本发明所采用之技术、手段及其有益效果，特举实施例并配合附图详细说明如下，相信当可由之得以深入而具体的了解。
[0024]请参见图1、图2所示，本实施例提供的拖曳缆承力拖头结构包括:一个可以和其他拖体、航行器等设备相连接的法兰结构的锥形承力头3，起到固定和保护作用的密封头A1和密封头B2，一个起到锁紧固定用的锁紧密封压盖4，一条密封0型圈6，1条拖曳缆16、一个起到固定和压紧作用的金属填料密封钢珠垫12，4个金属填料密封垫8，4个橡胶填料密封垫9，根据需求填充固定用环氧树脂7，根据需求用量的滑动止推钢珠10。
[0025]所述拖曳缆16内部具有导线15，该导线15外包裹有凯夫拉纤维14，通常这个凯夫拉纤维14是设置在拖曳缆16内的导线15和外部聚氨酯层之间。拖曳缆16的导线15穿过该承力头3的锥形内腔13，该导线15与该锥形内腔13之间形成的锥形间隙中设置锥形承力塞5，在该锥形承力塞5和导线15之间灌注环氧树脂7，以固定凯夫拉纤维14，待半干后，将锥形承力塞5压入并施以一定的预紧力。锥形内腔13的锥形小端面处间隔设置金属填料密封垫8和橡胶填料密封垫9，并将金属填料密封钢珠垫12、滑动止推钢珠10装入锥形承力头3内，将锁紧填料密封塞11锁紧在锥形承力头3上。锥形承力头3靠近锥形承力塞5的大头端设置锁紧密封压盖4，锁紧密封压盖4与锥形承力头3通过内螺纹连接，将氟橡胶制的密封0型圈6装入锁紧密封压盖4的密封槽内，锁紧密封压盖4压紧在锥形承力塞5端部，使锥形承力塞5运动位置受限，达到紧固锥形承力塞5位置之目的。锥形承力头3两端分别设置密封头A1和密封头B2。滑动止推钢珠10和金属填料密封钢珠垫12可以增加对填料密封轴向旋转的保护。
[0026]拖曳缆16的薄弱部位在承力拖头与电缆承力凯夫拉纤维的接触部。为保证此处受力均匀，避免出现承力层受力不均等现象，拖头锥形内腔13与拖曳缆16承力层凯夫拉纤维14的接触采用具有自锁功能的锥形承力结构，其主要由锥形承力头3、锁紧密封压盖4、锥形承力塞5及凯夫拉纤维14、环氧树脂7、密封头B2等组成，如图3所示。
[0027]锥形承力头3的顶端设置法兰20，该法兰20内侧设置光滑圆柱孔B24，用于锁紧密封压盖4，同时，通过该法兰20，便于将拖头固定在其他结构体上。
[0028]锥形承力头3的锥形内腔13的锥度为8°±2°，最优锥度为8°，要求表面光滑，无划痕，用于挤压凯夫拉拉纤维。该锥形内腔13的锥形小端面处设置光滑圆柱孔A23，用于间隔设置金属填料密封垫8和橡胶填料密封垫9，如图4、图5所示。
[0029]锥形承力头3未设置法兰20—端外周面设置4道凹槽A21，密封头A1通过该凹槽A21固定在锥形承力头3上，防止密封头A1脱落。锁紧密封压盖4内部设置4道凹槽B22，便于密封头B2的固定，防止密封头B2脱落。密封头A1和密封头B2采用硫化橡胶。
[0030]图6是锥形承力塞5立体结构示意图，该锥形承力塞5大头端具有6个棘爪形编织柱19，锥形承力塞5相对设置编织柱19端的另一端具有大锥度段17，该大锥度段17的锥度要大于15°，通常这个锥度在15°-60°，优选的锥度为30°，主要是为了对凯夫拉纤维14的保护，防止因角度变化过大而使得凯夫拉纤维14受到应力径向切削力大而损坏，在该棘爪形编织柱19和该大锥度段17之间具有锥形承力段25，该锥形承力段25的锥度为8° ±2°，要求表面光滑，无划痕，便于挤压凯夫拉纤维，锥形承力段25上设有3道弧形凹槽18，用于环氧树脂7的固定，便于粘接凯夫拉纤维14，同时增加表面摩擦力，大锥度段17锥形面上下分别设计成