专利名称：水下导电滑环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水下电缆连接装置，特别是涉及旋转状态下的水下电缆连接装置。
背景技术：
为了掌握海洋环境要素的变化，为海洋开发、海洋学研究提供准确的海洋资料，需要将海洋仪器放入海中，直接进行海洋环境要素的测量。将海洋仪器装置通过绳索锚系在海底，可以定点测量和记录海底和近海底海洋资料。但是，通过绳索锚系在海底的海洋仪器装置只能获得某个固定深度的资料，不能同时测量不同深度的垂直剖面资料。
图1为一种沉放海底的带有驱传动系统的坐底式海洋剖面测量装置，通过水下电机带动缠绕海洋仪器系缆的滚筒转动，使海洋仪器在水中上下移动，可以测量近海不同深度的垂直剖面海洋资料，还可以实现长期、连续的测量。
如图1所示的坐底式海洋剖面测量装置由框架结构、框架结构内设置的水下驱传动系统以及驱传动系统系缆系留的海洋仪器构成。框架结构包括防护框架3、结构框架2和水泥底座4。防护框架3固定在水泥底座4上，结构框架2设置在防护框架3内。水下驱传动系统固定在结构框架2上，包括水下电机6、减速机8、滚筒9、定滑轮10和系缆5。水下电机6经过减速机8与滚筒9转轴联通，滚筒9上缠绕系缆5，系缆5绕过定滑轮10连接位于防护框架3外部的海洋仪器1。系缆5为多芯电缆，一端与海洋仪器1连接，另一端与水上海岸站连接。坐底式海洋剖面测量装置沉放在海底7，通过多芯电缆连接的海岸站对水下驱传动系统进行控制，水下电机6驱动减速机8，带动滚筒9转动，滚筒9上缠绕的系缆5通过定滑轮10收放海洋仪器1，使海洋仪器1在海水中上下运动，仪器上设置的多个传感器测量垂直剖面的海洋资料。
上述图1所示的坐底式海洋剖面测量装置中连接海洋仪器与水下驱传动系统的电缆缠绕在滚筒上，通过滚筒的转动收放与海洋仪器连接的电缆，实现海洋仪器的上下运动。因此，与驱传动系统连接的电缆的另一端会随滚筒的转动而扭曲，连续地或大幅度地扭曲有可能会损伤电缆芯线，影响电缆的信号和电力的传输。陆上所适用于两个相对转动部件电信号和电力传输的导电滑环，因涉及水密问题而无法在水下应用。
发明内容
针对现有技术的上述坐底式海洋剖面测量装置存在海洋仪器水下系缆随滚筒转动发生扭曲，影响电信号和电力传输的问题，本实用新型推出在水下系缆上连接的由转动轴和定子组件套在一起组成的水下导电滑环，通过在水下导电滑环的转动轴和定子组件所形成的转动运动副间采用弹性密封圈和骨架油封的密封结构，实现水下电缆两个相对转动端在水密条件下的电信号和电力传输。
本实用新型所涉及的水下导电滑环由定子部件和转子部件构成。定子部件包括壳体、壳体端盖、轴承组、连接板以及连接板上固定的电刷。转子部件包括转轴和连接法兰，转轴后部固定在连接法兰内，转轴前部插在壳体内，转轴上设置导电环。
壳体呈圆筒形，壳体前端的敞口处设置壳体端盖。壳体端盖为圆盘状，由螺钉与壳体前端固定在一起并封堵壳体前端的敞口，壳体端盖与壳体前端通过O型密封圈(弹性密封圈)实现端面间的水密。轴承组设置在壳体内，由轴承支架、轴承端盖、外侧轴承以及内侧轴承组成。轴承支架为圆环状，轴承端盖为圆盘状，轴承端盖与轴承支架由螺钉固定在一起并设置在壳体后部。内侧轴承固定在轴承支架上，外侧轴承固定在壳体端盖上，壳体端盖与轴承支架之间设置连接板。连接板呈环状，连接板内侧面上固定有电刷，与电刷连接的导线通过壳体后端的水密插座与固定端电缆连接。水密插座固定在壳体后端中心处，通过自身的结构实现密封。
转轴穿过壳体端盖伸入壳体内部，并置于外侧轴承和内侧轴承内。转轴前部外侧固定粘接导电环，转轴中心孔内的导线穿过转轴侧壁的开孔连接导电环的每个环道。转轴后部固定在连接法兰内，与导电环连接的导线通过水密插座与转动端电缆连接。连接法兰和转轴之间采用O型密封圈密封，法兰与转轴通过螺钉连接固定。为进一步增强密封性能，可以在引出导线后采用防水粘结剂对转轴的中心孔进行灌封。
在壳体前端固定的壳体端盖与转轴之间设置骨架油封和O型密封圈。骨架油封由穿过转轴的壳体端盖内孔柱面上的环形凹槽及其内盛的润滑油构成。O型密封圈设置在骨架油封的外侧，套在转轴上。外侧轴承和骨架油封之间的转轴上，套有环形的调整垫片，用于调整定子部件和转子部件的轴向间隙。O型密封圈、骨架油封以及固定转轴的轴承设置在定子部件和转子部件所构成的运动副之间，轴承完成转子部件在定子部件中的定位和实现其相对转动，O型密封圈和骨架油封实现转子部件和定子部件之间的水下动密封。
壳体内连接板内侧固定的电刷靠自身的弹性靠压在转轴外侧固定粘接的导电环环道上，实现转子部件的转轴与定子部件的连接板之间相对转动时的电连接导通。通过增加导电环的环道数和电刷的数量，可以实现多通道的电信号和功率的传输，当然对应的水密插座的芯数和连接导线的数量也需要相应增加。转轴中心孔内连接导电环环道的导线穿过固定在连接法兰前端中心处的水密插座与转动端电缆连接，连接板上固定的电刷连接的导线通过壳体后端中心处的水密插座与固定端电缆连接，转动端水下电缆与固定端水下电缆通过水下导电滑环壳体内导电环与电刷的导通实现旋转状态下的水下电缆的连接。
本实用新型所涉及的水下导电滑环通过转动部件的转轴插入固定部件的壳体内，并使壳体内连接板上的电刷与转轴外侧的导电环在转轴转动中保持导通，可以用于水下两个相对转动部件的电信号和电力传输。水下导电滑环连接在坐底式海洋剖面测量装置中海洋仪器系缆的转动端与固定端之间，可以避免滚筒转动时缠绕的电缆发生扭曲，实现水下电缆两个相对转动端在水密条件下的电信号和电力的传输，保障上下运动的海洋仪器进行垂直剖面测量时，能够进行实时测量数据资料以及电功率的传输。
图1为沉放海底的带有水下驱传动系统的坐底式测量装置结构图。
图2为水下导电滑环结构图。
图中标记说明1、海洋仪器 2、结构框架3、防护框架 4、水泥底座5、系缆 6、水下电机7、海底 8、减速机9、滚筒 10、定滑轮11、壳体端盖12、壳体13、连接板 14、轴承支架15、轴承端盖16、导线17、水密插座18、内侧轴承19、电刷20、转轴21、导电环 22、外侧轴承23、调整垫片24、骨架油封25、O型密封圈 26、导线27、连接法兰28、水密插座29、O型密封圈 30、O型密封圈具体实施方式
现结合附图说明本实用新型的具体实施方式
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图2为本实用新型的水下导电滑环结构图。如图2所示，本实用新型所涉及的水下导电滑环由定子部件和转子部件构成。定子部件包括壳体12、壳体端盖11、轴承组、连接板13以及连接板上固定的电刷19。转子部件包括转轴20和连接法兰27，转轴20后部固定在连接法兰27内，转轴20前部插在壳体12内，转轴20上设置导电环21。
壳体12呈圆筒形，壳体前端的敞口处设置壳体端盖11。壳体端盖11为圆盘状，由螺钉与壳体前端固定在一起并封堵壳体前端的敞口，壳体端盖11与壳体前端通过弹性O型密封圈30实现端面间的水密。轴承组设置在壳体内，由轴承支架14、轴承端盖15、外侧轴承22以及内侧轴承18组成。轴承支架14为圆环状，轴承端盖15为圆盘状，轴承端盖15与轴承支架14由螺钉固定在一起并设置在壳体后部。内侧轴承18固定在轴承支架14上，外侧轴承22固定在壳体端盖11上，壳体端盖11与轴承支架14之间设置连接板13。连接板13呈环状，定子部件通过连接板13承受转轴20传递来的水下不平衡压力。连接板13内侧面上固定有电刷19，与电刷19连接的导线16通过壳体后端中心处的水密插座17与固定端电缆连接。
转轴20穿过壳体端盖11伸入壳体12内部，并置于外侧轴承22和内侧轴承18内。转轴20前部外侧固定粘接导电环21，转轴20中心孔内的导线26穿过转轴侧壁的开孔连接导电环21的环道。转轴后部固定在连接法兰27内，与导电环21连接的导线26通过水密插座28与转动端电缆连接。连接法兰27和转轴20之间采用O型密封圈29密封，法兰27与转轴20通过螺钉连接固定。贯通导线26的转轴20的中心孔采用防水粘结剂进行灌封。
在壳体前端固定的壳体端盖11与转轴20之间设置骨架油封24和O型密封圈25。骨架油封24由穿过转轴20的壳体端盖11内孔柱面上的环形凹槽及其内盛的润滑油构成。O型密封圈25设置在骨架油封24的外侧，套在转轴20上。外侧轴承22和骨架油封24之间的转轴上，套有环形的调整垫片23，用于调整定子部件和转子部件的轴向间隙。
权利要求1.一种水下导电滑环，由定子部件和转子部件构成，定子部件包括壳体、轴承组，转子部件包括转轴和连接法兰，转轴后部固定在连接法兰内，转轴前部插在壳体内，设置在壳体内的轴承组由轴承支架、轴承端盖、外侧轴承以及内侧轴承组成，其特征在于，壳体前端设置壳体端盖，外侧轴承固定在壳体端盖上，壳体端盖与轴承支架之间设置圆环状连接板，转轴穿过壳体端盖伸入壳体内部并置于外侧轴承和内侧轴承内，转轴与壳体端盖之间设置O型密封圈和骨架油封。
2.根据权利要求1所述的水下导电滑环，其特征在于，连接板内侧面上固定有电刷，转轴前部外侧固定粘接导电环，连接板内侧固定的电刷靠自身的弹性靠压在转轴外侧固定粘接的导电环环道上。
3.根据权利要求2所述的水下导电滑环，其特征在于，与连接板上固定的电刷连接的导线通过壳体后端中心处的水密插座与固定端电缆连接。
4.根据权利要求2所述的水下导电滑环，其特征在于，转轴中心孔内的穿过转轴侧壁的开孔连接导电环环道的导线穿过连接法兰前端中心处的水密插座与转动端电缆连接。
5.根据权利要求4所述的水下导电滑环，其特征在于，转轴内部中心孔由防水粘结剂进行灌封。
6.根据权利要求1所述的水下导电滑环，其特征在于，转轴后部固定在连接法兰内，连接法兰和转轴之间设置O型密封圈，法兰与转轴通过螺钉连接固定。
7.根据权利要求1所述的水下导电滑环，其特征在于，轴承端盖与轴承支架由螺钉固定在一起，壳体端盖与轴承支架由螺钉固定在一起。
8.根据权利要求1所述的水下导电滑环，其特征在于，转轴与壳体端盖之间设置的骨架油封由穿过转轴的壳体端盖内孔柱面上的环形凹槽及其内盛的润滑油构成。
9.根据权利要求1所述的水下导电滑环，其特征在于，转轴与壳体端盖之间设置的O型密封圈设置在骨架油封的外侧，套在转轴上。
10.根据权利要求8所述的水下导电滑环，其特征在于，位于外侧轴承和骨架油封之间的转轴上套有调整垫片。
专利摘要本实用新型涉及的水下导电滑环用于水下两个相对转动部件之间的电信号和电力传输，构成部件包括壳体、壳体端盖、轴承组、连接板、转轴和连接法兰。转轴插在壳体内，连接板上固定有电刷，转轴上设置导电环。在壳体端盖与转轴之间设置骨架油封和O型密封圈，骨架油封由穿过转轴的壳体端盖内孔柱面上的环形凹槽及其内盛的润滑油构成，O型密封圈套在骨架油封的外侧转轴上，O型密封圈和骨架油封实现转子部件和定子部件之间的水下动密封。壳体内连接板内侧固定的电刷靠自身的弹性靠压在转轴外侧固定粘接的导电环环道上，实现转子部件的转轴与定子部件的连接板之间相对转动时的电连接导通，用于旋转状态下的水下电缆的连接。
文档编号H02G15/08GK2872677SQ20062002526
公开日2007年2月21日 申请日期2006年1月25日 优先权日2006年1月25日
发明者李永军, 窦宇宏 申请人:国家海洋技术中心