一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构及方法与流程

1.本发明涉及水下探测系统领域，尤其涉及一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构及方法。


背景技术：

2.当前阶段的海洋竞争是以高科技为依托的军事、经济和科技竞争，如何有效提升对水下目标的侦测，保护国家海洋利益，成为当前阶段海洋研究的重大课题。水下密封舱作为水下探测系统中应用广泛的硬件安装组件，其线缆走线需具有高水密性，同时穿舱结构能在水下承压。
3.现有技术中：
4.如申请号201811423359.4名称为“一种水下穿舱电气连接耐腐蚀密封的装置及其方法”的发明专利申请，以及申请号202021812799.1名称为“一种长穿舱式网电混合水下密封转接插座”的实用新型，均是通过插座和插针进行走线转接，客观上将导致信号传输能力一定的下降。
5.如申请号201710775330.1名称为“一种水下电缆穿舱件及止水密封方法”的发明专利申请，以及申请号201410023249.4名称为“水下推进器密封舱穿舱线缆连接器”的发明专利，都只是通过硫化胶等完成线缆在通道中的固化，在水下承压方面存在较大风险。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构及方法，其操作简单，可靠性好，避免因线缆断开转接导致的信号传输能力下降问题，同时通过相关设计，保证穿舱结构具有良好的承压性和水密性。
7.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
8.根据本发明的第一方面，本发明提供一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构，包括密封舱端盖、内嵌件、锁定螺母、硫化盒、锁定螺钉、外部硫化层、内部硫化层、分束复合缆、轴向密封圈，所述密封舱端盖中部设置有内螺纹段用来和内嵌件配合，端面设置内外两圈硫化沟槽用来后续外部硫化层的灌注，设置两个硫化盒锁定螺纹孔用来锁定硫化盒；所述内嵌件端部设置4个安装沟槽用以操作内嵌件进入密封舱端盖中，中部设置过线筛孔且两侧为通孔，外侧为外螺纹段用来与密封舱端盖的内螺纹段进行螺纹配合；所述硫化盒共设置4种类型的孔，分别为过缆孔、硫化孔、出气孔、螺钉过孔，其中，过缆孔用以通过分束复合缆，硫化孔用以硫化胶灌注，出气孔用以灌胶时空气逃出，螺钉过孔用以支持硫化盒安装在密封舱端盖端面上。
9.进一步地，所述分束复合缆剥除聚氨酯外套进行线缆分束，插入内嵌件并通过过线筛孔进入到密封舱端盖内侧。
10.进一步地，所述内嵌件通过螺纹连接安装到密封舱端盖中，通过安装沟槽旋转使内嵌件进入密封舱端盖，伸出到密封舱端盖内侧后通过锁定螺母锁定位置，端面通过轴向
密封圈与密封舱端盖进行轴向密封。
11.进一步地，所述硫化盒通过锁定螺钉锁定在密封舱端盖上，硫化盒上设置有过缆孔，硫化孔和出气孔；过缆孔用于分束复合缆穿过，硫化孔用于硫化胶的浇灌，出气孔用于硫化时气体的排出。
12.进一步地，所述密封舱端盖端面设置有两圈环形沟槽，向硫化盒中注入硫化胶。
13.进一步地，所述硫化胶进入硫化沟槽并固化形成硫化层，有效保障端盖外侧面的水密效果。
14.根据本发明的第二方面，本发明提供一种包含所述复合缆穿舱结构的水下密封舱，其特征在于，还包括器件安装板、尾端支撑架、支架螺纹组合、密封舱壳体、径向密封圈和密封舱螺栓螺母组合；所述密封舱端盖设置两个安装槽用于器件安装板安装，设置两道密封槽用于放置径向密封圈，设置6个安装过孔用于密封舱螺栓螺母组合穿过。
15.进一步地，所述器件安装板通过四组支架螺纹组合与尾端支撑架锁定，插入密封舱端盖的安装槽中，器件安装板安装有板卡，板卡与分束复合缆的分束线缆连接。
16.进一步地，所述器件安装板插入密封舱端盖后，与穿舱结构形成统一整体，在两道密封槽中各放置一个径向密封圈后，插入密封舱壳体中并通过六组密封舱螺栓螺母组合完成密封舱安装。
17.根据本发明的第三方面，本发明提供一种用于水下密封舱的复合缆穿舱方法，该方法包括以下步骤：
18.步骤一：分束复合缆穿过硫化盒的过缆孔，插入内嵌件通道，线缆分束穿过过线筛孔直到剥离处抵达过线筛孔处无法继续插入；向内嵌件内侧通道灌注硫化胶，形成内部硫化层；
19.步骤二：待内部硫化层固化后，将轴向密封圈套入内嵌件端部底面，将内嵌件通过外螺纹段和密封舱端盖的内螺纹段配合并依靠安装沟槽安装入密封舱端盖中；内嵌件穿过密封舱端盖进入到端盖内侧，通过锁定螺母与外螺纹段配合实现内嵌件的位置锁定；
20.步骤三：将硫化盒放置到密封舱端盖端面上，采用两颗锁定螺钉穿过硫化盒的螺钉过孔与密封舱端盖上的硫化盒锁定螺钉孔配合，实现硫化盒的安装；通过硫化孔以合适的平稳速度注入硫化胶，硫化胶进入密封舱端盖端面上设置的两圈硫化沟槽以增强硫化密封性，并通过出气孔将盒中气体排出；待硫化胶固化后形成外部硫化层。
21.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
22.1、本发明采用复合缆连续穿舱的走线方式，避免因线缆断开转接导致的信号传输能力下降问题，保证密封舱内外的有效联通，保障信号和电力的有效传输。
23.2、本发明应用内嵌件筛孔和硫化胶结合的方式，提供穿舱水密性的同时，保证穿舱结构的水下承压性，避免穿舱位置因水下高压而出现崩溃和泄露情况。
24.3、本发明应用的穿舱方法及其结构设计简单，操作简便，可应用于水密接插件不适用的场景，且完成硫化操作后穿舱结构固化为一体，保证水密效果的稳定性。
附图说明
25.为了更完整更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，其中：
26.图1是本发明一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构端盖部分的立体分解图；
27.图2是本发明一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构的密封舱端盖外侧外观示意图；
28.图3是本发明一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构的密封舱端盖内侧外观示意图；
29.图4是本发明一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构的内嵌件外观示意图；
30.图5是本发明一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构的硫化盒外观示意图；
31.图6是本发明一种包含复合缆穿舱结构的水下密封舱的二维剖视图；
32.图7是本发明一种包含复合缆穿舱结构的水下密封舱舱体部分的立体分解图；
33.图中，密封舱端盖1、内螺纹段101、硫化沟槽102、硫化盒锁定螺纹孔103、安装槽104、密封槽105、安装过孔106、内嵌件2、安装沟槽201、过线筛孔202、外螺纹段203、锁定螺母3、硫化盒4、过缆孔401、硫化孔402、出气孔403、螺钉过孔404、锁定螺钉5、外部硫化层6、内部硫化层7、分束复合缆8、轴向密封圈9、器件安装板10、尾端支撑架11、支架螺纹组合12、密封舱壳体13、径向密封圈14、密封舱螺栓螺母组合15。
具体实施方式
34.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
35.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
36.应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
37.本发明中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
38.本发明中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
39.如图1至图5所示，本发明实施例第一方面提供了一种用于水下密封舱的复合缆穿舱结构，包括密封舱端盖1，内嵌件2，锁定螺母3，硫化盒4，锁定螺钉5，外部硫化层6，内部硫化层7，分束复合缆8、轴向密封圈9。
40.密封舱端盖1中部设置有内螺纹段101用来和内嵌件2配合，端面设置内外两圈硫化沟槽102用来后续外部硫化层6的灌注，设置两个硫化盒锁定螺纹孔103用来锁定硫化盒
4。内嵌件2端部设置4个安装沟槽201用以操作内嵌件2进入密封舱端盖1中，中部设置过线筛孔202且两侧为通孔，外侧为外螺纹段203用来与密封舱端盖1的内螺纹段101进行螺纹配合。硫化盒4共设置4种类型的孔，分别为过缆孔401、硫化孔402、出气孔403、螺钉过孔404，其中，过缆孔401用以通过复合缆，硫化孔402用以硫化胶灌注，出气孔403用以灌胶时空气逃出，螺钉过孔404用以支持硫化盒4安装在密封舱端盖1端面上。
41.内嵌件2通过螺纹连接安装到密封舱端盖1中，通过安装沟槽201旋转使内嵌件2进入密封舱端盖1，伸出到密封舱端盖1内侧后通过锁定螺母3锁定位置，端面通过密封圈9与密封舱端盖1进行轴向密封。
42.分束复合缆8需要剥除聚氨酯外套进行线缆分束，插入内嵌件2并通过过线筛孔202进入到密封舱端盖1内侧，不同线缆组合分别通过不同筛孔，直到分束位置抵达筛孔；完成穿舱后内外侧需要进行硫化处理以保证固定和水密。
43.为了保证承压性和水密性，需要在内嵌件2内外侧灌注硫化胶，其中内部硫化层7位于内嵌件2朝舱内的腔体中，将分束线缆固化；外部硫化层6通过硫化盒4作为容器，完成分束复合缆8和内嵌件2的固化。
44.硫化盒4通过锁定螺钉5锁定在密封舱端盖1上，硫化盒4上设置有过缆孔401，硫化孔402和出气孔403；过缆孔401用于分束复合缆8穿过，硫化孔402用于硫化胶的浇灌，出气孔403用于硫化时气体的排出。
45.密封舱端盖1端面设置有两圈环形沟槽，向硫化盒4中注入硫化胶，硫化胶进入硫化沟槽102并固化形成硫化层，有效保障端盖外侧面的水密效果。
46.复合缆穿舱结构利用较少的结构形式，增加硫化胶和分束复合缆8以及结构件的接触面积，增强固化效果并保证水密性，能够承受水下高压状态下实现密封舱内部器件与外部海水的隔离。
47.如图6至图7所示，本发明实施例第二方面提供了一种包含复合缆穿舱结构的水下密封舱，还包括器件安装板10、尾端支撑架11、支架螺纹组合12、密封舱壳体13、径向密封圈14、密封舱螺栓螺母组合15。
48.密封舱端盖1设置两个安装槽104用于器件安装板10安装，设置两道密封槽105用于放置径向密封圈14，设置6个安装过孔106用于密封舱螺栓螺母组合15穿过。
49.两块器件安装板10通过四组支架螺纹组合12与尾端支撑架11锁定，插入密封舱端盖1的安装槽104中，器件安装板10安装有各类板卡，可与分束复合缆8的分束线缆连接。
50.器件安装板10插入密封舱端盖1后，与穿舱结构形成统一整体，在两道密封槽105中各放置一个径向密封圈14后，插入密封舱壳体13中并通过六组密封舱螺栓螺母组合15完成密封舱安装。
51.本发明实施例第三方面提供了一种用于水下密封舱的复合缆穿舱方法，包括以下步骤：
52.步骤一：分束复合缆8的一端剥除聚氨酯外套后进行线缆分束，硫化区域的外套和线缆皮套均需经过一定的打磨以增强硫化粘合度。分束复合缆8穿过硫化盒4的过缆孔401，插入内嵌件2通道，线缆分束穿过过线筛孔202直到剥离处抵达过线筛孔202处无法继续插入；向内嵌件内侧通道灌注硫化胶，形成内部硫化层7。
53.步骤二：待内部硫化层7固化后，将轴向密封圈9套入内嵌件2端部底面，将内嵌件2
通过外螺纹段203和密封舱端盖1的内螺纹段101配合并依靠安装沟槽201安装入密封舱端盖中1；内嵌件2穿过密封舱端盖1进入到端盖内侧，通过锁定螺母3与外螺纹段203配合实现内嵌件2的位置锁定。
54.步骤三：将硫化盒2放置到密封舱端盖1端面上，采用两颗锁定螺钉5穿过硫化盒4的螺钉过孔404与密封舱端盖1上的硫化盒锁定螺钉孔103配合，实现硫化盒4的安装；通过硫化孔402以合适的平稳速度注入硫化胶，硫化胶进入密封舱端盖1端面上设置的两圈硫化沟槽102以增强硫化密封性，并通过出气孔403将盒中气体排出；待硫化胶固化后形成外部硫化层6。
55.本发明的所述复合缆穿舱结构通过以下步骤构建水下密封舱：
56.步骤一：将密封舱所需板卡安装到两块器件安装板10上，并将分束复合缆8穿舱进来的分束线缆与板卡连接，器件安装板10和尾端支撑架11通过四组支架螺纹组合12进行锁定后，将器件安装板10插入密封舱端盖1内侧的安装槽104中，形成统一整体。
57.步骤二：将两个径向密封圈14套入密封舱端盖1的两道密封槽105中，将密封舱端盖1和支撑架作为一个整体插入密封舱壳体13中，通过六组密封舱螺栓螺母组合15完成密封舱的安装，最终完成整套复合缆穿舱结构的模块实现。
58.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
59.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
60.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，凡是在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。