一种基于海缆故障抢修的中间接头的制作方法

本发明涉及海底电缆领域，具体为一种基于海缆故障抢修的中间接头。

背景技术：

1、海底电缆是一种用于在海底传输电力、通信和数据信号的电缆系统。它们是连接全球不同地区的关键基础设施，是现代通信和能源传输的重要基础设施，然而，由于海底动物活动、渔船拖网、船只抛锚或其他原因，海底电缆都可能发生断裂或故障。

2、当海底电缆受损或发生故障时，维护和抢修变得非常复杂，修复光缆需要先通过两端光缆发射信号确定受损大致位置，然后再派出潜水设备精准定位，再派出维修船只抵达指定区域，随后海缆检修船起重机械会将光缆拖上甲板进行水面修复工作。海缆维修时间较长，在海缆修复后会套上密封筒体，同时在密封筒体两侧套设限弯器，用以在密封筒体与海缆连接处弯曲时，将力分解到限弯器上，实现对海缆的保护。

3、现有限弯器的连接形式为形锁合连接，它是依靠连接体与被连接体之间的尺寸嵌合完成的。限弯器的连接装置包括两个部分，分别是适配器法兰和支撑法兰。适配器法兰的主要作用是连接柔性管缆接头和支撑法兰，支撑法兰的主要作用是连接适配器法兰与限弯器子结构。由于支撑法兰位于海缆限弯器的末端，参照图1(a)，在限弯器在位运行的状态下，支撑法兰仅有部分接触点受力，且所受外部荷载较大，即使对支撑法兰进行强度校核，在海底的复杂环境以及支撑法兰老化的情况下，支撑法兰仍会出现在受力过程中连接失效的情况，造成中间接头处的二次损坏。

4、为此，为了解决在海底电缆抢修时中间接头的支撑法兰承受应力较大而破坏导致连接失效的问题，提出一种基于海缆故障抢修的中间接头。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于海缆故障抢修的中间接头，解决现有基于海缆故障抢修的中间接头在海底的复杂环境下，支撑法兰承受应力过大而连接失效的问题，通过抵接组件使限弯器与支撑法兰紧密抵接，并通过连接组件将支撑法兰与适配器法兰连接，最后通过环形挡板对限弯器支撑与限位，在三个不同方向分散支撑法兰所受应力，防止支撑法兰受力破坏，增长使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于海缆故障抢修的中间接头，包括线芯修理接头、筒体、密封挡板、铠装固定装置、支撑法兰和限弯器，所述线芯修理接头设置于筒体内部，所述密封挡板设置于线芯修理接头的两侧，所述铠装固定装置设置于筒体内部两端，所述筒体两端设置有适配器法兰，所述支撑法兰一侧与适配器法兰连接，另一侧与限弯器连接，还包括设置于支撑法兰上的抵接组件和连接组件，所述抵接组件与限弯器连接，并能够使限弯器一端与支撑法兰的侧壁紧密抵接，使限弯器对支撑法兰的部分接触点的力分散到一整个平面，避免局部接触部分断裂失效，所述连接组件与抵接组件相连，并能够在抵接组件驱动下将适配器法兰与支撑法兰靠近海缆的一侧连接，使适配器法兰与支撑法兰共同承担限弯器运行状态下产生的应力。

4、在上述方案中，通过将点接触转化为面接触分散应力，同时配合适配器法兰在不同方向分担应力，保护支撑法兰，提高支撑法兰使用寿命，在限弯器安装完成对支撑法兰抵接的同时完成插接，没有额外插接操作步骤，节省维修时间。

5、进一步的，所述支撑法兰包括平面部与连接部，所述平面部与连接部的连接处沿周向等距离开设有安装槽，所述抵接组件包括设置于连接部侧壁的外螺纹和转动安装于安装槽内部的卡扣，所述限弯器内壁设置有内螺纹和卡槽，所述内螺纹与外螺纹啮合，所述内螺纹与外螺纹齿圈数少于10圈，使得限弯器易于旋入安装，减少限弯器安装时间，牙高为连接部厚度的0.15-0.25倍，代替连接凸缘用于连接限弯器与支撑法兰，并且分散限弯器对支撑法兰的应力，需要保证足够的承力强度；由此，内螺纹和外螺纹配合对限弯器进行限位使限弯器与支撑法兰贴合，同时在限弯器运行状态时，在保证连接稳定性的前提下增加齿高，使螺牙配合共同承担应力，所述卡扣在限弯器与平面部抵接时与限弯器卡接，进一步将限弯器贴紧支撑法兰，增大接触面积。

6、在上述方案中，限弯器通过内螺纹与外螺纹配合与支撑法兰连接，将作用于现有支撑法兰的卡接凸缘上的应力分摊到各螺牙上，同时通过卡扣使限弯器一端与支撑法兰平面部贴合并固定，在支撑法兰的平面部与连接部均将集中于一点的应力分散，避免了因局部应力集中而导致支撑法兰连接失效的情况发生。

7、优选的，所述安装槽开槽深度不超过支撑法兰厚度的1/3，其靠近平面部的一侧长度不超过平面部沿直径长度的1/6，其靠近连接部的一侧长度低于连接部高度的1/5，安装槽用于卡扣的安装，若开槽过小则卡扣同样减小，影响卡扣对限弯器的卡接，导致卡扣对限弯器的限位效果减弱，而开槽过大则会造成支撑法兰的强度破坏；由此，设置安装槽的大小要综合考虑对限弯器的限位和支撑法兰的强度，尽量减小对支撑法兰强度的破坏。

8、进一步的，所述卡扣包括抵接头和卡接头，所述抵接头与限弯器接触面为圆弧面，所述卡接头与限弯器接触面为拱形面，其靠近平面部的一侧弧度大，远离平面部的一侧弧度小，由此，卡接头与卡槽的接触更为紧密，所述抵接头受压完全处于安装槽内部时，所述卡接头伸出安装槽并延伸至卡槽内，所述卡槽向平面部倾斜，使卡接头不易因外力作用导致脱出卡槽；由此，卡接头配合内螺纹与外螺纹，将限弯器进一步固定，使限弯器不易因海水流动等力的作用而旋转脱出，使连接失效，同时卡接头将限弯器与平面部压紧。

9、更进一步的，所述卡接头靠近适配器法兰的一侧与限弯器紧密接触，其他侧与限弯器不直接接触，所述卡槽设置于内螺纹的螺牙上，其高度不高于螺牙的牙高；卡扣所能承受应力有限，由此，卡扣只通过卡接头对限弯器提供贴紧支撑法兰的力，在限弯器对支撑法兰施加力的作用时，内螺纹与外螺纹的螺牙优先于卡接头承担应力，避免卡扣受力破坏，进而增长支撑法兰的使用寿命。

10、优选的，所述连接部开设有限位槽，所述限位槽与安装槽相连通，所述连接组件包括滑动设置于限位槽内的压块和一端与适配器法兰固定的环形连接板，所述环形连接板设置于支撑法兰的内侧壁上，所述卡扣上设置有凸块，所述凸块与卡接头侧边之间的倾角不小于60°，在卡扣旋转时能有较大的推动距离，所述压块滑动设置于凸块一侧，所述凸块能够随卡扣的转动与压块滑动接触并挤压压块，随后与压块脱离接触，由此，避免凸块受力位移，反作用力于卡扣，造成卡扣对限弯器的连接失效；所述压块靠近环形连接板的一侧等距离设置有不少于两个插块，所述环形连接板上与插块对应位置设置有插槽；由此，通过插块与插槽连接，插块本身分担支撑法兰的一部分应力。

11、在上述方案中，通过卡扣上的凸块驱动连接组件的压块与环形连接板插接，使支撑法兰与适配器法兰内侧壁连接，通过环形连接板分散应力至适配器法兰内侧，使适配器法兰内侧壁也与支撑法兰一同承担应力。

12、值得说明的是，所述限位槽内壁两侧设置有限位块，所述压块一侧设置有燕尾块，所述燕尾块为柔性，所述限位块能够与燕尾块的上侧面或斜侧面相互卡接；由此，通过限位块与燕尾块的斜侧面卡接，在压块未与环形连接板插接时对压块进行限位，避免压块位移导致环形连接板无法安装，在插接完成后，通过限位块与燕尾块的上侧面卡接，使压块不会因受力收回至限位槽内部，而与环形连接板脱离接触。

13、进一步的，所述限位槽内壁开设有珠槽，所述珠槽内转动设置有钢珠，所述压块两侧开设有上凹槽和下凹槽，所述上凹槽与下凹槽能够与钢珠接触，所述上凹槽中心与下凹槽上缘的距离小于压块受凸块挤压行进的距离，所述上凹槽中心与下凹槽中心的距离大于压块受凸块挤压行进的距离；由于凸块通过旋转与压块脱离的距离有限，在压块微动时仍有接触导致卡扣受力的可能，由此，对压块插接前后位置进行定位，同时受压后能够在运动惯性及钢珠与凹槽的作用下，使压块进一步拉开与凸块的距离。

14、优选的，所述环形连接板靠近适配器法兰的一端为刚性，刚性部分与适配器法兰连接的长度大于与压块连接的长度，其远离适配器法兰的一端为柔性；由此，避免形成杠杆效应，导致较大的应力传递至适配器法兰，造成适配器法兰的破坏，增长适配器法兰的使用寿命。

15、优选的，所述支撑法兰一侧设置有环形挡板，所述环形挡板内径与限弯器外径相等，其长度大于所述卡接头到平面部的距离；由此，环形挡板在限弯器外侧面对限弯器提供支撑，分散应力，同时卡接头配合对限弯器进一步固定；环形挡板与支撑法兰可以一同安装，不额外占用维修时间。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

17、1、解决现有海缆中间接头在限弯器在位运行的状态下，支撑法兰应力集中而导致连接失效的问题，提高支撑法兰使用寿命，具体的，通过抵接组件将限弯器与支撑法兰的平面部接触，使限弯器对支撑法兰的部分接触点的力分散到一整个平面，避免局部接触部分断裂失效，同时抵接组件驱动连接组件将支撑法兰与适配器法兰在内侧壁连接，抵接与连接的动作同时完成，不占用额外抢修时间，并设置环形挡板，使适配器法兰和环形挡板与支撑法兰共同承担应力，延长中间接头使用寿命。

18、2、通过内螺纹与外螺纹的啮合，实现了限弯器与支撑法兰连接，将限弯器一端与支撑法兰平面部贴近的同时，将原本集中于卡接凸缘的力分散至各个螺牙，多个螺牙共同分担应力，进一步避免了应力集中，避免支撑法兰的损坏，减少中间接头的维修更换次数。

19、3、通过压块与限位槽的卡接配合，在插接前燕尾块与限位槽、钢珠与下凹槽配合对压块进行限位，避免压块脱落导致环形连接板无法安装，同时在插接后使压块与卡扣进一步脱离接触，避免应力传递至卡扣导致卡扣破坏，使限弯器与支撑法兰保持接触，增强了中间接头长时间使用的可靠性。