CN103414079A - 一种水下微型导电拉环 - Google Patents

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田纪伟
徐铭
赵玮
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Abstract

本发明涉及一种水下微型导电拉环，所述壳体上端连接定子固定体和导电定子，导电定子通过固定螺母固定在定子固定体中部，定子的导线与水密接头连接并固定在定子固定体上端，上拉环与连接件通过螺纹固定在定子固定体上端，所述壳体的中部设有上向心推力轴承、下向心推力轴承，上向心推力轴承、下向心推力轴承由调整螺母和止动垫圈与转动轴配合，导电转子由多芯电缆与水密插头连接固定在转动轴下端，下拉环与下连接件通过螺纹固定在转动轴下端，壳体的下部设有压力平衡密封装置，壳体的内部设有注油口和排气口，壳体上部通过O型圈静密封。本发明便于现场安装和施工，对海缆要求低。

Description

一种水下微型导电拉环
技术领域
本发明属于海洋技术领域，涉及一种水下微型导电拉环，是一种水下电缆用导电拉环，可在一根海缆上串接多个该拉环。
背景技术
当今海洋观测及监测逐步走向实时化、网络化、信息化。以往采用自容潜标存储传感器采集数据再由船舶到指定地点回收潜标获取信息的方式已不能满足日益发展的国家海洋事业。而实时化、信息化的前提是数据的实时大量可靠稳定的传输，这种传输方式在陆地上很容易实现，但在海中特别是水下变得异常艰难。水深越深，水压越大，每深10米增加一个大气压，海水的腐蚀强度、生物附着等等都对水下仪器设备造成极大的影响。
因而目前的海洋调查、海洋监测与观测、深远海科考等采用的依然是自容式存储，定期回收；或者潜标与浮标结合，数据通过声学MODEM传输的方式。长期以来，水下的传感器数据及观测信号都是以自容方式存储在仪器中，因为如果通过电缆或者是内填凯芙拉丝的电缆连接水面浮标，在海流及潮汐作用下电缆一般在半个月至3个月内断裂，造成数据无法传输的后果。而通过水声通信传输数据则信号带宽小速率低，电声转化率低以及干扰严重等造成大量数据无法实时传输。
现有技术中的水下导电滑环，是在电滑环的基础上通过骨架油封和O圈密封来隔绝海水，这种方式在水下几米范围内可以起到一定的作用，但随着水深的增加，O圈及骨架油封会对密封轴处产生极大的抱紧力，最终导致滑环无法转动。其次目前所有的水下导电滑环都不支持承受一定拉力(几十kg到几百kg)的转动。而水下电缆传输数据又必须要承受一定的拉力，拉力往往至少在100kg以上，有些甚至需要上吨的拉力。所以目前的水下导电滑环只适用于浅水无拉力情况下的应用，没有实际的应用前景。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下微型导电拉环，避免海洋中电缆在长期传输数据时受到海流作用被扭断。采用本发明可有效的解决海缆在海流潮流及水下设备运动造成的拉力扭力无法自行释放的问题，在保证数据通信的前提下，电缆受到的扭力可使拉环自由转动，释放缆绳内的扭力，进而可以保障数据的长期稳定可靠的传输。本发明将电缆在水中的扭力十分方便的释放掉，同时不影响电信号的数据传输。应用本发明在水下实时数据传输可以长期1年以上不需维护。其技术方案如下：
一种水下微型导电拉环，包括壳体，所述壳体上端连接定子固定体和导电定子，导电定子通过固定螺母固定在定子固定体中部，定子的导线与水密接头连接并固定在定子固定体上端，上拉环与连接件通过螺纹固定在定子固定体上端，所述壳体的中部设有上向心推力轴承、下向心推力轴承，上向心推力轴承、下向心推力轴承由调整螺母和止动垫圈与转动轴配合，导电转子由多芯电缆与水密插头连接固定在转动轴下端，下拉环与下连接件通过螺纹固定在转动轴下端，壳体的下部设有压力平衡密封装置，壳体的内部设有注油口和排气口，壳体上部通过O型圈静密封。
进一步优选，所述壳体为一个圆筒体，采用316L不锈钢或者钛合金材料。
进一步优选，所述压力平衡密封装置为三层。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.本发明采用高精度向心推力轴承，可起到抗拉作用，其特点是转动灵活，阻力小。
2.本发明采用压力平衡密封装置，其作用：能有效阻止海水进入壳体内部，又能在转动时保证壳体内外压力的平衡。
3.本发明技术方案采用水密插头使本拉环使用更加安全可靠和便捷，使用过程将拉力和电力缆可以分开固定。
4.本发明的设计紧凑小巧，在水动力环境下受到的阻力及需要额外提供的净浮力小，便于现场安装和施工，对海缆要求低，适用面广。
附图说明
图1为本发明水下微型导电拉环的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
参照图1，一种水下微型导电拉环，包括壳体6，所述壳体6为一个圆筒体，采用316L不锈钢或者钛合金材料。所述壳体6上端连接定子固定体5和导电定子7，导电定子7通过固定螺母8固定在定子固定体5中部，定子的导线与水密接头3连接并固定在定子固定体5上端，上拉环1与连接件2通过螺纹固定在定子固定体5上端，可起到连接缆绳和导线的作用。
所述壳体6的中部设有上向心推力轴承13、下向心推力轴承14，上向心推力轴承13、下向心推力轴承14由调整螺母11和止动垫圈12与转动轴16配合，在承受外拉力100kg-1000kg时可自由转动，导电转子10由多芯电缆15与水密插头19连接固定在转动轴16下端，下拉环21与下连接件20通过螺纹固定在转动轴16下端，可起到连接缆绳和导线的作用。
壳体6的下部设有三层压力平衡密封装置17，其作用：一是阻止海水进入壳体内，二是使壳体内外压力平衡，在拉力和扭力作用时，转动轴16能够自由转动。
壳体6的内部设有注油口18和排气口4，通过注油口18和排气口4充满高品质绝缘油，壳体6上部通过O型圈9静密封。导电部分通过导电定子7和导电转子10使电信号在转动时依然保持联通状态。在电拉环的制作上，需要壳体内部的转动轴的同心度≤0.001，使得拉环内部各部件之间受到的拉力可以集中在轴中央，防止转动面受力不均匀而破坏压力平衡密封。对于壳体内部加工粗糙度要求≤0.4μm，以保证电拉环压力平衡密封和推拉轴承都能稳定同步的转动。
以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种水下微型导电拉环，包括壳体(6)，其特征在于，所述壳体(6)上端连接定子固定体(5)和导电定子(7)，导电定子(7)通过固定螺母(8)固定在定子固定体(5)中部，定子的导线与水密接头(3)连接并固定在定子固定体(5)上端，上拉环(1)与连接件(2)通过螺纹固定在定子固定体(5)上端，所述壳体(6)的中部设有上向心推力轴承(13)、下向心推力轴承(14)，上向心推力轴承(13)、下向心推力轴承(14)由调整螺母(11)和止动垫圈(12)与转动轴(16)配合，导电转子(10)由多芯电缆(15)与水密插头(19)连接固定在转动轴(16)下端，下拉环(21)与下连接件(20)通过螺纹固定在转动轴(16)下端，壳体(6)的下部设有压力平衡密封装置(17)，壳体(6)的内部设有注油口(18)和排气口(4)，壳体(6)上部通过O型圈(9)静密封。
2.根据权利要求1所述的水下微型导电拉环，其特征在于，所述壳体(6)为一个圆筒体，采用316L不锈钢或者钛合金材料。
3.根据权利要求1所述的水下微型导电拉环，其特征在于，所述压力平衡密封装置(17)为三层。
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