一種可旋轉水密接觸器的製作方法

2023-08-12 21:58:36

專利名稱：一種可旋轉水密接觸器的製作方法
技術領域：
本發明涉及水下測量儀器，具體地說是一種可旋轉水密接觸器。
背景技術：
在海洋考察，江、河、湖、泊水文調查中，需通過多種功能的水下測量儀器的觀測來獲得水文的有關參數。在很多情況下，測量儀器須懸掛水中或坐與其它載體上使用，由於受流向變化或載體移動的影響，測量儀器通常要隨流向變化或載體移動而產生轉動，受其影響，連接儀器的電纜由於儀器的轉動而產生纏繞現象，這種由於儀器轉動而引起的電纜纏繞問題將直接影響儀器的測量精度，重者造成電纜斷裂使儀器無法工作。
水下測量儀器在水下轉動而引起電纜的纏繞一直沒有很好的解決辦法；目前能看到的類似裝置(一般稱滑環)大部分用在路地上，部分用在水下的類似裝置大都採用密封圈或密封環的接觸式密封方式，摩擦力大，不適用旋轉的水下測量儀器使用。

發明內容
本發明的目的是提供一種既確保水下測量儀器的供電和測量信號暢通又防止由於水下測量儀器轉動產生電纜纏繞的可旋轉水密接觸器。
為解決上述問題，本發明採用的技術方案為本發明具有如下優點1.無電纜纏繞問題產生。本發明應用時在上部電纜隨測量儀器轉動的同時，下部電纜並不轉動。
2.安全性好。本發明是一種用於水下測量儀器與電纜連接的裝置；利用虹吸現象原理，從而使關鍵部件電刷和電環始終處於變壓器油體的保護中。
3.測量精度高。本發明採用在轉動狀態下的無接觸旋轉水密封，從而使裝置的轉動更加靈活，摩擦力更小，大大提高了水下轉動測量儀器的測量精度4.使用水深範圍大。本發明使用前先在裝置內充滿油體，從而做到在水下工作過程中裝置內的油體和裝置外的水體始終處於內外等壓，從原理上講，本裝置可以工作在任意水深。
5.提高工作性能。本發明為既可保證測量儀器在水下正常工作，又能保證儀器自由轉動，為了保證電刷和電環的接觸可靠，本發明可採用雙電刷、四觸點的接觸方式，並在電刷和電環的所用材料上進行優化選擇，從而可大大提高了觸點的接觸可靠性，使接觸器的工作性能得到提高。


圖1為本發明實施例的結構示意圖。
圖2為圖1中A-A剖面示意圖。
圖3為圖1中B區放大圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例詳述本發明。
如圖1～3所示，本實例裝置包括的器件如下導線1、水密環2(防鏽鋁)、中軸套3、軸承4、中部殼體5(防鏽鋁)、電環6(黃銅)、隔圈7(膠木棒)、插頭體8、上部殼體9(防鏽鋁)、上固定螺圈10(防鏽鋁)、O型圈11(防鏽鋁)、電纜壓圈12(防鏽鋁)、電纜座13(防鏽鋁)、上壓蓋14(防鏽鋁)、上部電纜15、壓帽16(防鏽鋁)、墊片17(黃銅)、密封墊18(橡膠)、注油螺栓19(防鏽鋁)、橡膠墊20、注油孔21、螺栓22(防鏽鋁)、高能橡膠墊23、螺圈24(黃銅)、心軸25(銅棒)、螺釘26(黃銅)、接線座27(有機玻璃)、外軸套28(防鏽鋁)、變壓器油29、插頭座30(膠木棒)、引線柱31(膠木棒)、羅圈32(黃銅)、螺帽33(黃銅)、下部殼體34(防鏽鋁)、下固定螺圈35(黃銅)、下壓蓋36(防鏽鋁)、放油螺栓37(防鏽鋁)、焊片38(青銅)、電刷39(鈹青銅)、下部電纜40；中軸套3外側從下向上依次套設有下部殼體34的內止口、帶凸臺的水密環2、軸承4，兩端採用下固定螺圈35和上固定螺圈10固定；外軸套28的上下兩端分別與軸承4的內圈接觸，起到支撐上下兩個軸承的作用；軸承4的外圈套設有中部殼體5，中部殼體5的上止口與上部殼體9固接，其間設有O型圈11；中部殼體5的下部為倒凹形環狀開口，並與水密環2的凸臺油密封接觸；在中軸套3的下部內側壁上設有插頭座30，插頭座30上設有引線柱31，外部帶有螺圈32；插頭座30上設有由電環6和隔圈7間隔構成的插頭體8；在插頭座30與插頭體8中間貫穿有心軸25，通過插頭體8頂部的內螺紋與插頭座30下部的螺帽33用心軸25將插頭座30和插頭體8固定於一體；插頭體8的外部套設有圓筒狀接線座27，接線座27上端通過螺圈24固定於上部殼體9中部；接線座27上設有電刷39，電刷39通過螺釘26和焊片38固定於接線座27上，電刷39與電環6滑動接觸，在此採用雙電刷、四觸點的接觸方式；電環6通過導線與下部電纜40連接；電刷39通過導線與上部電纜15連接；在由下部殼體34、上部殼體9、中部殼體5構成的空腔內裝有變壓器油29，下部電纜40通過下部殼體34的側壁引入空腔內，上部電纜15通過上部殼體9的側壁引入空腔內；在電纜的引入孔處依次通過壓帽16、墊片17、密封墊18固定，並且在上部殼體9與下部殼體34上分設有帶電纜壓圈12的電纜座13，用於固定電纜；
上壓蓋14上設有注油孔21，通過注油螺栓19和橡膠墊20密封，下壓蓋36上設有放油孔，通過放油螺栓37和橡膠墊密封；上壓蓋14和下壓蓋36分別通過螺栓22和高能橡膠墊23固定於殼體上。
該裝置在工作時串接於測量儀器和電纜之間，安裝於該裝置上部的測量儀器通過該裝置的上部電纜15、電刷39和電環6連接到裝置的下部電纜40上，測量儀器的電能供應和測量信號通過電刷和電環進行交換傳遞。
本發明利用虹吸現象原理，並巧妙的利用水、油兩種介質比重不同的物理特性，當將注滿油的接觸器置於水面以上的空氣中時，由於受大氣壓力的影響，接觸器內部的油不能溢出凸臺內邊的上部(見圖3所示)，從而使油不能流出接觸器；當接觸器放置於水下工作時，由於受水的壓力和水油兩種介質比重不同的特性，使接觸器內部的油不能溢出凸臺外邊下部(見圖3所示)，從而使關鍵部件電刷和電環始終處於變壓器油體的保護中。
在使用時首先進行如下操作首先將注油螺栓19擰出，選用一個250毫升的注射器，在注射器前的注射嘴處連接一根直徑Φ4長200毫米的塑料軟管，將抽滿油的注射器軟管一頭插入裝置的注油孔21內，慢慢將變壓器油注入裝置內；注滿油後，拔出注油管，擰上注油螺栓19；將測量儀器裝於該裝置的上壓蓋14上，上部電纜15一端和測量儀器相連，裝置的下壓蓋36和測量載體連接(如測量架體)，下部電纜的一端和數據採集器相連，或將電纜接到岸上或船上的二次儀表。
可將安裝好的測量體放置於海底面上，在工作過程中，測量儀器受流向等影響產生轉動(尤其是帶尾翼的測流儀器等)，轉動的測量儀器帶動裝置的上壓蓋14，上部殼體9、上部電纜15、中部殼體5、接線座27、電刷39和軸承4的外圈產生轉動，轉動的電刷39和非轉動的電環6相接觸，並通過連接電環6的下部電纜40將電能傳給測量儀器，同時將測量儀器的測量信號傳送到數據採集器中，或傳到岸上和船上的二次儀表上。
測量工作完成後，①將儀器及載體提出水面，並將測量儀器和裝置分離；②擰開注油螺栓19，再依次擰開放油螺栓37，將裝置內的油放出，並放入一容器內，以備下次使用。
為保證中部殼體5下部凹形環狀槽與水密環2凸臺配合縫隙均勻，兩部件選用材質較輕、耐腐蝕性能良好、膨脹係數相同的LF12防鏽鋁；為保證電刷39具有較高的彈性係數、好的導電性能，本部件選用直徑φ0.07的鈹青銅絲。
權利要求
1.一種可旋轉水密接觸器，包括有帶下壓蓋(36)的下部殼體(34)、中部殼體(5)、帶上壓蓋(14)的上部殼體(9)、上部電纜(15)、下部電纜(40)，其特徵在於一中軸套(3)，其外側從下向上依次套設有下部殼體(34)的內止口、帶凸臺的水密環(2)、軸承(4)；中部殼體(5)套設在軸承(4)的外圈上，其上止口與上部殼體(9)連接，中部殼體(5)的下部為倒凹形環狀開口，並與水密環(2)的凸臺油密封接觸；在中軸套(3)的內部縱向設有由電環(6)和隔圈(7)間隔構成的插頭體(8)，其固定於中軸套(3)的下部；插頭體(8)的外部套設有圓桶狀接線座(27)，接線座(27)上端固定於上部殼體(9)中部；接線座(27)上設有電刷(39)，電刷(39)與電環(6)滾動接觸；電環(6)通過導線(1)與下部電纜(40)連接；電刷(39)通過導線與上部電纜(15)連接；在由下部殼體(34)、上部殼體(9)、中部殼體(5)構成的空腔內裝有變壓器油(29)，下部電纜(40)通過下部殼體(34)的側壁引入空腔內，上部電纜(15)通過上部殼體(9)的側壁引入空腔內。
2.按照權利要求1所述的可旋轉水密接觸器，其特徵在於所述的上壓蓋(14)上設有注油孔(21)，下壓蓋(36)上設有放油孔。
3.按照權利要求1所述的可旋轉水密接觸器，其特徵在於所述中軸套(3)的外側兩端套設有固定螺圈。
4.按照權利要求1所述的可旋轉水密接觸器，其特徵在於所述插頭體(8)下部設有插頭座(30)，插頭座(30)與中軸套(3)的下部固連。
5.按照權利要求1所述的可旋轉水密接觸器，其特徵在於所述電刷(39)在接線座(27)上每組對稱設有2～6個。
6.按照權利要求1所述的可旋轉水密接觸器，其特徵在於所述軸承(4)為二支，其內圈分別與外軸套(28)上下兩端連接。
7.按照權利要求1所述的可旋轉水密接觸器，其特徵在於所述中部殼體(5)與水密環(2)的材料為防鏽鋁。
8.按照權利要求1所述的可旋轉水密接觸器，其特徵在於所述電刷(39)的材料為鈹青銅。
全文摘要
本發明涉及水下測量儀器，具體地說是一種可旋轉水密接觸器，中軸套外從下向上依次套設有下部殼體內止口、水密環、軸承；中部殼體套設在軸承外圈上，其上止口與上部殼體連接，中部殼體的下部為倒凹形環狀開口，並與水密環的凸臺油密封接觸；在中軸套的內部縱向設有由電環和隔圈間隔構成的插頭體，固定於中軸套的下部；插頭體外部套設有接線座，其上端固定於上部殼體中部；接線座上設有電刷，其與電環滾動接觸；電環通過導線與下部電纜連接；電刷通過導線與上部電纜連接；在上、中、下殼體構成的空腔內裝有變壓器油。本發明優點為無電纜纏繞問題產生，安全性好，測量精度高，提高工作性能。
文檔編號H01R35/00GK1536719SQ0311140
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月9日 優先權日2003年4月9日
發明者李思忍, 龔德俊, 朱素蘭, 徐永平 申請人:中國科學院海洋研究所