一種電纜過彎接頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電纜過彎接頭，該接頭包括單自由度球鉸組件、壓環(huán)、尾座、頭座、橡膠波紋管、電纜和插座，鉸接頭的頭部套裝在鉸接套尾部?jī)?nèi)腔組成單自由度球鉸單元，兩者的球面相互配合，導(dǎo)向銷穿過鉸接套上并抵在鉸接頭的導(dǎo)向槽內(nèi)，兩個(gè)單自由度球鉸單元中鉸接套的頭部端面對(duì)接，并通過限位塊進(jìn)行固連為整體，限位塊內(nèi)表面兩端的錐面與鉸接頭的球面相切；單自由度球鉸組件中兩端鉸接頭的尾部分別套裝在尾座和頭座的內(nèi)腔，橡膠波紋管的兩端分別通過壓環(huán)壓緊在尾座和頭座的安裝臺(tái)上，尾座的尾部端面安裝支撐架，支撐架上和頭座的尾部均安裝有插座，兩個(gè)插座之間安裝電纜；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在兩個(gè)鉸接的隨波上下或左右擺動(dòng)的浮筒之間的電力傳輸。
【專利說明】一種電纜過彎接頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜過彎接頭，適用于海洋環(huán)境下兩個(gè)搖擺體之間的低壓電傳輸。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋波浪能的開發(fā)利用，成為近年來國(guó)際能源領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一。目前多個(gè)國(guó)家包括中國(guó)已開展了多種波浪發(fā)電技術(shù)研究，包括固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置、擺式波能裝置、筏式液壓波浪發(fā)電裝置及小型岸式波浪發(fā)電裝置等，其中筏式液壓波浪發(fā)電裝置被認(rèn)為是目前世界上最有可能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的波浪發(fā)電技術(shù)之一，其具有布置地點(diǎn)靈活、安裝建造成本低、海況適應(yīng)性強(qiáng)、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。電纜過彎接頭是用于筏式液壓波浪發(fā)電裝置電力傳輸?shù)年P(guān)鍵部件之一。
[0003]由于筏式液壓波浪發(fā)電裝置一般布放于離岸I公里左右的海面上，外形尺寸長(zhǎng)達(dá)85m，重量約400t，若出現(xiàn)故障，會(huì)帶來維修成本高昂的問題，因此對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間正常工作的可靠性要求很高。筏式液壓波浪發(fā)電裝置由4個(gè)細(xì)長(zhǎng)圓柱形浮筒和3個(gè)連接模塊依次連接而成，從功能上來看，該裝置由能量吸收裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置(連接模塊)、液壓裝置、發(fā)電裝置、系留裝置和控制裝置六部分組成，其中，液壓裝置、發(fā)電裝置及控制裝置放在能量吸收裝置即浮筒的內(nèi)部，電力需要在浮筒之間傳輸并最終傳輸?shù)桨渡?。由?個(gè)浮筒都隨波搖擺且半浸于海水中，電力電纜也會(huì)隨波搖擺且連接部份難以可靠水密，因此需要設(shè)計(jì)一種電纜過彎接頭解決上述問題，該接頭可使電纜在設(shè)定的角度內(nèi)隨機(jī)彎折并可靠的水密，從而提高系統(tǒng)正常工作的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電纜過彎接頭，能夠?qū)崿F(xiàn)在兩個(gè)鉸接的隨波上下或左右擺動(dòng)的浮筒之間的電力傳輸，并確保電力電纜在海洋環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間可靠工作。
[0005]一種電纜過彎接頭，該接頭包括單自由度球鉸組件、壓環(huán)1、尾座、頭座、壓環(huán)I1、橡膠波紋管、電纜和插座，所述的尾座和頭座均為空腔圓柱體，兩者的圓周面上均設(shè)置有安裝臺(tái)。
[0006]所述的單自由度球鉸組件包括鉸接套、鉸接頭、導(dǎo)向銷、圓柱銷和限位塊；其中鉸接套為空腔結(jié)構(gòu)，其頭部的內(nèi)表面為圓柱面，尾部的內(nèi)表面為球面，且球面的開口端向外表面切割形成錐面，鉸接套上沿徑向加工有導(dǎo)向銷孔和定位銷孔；鉸接頭也為空腔結(jié)構(gòu)，頭部外表面為球面，球面上加工有導(dǎo)向槽，尾部外表面為圓柱面；限位塊為空腔圓柱體，且內(nèi)表面的兩端均加工成錐面，限位塊上也加工有定位銷孔。
[0007]安裝關(guān)系:鉸接頭的頭部套裝在鉸接套尾部?jī)?nèi)腔組成單自由度球鉸單元，兩者的球面相互配合，導(dǎo)向銷穿過鉸接套上的導(dǎo)向銷孔并抵在鉸接頭的導(dǎo)向槽內(nèi)，兩個(gè)單自由度球鉸單元中鉸接套的頭部端面對(duì)接,并通過限位塊固連為整體，限位塊上的定位銷孔和鉸接套上的定位銷孔位置相對(duì)應(yīng)并安裝圓柱銷進(jìn)行連接定位，限位塊內(nèi)表面兩端的錐面與鉸接頭的球面相切。
[0008]單自由度球鉸組件中兩端鉸接頭的尾部分別套裝在尾座和頭座的內(nèi)腔，并通過定位銷固連，橡膠波紋管的兩端分別通過壓環(huán)I和壓環(huán)II壓緊在尾座和頭座的安裝臺(tái)上，尾座的尾部端面安裝支撐架，支撐架上和頭座的尾部均安裝有插座，兩個(gè)插座之間安裝電纜。
[0009]所述的尾座尾部的內(nèi)表面加工成錐面，鉸接頭內(nèi)表面的兩端也加工成錐面，兩者的內(nèi)表面為平滑錐面過渡。
[0010]所述的鉸接套尾部的外表面為弧形面。
[0011]所述的橡膠波紋管采用橡膠材料制成，該材料耐海水腐蝕并防太陽曝曬，能承受周期為4?5s、角度為±30°的反復(fù)彎折。
[0012]有益效果:
[0013](I)本發(fā)明用于筏式液壓波浪發(fā)電裝置隨波搖擺的浮筒之間電力傳輸?shù)碾娎|接頭，單自由度球鉸組件將隨波搖擺轉(zhuǎn)化為確定方向的單向搖擺，確保電纜在有限角度范圍內(nèi)并在單一方向彎折，從而保證其長(zhǎng)時(shí)間工作的可靠性。
[0014](2)本發(fā)明橡膠波紋管及其兩端密封結(jié)構(gòu)將單自由度球鉸組件與海水隔離，波紋管隨尾座和頭座搖擺，從而將尾座和頭座的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為靜密封結(jié)構(gòu)，提高了水密的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明電纜過彎接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明單自由度球鉸組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的原理示意圖。
[0018]其中，1-壓環(huán)1、2_尾座、3-鉸接套、4-鉸接頭、5-頭座、6-壓環(huán)I1、7_橡膠波紋管、8-導(dǎo)向銷、9-圓柱銷、10-限位塊、11-電纜、12-插座
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種電纜過彎接頭，該接頭包括單自由度球鉸組件、壓環(huán)I 1、尾座2、頭座5、壓環(huán)II 6、橡膠波紋管7、電纜11和插座12，其中尾座2和頭座5均為空腔圓柱體，兩者的圓周面上均設(shè)置有安裝臺(tái)，且圓周面上沿徑向加工有定位銷孔，尾座2尾部的內(nèi)表面加工成錐面。
[0021]橡膠波紋管7采用橡膠材料制成，該材料耐海水腐蝕并防太陽曝曬，可承受周期為4?5s、角度為±30°的反復(fù)彎折。
[0022]如附圖2所示，單自由度球鉸組件包括鉸接套3、鉸接頭4、導(dǎo)向銷8、圓柱銷9和限位塊10 ；
[0023]其中，鉸接套3為空腔結(jié)構(gòu)，其頭部為圓柱體，尾部的外表面為弧形面，內(nèi)表面為球面，且球面的開口端向外表面切割形成錐面，鉸接套3上沿徑向加工有導(dǎo)向銷孔和定位銷孔。
[0024]鉸接頭4也為空腔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)表面的兩端也加工成錐面，頭部外表面為球面，該球面尺寸與鉸接套3內(nèi)表面的尺寸配合，球面上加工有導(dǎo)向槽，尾部外表面為圓柱面，圓柱面上加工有定位銷孔。
[0025]限位塊10為空腔圓柱體，且內(nèi)表面的兩端均加工成錐面，限位塊10上也加工有定位銷孔。
[0026]單自由度球鉸組件的安裝關(guān)系:鉸接頭4的頭部套裝在鉸接套3尾部?jī)?nèi)腔組成單自由度球鉸單元，兩者的球面相互滑動(dòng)配合，導(dǎo)向銷8穿過鉸接套3上的導(dǎo)向銷孔并抵在鉸接頭4的導(dǎo)向槽內(nèi)，導(dǎo)向銷8在鉸接頭4滑動(dòng)的時(shí)候起到導(dǎo)向定位的作用，從而使橡膠波紋管7及電纜11只能在限定的方向做彎曲運(yùn)動(dòng)，從而可保證鉸接頭4在限定的自由度內(nèi)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)單自由度球鉸單元中鉸接套3的頭部端面對(duì)接，并通過限位塊10進(jìn)行固連為整體，以便于鉸接頭4拆裝，即限位塊10上的定位銷孔和鉸接套3上的定位銷孔位置相對(duì)應(yīng)并安裝圓柱銷9進(jìn)行可靠連接定位，限位塊10內(nèi)表面兩端的錐面與鉸接頭4的球面相切，鉸接套3球面開口端的錐面為了給鉸接頭4在擺動(dòng)時(shí)留有擺動(dòng)空間。
[0027]整體安裝關(guān)系:單自由度球鉸組件中兩端鉸接頭4的尾部分別套裝在尾座2和頭座5的內(nèi)腔，并通過定位銷固連，尾座2尾部?jī)?nèi)表面的錐面與鉸接頭4的內(nèi)表面為平滑錐面過渡；
[0028]為使插座12之間的電力電纜11與海水隔離，采用橡膠波紋管7連接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尾座2和頭座5，橡膠波紋管7外側(cè)與海水接觸，橡膠波紋管7兩端為O形圈密封結(jié)構(gòu)，并通過壓環(huán)I I和壓環(huán)II 6分別壓緊在尾座2和頭座5的安裝臺(tái)上，以保證電纜穿過部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)水密，尾座2和頭座5相對(duì)搖擺時(shí)，橡膠波紋管7跟隨擺動(dòng)，而其兩端密封部分相對(duì)靜止，從而將動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封，使得其具有長(zhǎng)時(shí)間工作的可靠性；
[0029]尾座2的尾部端面安裝支撐架，支撐架上和頭座5的尾部均安裝有插座12，兩個(gè)插座12之間安裝6根電纜11用于傳輸電力，傳輸功率是300kW，直流電壓為1000V，電流為300A。。
[0030]工作原理:
[0031]如附圖3所示，當(dāng)電纜過彎接頭受到側(cè)向拉力作用時(shí)，單自由度球鉸組件中鉸接頭4在鉸接套3和限位塊10的限位下，鉸接頭4和鉸接套3兩者的球面相互配合，并繞兩者重合的球心在限定的錐角內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在保持通電、水密的同時(shí)，在橡膠波紋管7的作用下可使外部連接電纜插頭在-30°?+30°要求的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)不受彎折。
[0032]應(yīng)用本發(fā)明制造的筏式波浪發(fā)電裝置一套，經(jīng)過海上試驗(yàn)證明，通過電纜過彎接頭減弱外部連接電纜插頭的彎折，有效提高了外部電纜插頭的使用壽命。
[0033]上述電纜過彎接頭能夠保證在海洋環(huán)境下、在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的插座之間通過將動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封結(jié)構(gòu)，并將電纜的隨機(jī)擺動(dòng)限定在單自由度方向，從而可靠的傳輸電力，以保證電力傳輸系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠工作，并使該電纜過彎接頭實(shí)現(xiàn)了搖擺體之間電力的可靠傳輸，具有結(jié)構(gòu)緊湊、裝配方便、維修性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
[0034]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電纜過彎接頭，其特征在于，該接頭包括單自由度球鉸組件、壓環(huán)I (I)、尾座(2)、頭座(5)、壓環(huán)II (6)、橡膠波紋管(7)、電纜(11)和插座(12)，所述的尾座(2)和頭座(5)均為空腔圓柱體，兩者的圓周面上均設(shè)置有安裝臺(tái)； 所述的單自由度球鉸組件包括鉸接套(3)、鉸接頭(4)、導(dǎo)向銷(8)、圓柱銷(9)和限位塊(10);其中鉸接套(3)為空腔結(jié)構(gòu)，其頭部的內(nèi)表面為圓柱面，尾部的內(nèi)表面為球面，且球面的開口端向外表面切割形成錐面，鉸接套(3)上沿徑向加工有導(dǎo)向銷孔和定位銷孔；鉸接頭(4)也為空腔結(jié)構(gòu)，頭部外表面為球面，球面上加工有導(dǎo)向槽，尾部外表面為圓柱面；限位塊(10)為空腔圓柱體，且內(nèi)表面的兩端均加工成錐面，限位塊(10)上也加工有定位銷孔； 安裝關(guān)系:鉸接頭(4)的頭部套裝在鉸接套(3)尾部?jī)?nèi)腔組成單自由度球鉸單元，兩者的球面相互配合，導(dǎo)向銷(8)穿過鉸接套(3)上的導(dǎo)向銷孔并抵在鉸接頭(4)的導(dǎo)向槽內(nèi)，兩個(gè)單自由度球鉸單元中鉸接套(3)的頭部端面對(duì)接，并通過限位塊(10)進(jìn)行固連為整體，限位塊(10)上的定位銷孔和鉸接套(3)上的定位銷孔位置相對(duì)應(yīng)并安裝圓柱銷(9)進(jìn)行連接定位，限位塊(10)內(nèi)表面兩端的錐面與鉸接頭(4)的球面相切； 單自由度球鉸組件中兩端鉸接頭(4)的尾部分別套裝在尾座(2)和頭座(5)的內(nèi)腔，并通過定位銷固連，橡膠波紋管(7)的兩端分別通過壓環(huán)I (I)和壓環(huán)II (6)壓緊在尾座(2)和頭座(5)的安裝臺(tái)上，尾座(2)的尾部端面安裝支撐架，支撐架上和頭座(5)的尾部均安裝有插座(12)，兩個(gè)插座(12)之間安裝電纜(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的電纜過彎接頭，其特征在于，所述的尾座(2)尾部的內(nèi)表面加工成錐面，鉸接頭(4)內(nèi)表面的兩端也加工成錐面，兩者的內(nèi)表面為平滑錐面過渡。
3.如權(quán)利要求1所述的電纜過彎接頭，其特征在于，所述的鉸接套(3)尾部的外表面為弧形面。
4.如權(quán)利要求1所述的電纜過彎接頭，其特征在于，所述的橡膠波紋管(7)采用橡膠材料制成，該材料耐海水腐蝕并防太陽曝曬，能承受周期為4?5s、角度為±30°的反復(fù)彎折。
【文檔編號(hào)】H01R35/02GK103474830SQ201310418153
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】盧剛, 李新會(huì), 王同春, 楊勇, 丁江華, 甘文兵 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所, 青島海山海洋裝備有限公司