Устройство соединения подводных кабелей Советский патент 1992 года по МПК H02G15/14 

з ; т

одна в другую,- внутренней 1 и Наружной 2, установленных с зазором одна относительно другой и с возможностью вращения. В каждой из частей корпуса герметично закреплены кабели 3 и k. Наружная часть корпуса выполнена с фланцем . Устройство снабжено также двумя радиально-упорными подшипниками 30 и 31 и уплотнительНой прокладкой 32. Части Т и 2 корпуса

21686b

; соединены одна с другой с помощью подшипников 30 и 31. Причем верхняя торцовая поверхность внутренней части . 1 корпуса опирается через радиаяьноупорный подшипник 3Q о верхнюю внут- 1 реннюю торцовую поверхность наружной части 2 корпуса, а нижней торцовой поверхностью через подшипник 3t - Ю на фланец 24. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению. Целью изобретения является обеспечение работоспособности . при одновременном воздействии постоян-. ного растягивающего усилия и переменного гидростатического давления. Поставленная цель достигается тем что устройство соединения подводных кабелей содержит корпус, состоящий из двух частей, коаксиально вставленных J % ю со |0 20

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для соединения морских бронирован- ных кабелей при передаче электрической энергии от подвижного объекта к неподвижному при океанологических исследованиях.

При выполнении работ по глубоко- водному зондированию морей и океанов, з также при постановке буйковых станций на длительный срок передача электрических сигналов с объекта на принимающую станцию и наоборот осуществляется посредством кабеля, закрепленного на объекте. Ввиду наличия волн, морских течений, ветровых воздействий на объект возникает сила, вращающая этот объект вокруг своей оси. Кроме того, кабель подвержен одновременному воздействию .постоянного растягивающего усилия от массы объекта и переменного гидростатического давления.. В результате происходят вращение несущего кабеля и его изгибание, что приводит к его закручиванию и изгибу, выводящим кабель из строя.

Известно кабельное соединительное устройство для подводных кабелей, содержащее изолированный от воды сборный корпус, предназначенный для размещения в нем вспомогательной аппаратуры, например усилительной, и уплотнения стыков частей корпуса и мест прохода токоведущих жил через корпус, последний выполнен из двух имеющих выс-тупы на наружной боковой и торцовой поверхностях стаканов, жестко соединенных между собой, например на резьбе, открытыми концами, а изоляция и уплотнения корпуса выпонены в виде покрытия наружной его поверхности и прилегающих к корпусу концов кабелей общим слоем пластмассы, Соединенным с изоляцией кабеля неразъемным соединением, например сплавлением. Открытые концы стаканов соединены резьбовым соединением с общим внутренним шпангоутом. Покрывающая корпус и концы кабеля пластмасса однородна по составу с изоляцией кабеля.

Недостатком этого устройства является его низкая надежность в работе, обусловленная тем, что кабель заделывается жестко, соединение неразбор- ное. В результате постоянных углов и вращательных перемещений этого . устройства, происходящих под действием волн и подводнах течений, на кабель в месте его жесткой заделки передаются знакопеременные изгиб- ные и крутильные усилия, выводящие его из строя.

Наиболее близким к предлагаемому является электрический токосъемник 2, состоящий из двух муфт, вставленных одна в другую с возможностью враще- ния внутренней муфты в пределах наружной муфты относительно их общей оси, В центре торцовой стенки внутренней муфты и соосно в торцовой стенке наружной муфты расположены соответственно приемный фотодиод и передающий светодиод, концеитрично относительно которых расположены трансформаторные обмотки. Диоды установлены с зазором относительно друг друга и через соответствующие схемы преобразования подключены к кабелям, закрепленным в соответствующих муф- . тах.

Это устройство имеет ряд недостатков, а именно при воздействии на каели (электрические провода) растягивающего усилия от силы тяжести опускаемого объекта между муфтами. возникает большой момент трения. В результате нарушается вращение внутренней муфты в пределах наружной относительно их общей оси и может произойти разрушение кабеля под действием внешних воздействий,что нарушает работоспособность устройства. А. обязательное наличие пластического материала во внутренних полостях обех муфт для изоляции и герметизации нижает ремонтопригодность токоъемника при выходе из строя иодов или трансформаторных оботок и делает его использование одноразовым, так как пластический материал разрушается.

Целью изобретения является обеспечение работоспособности устройства при одновременном воздействии постоянного растягивающего усилия и переменного гидростатического давления при передаче электрических сигналов между вращающимися друг относительно друга кабелями.

Поставленная цель достигается тем, что устройство соединения подводных кабелей, содержащее корпус, состоящий из двух коаксиально вставленных одна в другую частей - внутренней и наружной, установленных одна отно-. сительно другой с зазором и с возможностью вращения, и герметично закрепленные в каждой части корпуса кабели, снабжено уплотнительной прокладкой и двумя радиально-упорными подшипниками, уплотнительная прокладка расположена между внутренней и наружной частями,, наружная часть корпуса выполнена с фланцем, радиально- упорные подшипники расположены, соос- но вдоль оси устройства , радиаль- но-упорный подшипник установлен между верхними торцовыми поверхностями внутренней и наружной частей, а другой - между нижней торцовой поверхностью внутренней части и фланцем

наружной части.

Благодаря этому устраняется возможность заклинивания вращающихся частей устройства при одновременном воздействии постоянного растягивающего усилия и переменного гидростатического давления при передаче электрических сигналов между вращающими-

17

172Т686

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ся относительно друг друга кабелями.

На чертеже изображено предлагаемое устройство соединения подводных кабелей, поперечный разрез.

Устройство соединений подводных кабелей состоит из двух частей корпуса, коаксиально вставленных одна в другую так, что внутренняя часть 1 корпуса может вращаться относительно наружной части 2 корпуса вокруг их общей оси. Охватываемая часть внутренней части корпуса выполнена в виде стакана. Во внутренней части 1 корпуса герметично зак- реплен кабель 3, а в наружной части 2 корпуса - кабель . Крепление кабе«- ля 3 осуществлено при помощи планки 5 и болтов 6 на фланце 7 который, в свою очередь, закреплен на внутренней части 1 корпуса.

Токонесущая жила кабеля 3 герметизируется втулкой 8 из эластичного материала, шайбой 9 и гайкой 10 во внутренней части 1 корпуса. Токонесущая жила кабеля 3 заканчивается наконечником 11, к которому присоединен гибкий проводник 12, скрученный в (пружину. Второй конец гибкого проводника 12 соединен с подвижным контактом 13, который имеет возможность продольного перемещения в зазоре 14. Гибкий проводник 12, скрученйый в пружину, в процессе перемещения подвижного электрического контакта 13 осуществляет постоянную электрическую связь с токонесущей жилой кабеля 3, закрепленного неподвижно во внутренней части 1 корпуса. Наконечник 11 и подвижный электрический контакт 13 установлены во внутренней части 1 корпуса через электроизоляционные втулки 15 -и 1$, которые закреплены гайкой 17. Наконечник 11, основание подвижного электрического контакта 13 и электроизоляционные втулки 15 и 16 выполнены не цилиндрической формы, что обеспечивает их совместное вращение с внутренней частью 1 корпуса. Под действием пружины 18, установленной в электроизоляционной втулке 1б и упирающейся в основание подвижного контакта 13, последний прижимается к ответному неподвижному электрическому контакту Т9, закрепленному на кабеле 4.

Кабель J при помощи планки 20 и болтов 21 закреплен на фланце 22

10

который болтами 23 соединен с фланцем 2 и наружной частью 2 корпуса, образуя единую наружную .часть корпуса устройства соединения подводных кабелей. Токонесущая жила кабеля k герметизируется втулкой 25 из эластичного материала, шайбой 26 и гайкой 2 во фланце 2k. Токонесущая жила кабеля заканчивается неподвижным контактом 19,. который установлен в электроизоляционной втулке 28 и закреплен гайкой 29. Неподвижный контакт 19 и втулка 28 выполненыне цилиндрической формы, что обеспечива- $ ет их совместное вращение с фланцем 2k наружной части 2 корпуса.

- Внутренняя часть 1 корпуса устанавливается в наружной части 2 корпуса, с помощью радиально-упорных подшипников- 30 и 31 и фланца 2, вставленного во внутреннюю полость внутренней части 1 корпуса и соединенного с наружной частью 2 корпуса болтами 23, т.е. своей верхней торцовой поверх-, ностьк) внутренняя часть 1 корпуса опирается посредством радиально-упор- ного подшипника 30 в верхнюю внутреннюю торцовую поверхность .наружной

части- 2 корпуса, а нижней торцовой поверхностью.посредством радиально- упорного подшипника 31 -на фланец 2А.: Радиально-упорный подшипник .30 обес- / печивает соединение обеих частей корпуса при воздействии на кабели 3 и k постоянного растягивающего усилия.

Под воздействием гидростатического давления возникает усилие, к° торое стремится прижать внутреннюю часть 1 корпуса, к фланцу наружной части, препятствуя их вращению относительно друг друга из-за возникновения момента трения. Для обеспечения гарантированного зазора 33 в области соединения обоих контактов 13 и 19, необходимого для вращения обеих частей корпуса одна относительно другойу служит радиально-упорный подшипник 31 установленный между нижней торцовой поверхностью внутренней части 1 корпуса и выступом 3k на фланце наружной части 2, заменяя трение скольжения на трение качения.

Таким образом, растягивающая сила и сила, возникающая от воздействия гидростатического давления, направлены в противоположные стороны. При

20

25

малой глубине погружения; как правило, превышает растягивающая сила. При дальнейшем увеличении глубины- погружения наступает момент равновесия данных сил, а при больших глуби- , нах погружения превышает сила, возникающая от гидростатического давления. Отсюда возникает необходимость установки двух радиально-упорных подшипников.

Для обеспечения электрического контакта необходима герметизация от проникающей воды в полость, где подвижный электрический контакт 13 входит в соединение с неподвижным электрическим контактом 19. Герметизация достигается введением уплотни- тельной прокладки в виде кольца 32 между внутренними радиальными поверхностями внутренней части 1 корпуса и фланца 2k наружной части 2 корпуса.

Устройство работает следующим образом.

В процессе эксплуатации от воз-, действия ветра, волн, подводных течений, силы тяжести опускаемого на кабеле объекта происходит закручивание одного кабеля относительно другого. Таким образом, в кабеле возникает крутящий- (вращающий) момент. Под воздействием данного момента происходит вращение внутренней части 1 корпуса относительно фланца.: наружной части 2 корпуса соответственно через радиально-упорные под-i шинники 31 и 30 Вращение внутренней части 1 корпуса через втулки 15 и 16 и наконечник передается подвижному электрическому контакту 13, а вращение фланца 2k через втулку 28 - неподвижному электрическому контакту 19. Под действием пружины 18 подвижный электрический контакт 13 находится в постоянном соединении с неподвижным электрическим контактом 19, что обеспечивает надежную двустороннюю электрическую связь, при передаче электрических сигналов как переменного, так и постоянного

ТОКЗ .

Данная конструкция обеспечивает надежную и стабильную передачу электрических сигналов при проведении бкеанологических исследований как в верхних, так и придонных слоях морей и океанов, независимо от величины гидростатического давления, благодаря отсутствию заклинивания вра-

30

35

40

45

50

55

ща.ющихся частей устройства соединения подводных кабелей при высоких гидростатических давлениях.

Формула изобретения

Устройство соединения подводных кабелей, содержащее корпус, состоящий из двух коаксиально вставленных одна в другую частей - внутренней и наружной, установленных одна относительно другой с зазором и с возможностью вращения, и герметично, закрепленные в каждой части корпуса кабели, отличающее с я тем что,с целью обеспечения работоспособности при одновременном воздействии

достоянного растягивающего усилия и переменного гидростатического давления, оно снабжено уплотнительной

(прокладкой и двумя радиально-упорны- ми подшипниками, уплотнительная прокладка расположена между внутренней и наружной частями, наружная часть корпуса выполнена с фланцем,

радиально-упорные подшипники расположены соосно вдоль оси устройства, один радиально-упорный подшипник установлен между верхними торцовыми поверхностями внутренней и наружной

частей, а другой - между нижней торцовой поверхностью внутренней части и фланцем наружной части.