一種高可靠性耐壓水密接線盒及其制造方法與流程

本發明涉及水密接線盒，具體涉及一種高可靠性耐壓水密接線盒及其制造方法。

背景技術：

1、隨著我國加大海洋開發的力度，各種水下設備，如水下潛航器、水下機器人等的研發正在如火如荼的進行。而在這些設備的研發階段往往需要采集大量的試驗數據。通常需要在設備外壁安裝各種傳感器，通過水密電纜將信號傳輸至水密艙內采集存儲數據。為了減少設備水密艙的開口數量，往往會在艙外設置水密接線盒將多路信號匯總后由一根總纜進入艙內。現有的水密接線盒有兩種方式，一種是機械密封，即一個金屬殼體、端蓋、密封圈構成的一個密封腔體，進倉的總纜和接駁傳感器的分支纜芯線在該腔體內對接。另一種是先將總纜和分支纜芯線對接好，再通過模具硫化橡膠進行密封。

2、第一種機械密封的方式，存在、成本高、重量大、可靠性不夠等缺點。機械密封對密封處的加工精度要求較高，因此成本也較大，另外金屬外殼和金屬端蓋往往會導整體致重量偏大，另外密封圈在安裝時操作不當，如密封溝槽被污染、銳物劃傷等，或者后期金屬結構防松、耐腐等措施不到位都會導致密封失效。從而導致密封失效，接線盒內部短路，無法起到供電和傳輸信號的功能。

3、第二種是全橡膠硫化的方式，存在制作過程中成品率低的缺點。在硫化過程中通常需要加溫加壓，才能保證產品的水密可靠性。而在加溫加壓的過程中對接好的芯線往往會拉脫，導致產品失效。

4、另外，總纜進艙往往采用填料函擠壓電纜的方式，由于電纜外護套是柔性的在擠壓過程中產生了不可恢復的形變，多次擠壓后有密封失效的風險。

5、針對現有技術存在的缺陷，有必要設計一款水密接線盒，以解決機械密封和全橡膠硫化密封存在的不足。

技術實現思路

1、本發明的目的是為了解決現有水密接線盒采用機械密封方式，存在成本高、重量大、可靠性不夠，導致密封失效，接線盒內部短路，無法起到供電和傳輸信號的功能等問題，以及采用全橡膠硫化的方式，存在制作過程中成品率低的缺點，在加溫加壓的過程中對接好的芯線往往會拉脫，導致產品失效等問題，總纜進艙電纜外護套在擠壓過程中產生不可恢復形變，多次擠壓后有密封失效的風險等問題，而提供一種高可靠性耐壓水密接線盒及其制造方法，其能夠在提供分支纜和總纜對接空間的同時，有效抵抗使用時的水壓和硫化壓力，保護電纜芯線和焊點，并通過內部填滿絕緣密封膠、內置耐壓盒組件以及外部橡膠硫化層形成一體三層式承壓密封結構進行承壓水密封裝，水密可靠性大大提高，成本低，產品成品率高，避免了密封失效問題，提高了產品的使用可靠性。

2、本發明實現其第一個發明目的所采用的技術方案是：一種高可靠性耐壓水密接線盒，包括帶有分支纜和總纜對接空間的內置耐壓盒組件，在所述的耐壓盒組件上設置有分支纜穿孔和總纜穿設件，在所述的對接空間內部密實滿充絕緣密封膠，形成內部承壓密封結構；在所述的耐壓盒組件外部通過硫化包覆橡膠硫化層，形成外部水密封裝結構；所述絕緣密封膠、內置耐壓盒組件和橡膠硫化層形成一體三層式承壓密封結構。該高可靠性耐壓水密接線盒，通過設置一內置耐壓盒組件，用于提供分支纜和總纜對接空間的同時，實現承壓功能，以保護分支纜和總纜芯線和焊點，分支纜通過分支纜穿孔穿入耐壓盒組件內部，而總纜則通過總纜穿設件穿入耐壓盒組件內部，并通過總纜穿設件進艙，從而避免總纜直接進艙變形引起的密封失效。為了增加承壓能力和對線芯的保護，在內置耐壓盒組件內部密實填滿絕緣密封膠，使得對接空間內部的絕緣密封膠達到密實化，無氣泡，以提高水下抗壓能力，絕密密封膠內部存在氣泡則會導致在使用過程中，氣泡處形成薄弱點，水下承壓過程中會形成沖擊點，導致水密接線盒變形，從而擠壓內部線纜。而密實的絕緣密封膠形成了內部承壓密封結構，絕緣密封膠將分支纜和總纜在對接空間內與內置耐壓盒組件形成一體式結構，既實現了絕緣密封，又提高了承壓能力，不會因外力導致線芯拉脫。為了實現對耐壓盒組件的全方位水密封裝，在完成分支纜和總纜對接灌膠后，對耐壓盒組件進行外部硫化操作，從而在耐壓盒組件外部包覆一起橡膠硫化層進行水密封裝，橡膠硫化層形成外部水密封裝結構，起到整體水密封作用。通過內置耐壓盒組件及內部絕緣密封膠和外部包覆的橡膠硫化層共同形成一體三層式承壓密封結構，該一體三層式承壓密封結構的水密接線盒，由于采用內外三種結構且不同材質的承壓結構，外部橡膠硫化層彈性好，進行彈性承壓，耐壓盒組件進行剛性承壓，而內部的絕緣密封膠則實現密實性承壓，三層密封承壓由外至內層層承壓保護線纜，能夠滿足于各種深度的水下承壓，實現了有效的承壓和水密封裝，內置耐壓盒組件不需要通過增加內殼與端蓋厚度來增強耐壓性能，可以實現內置耐壓盒組件的輕型化設計，內部填充的絕緣密封膠，即起到了絕緣密封作用，也起到了承壓作用，外部包覆橡膠硫化層實現水密封裝，避免了全橡膠硫化密封存在拉脫對接芯線，導致產品失效問題，因此，既解決了采用機械密封存在的成本高、重量大、可靠性不夠等問題，又解決了全橡膠硫化密封存在的對接后的芯線拉脫，導致產品失效等問題。該高可靠性耐壓水密接線盒，承壓密封可靠性高，成品率高，成本低，極大的提高了產品的質量，而且可以廣泛應用于水下設備。

3、作為優選，所述的絕緣密封膠采用抽真空灌膠方式填充在對接空間內，并與分支纜和總纜形成一體。為了保證在灌膠過程中絕緣密封膠灌注均勻，無氣泡，通過抽真空灌膠方式進行填充，具體方式可以是通過在耐壓盒組件上設置抽真空孔和灌膠孔，通過抽真空孔進行抽真空的同時，進行灌膠操作。也可以是通過將內置耐壓合組件放入抽真空灌膠設備中進行抽真空灌膠，還可以是采用其他方式進行抽真空灌膠，而絕緣密封膠可以是采用聚氨酯膠、硅膠等各種現有的絕緣膠，具體不作限制，可以根據需要進行選擇。

4、作為優選，所述的絕緣密封膠采用聚氨酯膠或硅膠或液體橡膠。絕緣密封膠可以采用聚氨酯膠，也可以采用硅膠，還可以采用液體橡膠。絕緣密封膠可以根據使用工況的不同進行選擇，以滿足不同深度水下承壓密封的需要。

5、作為優選，所述的耐壓盒組件包括內殼和蓋合在內殼上的端蓋，所述的耐壓盒組件的內部設置有用于形成對接空間的內殼腔體；所述的絕緣密封膠填充在內殼腔體內部。設置內殼腔體是為了方便分支纜和總纜芯線的對接，同時提供分支纜和總纜芯線的保護空間，方便通過灌注絕緣密封膠對分支纜和總纜進行保護，并承壓。

6、作為優選，在所述的內殼內部還設置有支撐件。在內殼內部設置支撐件，可以進一步增強承壓能力，而支撐件可以根據水密接線盒的承壓要求進行設置。同時支撐件可以采用非金屬材料，即可減輕重量，也可以實現內部良好的絕緣性。

7、作為優選，所述的橡膠硫化層包覆在內殼和端蓋外部形成盒體水密封裝結構。橡膠硫化層可以只包覆在內殼和端蓋外部進行水密封裝，在實現水密封裝的同時，可以降低成本。

8、作為優選，所述的橡膠硫化層分別包覆在內殼和端蓋外部、分支纜外部和總纜穿設件及總纜外部形成整體水密封裝硫化層。作為另一種優選方案，橡膠硫化層也可以是包覆在內殼和端蓋外部，也可以對分支纜、總纜穿設件以及總纜進行包覆，實現更有效的水密封裝，從而增加使用壽命，提升產品質量。

9、作為優選，所述的耐壓盒組件內部一體或分體設置有用于支撐固定分支纜的承壓座。為了實現對分支纜的固定的支撐，在耐壓盒組件內部可以采用一體式，也可以采用分體式設置承壓座。

10、作為優選，所述的承壓座上設置有分支纜定位槽，所述的支纜定位槽上設置有壓纜塊。作為一種優選方案，可以在承壓座上設置分支纜定位槽，分支纜穿入內殼腔體后支撐在分支纜定位槽內部并通過壓纜塊固定，從而保證在硫化和使用過程中，分支纜不會移動，避免芯線拉脫。

11、作為優選，所述的承壓座包括座體和包覆在座體外部的耐火密封體，所述的承壓座上設置有座體穿孔。作為另一種優選方案，也可以在承壓座上設置座體穿孔，通過座體穿孔實現對穿入內殼腔體內部的分支纜進行固定，并通過在座體外部設置耐火密封體實現對分支纜與座體穿孔的密封，同樣可以保證分支纜在硫化和使用過程中不會移動。

12、作為優選，所述的分支纜穿孔內部填充有耐火密封層。作為優選方案，在分支纜穿設完成后可以在分支纜穿孔與分支纜的間隙內部填充耐火密封層，或者可以直接將分支纜穿設在耐火密封層內部，然后將耐火密封層填充到分支纜穿孔內部，從而實現分支纜與分支纜穿孔的密封連接。

13、作為優選，所述的分支纜穿孔內部設置有彈性孔夾，在所述的彈性孔夾外部并延伸到分支纜穿孔兩端填充包覆有耐火密封層。作為另一種優選方案，為了實現分支纜穿孔與分支纜之間快速密封連接，可以通過彈性孔夾來夾緊分支纜，然后將彈性孔夾直接夾緊定位在分支纜穿孔內部，然后在分支纜穿孔與彈性孔夾的間隙以及內外兩端包覆耐火密封層實現密封，從而進一步提升水密接線盒的整體密封性能，更有利于承載水下壓力，長久使用不會失效。

14、本發明實現其第二個發明目的所采用的技術方案是，一種高可靠性耐壓水密接線盒的制造方法，包括以下步驟：

15、步驟1：組件制作：分別制作內殼、端蓋、支撐桿、總纜穿設件；

16、步驟2：將總纜穿設件與內殼固定；

17、步驟3：將分支纜剝出合適長度分支纜芯線后穿入內殼，并與承壓座進行固定；

18、步驟4：將總纜剝出合適長度總纜芯線后穿入總纜穿設件內，然后用扣壓機加壓300~350mpa，將總纜穿設件尾端與總纜壓合；

19、步驟5：在耐壓盒組件內部進行芯線對接，將分支纜芯線與總纜芯線進行對接；

20、步驟6：在內殼內安裝支撐件，并蓋合端蓋；

21、步驟7：將安裝完成后帶有分支纜和總纜的耐壓盒組件，進行抽真空并在耐壓盒組件內部灌裝絕緣密封膠；

22、步驟8：將灌膠后的耐壓盒組件，放入硫化機內部，通過硫化機加溫110~130℃，加壓3~10mpa進行硫化，使得耐壓盒組件外部硫化一層橡膠硫化層作為水密封裝層，完成高可靠性耐壓水密接線盒制作。

23、該高可靠性耐壓水密接線盒的制造方法，采用抽真空灌液的方式對耐壓盒組件內部進行抽真空灌液，即解決了現有技術無法解決的填充密封膠內部存在氣泡，會導致在承壓過程中因氣泡產生而出現薄弱點，無法真正滿足水下承壓密封作用，也導致成品率低的問題，這也正是目前的水密接線盒沒有采用內部灌膠密封的原因，同時，通過內部灌膠能夠有效解決在外部橡膠硫化過程中的芯線拉脫問題，通過絕緣密封膠、耐壓盒組件和橡膠硫化層形成一體三層式承壓密封結構，在使用時，外部橡膠硫化層彈性好，進行彈性承壓，而耐壓盒組件進行剛性承壓，而內部的絕緣密封膠則實現密實性承壓，三層密封承壓由外至內層層承壓保護線纜，能夠滿足于各種深度的水下承壓。密封性能好，可靠性高，成品率高，極大的提高了產品質量，降低了生產成本，而且制造方便。

24、本發明的有益效果是：該高可靠性耐壓水密接線盒，通過內置耐壓盒組件、以及灌注的絕緣密封膠和外部包覆的橡膠硫化層共同形成一體三層式承壓密封結構，進行承壓和水密封裝，既解決了采用機械密封存在的成本高、重量大、可靠性不夠等問題，又解決了全橡膠硫化密封存在的對接后的芯線拉脫，導致產品失效等問題。該高可靠性耐壓水密接線盒，承壓密封可靠性高，成品率高，成本低，極大的提高了產品的質量，而且可以廣泛應用于水下設備。通過抽真空灌膠方式對內部進行填充絕緣密封膠，從而形成密實的內部承壓密封結構，有效解決了現有的水密接線盒內部填充絕緣密封膠存在氣孔、不易承壓的問題。