一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统的制作方法

1.本发明属于电连接器技术领域，特别涉及一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统。


背景技术：

2.等压平衡补偿系统是基于液体不可压缩性的原理，借用平衡膜弹性变形，调节连接器插头油腔内部与外界海水压力平衡，实现连接器深海环境中的水下插拔功能。而通用型水下插拔连接器则采用单平衡膜等压补偿结构，其可靠性较低，平衡膜一旦失效，即会造成连接器功能丧失，降低整机系统的安全性并增加了整机系统的维修成本。
3.经检索，申请号cn201120044776.5的一种深海液压系统压力补偿装置，其由水平作用机构、推进螺杆、垂直作用机构、凸轮、波纹补偿器、上板和外框组成；所述外框左右两侧的上板对称固接有两水平作用机构，水平作用机构的滚轮位于凸轮两侧，垂直作用机构的垂直筒与推进螺杆连接，垂直压板置于凸轮顶部，凸轮底部置于波纹补偿器的上法兰上，波纹补偿器的底法兰通过螺栓固接在外框底部，底法兰的中心孔与外框的底板螺纹孔同心，外框底板螺纹连接油管，再与所需进行压力补偿的液压系统连接；
4.现有的技术压力平衡装置容易损坏，在高压环境中平衡装置容易破损，造成连接器内部进水，影响产品使用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统，通过液体不可压缩性的原理，设计了一种具有可在水下插拔连接器中使用的双皮中使用的双皮合理的解决了7000米以上的深水环境中的水下插拔，采用双平衡膜式结构，更加安全且结构设计紧凑，方便加工，是一种用型水下插拔连接装置，在诸多对深水环境中的水下插拔要求严格的高可靠性要求严格的振动环境中具有推广应用价值。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统，包括平衡膜ⅰ平衡膜ⅱ、插孔接触件、内壳体，所述内壳体内部设有内胆，所述内胆包括内胆ⅰ、内胆ⅱ，所述内胆ⅰ一侧设有内胆ⅱ，内胆ⅰ与内胆ⅱ通密封连接在一起，内胆两端密封连接在内壳体上；内胆内部设有若干个插孔接触件，插孔接触件一侧设有若干个通孔，内胆腔体内部的绝缘油通过通孔进出插孔接触件；所述插孔接触件两端密封连接在内胆上，内胆内部腔体内充满绝缘油；所述内胆外部设有平衡膜ⅱ，所述平衡膜ⅱ两端连接在内胆ⅱ上，平衡膜ⅱ与内胆ⅱ之间形成内压腔ⅱ，平衡膜ⅱ与内壳体之间形成外压腔ⅱ，内胆ⅱ一次额设有若干个通油孔ⅱ，通过通油孔ⅱ实现腔体与内压腔ⅱ的联通；
8.所述平衡膜ⅱ一侧设有平衡膜ⅰ，平衡膜ⅰ两端密封连接在内胆ⅰ上，所述平衡膜ⅰ与内胆ⅰ之间形成内压腔ⅰ，平衡膜ⅰ与内壳体之间形成外压腔ⅰ，平衡膜ⅰ一侧设有若干个通油孔ⅰ，通油孔ⅰ位于内胆ⅰ上，通过通油孔ⅰ实现外压腔ⅱ与内压腔ⅰ的联通；外腔体ⅰ一侧设
有若干个入水孔；当连接器出水或插头与插座插合时，插头插入插孔接触件内，插头接触件内的压力增加，腔体与内压腔ⅱ内部压力增加，平衡膜ⅱ向外变形，外压腔ⅱ与内压腔ⅰ压力增加，平衡膜ⅰ向外变形，外压腔ⅰ内的水通过入水孔排除实现压力的平衡；当连接器拔出时反之压力也达到平衡；当出水时外压腔ⅰ内压力减小，内压腔ⅰ与外压腔ⅱ推动平衡膜ⅰ向外变形，腔体与内压腔ⅱ推动平衡膜ⅱ向外变形，实现压力系统的平衡。
9.优选的，所述入水孔内设有导向杆，导向杆连端通过支撑板连接在内壳体上，支撑板上设有若干个桶水孔，所述导向杆一侧设有移动块，所述移动块在导向杆上滑动，所述移动块两侧设有弹簧，弹簧推动移动块至于导向杆中间位置，移动块另两侧设有限流块；当压力变化较快时，水流推动移动块移动移动，通过移动块降低水的流水，避免平衡膜损毁。
10.优选的，所述平衡膜ⅰ与平衡膜ⅱ呈筒状结构，平衡膜ⅰ与平衡膜ⅱ两端厚中间薄；两端厚便于密封压紧、筒壁薄保证弹性要求。
11.优选的，所述平衡膜ⅰ与平衡膜ⅱ两端分别设有弧形面ⅰ与弧形面ⅱ，平衡膜ⅰ、平衡膜ⅱ和内壳体与、胆通过径向压紧密封，密封面为弧型面，密封效果可靠，组装后要保证平衡膜筒壁处于松弛状态，避免其长期受力，影响产品使用寿命。
12.优选的，所述内胆ⅰ与内胆ⅱ之间通过o型圈连接；组装后o型圈呈椭圆状，其大径与水平方向成一定角度，起到密封和弥补纵向尺寸误差作用。
13.优选的，所述入水孔一侧设有挡板，挡板通过螺钉活动连接在内壳体上，通过移动挡板的位置实现对入水孔进水量的调节，实现对等压平衡调节速率的调节，以满足连接器即插即用功能。
14.本发明与现有技术相比较有益效果表现在：
15.1)本发明为7000米以上的深水环境中插拔连接器中使用，在水下插拔连接器的插头入水、出入及插头与插座插拔过程中，压力平衡系统随时调节油腔内部与外界海水压力保持一致，使得油腔内外不存在压力差。降低了深海密封的难度，确保了在工作深度下的任何位置都能实现连接器的插拔功能；
16.2)通过双平衡膜式的结构，增加了连接器在高压水中的安全性；
17.3)通过弹簧推动移动块在导向杆上移动，实现对水流的缓冲作用，避免快速的增降压力使平衡膜损坏。
附图说明
18.附图1是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统结构示意图；
19.附图2是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统中压力平衡系统结构示意图；
20.附图3是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统中插孔接触件结构示意图；
21.附图4是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统中平衡膜ⅰ结构示意图；
22.附图5是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统中平衡膜ⅱ结构示意图；
23.附图6是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统中内胆ⅰ结构示意图；
24.附图7是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统中内胆ⅰ另一侧结构示
意图；
25.附图8是本发明一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统中入水孔结构示意图；
26.图中：1-内壳体，2-入水孔，3-压力平衡机构，4-插孔接触件，41-通孔，5-内胆，31-外压腔ⅰ，32-平衡膜ⅰ，321-弧形面ⅰ，33-外压腔ⅱ，34-平衡膜ⅱ，341-弧形面ⅱ，35-内压腔ⅱ，36-通油孔ⅰ，37-内压腔ⅰ，38-通油孔ⅱ，51-o型圈，52-内胆ⅰ，53-内胆ⅱ，6-腔体，7-限流块，8-弹簧，9-导向杆，10-移动块，11-支撑板，12-通水孔，13-挡板。
具体实施方式
27.为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1-8，对本发明的技术方案进一步具体说明。
28.一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统，包括平衡膜ⅰ32平衡膜ⅱ34、插孔接触件4、内壳体1，所述内壳体1内部设有内胆5，所述内胆5包括内胆ⅰ52、内胆ⅱ53，所述内胆ⅰ52一侧设有内胆ⅱ53，内胆ⅰ52与内胆ⅱ53通密封连接在一起，内胆5两端密封连接在内壳体1上；内胆5内部设有若干个插孔接触件4，插孔接触件4一侧设有若干个通孔41，内胆5腔体6内部的绝缘油通过通孔41进出插孔接触件4；所述插孔接触件4两端密封连接在内胆5上，内胆5内部腔体6内充满绝缘油；所述内胆5外部设有平衡膜ⅱ34，所述平衡膜ⅱ34两端连接在内胆ⅱ53上，平衡膜ⅱ34与内胆ⅱ53之间形成内压腔ⅱ35，平衡膜ⅱ34与内壳体1之间形成外压腔ⅱ33，内胆ⅱ53一次额设有若干个通油孔ⅱ38，通过通油孔ⅱ38实现腔体6与内压腔ⅱ35的联通；
29.所述平衡膜ⅱ34一侧设有平衡膜ⅰ32，平衡膜ⅰ32两端密封连接在内胆ⅰ52上，所述平衡膜ⅰ32与内胆ⅰ52之间形成内压腔ⅰ37，平衡膜ⅰ32与内壳体1之间形成外压腔ⅰ31，平衡膜ⅰ32一侧设有若干个通油孔ⅰ36，通油孔ⅰ36位于内胆ⅰ52上，通过通油孔ⅰ36实现外压腔ⅱ33与内压腔ⅰ37的联通；外腔体6ⅰ一侧设有若干个入水孔2；
30.所述入水孔2内设有导向杆9，导向杆9连端通过支撑板11连接在内壳体1上，支撑板11上设有若干个桶水孔，所述导向杆9一侧设有移动块10，所述移动块10在导向杆9上滑动，所述移动块10两侧设有弹簧8，弹簧8推动移动块10至于导向杆9中间位置，移动块10另两侧设有限流块7；当压力变化较快时，水流推动移动块10移动移动，通过移动块10降低水的流水，避免平衡膜损毁。
31.所述平衡膜ⅰ32与平衡膜ⅱ34呈筒状结构，平衡膜ⅰ32与平衡膜ⅱ34两端厚中间薄；两端厚便于密封压紧、筒壁薄保证弹性要求。
32.所述平衡膜ⅰ32与平衡膜ⅱ34两端分别设有弧形面ⅰ与弧形面ⅱ341，平衡膜ⅰ32、平衡膜ⅱ34和内壳体1与、胆通过径向压紧密封，密封面为弧型面，密封效果可靠，组装后要保证平衡膜筒壁处于松弛状态，避免其长期受力，影响产品使用寿命。
33.所述内胆ⅰ52与内胆ⅱ53之间通过o型圈51连接；组装后o型圈51呈椭圆状，其大径与水平方向成一定角度，起到密封和弥补纵向尺寸误差作用。
34.所述入水孔2一侧设有挡板13，挡板13通过螺钉活动连接在内壳体1上，通过移动挡板13的位置实现对入水孔2进水量的调节，实现对等压平衡调节速率的调节，以满足连接器即插即用功能。
35.此为本发明专利申请的皮囊压缩补偿理论。具体的，可以建立此公式支撑补偿的
方程：
36.δv
g1
＝πr
12
l-π(r-|δr|)2(l-|δl|)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
37.由于|δr和δl非常小，可以忽略不计，从而得到
38.δv
g1
＝2πr1l|δr| πr
12
|δl|
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
39.其中，l为第二皮囊的长度。
40.将上述公式代入，可得
[0041][0042]
对方程(3)，将其他参数代入得到：
[0043][0044]
当皮囊内外压平衡时，设海水压力为p，有p1＝p2＝p，代入上式，可得
[0045][0046]
一种高可靠双平衡膜式等压平衡补偿系统，工作过程如下：当连接器出水或插头与插座插合时，插头插入插孔接触件4内，插头接触件内的压力增加，腔体6与内压腔ⅱ35内部压力增加，平衡膜ⅱ34向外变形，外压腔ⅱ33与内压腔ⅰ37压力增加，平衡膜ⅰ32向外变形，外压腔ⅰ31内的水通过入水孔2排除实现压力的平衡；当连接器拔出时反之压力也达到平衡；当出水时外压腔ⅰ31内压力减小，内压腔ⅰ37与外压腔ⅱ33推动平衡膜ⅰ32向外变形，腔体6与内压腔ⅱ35推动平衡膜ⅱ34向外变形，实现压力系统的平衡。
[0047]
本发明为7000米以上的深水环境中插拔连接器中使用，在水下插拔连接器的插头入水、出入及插头与插座插拔过程中，压力平衡系统随时调节油腔内部与外界海水压力保持一致，使得油腔内外不存在压力差。降低了深海密封的难度，确保了在工作深度下的任何位置都能实现连接器的插拔功能；通过双平衡膜式的结构，增加了连接器在高压水中的安全性；通过弹簧8推动移动块10在导向杆9上移动，实现对水流的缓冲作用，避免快速的增降压力使平衡膜损坏。
[0048]
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。