水下电源装置的制作方法

1.本公开涉及海底观测技术领域，特别涉及一种水下电源装置。


背景技术：

2.海底观测网将观测仪器延伸至海底，通过多分支的海底光缆向各个观测点供应能量，收集信息，从而实现全天候、长期、连续实时的原位自动观测。海底观测网由水下远程供电系统提供能源保障。为了实现远距离的大功率电能供给，其水下远程供电系统一般采用高压直流供电模式。岸站电源输出高压直流电，经海底光电复合缆传输至几百公里外的主接驳盒。通过安装在主接驳盒的水下电源装置内的电源模块完成直流高压到中压转换。
3.相关技术中，水下电源装置包括壳体和电源模块，电源模块位于壳体内，通过壳体为电源模块提供密封环境，使电源模块稳定工作。由于电源模块工作过程的功耗和发热量较高，通常还会向壳体内通入散热油，以对电源模块进行散热。
4.然而，在散热过程中散热油会吸热膨胀，进而使壳体的内腔中的压力发生变化，不利于电源模块的稳定运行。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种水下电源装置，能避免因散热油吸热膨胀而导致壳体内腔中压力不稳定的问题。所述技术方案如下：
6.本公开实施例提供了一种水下电源装置，所述水下电源装置包括：壳体，具有相反的第一端和第二端；第一端盖，位于所述第一端且与所述第一端可拆卸连接；第二端盖，位于所述第二端且与所述第二端可拆卸连接；电源模块，位于所述壳体内，所述电源模块与所述第一端盖相抵；缓冲组件，位于所述壳体内，所述缓冲组件包括气囊，所述气囊位于第二端盖和所述电源模块之间，所述气囊分别与所述第二端盖和所述电源模块相抵。
7.在本公开实施例的一种实现方式中，所述气囊具有位于所述气囊相反两侧的第一连接法兰和第二连接法兰，所述第一连接法兰与所述第二端盖可拆卸连接，所述缓冲组件还包括支撑端板，所述支撑端板与所述第二连接法兰可拆卸连接，所述支撑端板与所述电源模块相抵。
8.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述支撑端板的板面设有插装筒，所述插装筒的中轴线与所述支撑端板垂直，所述插装筒同轴插装在所述第二连接法兰的内孔中，且所述插装筒的外壁面与所述第二连接法兰的内壁面贴合。
9.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一连接法兰与所述第二端盖通过螺钉连接，所述第二连接法兰与所述支撑端板通过螺钉连接。
10.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述电源模块包括：安装架和多个电路板；所述安装架包括：第一安装板、第二安装板和多个连接杆，所述第一安装板和所述第二安装板平行间隔，所述连接杆位于所述第一安装板和所述第二安装板之间，且所述连接杆的两端分别与所述第一安装板和所述第二安装板相连，多个所述连接杆平行间隔，所述第一安
装板与所述第一端盖相抵，所述第二安装板与所述气囊相抵；所述电路板位于所述第一安装板和所述第二安装板之间，多个所述电路板平行间隔，且所述电路板与所述连接杆相连。
11.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一安装板朝向所述第一端盖的板面设有定位凸台，所述第一端盖朝向所述第一安装板的板面设有定位凹槽，所述定位凸台插装在所述定位凹槽内。
12.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一安装板与所述壳体的内壁面之间设有密封圈，所述第二安装板与所述壳体的内壁面之间设有密封圈。
13.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一端盖和所述第二端盖均设有连接凸台，所述连接凸台同轴插装在所述壳体内，且所述连接凸台的外壁面与所述壳体的内壁面之间设有密封圈。
14.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述水下电源装置还包括保护架，所述保护架位于所述第一端盖远离所述壳体的板面。
15.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述壳体、所述第一端盖和所述第二端盖均为钛合金结构件。
16.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
17.本公开实施例提供的水下电源装置中，通过第一端盖和第二端盖封闭壳体的两端，以在壳体内形成封闭的内腔，电源模块则安装在壳体的内腔中，通过壳体承受深海水压，给内部电源模块提供密封环境。同时，在壳体内还设置有缓冲组件，缓冲组件中的气囊设置在第二端盖和电源模块之间，通过气囊抵住第二端盖和电源模块，以将电源模块限制在气囊和第二端盖之间。这样在散热过程中散热油吸热膨胀，而使壳体内腔中的压力变化时，可以通过气囊抵消散热油膨胀带来的内腔压力变化，使壳体内实现腔内恒压的目的。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本公开实施例提供的一种水下电源装置的结构示意图；
20.图2是本公开实施例提供的一种水下电源装置的截面图；
21.图3是图2提供的一种局部放大图；
22.图4是本公开实施例提供的一种电源模块的结构示意图；
23.图5是本公开实施例提供的一种第一端盖的结构示意图。
24.图中各标记说明如下：
25.1、壳体；
26.21、第一端盖；211、定位凹槽；22、第二端盖；23、连接凸台；
27.31、安装架；311、第一安装板；312、第二安装板；313、连接杆；314、定位凸台；32、电路板；
28.40、气囊；41、第一连接法兰；42、第二连接法兰；43、支撑端板；44、插装筒；
29.51、密封圈；52、注油孔；53、排气孔；
30.6、保护架。
具体实施方式
31.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
32.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
33.图1是本公开实施例提供的一种水下电源装置的结构示意图。如图1所示，该水下电源装置包括：壳体1、第一端盖21、第二端盖22、电源模块和缓冲组件。
34.如图1所示，壳体1具有相反的第一端和第二端。第一端盖21位于第一端且与第一端可拆卸连接；第二端盖22位于第二端且与第二端可拆卸连接。
35.图2是本公开实施例提供的一种水下电源装置的截面图。如图2所示，电源模块位于壳体1内，电源模块与第一端盖21相抵。
36.如2所示，缓冲组件位于壳体1内，缓冲组件包括气囊40，气囊40位于第二端盖22和电源模块之间，气囊40分别与第二端盖22和电源模块相抵。
37.本公开实施例提供的水下电源装置中，通过第一端盖21和第二端盖22封闭壳体1的两端，以在壳体1内形成封闭的内腔，电源模块则安装在壳体1的内腔中，通过壳体1承受深海水压，给内部电源模块提供密封环境。同时，在壳体1内还设置有缓冲组件，缓冲组件中的气囊40设置在第二端盖22和电源模块之间，通过气囊40抵住第二端盖22和电源模块，以将电源模块限制在气囊40和第二端盖22之间。这样在散热过程中散热油吸热膨胀，而使壳体1内腔中的压力变化时，可以通过气囊40抵消散热油膨胀带来的内腔压力变化，使壳体1内实现腔内恒压的目的。
38.图3是图2提供的一种局部放大图。如图3所示，气囊40具有位于气囊40 相反两侧的第一连接法兰41和第二连接法兰42，第一连接法兰41与第二端盖 22可拆卸连接。
39.示例性地，第一连接法兰41和第二端盖22通过螺钉固定连接。
40.如图3所示，缓冲组件还包括支撑端板43，支撑端板43与第二连接法兰 42可拆卸连接，支撑端板43与电源模块相抵。
41.示例性地，第二连接法兰42和支撑端板43通过螺钉固定。
42.上述实现方式中，在气囊40和电源模块之间设置支撑端板43，通过支撑端板43隔离电源模块和气囊40，以避免缓冲过程中，电源模块划伤气囊40，且通过支撑端板43挤压气囊40，使气囊40受压均衡，提高可靠性。
43.如图3所示，支撑端板43的板面设有插装筒44，插装筒44的中轴线与支撑端板43垂
直，插装筒44同轴插装在第二连接法兰42的内孔中，且插装筒44 的外壁面与第二连接法兰42的内壁面贴合。
44.通过在支撑端板43的板面设置插装筒44，以便于支撑端板43和第二连接法兰42的插装定位，使支撑端板43能更加可靠地放置在第二连接法兰42上。
45.如图3所示，第一连接法兰41与第二端盖22通过螺钉连接，第二连接法兰42与支撑端板43通过螺钉连接。通过螺钉实现第一连接法兰41与第二端盖 22、第二连接法兰42与支撑端板43之间的可拆卸连接。
46.可选地，如图2所示，电源模块包括：安装架31和多个电路板32。
47.图4是本公开实施例提供的一种电源模块的结构示意图。如图4所示，安装架31包括：第一安装板311、第二安装板312和多个连接杆313，第一安装板311和第二安装板312平行间隔，连接杆313位于第一安装板311和第二安装板312之间，且连接杆313的两端分别与第一安装板311和第二安装板312 相连，多个连接杆313平行间隔，第一安装板311与第一端盖21相抵，第二安装板312与气囊40相抵。
48.如图4所示，电路板32位于第一安装板311和第二安装板312之间，多个电路板32平行间隔，且电路板32与连接杆313相连。
49.通过两个安装板和多个连接杆313形成框架式的安装架31，以便于在安装架31之间安装电路板32。其中，多个连接杆313可以作为各电路板32的安装基础，即各电路板32与连接杆313相连，以将电路板32固定在安装架31内。
50.示例性地，如图4所示，安装架31包括：第一安装板311、第二安装板312 和四个连接杆313，四个连接杆313位于第一安装板311和第二安装板312之间，四个连接杆313平行间隔，且四个连接杆313周向间隔分布，相连的两个连接杆313之间相距90度。
51.如图4所示，第一安装板311朝向第一端盖21的板面设有定位凸台314。如图2所示，第一端盖21朝向第一安装板311的板面设有定位凹槽211，定位凸台314插装在定位凹槽211内。
52.通过在第一安装板311的板面设置定位凸台314，通过定位凸台314和定位凹槽211的插装定位，使第一安装板311能更加可靠地安装在第一端盖21上，让安装架31牢靠地抵住第一端盖21。
53.可选地，如图2所示，第一安装板311与壳体1的内壁面之间设有密封圈 51，第二安装板312与壳体1的内壁面之间设有密封圈51。
54.本公开实施例中，第二安装板312的外周壁可以设置环形槽，密封圈51安装在环形槽内。安装架31插设于壳体1内时，密封圈51与壳体1的内壁面贴合，从而提高安装架31和壳体1之间的密封性。
55.图5是本公开实施例提供的一种第一端盖21的结构示意图。如图2、5所示，第一端盖21和第二端盖22均设有连接凸台23。通过设置连接凸台23，并使得第一端盖21和第二端盖22通过连接凸台23插设于壳体1内，能使第一端盖21和第二端盖22更加可靠地安装在壳体1上，不容易脱落，提高连接可靠性。
56.如图2所示，连接凸台23同轴插装在壳体1内，且连接凸台23的外壁面与壳体1的内壁面之间设有密封圈51。
57.示例性地，如图5所示，连接凸台23的外周壁设有两个环形槽，且每个环形槽内均
设有一个密封圈51。这样当第一端盖21的连接凸台23和第二端盖22 的连接凸台23插设于壳体1内时，密封圈51与壳体1的内壁面贴合，从而提高第一端盖21、第二端盖22与壳体1之间的密封性。
58.可选地，如图5所示，第一端盖21的板面设有注油孔52和排气孔53。如图2所示，第二端盖22的板面设有排气孔53。
59.其中，第一端盖21上的注油孔52用于向壳体1内注入散热油，而第一端盖21和第二端盖22上的排气孔53则作为在注入散热油时的排气通道，便于排走壳体1内的空气。待散热油油充满壳体1后，封闭注油孔52和排气孔53，以防止油液泄漏。
60.可选地，如图1、2所示，水下电源装置还包括保护架6，保护架6位于第一端盖21远离壳体1的板面。保护架6用以保护线缆，且便于水下电源装置的安装和运输。
61.可选地，壳体1、第一端盖21和第二端盖22均为钛合金结构件。
62.示例性地，壳体1、第一端盖21和第二端盖22可以均可以是钛合金tc4 结构件，钛合金tc4材料具有良好的耐腐蚀性能且质轻，能增加壳体1的耐腐蚀性能，并降低壳体1的质量。
63.本公开实施例提供的水下电源装置的使用过程如下：
64.首先，安装第二端盖22上的密封圈51，待气囊40充气后，通过第一连接板和螺钉将气囊40固定在第二端盖22上，同时，通过螺钉将支撑端板43安装在第二连接板上。
65.然后，将壳体1横放，将第二端盖22缓慢推入壳体1内，待第二端盖22 的连接凸台23进入壳体1后，紧固螺钉，实现壳体1和第二端盖22的连接。
66.接着，通过定位凸台314将安装架31安装在第一端盖21上，并在安装架 31和第一端盖21上安装密封圈51。将电源模块与第一端盖21整体放入壳体1 内部，待第一端盖21的连接凸台23进入壳体1后，紧固螺钉，实现壳体1和第一端盖21的连接。
67.最后，通过第一端盖21上的注油孔52向壳体1内注入散热油，待散热油充满壳体1后封闭注油孔52和排气孔53。
68.以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。