脐带缆组件的制作方法

1.本发明涉及海洋工程技术领域，具体而言，涉及一种脐带缆组件。


背景技术：

2.海洋探测与科学考察通常由水下设备、水面支撑母船以及连接母船与水下设备的脐带缆组成。锚固是连接脐带缆与水下设备的关键承力部件，能够防止水下设备丢失。
3.frp铠装脐带缆属于非金属铠装脐带缆，采用frp(纤维增强复合材料)作为加强层，其将松散的纤维丝通过胶水粘结固定成一根圆形frp，数十根frp缠绕在缆芯外面起到承力作用。frp铠装脐带缆锚固同其他类型锚固原理相同，可通过胶水粘结或者机械夹持的固定方式，但是，若采用机械夹持的固定方式，容易引起frp的应力集中，导致frp磨断或折断，若采用胶水粘结的固定方式，由于frp是一种杆状结构，与胶水接触的表面积较小，受到拉力时容易从胶水中抽出，固定效果较差。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种脐带缆组件，能够解决采用现有固定方式对frp铠装脐带缆进行固定时，frp铠装脐带缆受到拉力时容易从胶水中抽出，固定效果较差的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种脐带缆组件，包括：
6.脐带缆，脐带缆包括缆芯和加强层；
7.锚固内筒，锚固内筒包括第一安装腔和波浪形承力部，缆芯安装在第一安装腔内，加强层安装在波浪形承力部上；以及
8.锚固外筒，锚固外筒套设在锚固内筒外，且至少部分波浪形承力部位于锚固外筒的内腔中，锚固外筒与锚固内筒之间存在间隙，间隙内填充有胶水；
9.加强层设置在位于锚固外筒的内腔中的波浪形承力部上。
10.进一步地，波浪形承力部的外壁为连续非等径波浪形结构，波浪形承力部的外壁在经过锚固内筒中心轴线的截面内呈现为波浪线状。
11.进一步地，波浪形承力部的外壁的弯曲半径沿着靠近脐带缆的方向逐渐增大。
12.进一步地，波浪线包括至少两个波浪段，每个波浪段均为一个完整周期的正弦函数曲线。
13.进一步地，缆芯从锚固内筒的一端穿出，相邻两个波浪段的轴向长度和弯曲半径均不相同，越靠近缆芯的穿出端，轴向长度和弯曲半径越大。
14.进一步地，脐带缆组件还包括多个压环，多个压环间隔设置在波浪形承力部上，以将加强层固定在波浪形承力部上。
15.进一步地，外壁包括多个波谷，每个波谷处均设置有一个压环。
16.进一步地，外壁还包括多个波峰，锚固外筒包括依次连接的第一管段和第二管段，第一管段和第二管段相连通，第一管段的内壁上间隔设置有多个凹槽，每个凹槽的内壁面
与其相对应的波峰之间的距离均为预设距离。
17.进一步地，波浪形承力部还包括锥形面，第二管段的直径沿远离第一管段的方向逐渐减小，第二管段远离第一管段的一端卡设在锥形面上。
18.进一步地，脐带缆组件还包括连接件，连接件的一端设置有第二安装腔，第一管段远离第二管段的一端安装在第二安装腔内，连接件的另一端能够与水下设备相连接。
19.进一步地，连接件还包括多个第一安装孔，多个第一安装孔开设在第二安装腔的侧壁上且均与第二安装腔贯通，第一管段包括沿周向排布的多个第二安装孔，多个第二安装孔与多个第一安装孔一一对应设置。
20.进一步地，外壁上设置有防滑结构，以增大加强层与外壁之间的摩擦力。
21.应用本发明的技术方案，设置有锚固内筒，锚固外筒，使脐带缆的缆芯安装在锚固内筒的第一安装腔内，以对缆芯进行保护，脐带缆的加强层包覆在波浪形承力部的外周，锚固外筒套设在锚固内筒外，锚固外筒能够罩设在加强层的外周，能够避免加强层受到外力发生变形或者损坏，在锚固外筒和锚固内筒之间的间隙填充胶水，能够将加强层固定在波浪形承力部上，进而利用波浪形承力部的波浪形结构增大加强层与波浪形承力部之间的摩擦力，同时增大加强层与胶水之间的接触面积，这样，当脐带缆受到拉力时不容易从锚固内筒上抽出，并且波浪形结构还能够承力，在脐带缆受到较大的拉力时，使脐带缆不容易发生断裂，从而提高脐带缆的使用寿命以及脐带缆组件的结构稳定性。
附图说明
22.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1示出了本发明的实施例的脐带缆组件的整体结构示意图；
24.图2示出了本发明的实施例的脐带缆组件的锚固内筒的整体结构示意图；
25.图3示出了本发明的实施例的脐带缆组件的锚固外筒的整体结构示意图；
26.图4示出了本发明的实施例的脐带缆组件的锚固外筒的剖视图；以及
27.图5示出了本发明的实施例的脐带缆组件的连接件的整体结构示意图。
28.其中，上述附图包括以下附图标记：
29.10、脐带缆；11、缆芯；12、加强层；121、加强柱；20、锚固内筒；21、第一安装腔；22、波浪形承力部；221、外壁；222、波谷；223、波峰；224、锥形面；30、锚固外筒；31、第一管段；311、凹槽；312、第二安装孔；32、第二管段；40、压环；50、连接件；51、第二安装腔；52、第一安装孔。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
31.结合参见图1至图5所示，本发明提供了一种脐带缆组件，包括：脐带缆10，脐带缆10包括缆芯11和加强层12；锚固内筒20，锚固内筒20包括第一安装腔21和波浪形承力部22，缆芯11安装在第一安装腔21内，加强层12安装在波浪形承力部22上；以及锚固外筒30，锚固外筒30套设在锚固内筒20外，且至少部分波浪形承力部22位于锚固外筒30的内腔中，锚固
外筒30与锚固内筒20之间存在间隙，间隙内填充有胶水，加强层12设置在位于锚固外筒30的内腔中的波浪形承力部22上。
32.在本实施例中，脐带缆10的缆芯11安装在锚固内筒20的第一安装腔21内，能够对缆芯11进行保护，加强层12包覆在波浪形承力部22的外周，锚固外筒30套设在锚固内筒20外，这样，锚固外筒30能够罩设在加强层12的外周，防止加强层12受到外力发生变形或者损坏。在锚固外筒30和锚固内筒20之间的间隙填充胶水，是为了将加强层12固定在波浪形承力部22上，利用波浪形承力部22的波浪形结构既能够增大加强层12与波浪形承力部22之间的摩擦力，还能够增大加强层12与胶水之间的接触面积，这样，当脐带缆10受到拉力时不容易从锚固内筒20抽出，同时，波浪形结构还能够承力，在脐带缆10受到较大的拉力时，脐带缆10不容易发生断裂，从而提高脐带缆10的使用寿命以及脐带缆组件的结构稳定性。
33.如图1所示，本发明的一个实施例中，波浪形承力部22的外壁221为连续非等径波浪形结构，波浪形承力部22的外壁221在经过锚固内筒20中心轴线的截面内呈现为波浪线状。
34.波浪形承力部22的外壁221的弯曲半径沿着靠近脐带缆10的方向逐渐增大。
35.本发明的一个实施例中，波浪线包括至少两个波浪段，每个波浪段均为一个完整周期的正弦函数曲线。
36.通过上述设置，能够在不破坏波浪段结构的前提下，保证相邻两个波浪段能够顺利衔接，起到承力作用，保证加强层12在受到拉力时不会轻易从锚固内筒20上脱出。
37.本发明的一个实施例中，缆芯11从锚固内筒20的一端穿出，相邻两个波浪段的轴向长度和弯曲半径均不相同，越靠近缆芯11的穿出端，轴向长度和弯曲半径越大。。
38.在本实施例中，缆芯11从锚固内筒20的一端穿出，穿出的缆芯11可能会受到拉力，相邻两个波浪段，越靠近缆芯11的穿出端，轴向长度和弯曲半径越大，波浪段越平缓，当加强层12受到拉力时，离缆芯11的穿出端最近的波浪段承受的力最小，这样，后续的多个波浪段能够将大部分力均匀分配，进而使拉力分配更为合理，从而避免加强层12在离缆芯11的穿出端最近的波浪段处受到的拉力过大，发生断裂或者脱离波浪形承力部22。
39.在本发明的一个实施例中，加强层12的材料可选择frp(纤维增强复合材料)，加强柱121由多根松散的纤维丝通过胶水粘结而成。
40.如图1所示，本发明的一个实施例中，脐带缆组件还包括多个压环40，多个压环40间隔设置在波浪形承力部22上，以将加强层12固定在波浪形承力部22上。
41.在本实施例中，压环40间隔设置在波浪形承力部22上，能够将加强层12固定在波浪形承力部22上，防止加强层12受到拉力时，发生轴向窜动，从而保证加强层12的结构稳定性。
42.在本发明的一个实施例中，压环40为开口金属卡环结构，方便穿至扣压位置，之后压环40通过液压扣压的方式收紧，压环40开口距离应确保收紧后恰好闭合，以将分散的加强柱121紧紧固定在波浪形承力部22上。
43.结合参见图1至图4所示，本发明的一个实施例中，外壁221还包括多个波峰223，锚固外筒30包括依次连接的第一管段31和第二管段32，第一管段31和第二管段32相连通，第一管段31的内壁上间隔设置有多个凹槽311，每个凹槽311的内壁面与其相对应的波峰223之间的距离均为预设距离。
44.在本实施例中，第一管段31上设置有多个凹槽311，这样，胶水能够在凹槽311内固化形成卡槽，进而防止凝固的胶水轴向移动，另外，每个凹槽311的内壁面与其相对应的波峰223之间的距离均为预设距离，预设距离约为10厘米，这样设置能够保证凝固在凹槽311内的胶水难以通过波峰223，从而保证加强层12的固定效果。
45.在本发明的一个实施例中，凹槽311可以为环形槽。
46.结合参见图1和图2所示，本发明的一个实施例中，外壁221包括多个波谷222，每个波谷222处均设置有一个压环40。
47.在本实施例中，在外壁221的每个波谷222位置处均设置有一个压环40，即压环40位于相邻两个波峰223之间，且位于两个波峰223之间结构的直径最小位置，波谷222两侧的结构能够对压环40在轴向上进行限位，防止加强层12受到较大拉力时，压环40从波浪形承力部22上脱出，从而实现机械扣压与胶水粘接的组合固定方式，从而增大加强层12的抗拉伸能力及安全裕度。
48.如图1所示，本发明的一个实施例中，锚固内筒20的一端从锚固外筒30的第一端进入锚固外筒30的内腔后从锚固外筒30的第二端伸出，并卡设在锚固外筒30的第二端。
49.通过上述设置，能够将锚固内筒20限位在锚固外筒30内，从而保证两者的相对位置不会发生改变，提高脐带缆组件的结构稳定性。
50.结合参见图1至图4所示，本发明的一个实施例中，波浪形承力部22还包括锥形面224，第二管段32的直径沿远离第一管段31的方向逐渐减小，第二管段32远离第一管段31的一端卡设在锥形面224上。
51.在本实施例中，第二管段32远离第一管段31的一端设置有开口，且第二管段32的直径沿靠近开口的方向逐渐减小，这样波浪形承力部22的锥形面直径较大的一端能够卡设在第二管段32内，防止锚固内筒20受外力时，从锚固外筒30中脱离，从而提高脐带缆组件的结构稳定性。另外，锥形面224的直径逐渐减小，能够匹配开口大小不同的锚固外筒30，进而提高锚固内筒20的适用性。
52.结合参见图1至图5所示，本发明的一个实施例中，脐带缆组件还包括连接件50，连接件50的一端设置有第二安装腔51，第一管段31远离第二管段32的一端安装在第二安装腔51内，连接件50的另一端能够与水下设备相连接。
53.通过上述设置，能够实现脐带缆10与水下设备之间的连接。
54.在本发明的一个实施例中，连接件50上设置有销孔，连接件50通过销孔和水下设备相连接，具体可以采用法兰进行连接。
55.结合参见图1至图5所示，本发明的一个实施例中，连接件50还包括多个第一安装孔52，多个第一安装孔52开设在第二安装腔51的侧壁上且均与第二安装腔51贯通，第一管段31包括沿周向排布的多个第二安装孔312，多个第二安装孔312与多个第一安装孔52一一对应设置。
56.在本实施例中，第一管段31装入第二安装腔51后，第一管段31上的第二安装孔312与连接件50上的第一安装孔52一一对应，通过螺栓或螺钉依次穿过第一安装孔52和第二安装孔312，以将连接件50与锚固外筒30固定连接在一起。
57.在本发明的一个实施例中，第一管段31远离第二管段32的一端设置有螺纹，连接件50的第二安装腔51的内壁对应设置有能够与第一管段31上配合的螺纹，连接件50与锚固
外筒30之间通过螺纹连接。
58.本发明的一个实施例中，外壁221上设置有防滑结构，以增大加强层12与外壁221之间的摩擦力。
59.通过上述设置，能够增大加强层12与外壁221之间的摩擦力，在加强层12受到拉力时，加强层12相对于外壁221不容易发生轴向窜动，从而提高脐带缆组件的结构稳定性。
60.在一个实施例中，波浪线的弯曲半径满足正弦曲线：y＝a
i sin bix，其中ai为波浪线的第一调整系数，也即波浪线的振幅，bi为波浪线的第二调整系数，也即波浪线的周期系数，bi越大，周期越小，bi越小，周期越大，y为波浪线的高度坐标，x为波浪线的宽度坐标。
61.在本实施例中，第一调整系数ai为波浪线的高度系数，第一调整系数的大小，直接影响波浪线的波峰223和波谷222之间距离的大小，即波浪线的弯曲变化程度，第二调整系数bi为波浪线的宽度系数，第二调整系数的大小，直接影响波浪线的长度大小，根据上述公式设置的外壁221，能够将加强层12所受拉力进行合理分配，从而保证脐带缆组件的结构稳定性。
62.本发明的一个实施例中，加强层12包括多根加强柱121，多根加强柱121的直径相同且包覆在波浪形承力部22上，第一调整系数与加强柱121的直径正相关，第二调整系数与加强柱121的直径负相关。
63.在本实施例中，加强层12包括多根直径相同的加强柱121，多根加强柱121包覆在波浪形承力部22上，波浪形承力部22的波浪形结构能够增大每根加强柱121与波浪形承力部22的摩擦阻力，还能增大每根加强柱121与胶水的接触面积，使得加强层12在受到拉力时，加强柱121不会轻易地从波浪形承力部22上脱离。其中，第一调整系数与加强柱121的直径正相关，第二调整系数与加强柱121的直径负相关，即加强柱121越粗波浪线的第一调整系数越大，第二调整系数越小。
64.本发明的一个实施例中，第一调整系数ai与加强柱121的直径d满足关系式：ai＝(i 3)d，第二调整系数bi与加强柱121的直径d满足关系式：其中i为正整数。
65.在本实施例中，第一调整系数和第二调整系数与加强柱121的直径d满足上述公式，其中i为正整数，且i的取值越小表示波浪线的波浪段越靠近缆芯11的穿出端，即波浪段越靠近缆芯11的穿出端，波浪段的第一调整系数和第二调整系数就越小，波浪段越平缓，承力越小。
66.在本发明的一个实施例中，当波浪线包含三个波浪段时，三个波浪段的第一调整系数ai取值分别为a1＝4d，a2＝5d，a3＝6d，第二调整系数bi取值对应为
67.结合上述公式可以看出，越靠近脐带缆10，波浪线的周期系数bi越小，周期越大，振幅ai越小，也即波浪线的弯曲半径越大。
68.在本发明的一个实施例中，防滑结构可以为滚花、凸起或者凹槽等。
69.从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：设置有锚固内筒，锚固外筒，使脐带缆的缆芯安装在锚固内筒的第一安装腔内，以对缆芯进行保护，脐带缆的加强层包覆在波浪形承力部的外周，锚固外筒套设在锚固内筒外，锚固外筒能够罩设在加强层的外周，能够避免加强层受到外力发生变形或者损坏，在锚固外筒和锚固
内筒之间的间隙填充胶水，能够将加强层固定在波浪形承力部上，进而利用波浪形承力部的波浪形结构增大加强层与波浪形承力部之间的摩擦力，同时增大加强层与胶水之间的接触面积，这样，当脐带缆受到拉力时不容易被抽出，并且波浪形结构还能够承力，在脐带缆受到较大的拉力时，不容易发生断裂，从而提高脐带缆的使用寿命以及脐带缆组件的结构稳定性。
70.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
71.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
72.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。