一種零浮力光纜水密承力連接器的制造方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種用于連接兩根零浮力光纜形成連續(xù)光通路的可以重復使用于水下的無源器件，具體講是一種機械強度高，對接耦合效率高，插入損耗一致性好，加工難度小，加工成本低，使用壽命長，密度可以接近于海水密度，能夠大大減小拖曳時的阻力，有效降低系統(tǒng)水下噪聲的零浮力光纜水密承力連接器。
【背景技術】
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[0002]零浮力光纜水密承力連接器主要用于水下拖曳平臺、無人遙控潛水器、零浮力拖體等系統(tǒng)中零浮力光纜間的水密承力連接，由于這些系統(tǒng)都需要保證能夠漂浮在海水中的任意深度位置，且通過零浮力光纜及連接器進行拖曳，前端傳感探測與后端信號處理控制需多路光纖進行傳輸，因此零浮力光纜水密承力連接器需滿足連接光纖6?24芯，密度在1.0lg/cm3?1.03g/cm3之間，外徑不超過Φ 35mm，適用光纜外徑Φ 5mm?Φ 15mm，抗拉強度不小于光纜破斷負荷的60%等要求。
[0003]目前，現(xiàn)有技術有兩種結構的零浮力光纜水密承力連接器，第一種結構的零浮力光纜水密承力連接器，如圖1所示，分為插頭和插座，插頭包括玻璃微珠a2、尾座a3、墊片a4、密封塞a5、頂緊環(huán)a6、支架a7、粘接套a8、插頭外殼a9、鎖緊螺母alO、插頭擋板all、插頭芯體al2、光纖陶瓷插芯al5、插芯彈簧al6以及光纖陶瓷套管al7，插座包括玻璃微珠b2、尾座b3、墊片b4、密封塞b5、頂緊環(huán)b6、支架b7、粘接套b8、插座擋板bl3、插座外殼bl4、光纖陶瓷插芯bl5以及插芯彈簧bl6。插頭中的墊片a4、密封塞a5、頂緊環(huán)a6、支架a7以及粘接套a8均位于插頭外殼a9內(nèi)，粘接套a8用于與光纜cl粘接，粘接套a8與支架a7連接，支架a7用頂緊環(huán)a6頂緊，密封塞a5利用尾座a3和墊片a4壓緊在頂緊環(huán)a6—側(cè)，尾座a3與插頭殼體a9連接，尾座a3、墊片a4、密封塞a5以及頂緊環(huán)a6套緊在光纜c I外表面上，插頭殼體a9外表面上粘接有配重好的玻璃微珠a2，插頭擋板all和插頭芯體al2之間使用螺釘連接，光纖陶瓷插芯al5利用插頭擋板all和插頭芯體al2固定在支架a7上，插芯彈簧al6頂在插頭擋板all與光纖陶瓷插芯a 15之間。插座中的玻璃微珠b2、尾座b3、墊片b4、密封塞b5、頂緊環(huán)b6、支架b7、粘接套b8、插座擋板bl3、插座外殼bl4、光纖陶瓷插芯bl5以及插芯彈簧bl6的連接關系及位置關系與插頭一樣，插座中插座外殼bl4即有外殼a9的作用，同時也具備插頭芯體al2的功能，光纖陶瓷插芯bl 5先利用插頭擋板bl 3和固定在支架b7上，再將插芯彈簧bl6頂在插座擋板b 13與光纖陶瓷插芯bl5之間。上述結構零浮力光纜水密承力連接器的插頭中的光纖陶瓷插芯al5與插座中的光纖陶瓷插芯bl5利用插頭中的光纖陶瓷套管al7及鎖緊螺母alO進行耦合對接，利用O型圈cl8和密封塞a5、b5進行水壓密封，利用粘接套a8、b8對光纜Cl進行粘接使其可承受一定的拉力，利用玻璃微珠a2、b2粘接在連接器外殼表面上以達到在大大增加排水體積的情況下，起到降低連接器整體密度的作用。所粘接的玻璃微珠是一種尺寸微小的空心玻璃球體，由無機非金屬材料制成，直徑范圍一般在10?180微米，堆積密度為0.1?0.25克/立方厘米。
[0004]第二種結構的零浮力光纜水密承力連接器的機械結構與第一種結構的零浮力光纜水密承力連接器基本相同，但其表面不粘接空心玻璃微珠，而是通過降低材料密度來降低連接器的整體密度。連接器所有零件均采用低密度非金屬材料加工，例如ABS、尼龍、聚四氟乙烯等，該類材料的密度遠遠低于金屬密度，因此加工出的連接器整體密度能夠滿足密度接近海水的零浮力要求。
[0005]第一種結構的零浮力光纜水密承力連接器的思路是連接器重量不變，通過采用粘接空心玻璃微珠的方法，在重量增加不多的情況下，大大增加連接器的體積，從而降低連接器的密度，通過控制粘接空心玻璃微珠的體積來控制最終連接器的密度?，F(xiàn)有技術第一種結構的零浮力光纜水密承力連接器有以下四個缺點:(I)粘接體積的增加只能通過長度或外徑的增加來實現(xiàn)，而長度的大幅增加會不利于光纜的收放，外徑的增加則會大大增加水下阻力與噪聲，不利于水下拖曳與探測傳感；(2)由于光纜與連接器結合的尾部粘接的空心玻璃微珠并不能起到水壓密封的功能，當連接器內(nèi)的密封塞失效，就會造成連接器整體的密封失效，密封可靠性大幅度降低；(3)空心玻璃微珠使用粘接劑粘接在連接器外殼及光纜根部外表面，長時間作用下，可能會發(fā)生剝落，從而破壞了連接器的密度性能；(4)粘接空心玻璃微珠的工藝操作控制較為復雜，很難精確的滿足連接器的密度需求。
[0006]第二種結構的零浮力光纜連接器的思路是在連接器形狀不變的前提下，使用密度較低的非金屬材料，而使得連接器密度大大降低。但非金屬材料的強度一般要低于金屬材料的強度，因此非金屬連接器的機械強度不高，不能受到過高的壓力、拉力以及剪切力，無法滿足水下拖曳的要求。因此，第二種結構的零浮力光纜連接器有以下四個缺點:(I)連接器外殼如果使用易加工的非金屬材料，則會造成外殼強度大大降低，不能起到保護內(nèi)部的作用；(2)由于連接器外殼的加工較為復雜，如果使用高強度非金屬材料，則會大大提高加工難度和加工成本；(3)連接器的粘接套使用非金屬材料加工，會造成粘接劑粘接效果不好，從而大大降低了光纜在連接器中的拉脫力；(4)非金屬大部分材料會發(fā)生緩慢老化現(xiàn)象，也無法滿足系統(tǒng)長期使用的要求。
【實用新型內(nèi)容】:
[0007]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種機械強度高，對接耦合效率高，插入損耗一致性好，加工難度小，加工成本低，使用壽命長，密度可以接近于海水密度，能夠大大減小拖曳時的阻力，有效降低系統(tǒng)水下噪聲的零浮力光纜水密承力連接器。
[0008]本實用新型的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的零浮力光纜水密承力連接器，它包括插頭和插座，插頭包括插頭外殼、裝配在插頭外殼左端的密封尾套、設置在插頭外殼右端的O型圈以及位于插頭外殼內(nèi)部的密封組件、承力組件和插頭對接組件，插座包括插座外殼、鎖緊螺母、裝配在插座外殼的密封尾套以及位于插座外殼內(nèi)部的密封組件、承力組件和插座對接組件，其中，插頭對接組件包括擋板、MPO光纖連接器、插頭芯體以及插頭擋圈，MPO光纖連接器通過擋板與插頭芯體進行固定，并通過插頭擋圈固定在插頭外殼中，插座對接組件包括MPO光纖連接器、MPO光纖法蘭、插座芯體以及插座擋圈，MPO光纖連接器推入進MPO光纖法蘭中，MPO光纖法蘭與插座芯體通過插座擋圈固定在插座外殼中，當插頭與插座使用一對MPO光纖連接器通過MPO光纖法蘭進行整體對接時，插頭外殼與插座外殼通過鎖緊螺母與O型圈進行密封連接。
[0009]采用以上結構后，本實用新型的有益效果是:
[0010]1、現(xiàn)有技術零浮力光纜水密承力連接器中的對接耦合結構需要將對接的兩部分分別用支架固定在連接器的抗拉結構件上，結構復雜且重量很大，不利于操作和減輕密度，且對接耦合的精度和一致性都不太理想。本實用新型采用無支架高密度對接耦合結構實現(xiàn)連接器的插拔對接，采用MPO插芯對接方式，代替原有的陶瓷光纖插芯的對接方式，該結構利用擋板或MPO光纖法蘭將MPO插芯先固定在插頭芯體或插座芯體中，再通過與外殼的鍵槽配合以及插頭擋圈或插座擋圈的作用，固定在連接器外殼中。相同材料下，本實用新型中的對接耦合結構不但結構簡單，拆裝方便，而且同時可以保證I?24芯光纖的低損耗耦合，保證系統(tǒng)多路的光信號雙向傳輸，損耗的一致性也大大優(yōu)于現(xiàn)有連接器。
[0011]2、本實用新型采用了全新的無支架高密度光纖對接耦合結構，在滿足外徑、長度、抗拉、耐壓、抗彎等各機械強度等要求的同時，重量只有不到傳統(tǒng)結構的1/3，既大大降低了對接結構的外徑和連接器的整體重量，也大大降低了連接器的密度，使得連接器密度可以接近于海水密度。
[0012]3、由于金屬材料的各種機械強度遠遠優(yōu)于多數(shù)非金屬材料，且加工成本和難度較低，本實用新型的結構支撐件均采用金屬材料。因此，本實用新型的連接器在各種機械強度、加工成本、加工難度以及使用壽命等方面都要強于非金屬材料的連接器。
[0013]4、由于本實用新型的連接器外徑遠遠小于現(xiàn)有普通六芯以上的光纜水密連接器外徑，有利于減小水下的噪聲與阻力，有效降低了系統(tǒng)水下噪聲。
[0014]作為改進，本實用新型所述的零浮力光纜水密承力連接器，其中，插頭對接組件與插座對接組件中均設置有注膠孔，注膠孔分別貫穿插頭芯體、擋板以及插座芯體，插頭芯體與插座芯體處的注膠孔為螺紋孔，插頭外殼和插座外殼內(nèi)均設有與注膠孔相通的空腔，注膠孔與MPO光纖法蘭上的兩個通孔均貫穿?，F(xiàn)有的各種連接器在裝配的過程中無法精確控制密度，而采用通過注膠孔將光纖膏填充進連接器空腔的填充法來對連接器的密度進行微調(diào)，不但可精確的滿足連接器的密度要求，從而實現(xiàn)連接器漂浮在海水中任意深度位置的功能，而且還能大大降低安裝難度和安裝成本。同時，填充進連接器空腔的光纖膏還起到保護光纖的作用，可以減小彎曲光纖的運動，從而避免因光纖彎曲過度造成的光纖損傷。另夕卜，螺紋孔的作用是在注膠完后，可以用螺釘將注膠孔封住，從而防止使用或運輸過程中，光纖膏從空腔內(nèi)溢出。
[0015]本實用新型所述的零浮力光纜水密承力連接器，其中，密封尾套采用冷硫化、熱硫化或注塑方式將硫化材料或注塑材料粘接在連接器尾部。硫化密封可使連接器與光纜成為一個相對的整體，減少在施工運輸以及反復彎折時光纜與連接器的脫離，保證了連接器的水密效果。
[0016]作為改進，本實用新型所述的零浮力光纜水密承力連接器，其中，密封組件與承力組件之間設有鎖纜組件，鎖纜組件包括楔形壓緊環(huán)和鎖纜爪，楔形壓緊環(huán)將鎖纜爪的鎖纜爪螺紋壓緊在光纜上。因為本連接器是承力連接器，而抗拉組件是主要承力件，承力作用在光纜的纜芯上，因此光纜在受拉力時，拉力主要作用在纜芯在，但光纜的外護套上也承受一定的拉力，鎖纜組件就是防止光纜的外護