本发明涉及一种海洋工程及水下机器人技术,更具体地说,它涉及一种全海深水下装备自动短路开关及其制造方法。
背景技术:
1、全海深水下装备自动短路开关,是一种专为深海环境设计的开关装置,用于在特定条件下自动切断电路,以保护装备免受短路等电气故障的影响。这种开关需要能够在极端的水压、温度、盐度等条件下稳定工作,且具备高度的可靠性和耐用性。
2、目前的水下短路开关耐腐蚀性差、防水性能差,可靠性差等缺点,给水下作业带来不便;因此,需要一种耐腐蚀性好、防水性能好以及高可靠性的全海深水下装备自动短路开关。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种全海深水下装备自动短路开关及其制造方法。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种全海深水下装备自动短路开关,包括短路开关本体,该短路开关本体包括:
3、壳体,与设备固定连接且用于保证常态下与设备接地回路间的绝缘性能;
4、导体,自壳体首端贯穿设置于壳体内用于接触海水从而达到导电以及耐深度水压的效果;
5、电插针,自壳体尾端贯穿设置于壳体内且与导体螺纹连接形成内部封装的单芯电气通路用于自动触发短路信号。
6、本发明进一步设置为:所述壳体的外部设置有若干用于与设备固定连接的拆卸密封槽;所述壳体采用非金属的peek材料制成。
7、本发明进一步设置为:所述导体与壳体之间设置有用于防止水分渗入内部结构的密封结构,该密封结构包括开设于导体周侧的若干环形密封槽,环形密封槽内设置有密封圈;所述导体由钛合金材料制成。
8、本发明进一步设置为:所述电插针采用黄铜材料制成,电插针与导体采用螺纹安装的方式便于拆装且可同时提高导电效率和信号敏感度;所述电插针的结构可根据实际需要选择不同直径和绝缘厚度,以适应不同的高电压和大电流环境。
9、本发明进一步设置为:所述导体和电插针均呈t字型,以确保组装后导体和壳体、电插针与壳体形成端面密封的效果。
10、本发明进一步设置为:所述短路开关本体的机械寿命不低于500次,工作温度范围为-30℃至+80℃,载流量为10a,介质耐电压为2500vdc,静水压力为127mpa,绝缘电阻在常态下≥1000mω。
11、一种全海深水下装备自动短路开关的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
12、s1、材料选择以及准备:选择非金属的peek作为制造壳体的材料,选择符合耐腐蚀性以及高强度要求的钛合金作为制造导体的材料,选择黄铜作为制造电插针的材料,并准备密封圈;
13、s2、设计与建模:根据需求使用cad软件进行壳体、导体以及电插针的三维建模,确保其能满足在水下使用的要求;
14、s3、各部件的加工:采用铸造或加工方式将壳体、导体以及电插针加工成型,并进行表面处理以增强其性能;
15、s4、组装:将密封圈安装至导体的环形密封槽内,然后将导体的尾端自壳体的首端插入壳体,直至导体的首端抵触壳体的首端,接着将电插针的尾端自壳体的尾端插入并与导体尾端的螺纹孔旋转紧固,直至电插针的首端抵触壳体的尾端,使短路开关本体形成密封,确保防水性能;
16、s5、电气性能测试:对组装完成的短路开关本体进行全面的电气性能测试,确保其在极端条件下的可靠性;
17、s6、耐压测试:对组装完成的短路开关本体进行耐压测试,步骤如下:
18、s61、确保测试环境符合安全标准并清理测试区域,准备必要的测试设备,如耐压测试仪、模拟海水溶液等;
19、s62、将短路开关本体固定在支架上并清洁短路开关本体的接触面;
20、s63、设置施加的静水压力为127mpa并设定合适保持时间为24h;
21、s64、将短路开关本体浸入模拟海水溶液中,确保完全覆盖,然后缓慢施加预定的静水压力并监测压力变化,确保保持在目标压力;
22、s65、在施加压力的整个过程中,观察是否有漏电现象并记录测试数据和任何发现的问题;
23、s66、测试结束后,在逐步降低施加的压力后,小心取出短路开关本体并结合记录结果检查外观和接触点,确保符合要求;
24、s7、最终检验与包装:经过耐压测试后,对合格的短路开关本体进行最后的外观检查和功能测试,合格后进行包装。
25、本发明进一步设置为:所述s5中,电气性能测试包括但不限于载流量测试、介质耐电压测试以及绝缘电阻测试。
26、本发明的有益效果是:
27、1.相较于现有技术,本发明全海深水下装备自动短路开关采用高性能的非金属peek材料作为壳体,具备卓越的耐腐蚀性。peek材料在海洋环境中的化学稳定性使其能够有效抵御海水中各种腐蚀性物质的侵蚀,确保设备在长期使用过程中不易老化或失效;此外,导体部分选用钛合金材质,其本身具有良好的抗腐蚀能力,能够在高盐度的海水环境中保持良好的导电性能和机械强度,因此,该短路开关的耐腐蚀特性不仅延长了其使用寿命,还保证了其在恶劣环境下的可靠性和安全性,使其成为深海作业的理想选择;采用结构设计方式改变短路回路,实现单芯电气通路通过海水环境接地短路,使得产品耐全海深性能可靠,实现入水自动出发短路信号。
28、2.本发明全海深水下装备自动短路开关通过精确设计的密封结构,确保内部元件与外部环境之间的绝对隔离,导体与壳体之间设置的环形密封槽及密封圈,能够有效防止海水渗入内部,避免电气元件受潮引起的短路或故障,同时,电插针与导体采用螺纹连接的设计,不仅增强了接触的稳固性,还确保了良好的密封效果,展现出其出色的防水性,这一特性极大地提升了设备在深海作业时的可靠性,确保其能在极端条件下正常工作,避免因水分侵入导致的设备损坏。
29、3.本发明中,采用了特殊设计的壳体和导体材料,具有极高的耐深水压能力,这种设计使得短路开关能够在深海环境中稳定工作,降低因设备失效引发的安全隐患,从而大幅提升设备的可靠性;电插针与导体采用螺纹连接方式,这种结构既便于拆装,又显著提高了导电效率和信号敏感度,同时,电插针的材料选用黄铜,使其具有优良的导电性和耐磨性。
30、4.本发明结构简单合理、制造方便、操作简便、避免了现有技术中的缺陷,适合推广实施应用。
1.一种全海深水下装备自动短路开关,其特征在于,包括短路开关本体,该短路开关本体包括:
2.根据权利要求1所述的一种全海深水下装备自动短路开关,其特征在于,所述壳体(1)的外部设置有若干用于与设备固定连接的拆卸密封槽(4);所述壳体(1)采用非金属的peek材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种全海深水下装备自动短路开关,其特征在于,所述导体(2)与壳体(1)之间设置有用于防止水分渗入内部结构的密封结构,该密封结构包括开设于导体(2)周侧的若干环形密封槽(5),环形密封槽(5)内设置有密封圈;所述导体(2)由钛合金材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种全海深水下装备自动短路开关,其特征在于,所述电插针(3)采用黄铜材料制成,电插针(3)与导体(2)采用螺纹安装的方式便于拆装且可同时提高导电效率和信号敏感度;所述电插针(3)的结构可根据实际需要选择不同直径和绝缘厚度,以适应不同的高电压和大电流环境。
5.根据权利要求1所述的一种全海深水下装备自动短路开关,其特征在于,所述导体(2)和电插针(3)均呈t字型,以确保组装后导体(2)和壳体(1)、电插针(3)与壳体(1)形成端面密封的效果。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种全海深水下装备自动短路开关,其特征在于,所述短路开关本体的机械寿命不低于500次,工作温度范围为-30℃至+80℃,载流量为10a,介质耐电压为2500vdc,静水压力为127mpa,绝缘电阻在常态下≥1000mω。
7.一种适用于权利要求1-6任意一项所述的全海深水下装备自动短路开关的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的全海深水下装备自动短路开关的制造方法,其特征在于,所述s5中,电气性能测试包括但不限于载流量测试、介质耐电压测试以及绝缘电阻测试。