專利名稱：用于水下連接器的連接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的領(lǐng)域?yàn)橛糜谶B接或斷開水下連接器的設(shè)備。
背景技術(shù)：
這些連接器例如用于將科學(xué)儀器或石油儀器連接至水下能量或數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。更通常而言，這些連接器可用于要將連接器浸入水中的所有類型應(yīng)用中，例如用于核應(yīng)用中。這種連接器100通常包括形狀互補(bǔ)的兩個部件，即公部件101和母部件102，如圖 1中示意性所示。根據(jù)所設(shè)想的應(yīng)用，該連接器可以是電連接器、光連接器或光電連接器。在各種情況下，重要的是，在使用連接器的各個階段中，連接器相對于包圍該連接器的水是密封的。特別而言，該連接器在處于連接位置或斷開位置時必須是不透水的，而且在連接或斷開該連接器的公部件101和母部件102的步驟期間也是不透水的。在圖1中示出斷開位置。在該位置，連接器的公部件101和母部件102彼此間隔
一段距離。因此可以明白，在失去連接器的公部件和母部件的保護(hù)時，水可與針腳103、104 接觸，該針腳103、104在連接器處于連接位置時用于傳導(dǎo)電信號或光信號?，F(xiàn)在，如果需要連接器在連接位置時正常工作，則這些電或光針腳103、104不應(yīng)與水或水中的懸浮顆粒接觸。實(shí)際上，電連接器僅工作于干凈的電介質(zhì)環(huán)境中。光連接器僅能夠工作于在預(yù)定范圍波長處光學(xué)上透明的環(huán)境中。光電連接器僅能夠工作于在預(yù)定范圍波長處光學(xué)上透明的電介質(zhì)中。因此，提出了用于連接/斷開水下連接器的設(shè)備以緩解這些問題。這些連接器通常是水下連接器。在例如文獻(xiàn)WO 91/13474中公開了第一種已知類型的水下連接器，在該示例中， 該水下連接器為電連接器。其使用填充了加壓流體的柔性腔室。該腔室與柔性圓筒形管形式的入口流體連通，該柔性圓筒形管通向連接器的外部。當(dāng)安裝該水下連接器時，這意味著該入口通向海水。連接器的母部件布置在腔室的、與入口連通的端部且具有外緣接觸部的形式。連接器的公部件形成為用于插入所述入口中的圓柱形桿的形式。該圓柱形桿的直徑稍大于入口的直徑。根據(jù)圓柱形桿的位置不同，該圓柱形桿的端部于是可與外緣接觸部接觸或不接觸。為移動圓柱形桿從而實(shí)現(xiàn)連接器的連接操作或斷開操作，連接器還包括裝有彈簧的介桿，具有的直徑稍大于入口的直徑，制成該介桿的材料并非為電導(dǎo)體。彈簧的第一端部固定至腔室的、和與入口連通的端部相反的端部。彈簧的另一端部與介桿的第一端部接觸。介桿的另一端部與用于外緣接觸部接觸的、形成連接器公部件的桿的端部接觸。因此，彈簧、介桿和形成連接器公部件的桿集成到連接器中，而且串聯(lián)安裝在連接器的柔性腔室中。在斷開位置時，彈簧(于是位于其自然位置時)延及腔室的較大部分。彈簧于是將介桿保持于某一位置，在該位置，介桿一方面與外緣接觸部接觸，另一方面被部分容納在入口中。因此，形成連接器公部件的桿自身保持在入口中。為實(shí)現(xiàn)連接器的連接，于是對形成連接器公部件的桿施加作用力。該作用力推動介桿，該介桿于是壓縮彈簧。當(dāng)形成連接器公部件的桿和外緣接觸部接觸時，最終實(shí)現(xiàn)連接器的連接。腔室由于入口壁的變形而得以密封，不管連接器的位置如何，所述入口包括與所述桿之一或其它桿的較大的接觸面積，桿的直徑稍大于入口的直徑。因此，不管連接器的位置如何，腔室的入口總是受到阻塞，以防止海水進(jìn)入腔室中。但是，這種設(shè)備在連接/斷開時會產(chǎn)生密封損失，海水通過在入口與桿的壁之間形成的間隙進(jìn)入腔室。為彌補(bǔ)這種密封損失問題，已提出另一類型的連接器，例如文獻(xiàn)W099/31540中所公開的電連接器。這種連接器稱為“滾動密封”連接器。在這種連接器中，公部件和母部件各自設(shè)置于填充了電介質(zhì)流體(例如，油)的腔室中，腔室由閥門封閉。在斷開位置，通過閥門將腔室隔開且密封。因此，海水無法進(jìn)入腔室的內(nèi)部空間。在需要將連接器的公部件和母部件進(jìn)行連接時，將上述兩個腔室彼此接觸。將所述兩個腔室彼此接觸導(dǎo)致閥門由于連接器自身中集成的致動系統(tǒng)而打開。致動系統(tǒng)打開閥門，使得海水無法進(jìn)入所述兩個腔室中的任一個。就閥門的功能而言，可認(rèn)為閥門與來自文獻(xiàn)WO 91/13474的桿類似，該桿阻塞允許進(jìn)入腔室的入口。一旦閥門打開，所述兩個初始腔室形成單個不透水的腔室。連接器的公部件和母部件于是可進(jìn)行連接。為此，連接器集成另一致動系統(tǒng)，該致動系統(tǒng)專用于在腔室內(nèi)移動連接器的公部件和母部件。同一致動系統(tǒng)也用于斷開連接器的公部件和母部件。連接器的公部件和母部件總是浸泡在電介質(zhì)流體中，從而防止海水與連接器的公部件和母部件接觸。但是，這種連接器具有以下缺點(diǎn)實(shí)際上，由于“滾動密封”型連接器集成了不同的機(jī)械系統(tǒng)，一方面用于促使閥門的開啟/關(guān)閉，另一方面用于促使控制連接器的公部件和/或母部件的移動，因此“滾動密封”型連接器較復(fù)雜。而且，用于操作連接器的各種機(jī)械系統(tǒng)所需的作用力大?，F(xiàn)今，用于移動公部件和母部件的系統(tǒng)通常由與連接器分離的遠(yuǎn)程控制的水下機(jī)器人來致動。這意味著水下機(jī)器人能夠傳遞較高的功率以實(shí)現(xiàn)這種連接器的連接/斷開。更通常而言，將各種致動系統(tǒng)集成在連接器自身中使得無法在連接器位于水中時進(jìn)行維護(hù)。而且，現(xiàn)有連接器必須能夠在不同環(huán)境條件下(例如在高壓下)保持工作數(shù)年。因此，連接器過早失效并不稀奇，維修連接器需要將連接器提升至地面。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提出一種用于連接/斷開水下連接器的設(shè)備，該設(shè)備使得相對于連接器周圍的水密封該連接器，且該設(shè)備的設(shè)計(jì)和維護(hù)簡化。未實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提出一種連接/斷開具有公部件和母部件的水下連接器的設(shè)備，該設(shè)備包括用于在連接位置與斷開位置之間移動所述連接器的公部件和母部件中的至少之一的裝置，其特征在于，該設(shè)備還包括用于在所述連接器從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時以使得所述公部件和母部件與連接器周圍的水隔離的方式向所述連接器的公部件和母部件周圍注入流體的注入系統(tǒng)，該注入系統(tǒng)在所述連接器的外部。所述設(shè)備可具有以下單獨(dú)的或組合在一起的本發(fā)明其它技術(shù)特征。-至少一個腔室，該腔室包括至少一個開口，用于接收在所述連接器從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時將公部件及母部件與連接器周圍的水隔離的流體；以及用于將流體排出到腔室之外的至少一個開口 ；-容納連接器的公部件和母部件的腔室；-兩個腔室，這兩個腔室中的一個包括所述連接器的公部件，而這兩個腔室中的另一個腔室包括所述連接器的母部件，所述兩個腔室形成用于彼此嵌套的互補(bǔ)型公部件和母部件，每個腔室包括用于在連接器從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時接收所述流體的至少一個開口，以及用于在該腔室與連接器周圍的水流體連通時排出該流體的至少一個開口；-在連接器處于斷開位置時相對于該連接器周圍的水密封所述連接器的公部件和母部件的密封裝置；-所述密封裝置在連接器外部；-用于在連接位置和斷開位置之間移動所述密封裝置的裝置；-用于移動所述密封裝置的裝置包括隔離器，該隔離器用于同時與用于移動所述連接器的公部件和母部件的裝置接觸；-隔離器具有對稱形狀，例如為三角形；-安裝在所述設(shè)備的框架與用于移動所述密封裝置的裝置之間的第一回復(fù)裝置， 用于在連接器從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時移動所述密封裝置；-用于移動連接器的公部件的裝置包括第一齒條以及通過該第一齒條驅(qū)動用于移動所述公部件的裝置的第一傳動齒輪；且用于移動連接器的母部件的裝置包括第二齒條以及通過該第二齒條驅(qū)動用于移動所述母部件的裝置的第二傳動齒輪；-所述兩個傳動齒輪彼此配合且優(yōu)選是相同的；-安裝在用于移動所述連接器的公部件的裝置與用于移動所述連接器的母部件的裝置之間的第二回復(fù)裝置，用于將所述公部件與所述母部件彼此連接。所述設(shè)備可用于連接或斷開水下電連接器的公部件及母部件，用于將所述連接器的公部件及母部件與周圍的水隔離的流體是電介質(zhì)流體。
所述設(shè)備還可用于連接或斷開水下光連接器的公部件及母部件，用于將所述連接器的公部件及母部件與周圍的水隔離的流體在預(yù)定波長范圍內(nèi)是光學(xué)上透明的。本發(fā)明還涉及連接/斷開帶有公部件和母部件的水下連接器的方法，其特征在于，在連接器從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時，以使得將連接器的公部件及母部件與該連接器周圍的水隔離的方式，將連接器外部的注入系統(tǒng)注入到連接器的公部件及母部件周圍。所述方法的步驟的特征還在于-所述連接器從其連接位置進(jìn)入其斷開位置以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置的步驟包括在與所述連接器的公部件及母部件的移動方向垂直的方向上移動所述連接器的公部件和母部件的密封裝置的子步驟。-以相對于連接器周圍的水更高的壓力注入所述流體。


在參照以下附圖給出的以下具體說明中記載了本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)勢。圖2是用于連接或斷開圖1所示連接器的本發(fā)明設(shè)備的示意圖，該設(shè)備包括用于限制連接器的公部件和母部件周圍的流體的裝置；圖3包括圖3a至圖3e，示出在圖1所示連接器從其斷開位置直到其連接位置時， 圖2所示連接/斷開設(shè)備的各個位置；圖4包括圖如至圖4e，示出在圖1所示連接器從其連接位置直到其斷開位置時， 圖2所示連接/斷開設(shè)備的各個位置；圖5的示意圖示出本發(fā)明設(shè)備中包括的用于移動連接器的公部件和母部件的裝置的一個實(shí)施例；圖6的示意圖示出用于移動連接器的公部件和母部件的裝置的一個變型；圖7的示意圖示出本發(fā)明設(shè)備中包括的用于移動連接器的公部件和母部件的密封裝置的一個實(shí)施例；圖8是與圖2示圖一致的實(shí)施例的透視圖；圖9是本發(fā)明的連接/斷開設(shè)備的示圖，其中，用于限制連接器的公部件和母部件周圍的流體的裝置與圖2中所示實(shí)施例中的相應(yīng)裝置不同。
具體實(shí)施例方式圖2示意性示出處于連接位置的連接器100，以及用于連接/斷開該連接器100的設(shè)備。連接/斷開設(shè)備1包括用于平移移動連接器的公部件101的裝置11和用于平移移動連接器的母部件102的裝置12。公部件101和母部件102沿相反方向平移移動，所述方向與所示軸線X—致。該設(shè)備1還包括裝置13，用于移動連接器的公、母部件的密封裝置14、15。這些密封裝置14、15在圖2中被示為處于其靜止位置。它們是在連接器100處于斷開位置時被插入該連接器的公部件101和母部件102之間的。為此，如圖2所示，裝置13可例如為用于沿與連接器的公部件101和母部件102的移動方向垂直的方向(所示的軸線Y)平移移動密封裝置14、15的裝置。為此，密封裝置14、15被固定至裝置13。但是，為將密封裝置14、15固定至連接器的公部件101和母部件102，該公部件 101和母部件102與裝置13分開。這種固定可例如通過夾緊來實(shí)現(xiàn)。密封裝置14、15包括具有用于分別覆蓋連接器的公部件101和母部件102的形狀的插頭。這些插頭14、15可由聚合物材料或金屬制成。連接器的公部件101和母部件102 及其各自的密封裝置14、15被置于腔室19中。該腔室19具有用于流體20的兩個開口，即入口 E和出口 S。最后，所述設(shè)備包括用于以流體20填充該腔室的注入系統(tǒng)16。注入系統(tǒng)16包括儲存箱，且可能包括泵。例如，特別是對于水下應(yīng)用，儲存箱可由可變形材料制成。在這種情況下，儲存箱因而能夠承受周圍水的壓力而不會損壞，而且，儲存箱中流體的壓力與周圍水的壓力相同。如果采用泵，則該泵用于以相對于連接器周圍的水更高的壓力朝向連接器的公、 母部件注入來自儲存箱的流體。而且，如果儲存箱是可變形的，則泵于是可以是低功率泵，該低功率泵能夠產(chǎn)生相對于連接器周圍的水高出大約數(shù)巴的壓力。壓力提升明顯取決于所用流體的粘性。流體的粘性越大，則壓力提升可以越低。在連接器從其連接位置變?yōu)槠鋽嚅_位置或者相反時將流體20引入腔室19，使得連接器的公部件101、母部件102與該連接器周圍的水隔離。通過入口 E進(jìn)入腔室19的流體20通過出口 S流出該腔室。出口 S可直接通向水或者與流體回收系統(tǒng)(未示出)流體連通。如果使用回收系統(tǒng)，則該回收系統(tǒng)可將流體20送往流體注入系統(tǒng)16，可能在處理后送往流體注入系統(tǒng)16。該流體20對于電連接器是電介質(zhì)，對于光連接器則是在預(yù)定波長范圍內(nèi)光學(xué)上透明的，而對于光電連接器則即是電介質(zhì)又是在預(yù)定波長范圍內(nèi)光學(xué)透明的。波長范圍是根據(jù)將要通過連接器上的光纖傳送的光信號的波長預(yù)先確定的。各種油，例如礦物油和硅油，可適合作為流體20用于將連接器的公部件101、母部件102與周圍的水隔離。流體20可在相對于周圍水的壓力更高的壓力下注入，以防止水通過腔室19的出口 S進(jìn)入?？商孢x地，可在出口 S設(shè)置止回閥或者泄放池。在該變型中，注入系統(tǒng)16例如可提供可變形的儲存箱，在該情形下不設(shè)置泵且腔室19中的壓力不升高。能夠向腔室19中填充該流體使得連接器的公部件101和母部件102能夠在需要時(即，在連接或斷開連接器的步驟中)浸沒在該流體中。在這些步驟期間，腔室19使得流體能夠被限制在連接器的公部件101和母部件102周圍，升高的壓力、止回閥等等可防止水進(jìn)入腔室19。這防止水與連接器的針腳103、104接觸。圖8示出圖2中示意性示出的設(shè)備處于斷開位置時該設(shè)備的一個實(shí)施例的透視圖。在該圖8中，連接器100的公部件101和母部件102分別安裝在用于平移移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12上，這些裝置通常包括安裝在軌道21、22上的板。所述板用于沿著本發(fā)明設(shè)備的另一個板(該板是固定的)中制成的軌道平移移動。連接器的公部件101和母部件102分別通過固定在板11和板12上的安裝裝置23、24 安裝在所述板上。連接器100的公部件101和母部件102在需要時可與安裝裝置23J4松開。腔室19由兩個疊置的半殼構(gòu)成，在圖8中僅示出所述半殼之一 191，這使得能夠示出本發(fā)明設(shè)備的各個裝置在腔室19內(nèi)相對于連接器100的公部件101和母部件102的設(shè)置?？梢钥闯觯瑯?gòu)成所述連接/斷開設(shè)備的裝置(裝置13，插頭14、15，用于平移移動連接器的公部件101和母部件102的裝置11、12，注入系統(tǒng)16)在連接器外部。所采用的連接器是基本的，所有的系統(tǒng)復(fù)雜性置于連接器之外。因此，如果該連接/斷開設(shè)備的一部分出現(xiàn)故障，則在水下進(jìn)行維護(hù)、或者甚至在水下進(jìn)行更換可相對容易。接下來參照附圖3和圖4具體描述連接和斷開圖2或圖8所示設(shè)備的步驟。為了簡化，在圖3和圖4中未示出腔室19。在連接器相對于連接設(shè)備定位后，如下實(shí)現(xiàn)連接器100的連接。當(dāng)連接器100處于斷開位置時，如圖3a所示，將流體注入腔室19中，從而連接器 100的公部件101和母部件102浸沒在流體中。然后移動連接器100的公部件101和母部件102，沿相反方向平移移動裝置11、 12。這些方向?qū)?yīng)于連接器的軸線且與軸線X—致。在該步驟結(jié)束時，連接器的公部件101 和母部件102從而與用于移動連接器的密封裝置14、15的裝置13分離，如圖北所示。然后，用于移動密封裝置14、15的裝置13沿著與連接器的公部件101和母部件 102的移動方向垂直的方向平移移動，以便密封裝置14、15從連接器的公部件101和母部件102的移動區(qū)域中抽出。因此，沿著圖3所示正交坐標(biāo)系(X、Y)的Y軸進(jìn)行這種平移移動，目的在于將密封裝置14、15移開連接器的公部件101和母部件102。在該步驟后，本發(fā)明設(shè)備處于圖3c中所示位置。然后移動連接器的公部件101和母部件102，以使得公部件101和母部件102進(jìn)行連接的方式沿相對的方向平移移動裝置11、12。在該步驟結(jié)束時，連接器處于連接位置，如圖3d所示。圖3d代表圖2中所示的情形，再次以來自注入系統(tǒng)16的流體20填充腔室19。在圖;3b、3c和3d中所示的所有步驟中，以使得公部件101和母部件102、更特別是連接器的針腳103、104不與水接觸的方式將流體20注入腔室19中。因此，最終步驟在于停止向腔室19中注入流體，如圖!Be所示。在一段使用時間之后，一旦將連接器100相對于所述連接/斷開設(shè)備定位好之后， 連接器100于是可通過以下方式斷開連接。圖如對應(yīng)于連接器在操作時的連接位置。在各個方面，其與圖3e中所示連接器的位置對應(yīng)。當(dāng)連接器100處于連接位置時，如圖如中所示，將流體20注入腔室19中，連接器 100的公部件101和母部件102從而浸沒在流體20中。然后，通過沿相反的方向平移移動裝置11、12，移動連接器100的公部件101和母部件102，以斷開公部件101和母部件102。該方向?qū)?yīng)于連接器的軸線并與軸線X —致。在該步驟結(jié)束時，連接器的公部件101和母部件102因而與用于移動連接器的密封裝置14、 15的裝置13分開，如圖4b所示。然后，沿著與連接器的公部件101和母部件102垂直的方向平移移動用于移動密封裝置14、15的裝置13，以將密封裝置14、15置于連接器的公部件101和母部件102之間。 因此，沿著圖4中所示正交坐標(biāo)系(X、Y)的Y軸進(jìn)行這種平移移動，目的在于將密封裝置 14、15與連接器的公部件101、母部件102朝向?qū)Ψ揭苿?。在該步驟結(jié)束時，本發(fā)明設(shè)備處于圖如中所示位置。然后，通過沿相反的方向平移移動裝置11、12，移動連接器的公部件101和母部件 102，使得公部件101和母部件102與密封裝置14、15接觸。在該步驟結(jié)束時，連接器處于斷開位置，如圖4d所示。在圖4b、k和4d中所示的所有步驟中，以使得連接器的公部件101和母部件102 不與連接器周圍的水接觸的方式將流體持續(xù)注入腔室。因此，最終步驟在于停止流體注入，如圖如所示。在連接或斷開連接器后，所述連接/斷開設(shè)備可與連接器松開。這避免原地保留該設(shè)備，從而使得該設(shè)備能夠用于另一連接/斷開操作，或者在需要時將其從水中取出進(jìn)行維護(hù)。接下來，參照圖5至圖8具體描述用于移動連接器的公部件101和母部件102的裝置11、12，用于移動密封裝置14、15的裝置13，以及接收來自注入系統(tǒng)16的流體的腔室的不同可能實(shí)施例。在這些圖5至圖8中，未示出注入系統(tǒng)6。圖5示出用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12的一個實(shí)施例。在該實(shí)施例中，用于移動連接器100的公部件101的裝置11包括第一齒條110 以及用于通過其齒條110驅(qū)動用于移動該公部件的所述裝置11的第一傳動齒輪111。而且，用于移動連接器的母部件102的裝置12包括第二齒條120以及用于通過其齒條120驅(qū)動用于移動該母部件的所述裝置12的第二傳動齒輪121。為保證公部件101和母部件102沿相反方向的同步的平移移動，這兩個傳動齒輪 111、121彼此嚙合。這兩個傳動齒輪111、121優(yōu)選是相同的。在這種情況下，傳動齒輪111、121因此具有相同的直徑和相同數(shù)目的齒，這使得可以保證連接器100的兩個部件101、102以相同速度進(jìn)行相同的移動。在該實(shí)施例中，用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12因此彼此連接，以保證連接器的兩個部件101、102的同步移動。利用該實(shí)施例，因此可設(shè)置致動裝置(未示出)，僅作用于這兩個傳動齒輪111、 121之一，以移動裝置11和裝置12。這些致動裝置包括例如與所述連接/斷開設(shè)備分離的遠(yuǎn)程控制的水下機(jī)器人。另外，可設(shè)想這兩個傳動齒輪未耦合，因此獨(dú)立驅(qū)動每個傳動齒輪。而且，傳動齒輪111、121使得對其施加的作用力得以降低，這使得能夠使用功率較低的致動裝置，以作用于傳動齒輪。如圖6中所示，而且可在用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11和裝置12之間安裝回復(fù)裝置17，例如彈簧。該回復(fù)裝置17提供回復(fù)力，在用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11和裝置12未受到外部作用時，該回復(fù)力將連接器100的公部件101和母部件102 朝向?qū)Ψ揭苿印Ｒ虼?，如果帶有密封裝置14、15的裝置13位于連接器100的公部件101和母部件 102的移動區(qū)域之外，則這兩個部件101、102被自動置于連接位置。而且，如果帶有密封裝置14、15的裝置13位于連接器100的公部件101和母部件 102之間，則該公部件101和母部件102被自動置于斷開位置。這保證連接器的公部件和母部件不與水接觸。除了這些回復(fù)裝置使得設(shè)備1的操作更加可靠之外，由于有些操作自動進(jìn)行，所以這些回復(fù)裝置使得必須通過水下機(jī)器人促使裝置11、12進(jìn)行動作的連接/斷開操作的數(shù)量能夠得到限制。特別而言，回復(fù)裝置17可與參照圖5所述的實(shí)施例組合安裝，該實(shí)施例使用齒條 110,120以及傳動齒輪111、121。在這種情況下，回復(fù)裝置17僅能進(jìn)行連接而不用于斷開。 另一方面，斷開和取出所述插頭14、15需要所述齒條和傳動齒輪。圖7示出本發(fā)明設(shè)備中包括的用于移動連接器100的公部件101和母部件102的密封裝置14、15的裝置13的實(shí)施例。該裝置13包括隔離器131，該隔離器131置于所述裝置13的一端且用于同時與用于移動連接器的公部件101和母部件102的裝置11、12接觸。為保證隔離器131同時與連接器的公部件101和母部件102接觸，該隔離器具有關(guān)于裝置13的移動方向?qū)ΨQ的形狀，該移動方向與裝置13的縱軸線一致。例如，隔離器131可具有三角形形狀。在這種情況下，作用于裝置13上的作用力 F1根據(jù)以下等式轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ糜谝苿舆B接器的公部件101和母部件102的裝置11、12的作用力F2:F2 = F1/(2*cos(a)) ο角度a是該三角形中經(jīng)過其頂點(diǎn)的對稱軸與該三角形中經(jīng)過該頂點(diǎn)的任一邊之間的夾角，該頂點(diǎn)用于與用于移動連接器的公部件101和母部件102的裝置11、12接觸。圖 7中示出該角度a。還設(shè)有回復(fù)裝置(未示出)例如彈簧，該回復(fù)裝置安裝在設(shè)備1的框架與用于移動連接器的公、母部件的密封裝置14、15的裝置13之間。更具體而言，選擇這些回復(fù)裝置， 使得這些回復(fù)裝置當(dāng)密封裝置14、15脫離連接器100的公部件101和母部件102時自動拉出密封裝置14、15。為實(shí)現(xiàn)公部件101和母部件102的脫離，設(shè)置致動裝置(未示出)來作用于公部件101和母部件102。這降低了用于連接/斷開連接器的公部件101和母部件102所需的
操作的數(shù)量。另外，可想到還在用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12 之間設(shè)置回復(fù)裝置17，如圖6所示。連接器的公部件和母部件的脫離于是需要稍微更大的力來克服回復(fù)裝置17的回復(fù)力。但是，這使得在回復(fù)裝置使得攜帶密封裝置14、15的裝置 13能夠從連接器的公部件101和母部件102的移動區(qū)域取出后公、母部件能夠自動連接。
另外，可想到在裝置13與框架之間不具有回復(fù)裝置，但在用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12之間具有回復(fù)裝置17，如圖6所示。用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12于是受攜帶密封裝置14、15的裝置13指揮。該裝置13于是通過水下機(jī)器人中所設(shè)置的致動裝置(未示出)得以激勵，但是該機(jī)器人與所述連接/斷開設(shè)備分離。在另一變型中，可規(guī)定對于用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12，以及帶有連接器100的公部件101和母部件102的密封裝置的裝置13，所有這些通過裝置(這里未示出)而被獨(dú)立致動。在該變型中，因此設(shè)置三個致動器，例如由齒條和用于移動連接器的公部件的傳動齒輪構(gòu)成的第一致動器，例如由齒條和用于移動連接器的母部件的傳動齒輪構(gòu)成的第二致動器，且用于移動帶有密封裝置14、15的裝置13的第三致動器，這兩個傳動齒輪相互獨(dú)立。最后，圖9是所述連接/斷開設(shè)備的一個變型的示意圖，關(guān)于如何將流體限制在連接器的公部件101和母部件102周圍。在該圖中，設(shè)備1處于斷開位置，而密封裝置14、15 未示出。圖9中所示設(shè)備包括兩個腔室171、172。這兩個腔室171、172中的一個腔室171 包圍連接器的公部件101。這兩個腔室171、172中的另一個腔室172包圍連接器的母部件 102。當(dāng)連接器100的公部件101和母部件102連接時，這兩個腔室以與圖1所示類似的方式形成一個腔室。更具體而言，每個腔室171、172采用儲存箱的形式，在該箱的底部設(shè)置連接器的公部件或母部件，這取決于不同的腔室。每個腔室171、172具有位于相應(yīng)腔室171、172的底部對面的出口 S。這兩個腔室171、172的相應(yīng)出口的尺寸使得這兩個腔室可以相互嵌套。通過腔室171、172中由字母‘ ”表示的流體入口，以注入系統(tǒng)(未示出)提供的流體填充這兩個腔室171、172兩者。注入系統(tǒng)與關(guān)于圖2實(shí)施例所描述的一致。同樣，該流體對于電連接器是電介質(zhì)，對于光連接器則是在預(yù)定波長范圍內(nèi)光學(xué)上透明的，而對于光電連接器則即是電介質(zhì)又是在預(yù)定波長范圍內(nèi)光學(xué)透明的。在連接器100的連接或斷開階段中，以相對于該連接器周圍的水壓更高的壓力注入流體，使得該流體通過出口 “S”排除，而水無法通過這些開口進(jìn)入。將壓力升高數(shù)巴已足夠。壓力升高主要取決于所用流體的粘性。該流體的粘性越高，則壓力增加可以越低。還設(shè)置用于移動密封裝置14、15的裝置13。它們與上文中描述的裝置13的各個實(shí)施例中的任一個一致。但是，每個密封裝置14、15的尺寸必須適應(yīng)相關(guān)腔室171、172的出口 “S”的尺寸。最后，在一個變型中，可想到不設(shè)置腔室191、192、171、172用于限制連接器的公部件101和母部件102周圍的流體20。在這種情況下，流體必須以相對于連接器周圍的水更高的壓力注入公部件101和母部件102周圍，以將公部件101及母部件102與水隔離。將壓力升高數(shù)巴已足夠，適應(yīng)所采用的流體。本發(fā)明的連接/斷開設(shè)備1使用簡單的低成本連接器，該連接器未在其自身內(nèi)部集成復(fù)雜的致動系統(tǒng)。實(shí)際上，該設(shè)備的所有“致動”部件設(shè)置于連接器的外部，且在連接器置于水下時可隨意回收和再利用。這有利于維護(hù)，且相比現(xiàn)有的水下連接器明顯成本更低。特別而言，且如圖5-8中可以具體看出，用于移動連接器100的公部件101和母部件102的裝置11、12不與該公部件101和母部件102集成，而是與其相互獨(dú)立。實(shí)際上，安裝在軌道上的板，固定在這些板上用于安裝連接器100的裝置23、24，齒條110、120，以及傳動齒輪111、121都是與連接器100分離且置于該連接器100外部的部件。具體而言，用于移動連接器100的公部件101和母部件102的密封裝置14、15的裝置13以及密封裝置14、15本身與連接器100分離且置于連接器100外部。這相比現(xiàn)有水下連接器(不管是否為“滾動密封”型連接器)具有明顯優(yōu)勢。而且，使用用作降低作用力的裝置的傳動齒輪或隔離器使得能夠使用更小的自動水下機(jī)器人來控制連接器的連接/斷開階段。
權(quán)利要求
1.一種用于連接/斷開帶有公部件(101)和母部件(102)的水下連接器(100)的設(shè)備(1)，該設(shè)備包括用于在連接位置與斷開位置之間移動所述連接器(100)的公部件和母部件中的至少之一的裝置(11、12)，其特征在于，該設(shè)備還包括用于在所述連接器(100) 從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時以使得所述公部件和母部件與連接器(100)周圍的水隔離的方式向所述連接器(100)的公部件(101)和母部件(102)周圍注入流體00)的注入系統(tǒng)(16)，該注入系統(tǒng)(16)在所述連接器(100)的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接/斷開設(shè)備(1)，設(shè)有至少一個腔室(19、171、172)，該腔室包括至少一個開口(E)，用于接收在所述連接器(100)從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時將所述公部件(101)及所述母部件(10 與所述連接器(100)周圍的水隔離的所述流體00)；以及用于將所述流體排出到所述腔室之外的至少一個開口 (S)0
3.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，包括容納所述連接器(100)的公部件(101)和母部件(102)的腔室(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接/斷開設(shè)備(1)，包括兩個腔室(171、172)，這兩個腔室中的一個腔室(171)包括所述連接器的公部件(101)，而這兩個腔室中的另一個腔室(172) 包括所述連接器的母部件(102)，所述兩個腔室(171、17幻形成用于彼此嵌套的互補(bǔ)型公部件和母部件，每個腔室(171、17幻包括用于在所述連接器從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時接收所述流體00)的至少一個開口(E)，以及用于在該腔室與連接器周圍的水流體連通時排出該流體的至少一個開口(S)。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，包括用于在所述連接器處于斷開位置時相對于該連接器周圍的水密封所述連接器的公部件和母部件的密封裝置(14、 15)。
6.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，其中，所述密封裝置(14、15)在所述連接器外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的連接/斷開設(shè)備(1)，包括用于在連接位置和斷開位置之間移動所述密封裝置(14、15)的裝置(13)。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，其中，用于移動所述密封裝置(14、 15)的裝置(13)包括隔離器(131)，該隔離器(131)用于同時與用于移動所述連接器的公部件(101)和母部件(102)的裝置(11、12)接觸。
9.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，其中，所述隔離器(131)具有對稱形狀，例如為三角形。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的連接/斷開設(shè)備(1)，包括安裝在所述設(shè)備 (1)的框架與用于移動所述密封裝置(14、15)的裝置(13)之間的第一回復(fù)裝置，用于在所述連接器從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時移動所述密封裝置(14、15)。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，其中，-用于移動連接器的公部件(101)的裝置(11)包括第一齒條(110)以及通過該第一齒條(110)驅(qū)動用于移動所述公部件的裝置(11)的第一傳動齒輪(111)；且-用于移動連接器的母部件(10 的裝置(1 包括第二齒條(120)以及通過該第二齒條(120)驅(qū)動用于移動所述母部件的裝置(12)的第二傳動齒輪(121)。
12.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，其中，所述兩個傳動齒輪(111、121) 彼此配合且優(yōu)選是相同的。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的連接/斷開設(shè)備(1)，包括安裝在用于移動所述連接器的公部件(101)的裝置(11)與用于移動所述連接器的母部件(102)的裝置(12)之間的第二回復(fù)裝置(17)，用于將所述公部件(101)與所述母部件(102)彼此連接。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備用于連接或斷開水下電連接器(100)的公部件 (101)及母部件(102)的用途，其中，用于將所述連接器的公部件(101)及母部件(102)與周圍的水隔離的流體00)是電介質(zhì)流體。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-13之一所述的設(shè)備用于連接或斷開水下光連接器(100)的公部件(101)及母部件(102)的用途，其中，用于將所述連接器的公部件(101)及母部件(102)與周圍的水隔離的流體00)在預(yù)定波長范圍內(nèi)是光學(xué)上透明的。
16.連接/斷開帶有公部件(101)和母部件(102)的水下連接器(100)的方法，其特征在于，在連接器(100)從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時，以使得將連接器(100)的公部件(101)及母部件(102)與該連接器周圍的水隔離的方式，將連接器(100)外部的注入系統(tǒng)(16)注入到連接器(100)的公部件(101)及母部件(102)周圍。
17.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的連接/斷開方法，其中，所述連接器(100)從其連接位置進(jìn)入其斷開位置以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置的步驟包括在與所述連接器(100)的公部件及母部件的移動方向垂直的方向上移動所述連接器(100)的公部件(101)和母部件 (102)的密封裝置(14、15)的子步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17中任一項(xiàng)所述的連接/斷開方法，其中，以相對于連接器周圍的水更高的壓力注入所述流體00)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連接/斷開帶有公部件(101)和母部件(102)的水下連接器(100)的設(shè)備(1)，涉及相關(guān)的連接/斷開方法，以及所述設(shè)備可能的各種用途。該設(shè)備包括用于在連接位置與斷開位置之間移動所述連接器(100)的公部件和/或母部件的裝置(11、12)，并且其特征在于，該設(shè)備還包括用于在連接器從其連接位置進(jìn)入其斷開位置時以及從其斷開位置進(jìn)入其連接位置時向所述連接器(100)的公部件(101)和母部件(102)周圍注入流體(20)的注入系統(tǒng)(16)，以將所述公、母部件與連接器(100)周圍的水隔離，該注入系統(tǒng)(16)位于連接器(100)外部。
文檔編號H01R43/26GK102484335SQ201080030283
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者斯蒂芬·比爾泰, 米歇爾·比約 申請人:國家科學(xué)研究中心