同轴型跨接式超导电缆接头结构及其制造方法

技术领域

本发明属于超导电缆制造技术领域，具体为同轴型跨接式超导电缆接头结构及其制造方法。

背景技术

在目前同轴电缆的接头结构通常具有一信号连接端及一接合端，托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，通电的时候，托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到极高的温度，以达到核聚变的目的,其核心部件就是用于产生高强度磁场的超导磁体，超导磁体单个绕组线圈导体往往长达数千米，且超导磁体系统往往由数十个子部件组成，受穿缆拉力、导体制造生产线长度等影响，单根超导电缆导体的制造长度往往不超过1000m，因此需要通过超导电缆接头实现超导磁体子绕组之间以及各部件之间的连接。

例如中国专利文献“同轴型跨接式超导电缆接头结构及其制造方法”申请号为：202211154673.3，该对比文献中主要技术特征为“简便了超导接头的安装与拆卸，且具有可重复的较低接头电阻特性，制造方法整体操作方便，接头结构牢固耐用，具有良好的实际效益，适合各类型大型超导磁体使用”但仍通过焊接将轴向分成多瓣的卢瑟福电缆安装于两内套管的外周壁，使其形成完整的管状以连接两内套管，采用焊接方式难以实现对电缆的快拆或快装的目的，在后续更换或检修的过程中仍然带来极大不便。

在将多段同轴型超导电缆进行跨接时，通常采用接头将其进行连接导通，传统接头结构的穿孔轴心通常与接头结构的一主体结构为相同轴心，在电缆布置完成后，若电缆发生扭绞或者外力拖拽时，极易造成连接处的松动脱落；同时在采用卡箍以及螺栓加固的方式，在长期使用过程中易受环境影响出现老化以及松脱情况，使其连接处的密封性大大折扣，不仅造成连接失效，信号的传输不够稳定，还具有一定的安全隐患。

有鉴于此，提出同轴型跨接式超导电缆接头结构及其制造方法来解决上述问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了同轴型跨接式超导电缆接头结构及其制造方法，解决了传统接头结构的穿孔轴心通常与接头结构的一主体结构为相同轴心，在电缆布置完成后，若电缆发生扭绞或者外力拖拽时，极易造成连接处的松动脱落；同时在采用卡箍以及螺栓加固的方式，在长期使用过程中易受环境影响出现老化以及松脱情况，使其连接处的密封性大大折扣，不仅造成连接失效，信号的传输不够稳定，还具有一定的安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：同轴型跨接式超导电缆接头结构，包括接头管，所述接头管内的两侧均设有电缆主体，所述电缆主体外搭接有密封组件，所述密封组件设置在接头管内，两个密封组件相互远离的一侧分别与两个电缆主体的相对面搭接，所述接头管内壁开设有若干个L型孔，所述密封组件设置在L型孔内，且密封组件的一端与接头管的内壁固定连接，所述接头管的顶部和底部均开设有T型孔，所述T型孔内设有调压组件。

作为本发明的进一步方案：所述电缆主体包括护套，所述护套内设有铠甲防护层，所述铠甲防护层内设有线芯，两个线芯之间相互卡接，所述护套与密封组件内搭接。

作为本发明的进一步方案：所述护套位于接头管的一侧开设有若干个限位槽，所述限位槽内卡接有限位块，所述限位块的一端为弧形设计，所述限位块的另一侧与接头管的内壁固定连接。

作为本发明的进一步方案：所述密封组件包括气垫圈，所述气垫圈与接头管的内壁固定连接，所述气垫圈内设有若干个密封环，所述气垫圈的一侧通过八个导气管均连接有活塞筒，所述活塞筒的一端与接头管内壁的一侧固定连接，所述导气管卡接在L型孔内。

作为本发明的进一步方案：所述活塞筒内设有活塞杆，六个活塞杆的一端连接有同一个压板，所述压板与护套的一侧搭接，所述活塞杆外套接有弹簧，所述弹簧的一端与活塞筒固定连接，所述弹簧的另一端与压板的一侧固定连接。

作为本发明的进一步方案：所述调压组件包括密封筒，所述密封筒内设有活塞柱，所述密封筒的底部连通有导管，所述活塞柱的顶部通过轴承连接有丝杆，所述丝杆外通过螺母卡接在密封筒的顶部，所述丝杆的顶端固定连接有转柄。

作为本发明的进一步方案：所述接头管的前后两侧分别卡接有压力表和单向排气阀，且压力表和单向排气阀均与接头管内部连通。

同轴型跨接式超导电缆接头结构的制造方法，包括以下步骤：

S1、将需对接的两段电缆主体端头处护套和铠甲防护层均去除，且分别露出两端线芯，并且去除线芯表面的镀层；

S2、在铠甲防护层一侧开设若干个限位槽，同时清理护套外壁，使护套外为平滑状；

S3、在接头管内的顶部和底部均开设T型孔，将预准备的密封筒卡入T型孔内，并且在密封筒与T型孔的连接处进行密封焊接，使密封筒底部的导管与接头管连通；

S4、在接头管的前后两侧分别卡入压力表和单向排气阀，使压力表与单向排气阀与接头管内部连通，并且在接头管与压力表和单向排气阀的连接处进行密封焊接；

S5、在接头管内的侧壁焊接两组限位块，每组限位块的数量为三十个，其次在接头管内开设两组L型孔，每组L型孔的数量为八个；

S6、将两个气垫圈固定安装在接头管的内壁，对应L型孔数量的导气管与气垫圈与活塞筒连通，导气管贯穿L型孔，其次将活塞筒安装在接头管内壁的一侧；

S7、将去除表面镀层的线芯插入接头管内，使铠甲防护层上的限位槽与接头管内的限位块相卡接，护套则与压板接触并且挤压压板，直至两个线芯之间相互卡接，接头管内的气体则从单向排气阀排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明中，通过设置接头管来连接两个电缆主体，将去除表面镀层的线芯插入接头管内，使铠甲防护层上的限位槽与接头管内的限位块相卡接，护套则与压板接触并且挤压压板，直至两个线芯之间相互卡接，在压板被挤压的过程中，压板会推动多个活塞杆伸入活塞筒内，活塞筒内气体则通过导气管注入气垫圈内，气垫圈则发生膨胀并且缩小自身内径，同时带动多个密封环与护套紧密接触，实现连接处密封的目的，由于此时接头管内处于密封状态，接头管内的气体则从单向排气阀排出，因而接头管内部形成一个真空吸附的环境，具有良好密封性的同时起到对两个电缆主体稳定连接的目的，通过气垫圈膨胀挤压的方式进行密封能够防止密封老化情况，大大增强其连接密封性，保证信号传输的稳定性，降低电缆主体在使用过程中出现的安全隐患。

2、本发明中，通过设置接头管连接两个电缆主体时，当密封环贴紧护套时，能够通过转柄转动丝杆，丝杆在旋转的过程中能够通过轴承带动活塞柱向上移动，由于单向排气阀能够防止外界气体回流至接头管内，在活塞柱向上移动的过程中能够抽取接头管内部气体，增加真空吸附强度，使两个电缆主体能够相互紧密贴合，提高接头管与电缆主体连接的稳定性，还能够通过压力表测量接头管内空气压力，实时掌握两个电缆主体连接的密封效果，以便及时处理。

3、本发明中，通过设置限位块，铠甲防护层上的限位槽与接头管内的限位块相卡接，能够起到对电缆主体限位的作用，配合接头管内部真空吸附能力，防止电缆主体安装后发生扭绞或者外力拖拽时造成连接处的松动脱落，进一步提高接头管与电缆主体连接的稳定性，在拆下电缆主体时，则反向转动转柄，使丝杆在旋转的过程中能够带动活塞柱向下移动，使接头管内气压增大，通过压力顶动两个电缆主体向接头管内的两侧移动，在电缆主体向外移动一段距离的过程中，通过弹簧的弹力对压板支撑，使压板能够带动多个活塞杆伸出活塞筒，则活塞筒则通过导气管抽取气垫圈内的气体，使气垫圈的内径增大，密封环则逐渐脱离护套，此时即可轻松将电缆主体抽出接头管，通过增大接头管内气压的方式来实现对电缆主体拆卸的目的，大大减轻其劳动强度，提高操作便捷性。

附图说明

图1为本发明立体的结构示意图；

图2为本发明后视的结构示意图；

图3为本发明接头管与电缆主体连接的结构示意图；

图4为本发明接头管与密封组件连接的结构示意图；

图5为本发明密封组件的结构示意图；

图6为本发明接头管剖面的结构示意图；

图7为本发明调压组件剖面的结构示意图；

图中：1、接头管；2、电缆主体；201、护套；202、铠甲防护层；203、线芯；204、限位槽；3、密封组件；301、气垫圈；302、密封环；303、压板；304、导气管；305、活塞筒；306、活塞杆；307、弹簧；4、限位块；5、L型孔；6、T型孔；7、调压组件；701、密封筒；702、活塞柱；703、导管；704、轴承；705、丝杆；706、螺母；707、转柄；8、压力表；9、单向排气阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本申请的技术方案作进一步详细地说明。

如图1-7所示，本发明提供一种技术方案：同轴型跨接式超导电缆接头结构，包括接头管1，接头管1内的两侧均设有电缆主体2，电缆主体2包括护套201，护套201内设有铠甲防护层202，铠甲防护层202内设有线芯203，两个线芯203之间相互卡接，护套201与密封组件3内搭接；

护套201位于接头管1的一侧开设有若干个限位槽204，限位槽204内卡接有限位块4，限位块4的一端为弧形设计，限位块4的另一侧与接头管1的内壁固定连接，通过设置限位块4，铠甲防护层202上的限位槽204与接头管1内的限位块4相卡接，能够起到对电缆主体2限位的作用，配合接头管1内部真空吸附能力，防止电缆主体2安装后发生扭绞或者外力拖拽时造成连接处的松动脱落，进一步提高接头管1与电缆主体2连接的稳定性；

电缆主体2外搭接有密封组件3，密封组件3设置在接头管1内，两个密封组件3相互远离的一侧分别与两个电缆主体2的相对面搭接，密封组件3包括气垫圈301，气垫圈301与接头管1的内壁固定连接，气垫圈301内设有若干个密封环302，气垫圈301的一侧通过八个导气管304均连接有活塞筒305，活塞筒305的一端与接头管1内壁的一侧固定连接，导气管304卡接在L型孔5内，通过气垫圈301与密封环302之间的相互配合，活塞筒305内气体则通过导气管304注入气垫圈301内，气垫圈301则发生膨胀并且缩小自身内径，同时带动多个密封环302与护套201紧密接触，实现连接处密封的目的，由于此时接头管1内处于密封状态，接头管1内的气体则从单向排气阀9排出，因而接头管1内部形成一个真空吸附的环境，具有良好密封性的同时起到对两个电缆主体2稳定连接的目的；

活塞筒305内设有活塞杆306，六个活塞杆306的一端连接有同一个压板303，压板303与护套201的一侧搭接，活塞杆306外套接有弹簧307，弹簧307的一端与活塞筒305固定连接，弹簧307的另一端与压板303的一侧固定连接，通过设置弹簧307，通过弹簧307的弹力对压板303支撑，使压板303能够带动多个活塞杆306伸出活塞筒305，则活塞筒305则通过导气管304抽取气垫圈301内的气体，使气垫圈301的内径增大，密封环302则逐渐脱离护套201，此时即可轻松将电缆主体2抽出接头管1，通过增大接头管1内气压的方式来实现对电缆主体2拆卸的目的；

接头管1内壁开设有若干个L型孔5，密封组件3设置在L型孔5内，且密封组件3的一端与接头管1的内壁固定连接，接头管1的顶部和底部均开设有T型孔6，T型孔6内设有调压组件7，调压组件7包括密封筒701，密封筒701内设有活塞柱702，密封筒701的底部连通有导管703，活塞柱702的顶部通过轴承704连接有丝杆705，丝杆705外通过螺母706卡接在密封筒701的顶部，丝杆705的顶端固定连接有转柄707，通过转柄707转动丝杆705，丝杆705在旋转的过程中能够通过轴承704带动活塞柱702向上移动，在活塞柱702向上移动的过程中能够抽取接头管1内部气体，增加真空吸附强度，使两个电缆主体2能够相互紧密贴合，提高接头管1与电缆主体2连接的稳定性。

接头管1的前后两侧分别卡接有压力表8和单向排气阀9，且压力表8和单向排气阀9均与接头管1内部连通，通过压力表8与单向排气阀9之间的相互配合，通过压力表8测量接头管1内空气压力，实时掌握两个电缆主体2连接的密封效果，以便及时处理；单向排气阀9能够防止外界气体回流至接头管1内，在活塞柱702向上移动的过程中能够抽取接头管1内部气体，增加真空吸附强度，使两个电缆主体2能够相互紧密贴合。

同轴型跨接式超导电缆接头结构的制造方法，包括以下步骤：

S1、将需对接的两段电缆主体2端头处护套201和铠甲防护层202均去除，且分别露出两端线芯203，并且去除线芯203表面的镀层；

S2、在铠甲防护层202一侧开设若干个限位槽204，同时清理护套201外壁，使护套201外为平滑状；

S3、在接头管1内的顶部和底部均开设T型孔6，将预准备的密封筒701卡入T型孔6内，并且在密封筒701与T型孔6的连接处进行密封焊接，使密封筒701底部的导管703与接头管1连通；

S4、在接头管1的前后两侧分别卡入压力表8和单向排气阀9，使压力表8与单向排气阀9与接头管1内部连通，并且在接头管1与压力表8和单向排气阀9的连接处进行密封焊接；

S5、在接头管1内的侧壁焊接两组限位块4，每组限位块4的数量为三十个，其次在接头管1内开设两组L型孔5，每组L型孔5的数量为八个；

S6、将两个气垫圈301固定安装在接头管1的内壁，对应L型孔5数量的导气管304与气垫圈301与活塞筒305连通，导气管304贯穿L型孔5，其次将活塞筒305安装在接头管1内壁的一侧；

S7、将去除表面镀层的线芯203插入接头管1内，使铠甲防护层202上的限位槽204与接头管1内的限位块4相卡接，护套201则与压板303接触并且挤压压板303，直至两个线芯203之间相互卡接，接头管1内的气体则从单向排气阀9排出。

本发明的工作原理为：

通过接头管1来连接两个电缆主体2，将去除表面镀层的线芯203插入接头管1内，使铠甲防护层202上的限位槽204与接头管1内的限位块4相卡接，护套201则与压板303接触并且挤压压板303，直至两个线芯203之间相互卡接，在压板303被挤压的过程中，压板303会推动多个活塞杆306伸入活塞筒305内；

活塞筒305内气体则通过导气管304注入气垫圈301内，气垫圈301则发生膨胀并且缩小自身内径，同时带动多个密封环302与护套201紧密接触，实现连接处密封的目的，由于此时接头管1内处于密封状态，接头管1内的气体则从单向排气阀9排出，因而接头管1内部形成一个真空吸附的环境，具有良好密封性的同时起到对两个电缆主体2稳定连接的目的；

当密封环302贴紧护套201时，能够通过转柄707转动丝杆705，丝杆705在旋转的过程中能够通过轴承704带动活塞柱702向上移动，由于单向排气阀9能够防止外界气体回流至接头管1内，在活塞柱702向上移动的过程中能够抽取接头管1内部气体，增加真空吸附强度，使两个电缆主体2能够相互紧密贴合；

在拆下电缆主体2时，则反向转动转柄707，使丝杆705在旋转的过程中能够带动活塞柱702向下移动，使接头管1内气压增大，通过压力顶动两个电缆主体2向接头管1内的两侧移动；

在电缆主体2向外移动一段距离的过程中，通过弹簧307的弹力对压板303支撑，使压板303能够带动多个活塞杆306伸出活塞筒305，则活塞筒305则通过导气管304抽取气垫圈301内的气体，使气垫圈301的内径增大，密封环302则逐渐脱离护套201，此时即可轻松将电缆主体2抽出接头管1。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本申请的较佳实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。