CN102509943A - 无骨架结构型水密连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无骨架结构型水密连接器，包括插头（1）和插座（2），插座（2）包括绝缘主体A（3）、一组插针（5）、至少一个定位针（6），插针（5）的接线端连接有聚氟护套芯线（12），插针（5）、定位针（6）和聚氟护套芯线（12）与绝缘主体A（3）为一体成型结构；插头（1）包括绝缘主体B（15）、一组与插针（5）匹配的插孔（7）和与定位针（6）匹配的定位针插孔（14），插孔（7）的接线端连接有水密电缆（16），插孔（7）、定位针插孔（14）、水密电缆（16）与绝缘主体B（15）为一体成型结构。本发明的有益效果是：结构简单、工艺性好、体积小巧、插拔快捷、绝缘性高、接触可靠、插拔寿命长。

Description

无骨架结构型水密连接器

技术领域

本发明涉及海洋、油气技术领域，特别是一种用于深海探测、油气钻探与作业技术设备的电力、信号传输的无骨架结构型水密连接器。

背景技术

目前国内暂未见到用于深海探测、油气钻探与作业过程中电气设备的电力输送、信号传输的无骨架结构型水密连接器，在深海探测、油气钻探与作业时所使用的无骨架结构型水密连接器主要依靠国外进口，不仅订货周期长、价格昂贵，而且还会遭遇发达国家对我国技术封锁和禁运。

国内现有的骨架结构型水密连接器的设计，为提高连接器每一接触对的电接触性能的可靠性，对导电插针及导线、导电插孔及电缆设置绝缘定位骨架，为配合导电插针、插孔与绝缘定位骨架的安装，分别对导电插针、插孔设置卡圈、卡圈槽结构，由于绝缘定位骨架是与橡胶非亲溶性硬质材料，而水密连接器的插座、插头主体是经注胶硫化成型的弹性绝缘主体，当水密连接器插合后，使水密连接器的每一接触对在受到环境压力或意外冲击力时，不能随着绝缘主体的弹性变化而变化，致使每一接触对的导电插针、插孔的卡圈槽处产生弯曲或断裂，绝缘主体与绝缘定位骨架分离，连接器水密封及电接触性能失效，降低了水密连接器的可靠性。多个绝缘定位骨架的设置，还会使水密连接器加工难度增大，成本增高。

随着我国深海探测、油气钻探技术的不断深入和发展，探测与作业项目不断增多，设备不断更新，对海洋探测、油气钻探设备的要求也随之增加。探测与作业设备的要求应具备自动化、智能化、轻便化、规范化，低能耗的能力。与作业技术配套的电力、信号传输水密连接器，也必须提供探测与作业设备的技术支撑。

国内现有的骨架型水密连接器结构复杂、工艺性差、加工成本高、水密性能不可靠、电接触性能不稳定、插拔寿命短。目前采用的水密连接器均为有骨架结构型，由于插座、插头主体是由橡胶注胶硫化成型，而骨架由绝缘材料压注成型，模具的制作及骨架制作都无形中的增大生产成本，而且骨架与胶料在硫化温度的影响下的冷热变形量不一致，定位骨架与橡胶的粘结性能极差，使定位骨架与橡胶在注胶硫化易产生脱胶分离现象，使插座在冷却后无法达到预期的效果、在实际使用过程中受环境压力变化或受到外界物体冲击的情况下，插针的直线度、位置度都可能产生永久性的变形或断裂，使连接器接触电阻增大或电路断路失效，插针卡圈槽的设计也是使插针受力断裂致命弱点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、工艺性好、体积小巧、插拔快捷、绝缘性高、接触可靠、插拔寿命长的无骨架结构型水密连接器。利用绝缘主体本身具备弹性优良、耐腐蚀性强、绝缘性可靠的特性，将导电插针、插孔分别注胶硫化在无定位骨架的插座、插头的绝缘主体内，使水密连接器插头与插座在插接后，在大气常压下以及深海高压的环境下，保持每一接触对连接的水密封性能及电接触性能的可靠性。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

无骨架结构型水密连接器，包括插头和插座，插座包括绝缘主体A、一组插针、至少一个定位针，插针的接线端连接有聚氟护套芯线，插针、定位针和聚氟护套芯线与绝缘主体A为一体成型结构；

插头包括绝缘主体B、一组与插针匹配的插孔和与定位针匹配的定位针插孔，插孔的接线端连接有水密电缆，插孔、定位针插孔、水密电缆与绝缘主体B为一体成型结构。

所述的插座还包括一安装螺座，所述安装螺座与绝缘主体A为一体成型结构。

所述的安装螺座的后端设有螺纹，其设有螺纹的部分上依次设有密封胶圈、垫圈和螺母。

所述的安装螺座的前后两端皆设有螺纹，其后端设有螺纹的部分上依次设有密封胶圈、垫圈和螺母，密封胶圈设于位于后端螺纹前端部的一个环形密封件槽内。

所述的插头的外部设有锁紧母套。

所述的插座的外部设有锁紧公套。

所述的插针插接端的根部设有一个环状锥形凸台，锥形凸台的后端设有与绝缘主体A一体化的弹性橡胶密封护套。

所述的插孔的前端设有与插针的锥形凸台相匹配的锥形凹坑，插孔的前端的孔壁内设有二～五道重叠式轴封密封环。

本发明具有以下优点：

本发明无骨架结构型水密连接器插座、插头绝缘主体均采用无骨架结构型式设计，绝缘主体材质是具有弹性的氯丁橡胶，经一次性整体注胶硫化成型，使每一接触对的插针、插孔准确而牢固的嵌入绝缘主体内，连接器插接后在环境压力变化的情况下，氯丁橡胶绝缘主体随着环境压力变化而变化，使连接器每一接触对的位置度保持一致性平衡状态，从而保证连接器每一接触对水密封性能和接触电阻的可靠性。

本发明无骨架水密连接器绝缘主体每一接触对密封绝缘插孔内壁，设计与绝缘主体一体化重叠式轴封密封环自平衡水密封结构，连接器插接后在环境压力变化的情况下，绝缘主体随着环境压力变化而保持自平衡状态，使连接器每一接触对插接密封保持自平衡状态，确保连接器的水密封、绝缘性能。

本发明采用无骨架结构型连接器的设计，使连接器每一接触对的插针、插孔在连接器绝缘主体内，保持柔性插接状态，使连接器在环境压力变化的情况下处于自平衡状态，提高了水密封性能和电接触的可靠性，并延长了连接器的插拔寿命，完全克服了骨架结构型水密连接器的硬性插接设计缺陷。

本发明针对每一接触对的导电插针与插孔插合接触面积直接影响导电电流和接触电阻的大小，对导电插针插入端的根部设计一个锥形凸台。导电插针锥形凸台的设计，有利于注胶硫化精确定位，有效地控制插针的一致性，提高了连接器的互换性，并直接对导电插针的圆柱面弹性橡胶密封护套起到可靠的保护作用，无形中延长了连接器每一接触对的插拔寿命。

本发明对导电插孔的插孔口部设计一个与导电插针锥形凸台相匹配的锥形凹坑，使连接器每一接触对插接具备准确的导向性，并增大了连接器每一接触对插针与插孔插合的接触面积，有效的提高连接器每一接触对插接电气性能参数。

水密连接器每一接触对的导电插孔前端孔壁上，设置有2至5道弹性的轴封密封环，其用途是提高水密连接器每一接触对插合密封的钳合力，并逐级提高水密连接器每一接触对在深海环境中的水密封性能及电接触性能。

本发明对连接器绝缘主体与每一接触对的绝缘、密封采用一体化设计方案，对连接器插座绝缘主体与每一接触对的插针绝缘轴封柱体，连接器插头绝缘主体与每一接触对的插孔绝缘轴封孔体均采用一次性注胶成型设计，确保连接器每一接触对的绝缘、密封可靠性。

本发明水密连接器插座、插头的绝缘主体及水密封结构均采用一体化注胶硫化成型结构设计，利用橡胶体在环境压力下弹性变形的特性，使插座与插头插接后，在环境压力变化的情况下保持自平衡状态，确保连接器每一接触对的水密封和电接触的可靠性。

水密连接器插座的绝缘主体内钦有与深海水密电缆芯数相同的导线，每一根导线连接一根插针，插针连接水密连接器插头的插孔，起到深海水密电缆导线与水密连接器插座导线间电力、信息传输作用。

附图说明

图1 为本发明的插座的一种结构示意图

图2 为本发明的插头的结构示意图

图3 为本发明的一种结构示意图

图4 为本发明的另一种结构示意图

图5 为本发明使用时的结构示意图

图中，1-插头，2-插座，3-绝缘主体A，4-安装螺座，5-插针，6-定位针，7-插孔，8-锥形凸台，9-锥形凹坑，10-弹性橡胶密封护套，11-轴封密封环，12-聚氟护套芯线，13-密封胶圈，14-定位针插孔，15-绝缘主体B，16-水密电缆，17-锁紧母套，18-锁紧公套，19-垫片，20-螺母。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1：

如图1、图2、图3所示，无骨架结构型水密连接器，包括插头1和插座2，插座2包括绝缘主体A3、一组插针5、至少一个定位针6，插针5的接线端连接有聚氟护套芯线12，每一根导线与连接一根导电插针5，芯线12的另一端连接深海耐压舱内的电气设备上，其用途是连接各个设备中电气线路，起到各个深海探测设备的电力、信号的传输作用，插针5、定位针6和聚氟护套芯线12经注胶硫化与绝缘主体A3一体成型；

插头1包括绝缘主体B15、一组与插针5匹配的插孔7和与定位针6匹配的定位针插孔14，插孔7的接线端连接有水密电缆16，插孔7、定位针插孔14、水密电缆16经注胶硫化与绝缘主体B15一体成型。

所述的插座2还包括一安装螺座4，所述安装螺座4，经注胶硫化与绝缘主体A3一体成型。所述的安装螺座4的前后两端皆设有螺纹，其后端设有螺纹的部分上依次设有密封胶圈13、垫片19和螺母20，密封胶圈13设于位于后端螺纹前端部的一个环形密封件槽内。

插头1的外部设有锁紧母套17，锁紧母套17与安装螺座4的前端螺纹相配合连接，防止水密连接器插合后在深海动态环境中的意外脱落，起到保证水密连接器插头1与插座2插合后的电力、信号传输的可靠性及抗压水密封的作用。

所述的插针5插接端的根部设有一个环状锥形凸台8，锥形凸台8的后端设有与绝缘主体A3一体化的弹性橡胶密封护套10，以提高水密连接器插座与水密连接器插头插合后的钳合力，起到水密连接器插座2与插头1插合后的水密封及电气绝缘作用。

所述的插孔7的前端设有与插针5的锥形凸台8相匹配的锥形凹坑9，插孔7的前端的孔壁内设有二～五道重叠式轴封密封环11，以提高水密连接器插头1与水密连接器插座2插合后的钳合力，起到水密连接器每一接触对的连接密封作用，并逐级提高插接件在深海环境中的水密封及电气绝缘性能。

实施例2：

如图2、图4所示，无骨架结构型水密连接器，包括插头1和插座2，插座2包括绝缘主体A3、一组插针5、至少一个定位针6，插针5的接线端连接有聚氟护套芯线12，每一根导线与连接一根插针5，芯线12的另一端连接深海耐压舱内的电气设备上，其用途是连接各个设备中电气线路，起到各个深海探测设备的电力、信号的传输作用，插针5、定位针6和聚氟护套芯线12，经注胶硫化与绝缘主体A3一体成型；

插头1包括绝缘主体B15、一组与插针5匹配的插孔7和与定位针6匹配的定位针插孔14，插孔7的接线端连接有水密电缆16，插孔7、定位针插孔14、水密电缆16经注胶硫化与绝缘主体B15一体成型。

所述的插座2还包括一安装螺座4，所述安装螺座4经注胶硫化与绝缘主体A3一体成型。所述的安装螺座4的后端设有螺纹，其设有螺纹的部分上依次设有密封胶圈13、垫片19和螺母20。

插头1的外部设有锁紧母套17，插座2的外部设有锁紧公套18。锁紧母套17与锁紧公套18配合防止水密连接器插合后在深海动态环境中的意外脱落，起到水密连接器插头1与插座2插合后的电力、信号传输的可靠性及抗压水密封作用。

所述的插针5插接端的根部设有一个环状锥形凸台8，锥形凸台8的后端设有与绝缘主体A3一体化的弹性橡胶密封护套10，以提高水密连接器插座与水密连接器插头插合后的钳合力，起到水密连接器插座2与插头1插合后的水密封及电气绝缘作用。

所述的插孔7的前端设有与插针5的锥形凸台8相匹配的锥形凹坑9，插孔7的前端的孔壁内设有二～五道重叠式轴封密封环11，以提高水密连接器插头1与水密连接器插座2插合后的钳合力，起到水密连接器每一接触对的连接密封作用，并逐级提高插接件在深海环境中的水密封及电气绝缘性能。

本发明的使用过程如下：

使用时，如图5所示，将两个安装有密封胶圈13的同一型号水密连接器的安装螺座4分别安装在水密耐压密封舱的两个舱盖上，密封胶圈13确保水密连接器安装螺座4与设备间安装的水密封。

用同一型号带水密电缆的连接器插头1分别对水密连接器插座2进行连接。插针5插接于插孔7内，同时通过定位针6和定位针插孔14进行定位，插头1插接于插座2上，轴封密封环11与弹性橡胶密封护套10形成密封，连接器插接后在环境压力变化的情况下，绝缘主体A3和绝缘主体B15随着环境压力变化而保持自平衡状态，轴封密封环11与弹性橡胶密封护套10使连接器每一接触对插接密封保持自平衡状态，确保连接器的水密封性和绝缘性能。

将锁紧母套17安装于前端设有螺纹的安装螺座4上，或将锁紧母套17安装锁紧公套4上，拧紧，并对耐压舱进行密封安装。水密电缆连接器起到深海作业探测设备耐压密封舱间的电力、信号传输作用。 

Claims (8)

1.无骨架结构型水密连接器，包括插头（1）和插座（2），其特征在于：插座（2）包括绝缘主体A（3）、一组插针（5）、至少一个定位针（6），插针（5）的接线端连接有聚氟护套芯线（12），插针（5）、定位针（6）和聚氟护套芯线（12）与绝缘主体A（3）为一体成型结构；

插头（1）包括绝缘主体B（15）、一组与插针（5）匹配的插孔（7）和与定位针（6）匹配的定位针插孔（14），插孔（7）的接线端连接有水密电缆（16），插孔（7）、定位针插孔（14）、水密电缆（16）与绝缘主体B（15）为一体成型结构。

2.根据权利要求1所述的无骨架结构型水密连接器，其特征在于：所述的插座（2）还包括一安装螺座（4），所述安装螺座（4）与绝缘主体A（3）为一体成型结构。

3.根据权利要求2所述的无骨架结构型水密连接器，其特征在于：所述的安装螺座（4）的后端设有螺纹，其设有螺纹的部分上依次设有密封胶圈（13）、垫片（19）和螺母（20）。

4.根据权利要求2所述的无骨架结构型水密连接器，其特征在于：所述的安装螺座（4）的前后两端皆设有螺纹，其后端设有螺纹的部分上依次设有密封胶圈（13）、垫片（19）和螺母（20），密封胶圈（13）设于位于后端螺纹前端部的一个环形密封件槽内。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的无骨架结构型水密连接器，其特征在于：所述的插头（1）的外部设有锁紧母套（17）。

6.根据权利要求3所述的无骨架结构型水密连接器，其特征在于：所述的插座（2）的外部设有锁紧公套（18）。

7.根据权利要求1所述的无骨架结构型水密连接器，其特征在于：所述的插针（5）插接端的根部设有一个环状锥形凸台（8），锥形凸台（8）的后端设有与绝缘主体A（3）一体化的弹性橡胶密封护套（10）。

8.根据权利要求4所述的无骨架结构型水密连接器，其特征在于：所述的插孔（7）的前端设有与插针（5）的锥形凸台（8）相匹配的锥形凹坑（9），插孔（7）的前端的孔壁内设有二～五道重叠式轴封密封环（11）。

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