CN103280677A - 一种耐超高温无极性射频同轴电连接器 - Google Patents

一种耐超高温无极性射频同轴电连接器 Download PDF

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一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，包括射频连接器插头和射频连接器插座，射频连接器插头的插头内导体和插头外壳在其中部通过插头玻璃体烧结在一起，插头内导体口部向内劈槽开有插头台阶孔，在插头台阶孔内放置有与其间隙配合的插头弹簧，在插头台阶孔内、插头弹簧外压配入与插头台阶孔间隙配合的插头内接触头，在其外接触端面开有盲孔；射频连接器插座的插座内导体和插座外壳在其中部通过插座玻璃体烧结在一起，插座内导体口部向内劈槽开有插座台阶孔，在插座台阶孔内放置有与其间隙配合的插座弹簧，在插座台阶孔内、插座弹簧外压配入与插座台阶孔间隙配合的插座内接触头，在其外接触端面开有盲孔；具有可靠性高且满足650℃的超高温应用条件的特点。

Description

一种耐超高温无极性射频同轴电连接器
技术领域
本发明涉及射频同轴电连接器技术领域，具体涉及一种耐超高温无极性射频同轴电连接器。
背景技术
电连接器的内导体连接一般为采用铍青铜材料的弹性接触件与刚性接触件径向配合。
当插针为弹性接触件时：绞线插针一般采用三根铍青铜线作内圈，七根铍青铜线作外圈，内外圈反向绞合，两端熔焊，插针中部凸起部分外切圆直径大于插孔内径。对插时因受力产生压缩变形（最大变形量为0.05mm）和轴向旋转伸长，外圈的七根铜线与插孔形成七线接触。
当插孔为弹性接触件时：一般采用铍青铜劈槽收口，劈槽收口后插孔形成悬臂状态。收口后，插孔内孔端面直径小于插针外径，对插时因受力产生涨口变形，(SMA系列连接器最大变形量为0.05mm)插孔端面与插针形成圆周线接触。插孔的弹变载荷与弹性系数成正比，如公式（1）。如果弹性系数太小，则不能获得所需的接触压力。
W=(δEbt2)/（4L2）    公式（1）
W:弹变载荷,δ:收口变形量，E：弹性系数，b：插孔悬臂宽度，
t:插孔壁厚，L:插孔劈槽深度
线簧孔的接触形式与劈槽收口工作原理一致，均为弹性材料径向形变产生接触压力。
以上两种形式具有可靠性高、抗振动、耐冲击等特点，但在350℃以上的高温条件下以上两种形式的应用会带来接触问题。随着温度的升高，铍青铜材料的弹性系数会下降，材料内部的微观分子间的形变变小。绞线插针与刚性孔对插后，插针中部凸起会被压缩变小但回弹变小；劈槽插孔或线簧孔与刚性针对插后，插孔被涨大但回弹变小。上述针孔径向接触方式形变较小，弹性系数下降后易导致接触压力的降低，产生接触不良，甚至接触失效。所以采用径向弹性变形产生接触压力的耐高温连接器仅耐受300℃以下温度，无法满足核能、航空、航天等领域650℃的超高温应用条件。如何满足电连接器更高的温度应用成了该领域的技术难题,行业内一般采取系统内增加隔热层的方法使连接器的环境温度降低，但此方法增加了整机系统的复杂程度，成本较高，并且不利于设备维护及检修。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，具有可靠性高且满足650℃的超高温应用条件的特点。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，包括射频连接器插头以及与射频连接器插头配接的射频连接器插座，
所述射频连接器插头包括插头内导体1、插头外壳3，所述插头内导体1和插头外壳3在其中部通过插头玻璃体2烧结在一起，在插头外壳3外设置有连接螺套7，卡环6置于连接螺套7和插头外壳3的卡环槽内，所述插头内导体1口部向内劈槽开有插头台阶孔，在插头台阶孔内放置有插头弹簧4，所述插头台阶孔与插头弹簧4为间隙配合，在所述插头台阶孔内、插头弹簧4外压配入插头内接触头5，所述插头内接触头5与插头台阶孔为间隙配合，在所述插头内接触头5外接触端面开有插头内接触头盲孔；
所述射频连接器插座包括插座内导体8、插座外壳10，所述插座内导体8和插座外壳10在其中部通过插座玻璃体9烧结在一起，所述插座内导体8口部向内劈槽开有插座台阶孔，在插座台阶孔内放置有插座弹簧11，所述插座台阶孔与插座弹簧11为间隙配合，在所述插座台阶孔内、插座弹簧11外压配入插座内接触头12，所述插座内接触头12与插座台阶孔为间隙配合，在所述插座内接触头12外接触端面开有和插头内接触头盲孔位置对应的插座内接触头盲孔；
所述插头弹簧4、卡环6和插座弹簧11的材料均采用γ′相进行时效强化的耐高温合金。
所述耐高温合金为镍基高温合金GH145。
所述插头弹簧4与插头台阶孔孔壁间的最小间隙为0.1mm；所述插座弹簧11与插座台阶孔孔壁间的最小间隙也为0.1mm。
所述插头内接触头5与插头台阶孔孔壁间的最小间隙为0.05mm；所述插座内接触头12与插座台阶孔孔壁间的最小间隙也为0.05mm。
所述插头内导体1、插头外壳3、插头内接触头5、连接螺套7、插座内导体8、插座外壳10以及插座内接触头12均采用4J29铁钴镍玻璃封接合金。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1）本发明射频连接器插头和射频连接器插座的内导体采用无极性接触形式，内接触头端面设计有盲孔，利用弹簧的轴向压缩弹变，在基准面形成环形平面接触，有效减小内接触头端面接触面积，增大接触压力，使接触可靠性提高；
2）插头台阶孔、插座台阶孔分别与插头弹簧、插座弹簧为间隙配合，最小间隙为0.1mm，以避免弹簧压缩时与内孔干涉，产生摩擦力，导致弹簧卡死；插头台阶孔、插座台阶孔分别与插头内接触头、插座内接触头间为间隙配合，最小间隙为0.05mm，以减小摩擦力；
3）射频连接器插头和射频连接器插座的内导体及外壳与7070玻璃采用一体烧结的形式进行支撑固定，7070玻璃在高温条件下具有稳定的介电常数，使产品在高温条件下具有优良的电气性能；
4）插头弹簧、卡环和插座弹簧的材料均采用γ′相进行时效强化的镍基高温合金GH145，该合金在800℃以下具有较高的强度，及较好的耐松弛性能。该合金可用于制造工作温度在650℃以下的螺旋压簧，使本发明能用于航空、航天及核能等领域的要求耐松弛的场合。
附图说明
图1为本发明射频插头、插座配接示意图。
图2为本发明射频连接器插头的结构示意图。
图3为本发明射频连接器插座的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
如图1、图2和图3所示，一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，包括射频连接器插头以及与射频连接器插头配接的射频连接器插座；所述射频连接器插头包括插头内导体1、插头外壳3，所述插头内导体1和插头外壳3在其中部通过插头玻璃体2烧结在一起，在插头外壳3外设置有连接螺套7，卡环6置于连接螺套7和插头外壳3的卡环槽内，所述插头内导体1口部向内劈槽开有插头台阶孔，在插头台阶孔内放置有插头弹簧4，所述插头台阶孔与插头弹簧4为间隙配合，在所述插头台阶孔内、插头弹簧4外压配入插头内接触头5，所述插头内接触头5与插头台阶孔为间隙配合，在所述插头内接触头5外接触端面开有插头内接触头盲孔；所述射频连接器插座包括插座内导体8、插座外壳10，所述插座内导体8和插座外壳10在其中部通过插座玻璃体9烧结在一起，所述插座内导体8口部向内劈槽开有插座台阶孔，在插座台阶孔内放置有插座弹簧11，所述插座台阶孔与插座弹簧11为间隙配合，在所述插座台阶孔内、插座弹簧11外压配入插座内接触头12，所述插座内接触头12与插座台阶孔为间隙配合，在所述插座内接触头12外接触端面开有和插头内接触头盲孔位置相对应的插座内接触头盲孔；所述插头弹簧4、卡环6和插座弹簧11的材料均采用γ′相进行时效强化的镍基高温合金GH145。
作为本发明的优选实施方式，所述插头弹簧4与插头台阶孔孔壁间的最小间隙为0.1mm；所述插座弹簧11与插座台阶孔孔壁间的最小间隙也为0.1mm。
作为本发明的优选实施方式，所述插头内接触头5与插头台阶孔孔壁间的最小间隙为0.05mm；所述插座内接触头12与插座台阶孔孔壁间的最小间隙也为0.05mm。
作为本发明的优选实施方式，所述插头内导体1、插头外壳3、插头内接触头5、连接螺套7、插座内导体8、插座外壳10以及插座内接触头12均采用铁钴镍玻璃封接4J29合金。
如图1所示，本发明射频连接器插头和射频连接器插座配接时，连接螺套7与插座外壳10螺纹啮合，旋转连接螺套7，通过卡环6的连接，带动插头外壳3沿轴向移动，当插头内接触头5、插座内接触头12接触时，继续旋转插头连接螺套7，插头内接触头5、插座内接触头12使插头弹簧4、插座弹簧11产生轴向压缩，插头内接触头5、插座内接触头12相对于插头内导体1、插座内导体8产生轴向反向移动，继续旋转连接螺套7，插头外壳3与插座外壳10基准面重合时，插头弹簧4、插座弹簧11产生最大压缩变形量，即产生配接过程中最大的接触头接触压力，使得接触电阻满足产品要求。

Claims (5)

1.一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，包括射频连接器插头以及与射频连接器插头配接的射频连接器插座，其特征在于：
所述射频连接器插头包括插头内导体（1）、插头外壳（3），所述插头内导体（1）和插头外壳（3）在其中部通过插头玻璃体（2）烧结在一起，在插头外壳（3）外设置有连接螺套（7），卡环（6）置于连接螺套（7）和插头外壳（3）的卡环槽内，所述插头内导体（1）口部向内劈槽开有插头台阶孔，在插头台阶孔内放置有插头弹簧（4），所述插头台阶孔与插头弹簧（4）为间隙配合，在所述插头台阶孔内、插头弹簧（4）外压配入插头内接触头（5），所述插头内接触头（5）与插头台阶孔为间隙配合，在所述插头内接触头（5）外接触端面开有插头内接触头盲孔；
所述射频连接器插座包括插座内导体（8）、插座外壳（10），所述插座内导体（8）和插座外壳（10）在其中部通过插座玻璃体（9）烧结在一起，所述插座内导体（8）口部向内劈槽开有插座台阶孔，在插座台阶孔内放置有插座弹簧（11），所述插座台阶孔与插座弹簧（11）为间隙配合，在所述插座台阶孔内、插座弹簧（11）外压配入插座内接触头（12），所述插座内接触头（12）与插座台阶孔为间隙配合，在所述插座内接触头（12）外接触端面开有和插头内接触头盲孔位置对应的插座内接触头盲孔；
所述插头弹簧（4）、卡环（6）和插座弹簧（11）的材料均采用γ′相进行时效强化的耐高温合金。
2.根据权利要求1所述的一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，其特征在于：所述耐高温合金为镍基高温合金GH145。
3.根据权利要求1所述的一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，其特征在于：所述插头弹簧（4）与插头台阶孔孔壁间的最小间隙为0.1mm；所述插座弹簧（11）与插座台阶孔孔壁间的最小间隙也为0.1mm。
4.根据权利要求1所述的一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，其特征在于：所述插头内接触头（5）与插头台阶孔孔壁间的最小间隙为0.05mm；所述插座内接触头（12）与插座台阶孔孔壁间的最小间隙也为0.05mm。
5.根据权利要求1所述的一种耐超高温无极性射频同轴电连接器，其特征在于：所述插头内导体（1）、插头外壳（3）、插头内接触头（5）、连接螺套（7）、插座内导体（8）、插座外壳（10）以及插座内接触头（12）均采用4J29铁钴镍玻璃封接合金。
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