CN103730750A - 用于减少流体引发的电短路的改进的电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于减少流体引发的电短路的改进的电连接器。提供了用于减少电连接器中流体引发的电短路的风险的技术。电连接器包含插入在连接器的第一端和第二端之间支撑电触点的非导电构件，该电触点配置为引导电信号穿过非导电构件。该非导电构件进一步具有一个或更多个突出部分，该突出部分设置在相邻触点之间的非导电构件的表面上。

Description

用于减少流体引发的电短路的改进的电连接器

背景技术

飞行器上的电连接器可能经受大气压力和温度的改变，冰冻的积累，机械力和风力和可能导致湿气和流体渗透到连接器中的其它环境因素，由此缩短了连接器的寿命以及产生了短路、电弧放电和/或其它连接器故障的潜在可能。本文中的公开内容正是针对这些和其它考虑而提出的。

发明内容

应当注意到，提供本发明内容以便以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的选择的概念。本发明内容并不意图被用于限制要求保护的主题的范围。

此处所描述的方法、结构和系统用于降低电连接器中相邻触点间流体引发的电短路的风险。改进的电连接器包含向相邻触点之间的电介质的内表面增加突起或突出部分/波峰，其增加了相邻触点之间的泄漏路径，同时增加了任何灌注混合物可以结合的表面积。将低表面能量涂层应用到突出部分可以进一步帮助防止流体迁移。改进的电连接器的设计减少了沿相邻触点之间的电介质的内表面积累流体的可能性，因此降低了触点间电短路的风险。改进的电连接器可以具有增加的可靠性，因此降低了火灾和安全隐患，同时增加了连接器寿命。

根据一个方面，电连接器包含插入连接器的第一端和第二端之间的非导电构件。非导电构件配置为支撑连接器的触点，以便触点可以引导电信号穿过非导电构件。非导电构件进一步具有设置在相邻触点之间的非导电构件的内表面上的一个或多个突出部分。

根据另一个方面，用于降低在电连接器中的触点之间的流体引发的电短路的风险的方法包含，确认沿电连接器的非导电构件的表面的可能发生触点之间的流体积累的区域，以及在触点之间的非导电构件的表面上设置一个或多个突出部分。

根据另一方面，用于降低在电连接器中的流体引发的电短路的风险的系统包含外壳、配置为引导电信号的多个触点和插入外壳的第一端和第二端之间并且配置为支撑多个触点的非导电构件。该非导电构件进一步包含设置在至少一对相邻电触点之间的非导电构件的表面上的突出部分，以便沿所述一对相邻触点之间的非导电构件的表面的泄漏路径的长度大于所述一对相邻触点之间的距离。

此处所讨论的特征、功能和优势可以在本发明的各种实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中结合，进一步的细节可以参考以下说明和附图得到。

附图说明

图1是根据本文提供的实施例的说明性电连接器的透视图。

图2是示出了由本文提出的实施例解决的问题的细节的说明性电连接器的横截面图。

图3是示出了本文提出的实施例的一些方面的说明性电连接器的横截面图。

图4是示出了本文提出的实施例的其他方面的说明性电连接器的横截面图。

图5A-5E是示出了本文提出的实施例的其他方面的说明性非导电构件的横截面图。

图6是说明了根据本文提出的实施例的用于降低电连接器中的流体引发的电短路的风险的一种方法的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式针对用于降低在电连接器中的流体引发的电短路的风险的技术。虽然此处所描述的本发明的实施例是在用于飞行器中的电连接器的背景下说明的，但可以领会到的是本发明的实施例并不限于此种应用，并且此处所描述的技术也可以用于在电连接器可能经受流体或湿气渗透的其他应用中防止电连接器中流体引发的电短路。

在以下具体实施方式中，对构成其一部分并以说明的方式示出了具体实施例或示例的附图进行参考。此处的附图并不是按照比例绘制，并且为了说明本发明的某些方面，可以放大各种元件的相对比例。

贯穿一些附图中的相同的标记表示相同的元件。

图1示出了说明性电连接器102。特别的，图1示出了电连接器102的透视图，其用于将电源连接到设置在飞行器的燃料箱中的燃料泵。电连接器102可以包含穿过凸缘106的外壳104。凸缘106可以被连接或结合到外部环境和燃料箱之间的隔板108，例如飞行器的蒙皮。外壳104和凸缘106可以由铝、钢、塑料、复合材料或其他适合的材料制成。一个或多个电线或导线，比如导线110A-110C（在此统称为导线110）可以被焊接、压接或者以其他方式连接到电连接器102的终端或触点。导线110可以涂覆保护性和/或绝缘材料，比如塑料或合成含氟聚合物，例如来自特拉华州的威名顿（Wilmington）的E.I.du Pont de Nemours and Company（杜邦公司）的

外壳104的暴露的开口可以进一步由灌注混合物112填充，比如合成橡胶、环氧树脂、含氟聚合物弹性体等等。

图2示出了基本沿着图1中所示连接器的截面线A-A截取的说明性电连接器102的横截面图。如可以在图中看到的，电连接器102可以进一步包含非导电构件202，其在燃料箱中的流体压力和飞行器外部的大气压力之间提供密封的压力边界。非导电构件202可以包含非导电盘或者比如在外壳104的内部的电连接器的相对端之间插入的其它组件。根据某些实施例，非导电构件202可以由介电材料制造，比如玻璃或陶瓷。可替换地，非导电构件202可以由塑料或者其它适合的非导电材料制造。

电连接器102的终端或触点，比如触点204A和204B（此处统称为触点204），可以穿过非导电构件202并通过非导电构件202被保持在适当位置。触点204可以被配置成从导线110传递电信号和/或电力经过非导电构件202并与燃料箱中合适的配合连接器互补接触。触点204可以由任何适合的导电材料制造。在某些实施例中，触点204可以是镀镍的以提供用于将导线110A和110B焊接到各自的触点204A和204B。相似地，可以在触点204上增加镀金以防止镀镍和/或底层导电材料的氧化。

如可以进一步在图中看到的，灌注混合物112可以注射成型（injection-molded）、灌注或以其他方式引入到电连接器102的外壳104的外部开口中，从而密封所述外壳并且避免触点204以及触点和导线110之间的焊料连接与外部大气的接触。灌注混合物112可以由合成橡胶、环氧树脂、含氟聚合物弹性体构成，例如来自DuPont Performance Elastomers LLC的

和/或能够注入或引入外壳104的开口中并且与外壳的内壁、导线110、触点204和/或非导电构件202相结合的这些以及其他材料的任意组合。

电连接器102对水从大气中渗透到外壳104中的阻力可以依赖于灌注混合物112和外壳的内壁以及保持触点204的非导电构件202之间的粘附。灌注混合物112和电连接器102的组件之间的非100%的粘附可以允许沿外壳104的内壁、沿非导电构件202的表面、沿触点204等形成比如空隙206的小间隙或空隙。此外，连接器内部的温度变化和冰冻积累可以增加空隙206。多种条件可以允许湿气渗入到电连接器102中并且在这些空隙206中积累。例如，空隙206和外部大气之间的压力差，比如当飞机下降时可以发生的压力差，可以将壳体104和灌注混合物112之间或者导线110和灌注材料之间的外部湿气驱使到空隙206中。

例如，湿气可以进一步通过毛细作用被引入电连接器102中的导线110和其TEFLON涂层或其它绝缘体之间，并且沿触点204的镀金表面被引入到非导电构件202的表面。温度的急速变化和温度差可以导致沿非导电构件202表面的空隙206中的湿气凝结为流体状态。因凝结导致的压降可以进一步从外部大气中吸取额外的湿气进入电连接器102中。如果在两个触点204A和204B之间的非导电构件202的表面上的空隙206中积累了足够的流体，如图2中的208所示，则在触点间可能发生电短路。这不仅大大降低了连接器的使用寿命，而且还可以构成严重的火灾和安全隐患。相间电源短路例如可以引起能够烧穿电连接器102的外壳104的电弧。

图3示出了基本沿着图1所示连接器的截面线A-A截取的另一个说明性电连接器102的横截面图。根据实施例，在这个说明性电连接器102中的非导电构件202包含此处称为“突出部分”的沿一个表面的一个或多个提升区域、隆起或突起，并且其与非导电构件202一体形成。例如，如图3所示，非导电构件202可以具有设置在其内表面上的突出部分302A-302C（此处统称为突出部分302）。根据实施例，非导电构件202的表面上的突出部分302作为帮助防止由于流体流入而引起的内部电短路的挡板。在某些实施例中，非导电构件202的表面上的突出部分302被增加在相邻触点204之间，因此触点位于“阱”或凹谷中，比如突出部分之间的凹谷304A和304B。换句话说，沿非导电构件的具有设置在一对相邻触点之间的一个或多个突出部分的表面的长度大于所述一对相邻触点之间的直线距离。这种结构用于增加沿非导电构件202的表面并且在相邻触点204之间的“泄漏路径”距离，减少了触点之间可以导致电短路的流体积累的机会。进一步地，突出部分302的增加使灌注混合物112可以结合的非导电构件202的表面积增加，潜在地减小或消除了灌注混合物和非导电构件的表面之间的一些空隙206。

图4示出了基本沿着图1所示连接器的截面线B-B截取的说明性电连接器102的另一个横截面图。如可以在图中看到的，非导电构件202的表面上的突出部分302隔开并环绕触点204A-204C，导致触点位于凹谷中，比如凹谷304。虽然本文的附图和说明示出了具有三个触点204的连接器，但可以意识到的是，可以想象到在非导电构件202的表面上的突出部分302和凹谷304的其它配置，所述其它配置将容纳具有2个、4个、5个或更多触点的电连接器102。本申请旨在包含所有这些配置。

根据某些实施例，如图3和图5A所示，每个突出部分302可以通过模制、成形、机械加工或者非导电构件202的其他制造工艺而得到，使得非导电构件和突出部分是一个整体组件。在进一步的实施例中，自其设置突出部分302的非导电构件202的表面可以涂覆具有低表面能量的材料502，以便使任何渗透流体形成珠状（bead）且阻止扩散。涂层材料502也可以与灌注混合物112和用于形成非导电构件202的材料具有良好的结合属性。在其它实施例中，如图5B所示，突出部分302可以通过在非导电构件202的表面上沉积材料502而形成。用于形成突出部分302的材料502可以具有如上所述的相似属性，以防止流体的扩散，但与灌注混合物112和非导电构件202结合。材料502的示例可以包含任何传统的粘合剂，包含但不限于，来自LORD公司的

5150和/或类似的粘合产品。

在其他实施例中，如图5C和5D所示，突出部分302可以形成有额外的脊或进一步延长相邻触点204之间的泄漏路径以及沿非导电构件202的表面提供额外表面积以用于与灌注混合物112结合的其它特征。在进一步的实施例中，如图5E所示，非导电构件202的表面可以具有在相邻触点204A和204B之间的多个突出部分302。能够联想到在非导电构件202的表面上的突出部分302的其它配置，该其它配置超出附图所示和本文描述的配置之外延长触点204之间的泄漏路径以及提供额外表面积以用于与灌注混合物112结合。本申请旨在包含所有这些配置。

在进一步的实施例中，可以在自其设置有突出部分302的非导电构件202的表面上进行喷钢砂处理，以进一步改善灌注混合物112与非导电构件的所述表面的结合。此外，灭弧或弧中性材料可以被添加到灌注混合物112或用作灌注混合物112，以减少可以由否则可能发生的任何电短路引起的火灾和安全隐患。

根据一个实施例，图6示出了用于降低电连接器中流体引发的电短路的风险的程序600。例如，该程序600可以被用于降低图3和图4示出的电连接器102中的相邻触点如触点204A和204B之间短路的风险。程序600从操作602开始，其中确定电连接器102的触点204之间可能积累流体的区域。例如，根据以上参照图2所述，该区域可以是灌注混合物112和位于相邻触点204A和204B之间的非导电构件202的内表面之间的空隙206。如图2中的208进一步所示，湿气可以渗透到电连接器102的外壳104和灌注混合物之间和/或沿导线110和触点204渗透并在空隙206中凝结成流体。然后，这种流体的积累可以导致在相邻触点204A和204B之间发生电短路。

程序600从操作602进行到操作604，如图3和图4所示，其中一个或多个突出部分形成或沉积在电连接器102的非导电构件202的内表面上的触点204之间的被确认区域中。在非导电构件202的表面上增加突出部分302增加了触点204之间的沿非导电构件202的表面的泄漏路径距离，从而降低了可以导致电连接器102中电短路的相邻触点之间的流体积累的风险。在某些实施例中，如图3和图4中进一步示出的，非导电构件202的表面上的突出部分302被配置为使所有触点204均位于“阱”或凹谷中，例如凹谷304A和304B。

根据某些实施例，突出部分302可以在非导电构件202的制造期间与非导电构件202作为一个整体件或组件而形成。在其它实施例中，如图5B所示，突出部分302可以通过在非导电构件202的表面上沉积材料502而添加。用于形成突出部分302的材料502可以具有低表面能量，例如防止流体扩散，以及具有与灌注混合物112和非导电构件202的良好的粘合。在进一步的实施例中，如图5C和图5D所示，突出部分302可以包括脊或进一步延长触点204之间的泄漏路径并提供沿非导电构件202的表面的额外的表面积以用于与灌注混合物112结合的其他特征。在进一步的实施例中，如图5E所示，非导电构件202的表面可以具有在每个触点204之间的多个突出部分302。在其它实施例中，如图5A所示，自其设置有突出部分302的非导电构件202的整个表面可以被涂覆低表面能量材料502，以进一步减少流体移动。

程序600从操作604进行到操作606，其中灌注混合物是注射成型或以其他方式引入电连接器102的外壳104的开口端中以与外壳的壁、触点204和导线110以及非导电构件202的内表面结合。在非导电构件202的内表面上增加突出部分302进一步为可以结合灌注混合物112的非导电构件提供额外的表面积，潜在地消除了非导电构件的所述表面和沿相邻触点204之间的非导电构件的表面的整个长度延伸的灌注混合物之间的空隙206。这可以进一步降低可以导致电短路的触点204之间的流体积累的风险。程序600从操作606进行到结束。

基于以上所述，应当意识到的是，在此提供了用于降低电连接器中流体引发的电短路的风险的技术。上述主题仅以说明的方式提供，并且不应当被视为限制。可对此处所述的主题作出各种修改和改变，而不必遵循所示和所述的示例实施例和应用，并且不背离在权利要求中提出的本发明的真实精神和范围。

Claims (15)

1.一种电连接器，包含：

插入在所述电连接器的第一端和第二端之间的非导电构件，并且该非导电构件配置为支撑多个电触点，所述多个电触点配置为引导电信号穿过所述非导电构件，所述非导电构件具有一个或更多个突出部分，所述突出部分设置在至少一对相邻电触点之间的所述非导电构件的表面上。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述非导电构件在所述电连接器的所述第一端和所述第二端之间形成压力边界。

3.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述一个或更多个突出部分包含设置在所述非导电构件的所述表面上的具有低表面能量的材料。

4.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述一个或更多个突出部分与所述非导电构件一体形成。

5.根据权利要求1所述的电连接器，其中沿所述非导电构件的具有设置在所述一对相邻触点之间的所述一个或更多个突出部分的所述表面的长度大于所述一对相邻触点之间的直线距离。

6.根据权利要求1所述的电连接器，其中具有自其上设置的所述一个或更多个突出部分的所述非导电构件的所述表面的第一表面积大于所述非导电构件的相对表面的第二表面积。

7.一种用于降低电连接器中触点之间流体引发的电短路的风险的方法，所述方法包含：

确认沿所述电连接器的非导电构件的表面的可能发生触点之间的流体积累的区域；以及

在所述非导电构件的所述表面上的所述触点之间的所述区域中设置一个或更多个突出部分。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述非导电构件的所述表面上设置所述一个或更多个突出部分增加了沿所述触点之间的所述非导电构件的所述表面的泄漏路径距离。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包含将灌注混合物引入所述电连接器的开口端中，从而与所述非导电构件的所述表面结合，其中在所述非导电构件的所述表面上设置所述一个或更多个突出部分增加了所述灌注混合物可以结合的所述非导电构件的所述表面的表面积。

10.根据权利要求7所述的方法，其中在所述非导电构件的所述表面上设置所述一个或更多个突出部分包含将所述一个或更多个突出部分和所述非导电构件形成为一个整体组件。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含以低表面能量材料涂覆具有自其上设置的所述一个或更多个突出部分的所述非导电构件的所述表面。

12.一种系统，包含：

外壳；

配置为引导电信号的多个触点；以及

插入在所述外壳的第一端和第二端之间的非导电构件，并且该非导电构件配置为支撑所述多个触点，其中所述非导电构件包括设置在至少一对相邻电触点之间的所述非导电构件的表面上的突出部分，以便沿一对相邻触点之间的所述非导电构件的所述表面的泄漏路径距离大于所述一对相邻触点之间的直线距离。

13.根据权利要求12所述的系统，其进一步包含将灌注混合物引入所述外壳的开口端中，从而与所述非导电构件的所述表面结合，其中在所述非导电构件的所述表面上设置的突出部分增加了可以结合所述灌注混合物的所述非导电构件的所述表面的表面积。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述非导电构件在所述外壳的所述第一端和所述第二端之间形成压力边界。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述突出部分与所述非导电构件一体形成。

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