CN103746225B - 一种水下电磁分离电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明的一种水下电磁分离电连接器，包含插头和插座两部分，所述插座包括插座限位钢球（1）、解锁套（2）和插座本体（3）；所述插头包括插头本体（4）、电信号接收端（5）、限位套环（6）、撞套（7）、插头限位钢球（8）、弹簧（9）、簧片组（10）、活动电磁铁（11）、固定电磁铁（12）和尾罩（13）。本发明通过电磁铁通电产生磁性发生相向运动，使插头可以在设备上机构运动的带动下，实现头座完全分离。因此，在分离时只需由外部输入一个电信号即可，无需另外设计电机，结构设计巧妙，能够减小设备分离单位的整体占用空间。

Description

一种水下电磁分离电连接器

技术领域

本发明属于电连接技术领域，特别涉及一种用于水下设备，起电路连接和传递电信号作用，并能够实现水下密封，水下电磁分离的电连接器。

背景技术

分离电连接器属于较为特殊的一类电连接器，分离电连接器的分离方式一般可分为机械分离和电磁分离。分离电连接器的应用领域也较为特殊，主要用于航天、兵器和船舶等领域。其作用主要是在需要时，插头和插座自动分离，达到使设备中某条信号通路断开的目的。不同场合下使用的电连接器，其分离方式也不尽相同。就水下场合来说，目前广泛采用的是机械分离方式。水下分离电连接器在分离时，需要考虑好水压的平衡，这可采取设计进水口的措施，将水体引入电连接器的对接面，从而达到内外水压平衡。具体过程是：通过外力作用于分离机构中一截面积较小的拉杆，因截面积小，克服拉杆承受的水压所需施加的轴向力不至于太大，拉杆被拉动后，连接机构解锁，电连接器的进水口暴露，水体进入电连接器内部直至水压平衡，此时插头可以在设备上机构运动的带动下，实现头座完全分离。

上述结构中，施加给拉杆的外部轴向力需要由电机来提供，这就使得设备中需要预留出足够的空间来设计并放置电机，无疑增加了设备的空间占用率，不利于缩减空间。另外水下设备通路的断开还有一种老旧的方式，就是强行切割电缆，即电连接器所在的通路先行断电，然后借助切割工具将插头出线口部位的电缆整体切断，最后实现电连接器的强制分离，这种方式不利于设备维护，降低了设备的使用效率。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有水下分离电连接器的不足，提供一种快捷可靠、整体空间占用小的水下电磁分离电连接器。

本发明的技术解决方案为：一种水下电磁分离电连接器，包含插头和插座两部分，插座包括插座限位钢球、解锁套和插座本体；解锁套套在插座本体外面，两者之间为间隙配合，钢球位于插座本体的盲孔内，并与解锁套的内腔面紧密贴合；所述插头包括插头本体、电信号接收端、限位套环、撞套、插头限位钢球、弹簧、簧片组、活动电磁铁、固定电磁铁和尾罩；限位套环套在活动电磁铁外圆上，两者之间粘合固定在一起；电信号接收端、限位套环、簧片组、活动电磁铁和固定电磁铁组装为一个电磁分离单元；活动电磁铁和和限位套环组成的活动件可以压缩簧片组相对固定电磁铁产生轴向运动；活动电磁铁和固定电磁铁外部绕制线圈；电磁分离单元固定在插头本体上，并处于尾罩的腔体内；插头限位钢球位于尾罩的通孔内，撞套套在尾罩的外圆上，弹簧又套在撞套的外圆上；撞套相对尾罩可以轴向活动。

所述弹簧采用对顶波形弹簧。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1.本发明的电磁分离电连接器，通过电磁铁通电产生磁性发生相向运动，使对撞套起限位作用的钢球被释放，撞套在弹簧作用下推动解锁套运动，随之电连接器进水口暴露，水体进入电连接器内部直至水压平衡，此时插头可以在设备上机构运动的带动下，实现头座完全分离。因此，在分离时只需由外部输入一个电信号即可，无需另外设计电机，结构设计巧妙，能够减小设备分离单位的整体占用空间。

2.本发明的电磁分离电连接器，通过对连接器的电磁分离单元施加一个电信号，电磁铁因通电产生磁性，电能转化为磁能，使得电磁铁分离单元组件中的元件产生机械运动，引起连接器内部的限位机构解除限位，使插头上的撞套元件在弹簧作用下推动插座上的零件运动，实现连接器的解锁分离。这样等于实现了连接器的自动分离，而不是通过切断连接器电缆等方式对连接器实行强制分离，设备不会被破坏，因而可以有效提高需进行水下分离的设备的重复利用率，降低设备的维护成本，电连接器的密封性能可靠。

3.本发明中，对撞套产生推力的弹簧采用对顶波形弹簧，可以在满足载荷要求的同时，节省轴向空间，从而缩小整个连接器的体积。

附图说明

图1为本发明的电连接器对接后解锁状态图；

图2为本发明的电连接器的插座部分；

图3为本发明的电连接器的插头部分；

图4为本发明的电连接器中的电磁分离单元；

图5为本发明的电连接器对接后上锁状态图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明的水下电磁分离电连接器，包含插头和插座两部分。插座包括插座限位钢球1、解锁套2和插座本体3。解锁套2套在插座本体3外面，两者之间为间隙配合，钢球1位于插座本体3的盲孔内，并与解锁套2的内腔面紧密贴合。

插头包括插头本体4、电信号接收端5、限位套环6、撞套7、插头限位钢球8、弹簧9、簧片组10、活动电磁铁11、固定电磁铁12和尾罩13。限位套环6套在活动电磁铁11外圆上，两者之间粘合固定在一起，而电信号接收端5、限位套环6、簧片组10、活动电磁铁11和固定电磁铁12组装为一个电磁分离单元，如图4所示。其中，活动电磁铁11和和限位套环6组成的活动件可以压缩簧片组10相对固定电磁铁12产生轴向运动。电磁分离单元通过结构支撑零件固定在插头本体4上，并处于尾罩13的腔体内。插头限位钢球8位于尾罩13的通孔内，撞套7套在尾罩13的外圆上，弹簧9又套在撞套7的外圆上。撞套7相对尾罩13可以轴向活动。电磁分离单元中的活动电磁铁11和固定电磁铁12外部绕制线圈，通过给线圈通电，活动电磁铁11和固定电磁铁12产生磁场，由于活动电磁铁11和固定电磁铁12靠近端的磁极相反，在磁力的作用下，活动电磁铁11向固定电磁铁12运动。这样就通过电磁分离单元完成了电能向机械运动的转换。而插头限位钢球1则将电磁铁的运动转换为撞套的运动，撞套通过撞击解锁套2使得连接机构解锁，最终实现电连接器的分离。

插头和插座共同构成一套完整的电连接器，通过插头与插头的对接和分离，可实现电路的通断。

插座限位钢球1的作用是：对解锁套2所处的不同位置进行限位固定，即将处于上锁状态和解锁状态的解锁套2保持在其位置上。

解锁套2的作用是：通过解锁套2的移动，使电连接器插合界面实现密封或解除密封。当解锁套2处于上锁状态时，其压缩插头上对应部位的橡胶圈实现水密封，当解锁套2处于解锁状态时，密封效果解除，插座本体3的进水槽暴露。

插座本体3的作用是：安装电连接器的接触对，靠近插合端部的外圆设计有进水槽。当解锁套2解锁后，水体通过进水槽进入电连接器对接面，实现电连接器内外水压平衡。

插头本体4的作用是：安装电连接器的接触对，实现与插座本体3的电路连接。

电信号接收端5的作用是：作为设备给出的分离信号的接收部，当有电信号输入到电信号接收端5时，活动电磁铁11和固定电磁铁12因通电产生磁性，活动电磁铁11向固定电磁铁12运动，可取消插头限位钢球8对撞套7的限位作用。

限位套环6的作用是：限位套环6随活动电磁铁11运动，将插头限位钢球8推出孔口或使其掉回孔内，实现对撞套7的限位或解除限位作用。

撞套7的作用是：在弹簧9的弹力作用下，撞击解锁套2，使解锁套2实现解锁。

插头限位钢球8的作用是：对撞套7的位置进行限位固定，当插头限位钢球8凸出孔口时，撞套7被固定在其所处的位置，此时弹簧9处于被撞套7压缩的状态。当插头限位钢球8掉回孔内时，撞套7失去限位，在弹簧9的弹力作用下产生运动。

弹簧9的作用是：通过被撞套7压缩产生的弹力对撞套7产生推力，使得撞套7可以推动解锁套3在解锁过程中移动，从而使插座本体3的进水槽暴露。本发明的弹簧9采用对顶波形弹簧。对顶波形弹簧在满足本发明载荷要求的同时，节省了轴向空间，从而缩小整个连接器的体积。

簧片组10的作用是：配合活动电磁铁11的运动过程，实现插头限位钢球8的限位和解除限位。簧片组10自由状态时，对应插头限位钢球8的限位状态；当簧片组10为压缩状态时，对应插头限位钢球8的解除限位状态。

活动电磁铁11的作用是：实现电信号到机械运动的转换，带动限位套环6移动，从而使插头限位钢球8在限位状态和非限位状态之间转换。

固定电磁铁12的作用是：配合活动电磁铁11，实现电信号到机械运动的转换。

尾罩13的作用是：将电磁分离单元包在内部，插头限位钢球8的活动通道，撞套7的活动支撑件，对撞套7的轴向活动提供限位，同时尾罩可以固定电缆。

根据水下电磁分离电连接器的特点，本发明的工作过程分别从上锁过程和解锁过程分别为：

上锁过程：图1为电连接器对接后解锁状态，图5为电连接器对接后上锁状态。上锁过程描述的是电连接器由图1解锁状态转为图5上锁状态的过程。图1中，电连接器解锁后，所有电信号全部切断，簧片组10处于被压缩的状态，对活动电磁铁11有推力，但由于插头限位钢球8处于孔内，限制了簧片组10推动活动电磁铁11和限位套环6组成的整体的运动。通过对撞套7施加一个轴向力，撞套7压缩弹簧9开始运动，至插头限位钢球8被限位套环6推动，凸出孔口，进入撞套7的圆弧角凹槽。此时限位套环6失去限制，在簧片组10的推动下，向插座端运动。这时，卸掉外部施加的轴向力，撞套7已被插头限位钢球8限制，弹簧9的弹力不会将撞套7弹开。而限位套环6和活动电磁铁11在簧片组10的弹力作用下，也保持在其位置上，插头限位钢球8不会缩回孔内，整个插头处于平衡。这时，再将解锁套2向插头端推动，至插座限位钢球1进入解锁套2靠外侧的圆弧槽内，实现解锁套2的固定限位，此时解锁套2同时压缩插头上的橡胶圈，达到插合界面密封，头座实现完全插合。

解锁过程：解锁过程描述的是电连接器由图5上锁状态转为图1解锁状态的过程。图5中，对电信号接收端5输入一个电信号，此时活动电磁铁11和固定电磁铁12因所处单元通电产生磁性而相互吸引，因固定电磁铁12位置被固定，活动电磁铁11在磁力的作用下，克服簧片组10的弹力，带动限位套环6向固定电磁铁12运动，并压缩簧片组10。当限位套环6运动至其小外圆处于插头限位钢球8位置时，插头限位钢球8掉回孔内，并失去其对撞套7的限位作用。而撞套7在弹簧9的弹力作用下，向插座端运动，撞套7撞击解锁套2，解锁套2在撞套7的撞击作用下，向远离插头的方向运动，至插座限位钢球1进入解锁套2靠近插头的圆弧槽内，此时解锁套2位置固定，插座本体3的进水槽暴露，水体进入电连接器对接面，至内外水压平衡。最后插头在设备上机构运动的带离下，实现与插座完全分离。

本发明的原理是：通过将电磁分离单元组件固定在插头本体上，同时在电磁分离单元组件中的活动元件与撞套之间放置能够产生径向运动的限位钢球，限位钢球的径向运动通过尾罩元件上的通孔加以实现，而电磁分离单元组件中的活动元件的运动由外部给的电信号进行控制，这样就通过插头上的结构形式，实现电信号向插头上撞套元件机械运动形式的转变，撞套又通过撞击插座上的解锁套元件，使得电连接器解锁，具备分离条件。

以上内容是结合具体的优选实施案例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，对本发明的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。

本发明说明书中未详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (2)

1.一种水下电磁分离电连接器，包含插头和插座两部分，其特征在于：所述插座包括插座限位钢球(1)、解锁套(2)和插座本体(3)；解锁套(2)套在插座本体(3)外面，两者之间为间隙配合，钢球(1)位于插座本体(3)的盲孔内，并与解锁套(2)的内腔面紧密贴合；所述插头包括插头本体(4)、电信号接收端(5)、限位套环(6)、撞套(7)、插头限位钢球(8)、弹簧(9)、簧片组(10)、活动电磁铁(11)、固定电磁铁(12)和尾罩(13)；限位套环(6)套在活动电磁铁(11)外圆上，两者之间粘合固定在一起；电信号接收端(5)、限位套环(6)、簧片组(10)、活动电磁铁(11)和固定电磁铁(12)组装为一个电磁分离单元；活动电磁铁(11)和限位套环(6)组成的活动件可以压缩簧片组(10)相对固定电磁铁(12)产生轴向运动；活动电磁铁(11)和固定电磁铁(12)外部绕制线圈；电磁分离单元固定在插头本体(4)上，并处于尾罩(13)的腔体内；插头限位钢球(8)位于尾罩(13)的通孔内，撞套(7)套在尾罩(13)的外圆上，弹簧(9)又套在撞套(7)的外圆上；撞套(7)相对尾罩(13)可以轴向活动。

2.根据权利要求1的一种水下电磁分离电连接器，其特征在于：所述弹簧(9)采用对顶波形弹簧。