CN104505675A - 一种高耐压密封连接器及其电缆制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及需要耐高压密封电气连接的领域，尤其涉及一种高耐压密封连接器及其电缆制作方法。其中，耐高压密封连接器包括：舱内安装的插座、与插座配合的插头、在舱壁安装孔中起密封作用的O型密封圈以及将舱外导线与插头连接的压接端子和其在舱外起密封作用的胶套。本发明的技术方案实现了在有较短长度、较小直径的结构尺寸约束和高耐压绝缘要求等密封舱段的电气连接，解决了常规密封连接器体积较大、长度较长的问题，提高了密封舱体结构设计、舱内电气设计的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探仪器、压力管道内检测仪器、深水下工作仪器等需要耐高压密封电气连接的领域，尤其涉及一种高耐压密封连接器及其电缆制作方法。
背景技术
石油勘探仪器、压力管道内检测仪器、深水下工作仪器等仪器，工作环境为高压力液体，因此外部电气连接的连接器和电缆要承受较高液体压力，一般在1MPa～15MPa。目前，国内外商品化的耐高液体压力连接器，一般体积较大，只能满足较大仪器设备应用要求。
对于压力管道内检测器，为了提高其弯管通过性，一般采用多节密封舱段万向节连接的方式且各舱段尺寸尽可能的小，各舱段之间采用耐高液体压力连接器和电缆连接。对于中小口径的压力管道内检测器，受尺寸限制，市面上成熟的耐高液体压力连接器及电缆不能满足要求，因此需要一种小型化的耐高压密封连接器及电缆。
发明内容
为了满足上述需求，本发明提供一种耐高压密封连接器及电缆制作方法，可承受15MPa、70℃液体压力，绝缘电阻可达500MΩ，满足中小口径的压力管道内检测器各舱段之间电气连接需求。
根据本发明的一个方面，提供一种耐高压密封连接器，包括：舱内安装的插座、与插座配合的插头、在舱壁安装孔中起密封作用的O型密封圈以及将舱外导线与插头连接的压接端子和其在舱外起密封作用的胶套；其中，
连接器插座采用螺钉固定方式与有密封要求的舱体结构固定；连接器插座与连接器插头通过插座的插接孔与插头的插接针连接；连接器插头通过其主体结构上的双层O型密封圈与有密封要求的舱体结构连接；舱体外的导线与压接端子通过压接工具压接后连接，连接后的压接端子与胶套的容纳压接端子的孔一一对应连接，然后将连接好的压接端子的胶套与连接器插头连接。
优选的，所述插座安装在舱内壁的安装孔中，插座外形为一端有法兰的圆柱形，法兰上有4个均匀分布的用于插座安装的螺钉孔；插座基底材料为聚醚醚酮(PEEK)，前端是插接孔，插接孔中是导体芯，导体芯延伸到后端突出法兰端面形成焊线杯；插接孔中有三个孔比其余孔的孔径大、深度深，所述其余孔的规格保持一致。
优选的，所述插头与插座插孔配合的插接针中有三个针比其余针直径大、长度长，所述其余针的规格一致；插头插接针从前端面延伸到后端面，后端面的插针规格一致；插座基底材料为聚醚醚酮(PEEK)，前端有304不锈钢罩；插头基底的形状为圆柱，在圆周中间有两道用于安装O型密封圈的槽，在末端有用于安装胶套的肩以及与胶套配合起密封作用的棱。
优选的，O型圈的材料为氟橡胶，每个插头配2个O型密封圈。
优选的，胶套的材料为氟橡胶，形状是杯型，其中有与插头肩上的棱套配合的密封槽、容纳压接端子的孔、容纳导线并起密封作用的锥形杯。
优选的，压接端子外形为圆柱，两端有两个独立的孔；其中一个孔用于与插头末端插针插接，孔壁按弧形切开形成弹性舌，在与插头末端插针插接时提供插接压力；另一孔与导线导体芯压接。
根据本发明另一方面，提供一种基于所述小型化的耐高压密封连接器的电缆制作方法，包括如下步骤：
第1步：将导线头部从胶套锥形杯底部插入胶套，从胶套另一端拉出线头；
第2步：将导线剥头，将导体芯捻成一股，均匀镀一层锡，将压接端子插在导线线头上，用专用压接钳将导线和压接端子压接；
第3步：参照第1～2步，完成全部压接端子与导线的压接；
第4步：将2个O型密封圈分别装到插头的两道槽上；
第5步：将压接后的压接端子分别插在插头末端的针上，将胶套套在插头肩上，按压到底；
第6步：如有需要，对胶套尾部有关导线进行双绞、分束、捆扎的操作；
第7步：在电缆整体及分束外部套热缩套管，如有需要，添加电缆标识；
第8步：参照第1～5步，完成另一端的导线、胶套、压接端子、胶套及插头之间的装配；
第9步：将热缩套管热缩到位，在热缩管与胶套之间空隙缠绕自粘胶带；
第10步：将舱内导线焊接在插座尾部的焊线杯上，用热缩套管保护；
第11步：将插座从舱内侧装入舱壁上的连接器安装孔内，并由螺钉固定；
第12步：在插头上的两道密封圈上涂适量硅脂，从舱段外侧将插头的针与插座的孔对准后，将插头插入舱壁安装孔内，并在插头的肩上均匀用力将头推入，使插头的肩面与舱壁外表面平齐；
第13步：参照第10～12步，完成另一端插头、插座的装配。
有益效果：
采用本发明的密封连接器和其电缆制作方法，可以实现在有较短长度、较小直径的结构尺寸约束和高耐压绝缘要求等密封舱段的电气连接，为耐压高达15MPa以内的密封舱体，提供了一种小尺寸的电气转接方式，解决了常规密封连接器体积较大、长度较长的问题，提高了密封舱体结构设计、舱内电气设计的灵活性；采用了胶套与电缆导线连接方式、以及本发明胶套结构设计，能有效实现舱体外电缆的密封和承压，有利于实现舱外电缆插拔，便于电缆维修和维护；采取了分体的插头和插座连接方式，便于舱外电气和舱内电气的测试、安装和维修，在需要进行密封舱内电气测试和维修时，能较方便的拔出插头。
附图说明
图1是本发明具体实施例中的小型化耐高压密封连接器的结构图。
图2是本发明具体实施例中的小型化耐高压密封连接器的插座的结构图。
图3是本发明具体实施例中的小型化耐高压密封连接器的插头的结构图。
图4是本发明具体实施例中的小型化耐高压密封连接器的胶套的结构图。
图5是本发明具体实施例中的小型化耐高压密封连接器的压接端子的结构图。
图6是本发明具体实施例中的电缆制作方法的流程图。
图7是本发明具体实施例中的电缆制作方法的第1步的操作示意图。
图8是本发明具体实施例中的电缆制作方法的第2步的操作示意图。
图9是本发明具体实施例中的电缆制作方法的第4步的操作示意图。
图10是本发明具体实施例中的电缆制作方法的第5步的操作示意图。
图11是本发明具体实施例中的电缆制作方法的第9步的操作示意图。
图12是本发明具体实施例中的电缆制作方法的第12步的操作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图4所示，本发明具体实施方式中的耐高压密封连接器，由插座1、插头2、O型密封圈3、胶套4以及胶套内的压接端子14组成。其中，插座1为密封舱体内安装；插头2为密封舱体中安装，与插座配合；O型密封圈3为在插头2在舱壁安装孔中起密封作用；胶套内的压接端子14为将舱外导线与插头提供连接；胶套4为插头2、压接端子14的舱外密封和安全保护。
插座1采用螺钉固定方式与有密封要求的舱体结构固定，插座1从在舱内安装与舱内导线连接，插座2与插头1通过插座的插接孔与插头的插接针连接配合，插头2通过其主体结构上的双层O型密封圈3与有密封要求的舱体结构连接，起密封作用，胶套4在舱外起密封作用，舱体外的导线与压接端子14通过压接工具压接后，连接后的压接端子14与胶套2的容纳压接端子的孔一一对应连接，然后将连接好的压接端子14的胶套4与连接器插头2连接，这种连接器大部分结构在舱壁安装孔中，只有胶套在舱外，插座尾端很少一部分在舱内，因此有效空间占用率极小，极适合中小口径管道内检测器各舱段之间的电气连接。
连接器插座与密封舱结构的螺钉连接，既能保证插座的固定，又能保证当插头与插座对插后，保护插头受到舱体外部压力时的结构固定作用。
本发明实施方案中的插座外形如图2所示，是一个一端有法兰的圆柱形，法兰上有4个均匀分布用于插座安装的螺钉孔5。插座基底材料为强度PEEK，其重量轻、轻度高、绝缘性能好。插座前端是插接孔6，插接孔中是导体芯，导体芯延伸到后端突出法兰端面形成焊线杯7，这种结构节省材料、可靠性好。插接孔中有三个孔的比其它孔径大、深度深，其余孔规格一致，这样在插孔分布对称的情况下，可以示出插孔的方向性。
如图3所示，本发明实施方案中的插头与插座插孔配合的插接针8中，相应地，有三个比其余针直径大、长度长，其余针的规格一致，这样在插头和插座插接配合时，长粗针与深粗孔先配合可以起到很好的导向作用，还可以防止插错。插头插接针8从前端面延伸的后端面，后断面插针规格一致，这种结构节省材料、可靠性好。插座基底材料为高强度PEEK，其重量轻、轻度高、绝缘性能好，插座前端有304不锈钢罩12，耐磨、耐压可以起到保护作用。插头基底基本形状是圆柱，在圆周中间有两道用于安装O型密封圈的槽9，在末端有用于安装胶套的肩10以及与胶套配合起密封作用的棱11。
本发明实施方案中的O型密封圈的材料为氟橡胶，耐高温、耐油、耐化学腐蚀、强度好。每个插头配2个O型密封圈，密封可靠性高。
如图4所示，本发明实施方案中胶套基本形状是杯型，材料为氟橡胶，耐高温、耐油、耐化学腐蚀、强度好，胶套内部有密封槽13、内部底面有分布孔插头插针分布一致的孔14，外部底面有与孔14一一对应贯通的无底锥形杯15(为便于观察，图4中做了简化处理，只画出了2个孔和锥形杯)。胶套与插头及压接端子和导线配合后，密封槽13与插头肩上的棱配合实现密封，压接端子容纳在孔14中并与插头尾端插针插接，导线穿过锥形杯15与压接端子连接，导线与锥形杯紧密配合实现密封，这样所有导电部分均在胶套的密封保护之中。
如图5所示，本发明实施例中的压接端子外形为圆柱，两端有两个独立的孔，一个孔16用于与插头末端插针插接，孔壁按弧形切开形成弹性舌17，可在与插头末端插针插接时提供插接压力，提高接触可靠性；另一孔18与导线导体芯压接。
下面结合图6～图12(为观察和画图方便，做了简化处理，导线、锥形杯、孔、压接端子、插针等均只画其中的一个)具体说明本发明的基于所述耐高压密封连接器的电缆制作方法：
第1步：将导线头部从胶套锥形杯底部插入胶套，从胶套另一端拉出线头，如图7所示。
第2步：将导线剥头，将导体芯捻成一股，均匀镀一层锡(有利于导线在压接时的可靠性提高，避免压接断丝)，将压接端子插在导线线头上，用专用压接钳将导线和压接端子压接，如图8所示。
在导体芯上镀锡，可以大大增强导体的强度，提高压接的可靠性。
第3步：参照第1～3步，完成全部压接端子与导线的压接。
第4步：将2个O型密封圈分别装到插头的两道槽上，如图9所示。
第5步：将压接后的压接端子分别插在插头末端的针上，将胶套套在插头肩上，按压到底，如图10所示。
第6步：如有需要，对有关导线进行双绞、分束、捆扎等操作。
第7步：在电缆整体及分束外部套热缩套管，如有需要，添加电缆标识。
第8步：参照第1～7步，完成另一端的导线、胶套、压接端子、胶套及插头之间的装配。
第9步：将热缩套管热缩到位，在热缩管与胶套之间空隙缠绕自粘胶带，如图11所示。
第10步：将舱内导线焊接在插座尾部的焊线杯上，用热缩套管保护。
第11步：将插座从舱内侧装入舱壁上的连接器安装孔内，并由螺钉固定。
第12步：在插头上的两道密封圈上涂适量硅脂，从舱段外侧将插头的针与插座的孔对准后，将插头插入舱壁安装孔内，并在插头的肩上均匀用力将头推入，使插头的肩面与舱壁外表面平齐，如图12所示。
在密封圈上涂硅脂，可以起到润滑作用，让其较容易插入，同时还能起到密封作用；插头的肩可以提供插入的着力点，避免损伤胶套和电缆，同时也是插接到位的标识，避免接触不良。
第13步：参照第11～13步，完成另一端插头、插座的装配。
本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据实施例和附图公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明。因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，仅做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种耐高压密封连接器，其特征在于，所述连接器包括：舱内安装的插座、与插座配合的插头、在舱壁安装孔中起密封作用的O型密封圈以及将舱外导线与插头连接的压接端子和其在舱外起密封作用的胶套；其中，
连接器插座采用螺钉固定方式与有密封要求的舱体结构固定；连接器插座与连接器插头通过插座的插接孔与插头的插接针连接；连接器插头通过其主体结构上的双层O型密封圈与有密封要求的舱体结构连接；舱体外的导线与压接端子通过压接工具压接后连接，连接后的压接端子与胶套的容纳压接端子的孔一一对应连接，然后将连接好的压接端子的胶套与连接器插头连接。
2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述插座安装在舱内壁的安装孔中，插座外形为一端有法兰的圆柱形，法兰上有4个均匀分布的用于插座安装的螺钉孔；插座基底材料为聚醚醚酮(PEEK)，前端是插接孔，插接孔中是导体芯，导体芯延伸到后端突出法兰端面形成焊线杯；插接孔中有三个孔比其余孔的孔径大、深度深，所述其余孔的规格保持一致。
3.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述插头与插座插孔配合的插接针中有三个针比其余针直径大、长度长，所述其余针的规格一致；插头插接针从前端面延伸到后端面，后端面的插针规格一致；插座基底材料为聚醚醚酮(PEEK)，前端有304不锈钢罩；插头基底的形状为圆柱，在圆周中间有两道用于安装O型密封圈的槽，在末端有用于安装胶套的肩以及与胶套配合起密封作用的棱。
4.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述O型圈的材料为氟橡胶，每个插头配2个O型密封圈。
5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述胶套的材料为氟橡胶，形状为杯型，其中有与插头肩上的棱套配合的密封槽、容纳压接端子的孔、容纳导线并起密封作用的锥形杯。
6.如权利要求1-5中任一项中所述的连接器，其特征在于，所述压接端子外形为圆柱，两端有两个独立的孔；其中一个孔用于与插头末端插针插接，孔壁按弧形切开形成弹性舌，在与插头末端插针插接时提供插接压力；另一孔与导线导体芯压接。
7.一种基于如权利要求1所述的耐高压密封连接器的电缆制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
第1步：将导线头部从胶套锥形杯底部插入胶套，从胶套另一端拉出线头；
第2步：将导线剥头，将导体芯捻成一股，均匀镀一层锡，将压接端子插在导线线头上，用专用压接钳将导线和压接端子压接；
第3步：参照第1～2步，完成全部压接端子与导线的压接；
第4步：将2个O型密封圈分别装到插头的两道槽上；
第5步：将压接后的压接端子分别插在插头末端的针上，将胶套套在插头肩上，按压到底；
第6步：如有需要，对胶套尾部有关导线进行双绞、分束、捆扎的操作；
第7步：在电缆整体及分束外部套热缩套管，如有需要，添加电缆标识；
第8步：参照第1～5步，完成另一端的导线、胶套、压接端子、胶套及插头之间的装配；
第9步：将热缩套管热缩到位，在热缩管与胶套之间的空隙缠绕自粘胶带；
第10步：将舱内导线焊接在插座尾部的焊线杯上，用热缩套管保护；
第11步：将插座从舱内侧装入舱壁上的连接器安装孔内，并由螺钉固定；
第12步：在插头上的两道密封圈上涂适量硅脂，从舱段外侧将插头的针与插座的孔对准后，将插头插入舱壁安装孔内，并在插头的肩上均匀用力将头推入，使插头的肩面与舱壁外表面平齐；
第13步：参照第10～12步，完成另一端插头、插座的装配。
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