CN104682081A - 一种水密同轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下设备用连接装置，具体地说是一种水密同轴连接器，包括可相互插拔并通过螺纹连接拧紧的同轴插座及同轴插头，同轴插座通过灌注环氧树脂并固化成形的方式将公插针，屏蔽套，插座同心件，插座固定件等固化形成一个整体；同轴插头通过灌注环氧树脂并固化成形的方式，配合橡胶硫化等工艺将多个零件成形为一个整体。同轴插座与同轴插头内多数零件均采用同轴布置，保证了水密同轴连接器插拔的安全性与操作的简易性；全双密封结构设计，保证了大深度下的水密性；内部无空腔设计保证了其具备很高的抗压强度；本发明具有结构简单紧凑，成本低，外形尺寸小，水下密封性能良好，信号稳定，抗干扰能力强，使用寿命长等优点。

Description

一种水密同轴连接器

技术领域

本发明涉及水下设备用连接装置，具体地说是一种水密同轴连接器。

背景技术

探索和认识海洋是21世纪一项重要的课题，全球各大国之间都将海洋战略提升到前所未有的高度。探索和认识海洋离不开水下特种装备，水下特种装备包括各种水下传感器、水下机器人、潜标、各种水下拖体等。绝大多数的水下设备都是机电一体化的产品，水下各设备之间或设备本身都需要大量使用可插拔的水下连接器。水下连接器根据可插拔的环境可分为干式插拔连接器和湿式插拔连接器，根据其内的芯数可分为单芯与多芯连接器，根据可使用的深度又可分为浅水连接器和深水连接器。地面用普通的连接器只需要保证连接的紧固性和信号的稳定性即可，根据不同的使用场合，有些需要防潮，有些需要防尘，有些需要防腐蚀等。而水下连接器的外部介质是淡水或海水，而海水具有极强的腐蚀性和导电性，只要渗入很少的水分，就会影响水下连接器的绝缘性能，所以水下连接器的密封性能是关键；另外，深水连接器不仅需要有较强的水密性，还需要有足够的强度来抵抗巨大的压力。我国探索和认识海洋起步较晚，水下特种装备的门类，数量和质量与发达国家相比还有一定的差距。目前，我国使用的绝大部分深水连接器都需要进口，而进口的深水连接器少则几千，多则几万元一个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、工作可靠、密封和抗压能力强、信号稳定的干插拔式水密同轴连接器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括同轴插座及同轴插头，所述同轴插座包括同轴电缆、插座屏蔽套、公插针及插座固定件，其中插座固定件、插座屏蔽套及公插针由外向内同轴设置，并通过灌注的填充物连成一体；所述同轴插头包括水密电缆、母插针、插头固定件及固定螺母，其中插头固定件、插头屏蔽套及母插针由外向内同轴设置，并通过灌注的填充物连成一体，所述固定螺母套设在插头固定件上；所述插座固定件与插头固定件密封插接并通过螺纹与所述固定螺母连接拧紧；所述公插针的一侧与母插针的一侧相插接，公插针及母插针的另一侧分别外伸于插座屏蔽套、插头屏蔽套，所述公插针及母插针另一侧的外伸端分别与同轴电缆的缆芯线及水密电缆的缆芯线相连，所述公插针及母插针外伸端的外表面分别包有插芯套；所述同轴电缆及水密电缆的外圈屏蔽线分别设有电缆压紧套，并分别通过电缆固定套将同轴电缆与电缆压紧套以及水密电缆与电缆压紧套压合，所述电缆压紧套上套设有分别与所述插座屏蔽套、插头屏蔽套螺纹连接的电缆压紧螺母；所述插头固定件的外表面与水密电缆之间设有硫化定形的橡胶。

其中：所述插座固定件与插头固定件密封插接的一侧内孔中插设有插座同心件，该插座同心件与公插针、插座屏蔽套及插座固定件之间同轴设置；所述插座屏蔽套的一侧插入插座同心件，且插座固定件、插座同心件及插座屏蔽套所述同一侧的端面共面；所述公插针的一侧设有轴肩，插座屏蔽套的一侧沿轴向向内设有凹槽，所述轴肩与凹槽的底面共面；所述插座固定件与插座屏蔽套之间以及插座屏蔽套与公插针之间分别灌注有填充物；所述插芯套为两个半圆环形，将公插针及母插针的外伸端包住；所述插座固定件的两侧分别设有外螺纹，所述插头固定件及插座固定件上分别设有容置O形圈的O形圈槽；

所述插头固定件与插座固定件密封插接的一侧内部设有屏蔽套定位件，所述插头屏蔽套的一侧插入屏蔽套定位件内，且该插头屏蔽套的一侧及所述母插针的一侧分别由屏蔽套定位件伸出，分别与所述插座屏蔽套、公插针插接；所述母插针一侧与公插针插接的插孔内设有保证公、母插针配合时紧密性与安全性的插孔保护套，该插孔保护套与屏蔽套定位件、母插针、插头屏蔽套及插头固定件同轴设置；所述插头固定件与插头屏蔽套之间以及插头屏蔽套与母插针之间分别灌注有填充物；所述插头固定件上套设有限定所述固定螺母轴向位置的卡簧。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明所有的密封点位都采用双密封方式，保证了在高压下的密封性。

2.本发明内部配合紧密，无空腔，结构具有很高的抗压性能，适合应用于深海以及其它高压环境。

3.本发明各零部件定位准确，采用灌注环氧树脂与橡胶硫化等手段实现了多个零件的固化成形，既保证了同轴连接器各零部件的相对位置的准确性，又保证了同轴连接器可以实现多次插拔而不发生变形，错位，零件松脱等现象；从而保证了本发明具有很长的使用寿命。

4.本发明多数零部件采用同轴布局，绝缘性能良好，抗干扰能力强，传输信号稳定。

5.本发明成本低，结构简单，外形尺寸小，使用寿命长，使用和维护方便，易于安装在水下设备上。

附图说明

图1为同轴插座与同轴插头的总装配图；

图2为同轴插座的结构原理图；

图3为同轴插头的结构原理图；

其中：1为同轴插座，2为同轴插头，3为O形圈，4为同轴电缆，5为第一电缆固定套，6为第一电缆压紧套，7为第一插芯套，8为第一电缆压紧螺母，9为插座屏蔽套，10为外圈填充物，11为公插针，12为内圈填充物，13为插座固定件，14为插座同心件，15为固定螺母，16为插孔保护套，17为插头固定件，18屏蔽套定位件，19为卡簧，20为插头屏蔽套，21为套外填充物，22为母插针，23为套内填充物，24为第二电缆压紧螺母，25为第二电缆压紧套，26为第二插芯套，27为第二电缆固定套，28为橡胶。29为水密电缆，30为O形圈槽，31为凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括同轴插座1、同轴插头2及O形圈3，同轴插头2与同轴插座1之间可实现插拔，并通过其上的螺纹连接拧紧。同轴插座1与同轴插头2之间通过两道O形圈3来实现径向密封。

如图2所示，同轴插座1包括同轴电缆4、第一电缆固定套5、第一电缆压紧套6、第一插芯套7、第一电缆压紧螺母8、插座屏蔽套9、外圈填充物10、公插针11、内圈填充物12、插座固定件13和插座同心件14。插座固定件13、插座屏蔽套9及公插针11由外向内同轴设置，并通过灌注的填充物连成一体；插座固定件13的右侧内孔中插设有插座同心件14，该插座同心件14与公插针11、插座屏蔽套9及插座固定件13之间同轴设置；插座屏蔽套9的右侧插入插座同心件14，且插座固定件13、插座同心件14及插座屏蔽套9右侧的端面共面。公插针11的右侧设有轴肩，插座屏蔽套9的右侧沿轴向向内设有凹槽31，该轴肩与凹槽31的底面共面。公插针11的左侧外伸于插座屏蔽套9，公插针11左侧的外伸端与同轴电缆4的缆芯线相连，公插针11外伸端的外表面包有第一插芯套7；同轴电缆4的外圈屏蔽线设有第一电缆压紧套6，并通过第一电缆固定套5将同轴电缆4与第一电缆压紧套6压合，第一电缆压紧套6上套设有与插座屏蔽套9螺纹连接的第一电缆压紧螺母8。本发明的第一插芯套7为两个半圆环形，将公插针11的外伸端包住。

同轴插座1的安装如下：

首先，通过模具将公插针11与插座屏蔽套9之间定位并固定，确保公插针11与插座屏蔽套9之间同轴，以及公插针11右侧设置的轴肩与插座屏蔽套9右侧沿轴向向内开设的的凹槽31的底面共面；然后在公插针11与插座屏蔽套9之间灌注环氧树脂，环氧树脂固化后形成内圈填充物12，并取下模具；这样公插针11，插座屏蔽套9以及内圈填充物12形成一个整体，并保证了公插针11与插座屏蔽套9两者同心且绝缘。接着将插座同心件14插入插座固定件13内孔的右侧，将插座屏蔽套9的右侧插入插座同心件14，并保证三者（插座固定件13、插座同心件14、插座屏蔽套9）右侧端面共面，然后在插座屏蔽套9与插座固定件13之间灌注环氧树脂，环氧树脂固化后形成外圈填充物10，同理也保证了插座屏蔽套9与插座固定件13之间同轴与绝缘性；在成形的过程当中，环氧树脂既起着定形的作用，又起着绝缘的作用。然后，将同轴电缆4的缆芯线插入公插针11左侧的孔内，并焊接固定；将两个半圆环形的插芯套7包住公插针11的左侧外伸端，并将同轴电缆4的外圈屏蔽线与第一电缆压紧套6之间焊接固定，并通过第一电缆固定套5将同轴电缆4与第一电缆压紧套6紧密压合，最后拧紧第一电缆压紧螺母8。插座固定件13上设有两个径向O形圈槽30及一个轴向O形圈槽30，并且左右两侧均设置有外螺纹，左侧外螺纹起着固定整个同轴连接器的作用，右侧外螺纹与固定螺母15配合，起着压紧同轴插座1与同轴插头2以及方便两者插拔的作用。

如图3所示，同轴插头2包括固定螺母15、插孔保护套16、插头固定件17、屏蔽套定位件18、卡簧19、插头屏蔽套20、套外填充物21、母插针22、套内填充物23、第二电缆压紧螺母24、第二电缆压紧套25、第二插芯套26、第二电缆固定套27及橡胶28。插头固定件17、插头屏蔽套20及母插针22由外向内同轴设置，并通过灌注的填充物连成一体，固定螺母15套设在插头固定件17上，插头固定件17左侧内部设有一个O形圈槽30。插头固定件17的左侧内部设有屏蔽套定位件18，插头屏蔽套20的左侧插入屏蔽套定位件18内，且该插头屏蔽套20的左侧及母插针22的左侧分别由屏蔽套定位件18伸出，分别与插座屏蔽套9、公插针11的右侧插接；其中插头屏蔽套20伸出的部分插入插座屏蔽套9右侧的凹槽31内，母插针22的左侧开有与公插针11插接的插孔，母插针22左侧的插孔内设有插孔保护套16，保证了公、母插针11、22配合时的紧密性与安全性，该插孔保护套16与屏蔽套定位件18、母插针22、插头屏蔽套20及插头固定件17同轴设置。插头固定件17上套设有限定固定螺母15轴向位置的卡簧19。插座固定件13的右侧与插头固定件17的左侧插接，通过两个径向的O形圈3来实现密封，并通过插座固定件13右侧的外螺纹与固定螺母15连接拧紧。母插针22的右侧外伸于插头屏蔽套20，母插针22右侧的外伸端与水密电缆29的缆芯线相连，母插针22外伸端的外表面包有第二插芯套26；水密电缆29的外圈屏蔽线设有第二电缆压紧套25，并通过第二电缆固定套27将水密电缆29与第二电缆压紧套25压合，第二电缆压紧套25上套设有与插头屏蔽套20螺纹连接的第二电缆压紧螺母24；插头固定件17右侧的外表面与水密电缆29之间设有硫化定形的橡胶28。本发明的第二插芯套26为两个半圆环形，将母插针22的外伸端包住。

同轴插头2的安装如下：

与同轴插座1成型过程类似，通过先定位，然后灌注环氧树脂的方式将母插针22、插孔保护套16、套内填充物23、插头屏蔽套20、屏蔽套固定件18、套外填充物21与插头固定件17固化成形为一个整体；在成形的过程当中，环氧树脂既起着定形的作用，又起着绝缘的作用。然后将水密电缆29的缆芯线插入母插针22右侧孔内并焊接，将水密电缆29的屏蔽线与第二电缆压紧套25的外表面焊接，压紧第二电缆固定套27并拧紧第二电缆压紧螺母24；接着从插头固定件17的右侧套入固定螺母15，并在插头固定件17的卡簧槽处安装卡簧19；最后通过模具将橡胶28硫化定形在插头固定件17的右侧外表面与水密电缆29之间，硫化橡胶既起着定形的作用，又起着水下密封的作用。

本发明的电缆压紧螺母起着同时压紧插芯套与电缆压紧套的作用。公插针11与第一电缆压紧套6之间的绝缘通过第一插芯套7来保证；公插针11与插座屏蔽套9之间的绝缘通过内圈填充物12来保证；插座屏蔽套9与插座固定件13之间的绝缘通过外圈填充物10以及插座同心件14来保证。

母插针22与第二电缆压紧套25之间的绝缘通过第二插芯套26来保证；母插针22与插头屏蔽套20之间的绝缘性通过套内填充物23来保证；插头屏蔽套20与插头固定件17之间的绝缘性通过屏蔽套定位件18以及套外填充物21来保证。

Claims (10)

1.一种水密同轴连接器，包括同轴插座及同轴插头，其特征在于：所述同轴插座（1）包括同轴电缆（4）、插座屏蔽套（9）、公插针（11）及插座固定件（13），其中插座固定件（13）、插座屏蔽套（9）及公插针（11）由外向内同轴设置，并通过灌注的填充物连成一体；所述同轴插头（2）包括水密电缆（29）、母插针（22）、插头固定件（17）及固定螺母（15），其中插头固定件（17）、插头屏蔽套（20）及母插针（22）由外向内同轴设置，并通过灌注的填充物连成一体，所述固定螺母（15）套设在插头固定件（17）上；所述插座固定件（13）与插头固定件（17）密封插接并通过螺纹与所述固定螺母（15）连接拧紧；所述公插针（11）的一侧与母插针（22）的一侧相插接，公插针（11）及母插针（22）的另一侧分别外伸于插座屏蔽套（9）、插头屏蔽套（20），所述公插针（11）及母插针（22）另一侧的外伸端分别与同轴电缆（4）的缆芯线及水密电缆（29）的缆芯线相连，所述公插针（11）及母插针（22）外伸端的外表面分别包有插芯套；所述同轴电缆（4）及水密电缆（29）的外圈屏蔽线分别设有电缆压紧套，并分别通过电缆固定套将同轴电缆（4）与电缆压紧套以及水密电缆（29）与电缆压紧套压合，所述电缆压紧套上套设有分别与所述插座屏蔽套（9）、插头屏蔽套（20）螺纹连接的电缆压紧螺母；所述插头固定件（17）的外表面与水密电缆（29）之间设有硫化定形的橡胶（28）。

2.按权利要求1所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述插座固定件（13）与插头固定件（17）密封插接的一侧内孔中插设有插座同心件（14），该插座同心件（14）与公插针（11）、插座屏蔽套（9）及插座固定件（13）之间同轴设置；所述插座屏蔽套（9）的一侧插入插座同心件（14），且插座固定件（13）、插座同心件（14）及插座屏蔽套（9）所述同一侧的端面共面。

3.按权利要求1或2所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述公插针（11）的一侧设有轴肩，插座屏蔽套（9）的一侧沿轴向向内设有凹槽（31），所述轴肩与凹槽（31）的底面共面。

4.按权利要求1或2所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述插座固定件（13）与插座屏蔽套（9）之间以及插座屏蔽套（9）与公插针（11）之间分别灌注有填充物。

5.按权利要求1或2所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述插芯套为两个半圆环形，将公插针（11）及母插针（22）的外伸端包住。

6.按权利要求1所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述插座固定件（13）的两侧分别设有外螺纹，所述插头固定件（17）及插座固定件（13）上分别设有容置O形圈（3）的O形圈槽（30）。

7.按权利要求1所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述插头固定件（17）与插座固定件（13）密封插接的一侧内部设有屏蔽套定位件（18），所述插头屏蔽套（20）的一侧插入屏蔽套定位件（18）内，且该插头屏蔽套（20）的一侧及所述母插针（22）的一侧分别由屏蔽套定位件（18）伸出，分别与所述插座屏蔽套（9）、公插针（11）插接。

8.按权利要求7所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述母插针（22）一侧与公插针（11）插接的插孔内设有保证公、母插针（11、22）配合时紧密性与安全性的插孔保护套（16），该插孔保护套（16）与屏蔽套定位件（18）、母插针（22）、插头屏蔽套（20）及插头固定件（17）同轴设置。

9.按权利要求1、7或8所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述插头固定件（17）与插头屏蔽套（20）之间以及插头屏蔽套（20）与母插针（22）之间分别灌注有填充物。

10.按权利要求1、7或8所述的水密同轴连接器，其特征在于：所述插头固定件（17）上套设有限定所述固定螺母（15）轴向位置的卡簧（19）。