CN105186195A - 一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器 - Google Patents

Abstract

一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器，包括两个相同的单体电连接器、连接机构(108)、锁套(106)、插座法兰(18)和插头法兰(22)，每一个单体电连接器又包括分体插头(107)和分体插座(105)，分体插头(107)中设有中心顶柱(12)，分体插座(105)中设有中间顶柱(2)和复位弹簧(10)，中间顶柱(2)将复位弹簧(10)限制在分体插座(105)内部，连接机构(108)又包括拉杆(23)、钢珠(24)和解锁弹簧(25)。本发明通过转接法兰的转接将两个单体电连接器与连接机构(108)组成一个整体电连接器，通过控制连接机构(108)来实现两个单体电连接器的同步锁紧及同步解锁分离。同时，单体电连接器采用三层结构，可以有效防止短路。

Description

一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器

技术领域

本发明涉及一种分离脱落电连接器，既可以实现同步解锁，又具有水下防短路功能。

背景技术

电连接器广泛适用于各类工程系统，是一种十分重要的基础机电元件，主要用于实现电信号的传输和控制，以及电子与电气系统之间的连接。电连接器的解锁是电连接器的一项关键技术，现有的分离电连接器在设计时，连接机构位于电连接器的内部中心或外圆上，一个连接机构对应一个电连接器，当对一个连接机构施加外力使其工作时，只能将一个电连接器解锁，在对两个或以上分离电连接器实施解锁时，只能分别对其连接机构施加动作，无法实现同步解锁；同时现有的分离电连接器插座一般为单层或双层结构，仅在与插头插合后才具有防水功能，在单独插座状态下，接触件、绝缘体等部位不具备防水功能，裸露在水中时会导致插座短路，无法实现水下防短路。

随着科技的不断发展，航天等高科技领域对电连接器提出了更高的要求，不仅仅是传统环境下的可靠插合解锁，进一步提出了两个或多个电连接器同步实现解锁分离的要求以及水下环境正常插合分离的要求，传统的电连接器结构已经不能满足这一需求。因此急需设计一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种既可以实现同步解锁，又具有水下防短路功能的分离电连接器。

本发明的技术解决方案是：一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器，包括两个相同的单体电连接器、连接机构、锁套、插座法兰和插头法兰，每一个单体电连接器又包括分体插头和分体插座，分体插头中设有中心顶柱，分体插座中设有中间顶柱和复位弹簧，中间顶柱将复位弹簧限制在分体插座内部，连接机构又包括拉杆、钢珠和解锁弹簧；两个分体插头分别通过插头并紧环安装在插头法兰的两侧，两个分体插座分别通过插座并紧环安装在插座法兰的两侧，锁套固定于插座法兰的中心，锁套的内部设有凹槽，钢珠位于所述凹槽内部，拉杆为包括大直径段和小直径段的两段式圆柱体结构，大直径段上设有凸台，拉杆穿过插头法兰后伸入锁套内部，解锁弹簧套装在拉杆的大直径段上，解锁弹簧的一端顶住插头法兰，解锁弹簧的另一端抵住所述凸台；锁紧时，通过解锁弹簧释放的应力推动拉杆将大直径段与锁套配合将钢珠限制在所述凹槽内，同时在每一个单体电连接器内部，中心顶柱通过中间顶柱压紧复位弹簧；同步解锁时，向外拉动拉杆，克服解锁弹簧对拉杆的作用力，在拉杆向外移动过程中，拉杆的大直径段解除对钢珠的约束，钢珠从所述凹槽内掉落，同时复位弹簧释放应力，通过中间顶柱将中心顶柱推出，将单体插头推离单体插座，两个单体电连接器完成同步解锁分离。

所述的单体电连接器还包括插座壳体、铆套、第一O型圈、第二O型圈、正面层接触件、中间顶套、中间层接触件、弹性针、插座并紧圈、插头壳体、第三O型圈、插头接触件、插头并紧圈，插座壳体内部，第一O型圈套在正面层接触件绝缘体上并与插座壳体形成密封，铆套内嵌于中间顶柱与正面层接触件绝缘体之间，第二O型圈套在中间顶柱上并与铆套形成密封，由此构成正面层；中间顶套将中间层接触件限制在插座壳体内部并沿中间顶套轴向运动，由此构成中间层；插座并紧圈将弹性针固定在插座壳体内部，复位弹簧套在中间顶柱上且一端抵住弹性针的绝缘体，由此形成背面层；插头壳体内部，第三O型圈套在插头壳体外部并在插头壳体与插座壳体完全锁紧后形成密封，插头并紧圈将插头接触件固定在插头壳体内部，中心顶柱固定在插头接触件的绝缘体上，由此构成插头绝缘体；插头壳体与插座壳体锁紧时，中间顶柱带动中间层向背面层靠拢，直至复位弹簧被压紧，正面层接触件、中间层接触件、弹性针形成电气连接；插头壳体与插座壳体分离时，复位弹簧释放的应力作用于中间层，将中间层推离背面层，切断中间层触件和弹性针的电气连接，实现在分离后的防短路功能。

所述的正面层接触件与正面层接触件的绝缘体之间涂覆有聚氨酯胶。

本发明的原理是：将两个单体电连接器与连接锁紧机构通过转接法兰组合成完整的电连接器。连接锁紧机构与单体电连接器为相互独立的结构：单独的单体电连接器自身无连接锁紧功能，单独的连接锁紧机构无电连接器的电气连接功能。用一个连接锁紧机构控制两个单体电连接器的锁紧与同步解锁。在对连接机构实行解锁动作后，单体电连接器内部的复位弹簧同时释放应力，将单体电连接器的插头与插座分离，实行同步解锁分离。同时，使用三层结构的插座，在插座分离后，正面层用于防水密封，同时中间层与背面层电气连接被切断，起到插座防短路功能。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)可以实现两个电连接器的同步解锁：本发明通过转接法兰的转接将两个对称布置的完全相同的单体电连接器与法兰上的连接机构组成一个整体电连接器，通过控制转接法兰上的一个连接锁紧机构，来实现两个单体电连接器的同步锁紧及同步解锁分离的功能，相对于其它现有电连接器一个连接机构只能控制一个电连接器的解锁分离，可以同时控制两个单体电连接器的同步动作；

(2)防短路结构简单、可靠：本发明设计为三层结构，正面层用于防水密封和承受压力，正面层各进水环节设置有O型密封圈或点封聚氨酯胶，实现防水密封；中间层为活动层，主要作用是实现插头插座插合时正面层和背面层接触件的导通及分离后正面层和背面层接触件的断开；在解锁后，背面层上的复位弹簧将中间层推离背面层，实现中间层与背面层接触件电气连接的断开，可以有效防止短路；

(3)本发明电连接器结构尺寸小，可以在小空间环境下安装，插合状态在水下10m条件下可实现可靠的电气连接，可实现两个单体电连接器在水下的同步解锁分离过程，且分离后的插座具有防短路功能。

附图说明

图1为本发明的分体防短路电连接器插座非工作状态的结构剖视图；

图2为本发明的分体防短路电连接器插座工作状态的结构剖视图；

图3为本发明的分体电连接器插头的结构剖视图；

图4为本发明的防短路电连接器插座的结构剖视图；

图5为本发明的电连接器插头的结构剖视图；

图6为本发明的电连接器插头插座开始同步插合的结构剖视图；

图7为本发明的电连接器插头插座同步插合过程的结构剖视图

图8为本发明的电连接器插头插座插合到位状态的结构剖视图；

图9为本发明的电连接器插头插座同步解锁分离状态的结构剖视图。

图中各组件分别为：插座壳体1、中间顶柱2、铆套3、第一O型圈4、第二O型圈5、正面层接触件6、中间顶套7、中间层接触件8、弹性针9、复位弹簧10、插座并紧圈11、中心顶柱12、插头壳体13、第三O型圈14、插头接触件15、插头并紧圈16、插头尾罩17、插座法兰18、第四O型圈19、插座并紧环20、插头并紧环21、插头法兰22、拉杆23、钢珠24、解锁弹簧25、正面层101、中间层102、背面层103、插头绝缘体104、分体插座105、锁套106、分体插头107、连接机构108。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，为电连接器插合过程第一阶段(状态1)：固定于插头法兰22中心的连接机构108进入固定于插座法兰18中心的锁套106内部。连接机构108包括拉杆23、钢珠24和解锁弹簧25，锁套106内部设有凹槽，对应地，用插头并紧环21对称固定于插头法兰22两侧的两个分体插头的插头壳体13接触并伸入用插座并紧环20对称固定于插座法兰18两侧的分体插座的插座壳体1内，完成同步导向。

如图2所示，为电连接器插合过程第二阶段(状态2)：完成同步导向后，继续推动单体插头使其插入单体插座，连接机构108继续进入锁套106内部，拉杆23为包括大直径段和小直径段的两段式圆柱体结构，大直径段上设有凸台，拉杆23穿过插头法兰22后伸入锁套106内部，解锁弹簧25套装在拉杆23的大直径段上，解锁弹簧25的一端顶住插头法兰22，解锁弹簧25的另一端抵住凸台，此时解锁弹簧25释放应力，推动拉杆23的大直径段伸入锁套内部，开始与钢珠24接触。同时，套在插头壳体13外部的第三O型圈14与插座壳体1配合形成密封；每个分体插头中的中心顶柱12与每个分体插座中的中间顶柱2开始接触，复位弹簧10开始被中间顶柱2压缩。

如图3所示，为电连接器插合过程第三阶段(状态3)：解锁弹簧25释放的应力推动拉杆23直至拉杆23的大直径段推顶钢珠24进入锁套106内，并与锁套106配合将钢珠24限制在锁套106的凹槽内，此时完成两个单体电连接器的同步锁紧。同时在每一个单体电连接器内部，中心顶柱12通过中间顶柱2压紧复位弹簧10至复位弹簧10被压紧，每个分体插座上的正面层接触件6与插头接触件15可靠接触，中间层接触件8与背面层103上的弹性针9可靠接触，正面层101、中间层102、背面层103三层上的接触件处于导通状态，两个分体电连接器处于同步锁紧工作导通状态。

如图4所示，为电连接器同步解锁状态：向外拉动拉杆23，克服解锁弹簧25对拉杆23的作用力，在拉杆23向外移动过程中，拉杆23的大直径段解除对钢珠24的约束，钢珠24从锁套106的凹槽内掉落，解除头座间的锁合，两个单体电连接器失去连接机构锁紧力的作用同步解锁，呈自由状态。同时复位弹簧10释放应力，通过中间顶柱2将中心顶柱12推出，将单体插头推离单体插座，两个单体电连接器完成同步解锁分离。

如图2所示，为电连接器在分离过程第二阶段：单体插头座之间失去密封，插座正面层101开始进水，此时中间层102在复位弹簧10作用下已回复原位，单体插座呈防短路状态，插头座在拉力作用下克服头座之间的摩擦力及水压力继续运动分离过程直至完全分离。

本发明的电连接器插合及分离过程为：图1状态→图2状态→图3状态→图4状态→图2状态→图1状态。

如图5、6所示，本发明的电连接器中单体插座在分离后具备水下防短路功能，每个分体插座中，第一O型圈4套在正面层接触件6绝缘体上并与插座壳体1形成密封，铆套3内嵌于中间顶柱2与正面层接触件6绝缘体之间，第二O型圈5套在中间顶柱2上并与铆套3形成密封，由此构成正面层101，正面层101的绝缘体通过插座壳体1台阶左端限位，再通过中间顶套7从右端压紧。

中间顶套7将中间层触件8限制在插座壳体1内部并沿中间顶套7轴向运动，由此构成中间层102；插座并紧圈11将弹性针9限固定在插座壳体1内部，复位弹簧10套在中间顶柱2上且一端抵住弹性针9的绝缘体，由此形成背面层103，背面层103绝缘体左端由中间顶套7右端限位，再通过并紧圈11并紧，整体上形成“插座壳体1→正面层101→中间顶套7→背面层103→并紧圈11”相互压紧的固定结构。正面层接触件6与正面层101上的绝缘体用聚氨酯胶粘接，达到正面层接触件6与绝缘体之间的密封防水。正面层101的绝缘体用铆套3铆接固定。

分体插座的中间层102是实现防短路功能的重要部位，中间层102为活动层，在电连接器插头插座插合和分离过程中能够运动，起到插座正面层接触件6和背面层弹性针9的导通和切断作用。插头插座插合锁紧时，中心顶柱12推顶中间顶柱2带动中间层102向背面层103靠拢，压缩复位弹簧10直至中间层接触件8与背面层弹性针9可靠接触，此时正面层101、中间层102、背面层103三层接触件导通，形成电气连接，如图6所示。插头插座解锁分离时，中间层102在复位弹簧10释放的应力推动下被推离背面层103，在正面层101左端面一侧进水之前，中间层接触件8和弹性针9的电气连接断开，起到电连接器内部防短路作用，如图5所示。

如图7所示，分体插头中插头绝缘体104用插头并紧圈16并紧在插头壳体13内部，插头接触件15安装限制在插头绝缘体104内，中心顶柱12采用螺纹配合方式固定在插头绝缘体104中心，第三O型圈14套在插头壳体13外部并在插头插座锁紧时与插座壳体1配合形成密封，本发明使用的插头尾罩17优选为可硫化结构。

如图8所示，两个分体插座105对称安装在插座法兰18两侧并用插座并紧环20并紧固定，锁套106采用螺纹配合方式安装在插座法兰18中心，第四O型圈19安装在插座法兰18上并在插头插座锁紧时与插头法兰21配合形成密封，由此构成本发明的单体电连接器插座。

如图9所示，两个分体插头107对称安装在插头法兰22两侧并用插头并紧环21并紧固定，连接机构108安装在插头法兰22中心，由此构成本发明的单体电连接器插头。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器，其特征在于：包括两个相同的单体电连接器、连接机构(108)、锁套(106)、插座法兰(18)和插头法兰(22)，每一个单体电连接器又包括分体插头(107)和分体插座(105)，分体插头(107)中设有中心顶柱(12)，分体插座(105)中设有中间顶柱(2)和复位弹簧(10)，中间顶柱(2)将复位弹簧(10)限制在分体插座(105)内部，连接机构(108)又包括拉杆(23)、钢珠(24)和解锁弹簧(25)；两个分体插头(107)分别通过插头并紧环(21)安装在插头法兰(22)的两侧，两个分体插座(105)分别通过插座并紧环(20)安装在插座法兰(18)的两侧，锁套(106)固定于插座法兰(18)的中心，锁套(106)的内部设有凹槽，钢珠(24)位于所述凹槽内部，拉杆(23)为包括大直径段和小直径段的两段式圆柱体结构，大直径段上设有凸台，拉杆(23)穿过插头法兰(22)后伸入锁套(106)内部，解锁弹簧(25)套装在拉杆(23)的大直径段上，解锁弹簧(25)的一端顶住插头法兰(22)，解锁弹簧(25)的另一端抵住所述凸台；锁紧时，通过解锁弹簧(25)释放的应力推动拉杆(23)将大直径段与锁套(106)配合将钢珠(24)限制在所述凹槽内，同时在每一个单体电连接器内部，中心顶柱(12)通过中间顶柱(2)压紧复位弹簧(10)；同步解锁时，向外拉动拉杆(23)，克服解锁弹簧(25)对拉杆(23)的作用力，在拉杆(23)向外移动过程中，拉杆(23)的大直径段解除对钢珠(24)的约束，钢珠(24)从所述凹槽内掉落，同时复位弹簧(10)释放应力，通过中间顶柱(2)将中心顶柱(12)推出，将单体插头推离单体插座，两个单体电连接器完成同步解锁分离。

2.根据权利要求1所述的一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器，其特征在于：所述的单体电连接器还包括插座壳体(1)、铆套(3)、第一O型圈(4)、第二O型圈(5)、正面层接触件(6)、中间顶套(7)、中间层接触件(8)、弹性针(9)、插座并紧圈(11)、插头壳体(13)、第三O型圈(14)、插头接触件(15)、插头并紧圈(16)，插座壳体(1)内部，第一O型圈(4)套在正面层接触件(6)绝缘体上并与插座壳体(1)形成密封，铆套(3)内嵌于中间顶柱(2)与正面层接触件(6)绝缘体之间，第二O型圈(5)套在中间顶柱(2)上并与铆套(3)形成密封，由此构成正面层(101)；中间顶套(7)将中间层接触件(8)限制在插座壳体(1)内部并沿中间顶套(7)轴向运动，由此构成中间层(102)；插座并紧圈(11)将弹性针(9)固定在插座壳体(1)内部，复位弹簧(10)套在中间顶柱(2)上且一端抵住弹性针(9)的绝缘体，由此形成背面层(103)；插头壳体(13)内部，第三O型圈(14)套在插头壳体(13)外部并在插头壳体(13)与插座壳体(1)完全锁紧后形成密封，插头并紧圈(16)将插头接触件(15)固定在插头壳体(13)内部，中心顶柱(12)固定在插头接触件(15)的绝缘体上，由此构成插头绝缘体(104)；插头壳体(13)与插座壳体(1)锁紧时，中间顶柱(2)带动中间层(102)向背面层(103)靠拢，直至复位弹簧(10)被压紧，正面层接触件(6)、中间层接触件(8)、弹性针(9)形成电气连接；插头壳体(13)与插座壳体(1)分离时，复位弹簧(10)释放的应力作用于中间层(102)，将中间层(102)推离背面层(103)，切断中间层触件(8)和弹性针(9)的电气连接，实现在分离后的防短路功能。

3.根据权利要求2所述的一种可同步解锁的水下防短路分离电连接器，其特征在于：所述的正面层接触件(6)与正面层接触件(6)的绝缘体之间涂覆有聚氨酯胶。