CN107732543A - 耐高温核工业电连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了耐高温核工业电连接器，解决了现有的电连接器不能保证在高温500℃条件下的密封性能，并且不能实现在人不进入核岛安全壳的情况下，通过机械手直接进行操作，快速锁紧和分离的技术问题。该电连接器包括插头与插座，所述的插头包括插头壳体、卡簧Ⅰ、垫片Ⅰ、密封垫、卡簧Ⅱ、连接螺帽、孔后绝缘体、弹簧、孔前绝缘体及插孔组件，所述插座为玻璃烧结气密封插座，包括激光焊接为一体的烧结组件和前壳体组件两部分。本发明可安装在核岛安全壳内，能够保证电连接器在高温500℃条件下的密封性能，实现由核岛安全壳内向外部安全区的信号传输和测温功能，并且能够实现在人不进入核岛安全壳的情况下，可通过机械手直接操作，快速锁紧和分离。
Description
技术领域
本发明涉及电连接器技术领域，具体地说是耐高温核工业电连接器。
背景技术
核工业1E级电连接器，是能够完成反应堆紧急停堆、安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应堆余热导出、反应堆厂房的热导出、防止放射性物质向周围排放的产品。按照核电站电气系统设备的安全类别分为三类：K1、K2、K3。其中，K1类指安装在安全壳内，应能在正常、事故或事故环境条件、地震载荷条件下能执行其规定的功能。
现有的电连接器不具备在辐照环境下长期工作的能力，一旦经受过量辐照，绝缘材料会变脆，材料机械性能劣化，会对电连接器整体性能造成严重影响，另外，核工业电连接器必须要具备在高温500℃条件下仍然能够保证密封的性能，而现有的电连接器在核岛安全壳内的高温条件下很难达到密封性的要求，不能满足在核岛安全壳内用电连接器的要求，而且插拔结构较复杂，机械手操作不便。
申请号为201420574677.1的实用新型专利提供了一种核工业专用电连接器，该实用新型包括法兰、插座、插头、导向架、支承套和螺杆，插座设置于法兰内，导向架为上端面削去部分圆弧面呈敞开状的筒体式结构，导向架的前端套在法兰外，插头可前后滑动地设置于导向架内部，插头与插座相对设置，导向架的后端面上设置有向轴线方向延伸的径向凸缘，径向凸缘围成一开口朝上的搁置槽，支承套与导向架同轴心地搁置在搁置槽中，支承套内部转动配合有螺母副，螺杆的一端与插头的后端固接，另一端配合在螺母副的中心孔内，螺母副的外端连接有用于驱动螺母副转动的手柄。该实用新型机械手操作过程复杂，而且没有解决电连接器在高温500℃条件下保证密封性的问题。
申请号为201620580037.0的实用新型提供了一种核工业用耐环境电连接器，包括插头和插座，插座具有壳体I，壳体I内设有前接插组，前接插组通过环螺母I固装在壳体I内；壳体I的一端具有向插头方向伸出的延伸壳，延伸壳外壁设有外螺纹；插头具有壳体II，壳体II内由前自后依次设有后插接组，罩壳，罩帽，胶垫圈和引线组件；壳体II的后端设有压帽；压帽与壳体II螺纹连接；壳体II的前端设有卡套帽，卡套帽的一端通过环螺母II和螺旋挡圈套设壳体II上；卡套帽另一端的内壁设有与延伸壳上外螺纹配合内螺纹。该实用新型的结构密封零件采用三元乙丙橡胶EPDM，这种材料适用于200℃以下的环境，在500℃的高温条件下很难保证电连接器的密封性，另外这种结构不能实现在人不能进入核岛安全区的条件下对电连接器进行操作，工作人员进入操作会受到辐照的危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温核工业电连接器，可安装在核岛安全壳内，能够保证电连接器在高温500℃条件下的密封性能，实现由核岛安全壳内向外部安全区的信号传输和测温功能，并且能够实现在人不进入核岛安全壳的情况下，可通过机械手直接进行操作，快速锁紧和分离。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：耐高温核工业电连接器，包括插头和插座，所述的插头包括插头壳体、卡簧Ⅰ、垫片Ⅰ、密封垫、卡簧Ⅱ、连接螺帽、孔后绝缘体、弹簧、孔前绝缘体及插孔组件；
所述孔前绝缘体通过定位键Ⅰ与插头壳体内部的定位键槽相互配合，实现周向防转；插孔组件和孔后绝缘体通过端面配合，实现周向防转；卡簧Ⅱ卡在插头壳体的内部卡簧槽Ⅱ中，并将孔前绝缘体、插孔组件和孔后绝缘体依次轴向固定；连接螺帽通过定位键槽与插头壳体定位键Ⅱ相互配合，实现周向防转；卡簧Ⅰ卡在插头壳体的外部卡簧槽Ⅰ中，并将连接螺帽、弹簧和垫片Ⅰ依次轴向固定，所述连接螺帽外周两侧设有用于与机械手配合的对称的平台；
所述插座为玻璃烧结气密封插座，包括烧结组件和前壳体组件两部分，所述烧结组件包括插座后壳体、玻璃绝缘体、密封插针，所述密封插针通过玻璃绝缘体安装在插座后壳体内部，插座后壳体、玻璃绝缘体和密封插针烧结为一体加工成烧结组件；所述的前壳体组件包括插座前壳体和铆接限位在插座前壳体上的钢球；插座前壳体的尾端与插座后壳体配合安装，在所述插座前壳体的内部与插座后壳体的前端面之间装入金属C型圈，插座前壳体与插座后壳体激光焊接为一体，在插座后壳体与玻璃绝缘体之间安装O型密封圈，实现密封；
所述插孔组件是由测温合金材料制成的热电偶类插孔组件，所述密封插针是由测温合金材料制成的热电偶类密封插针。
进一步地，所述插头壳体的外侧设置有环形槽并位于连接螺帽的内部，插座上的钢球卡在环形槽内，实现插座与插头的对接。
进一步地，所述钢球的直径为3mm，共设3个，均匀分布在所述插座前壳体的外周表面。
进一步地，所述密封垫、O型密封圈均为苯撑硅橡胶材料制成。
进一步地，所述孔前绝缘体及孔后绝缘体均采用聚醚醚酮塑料制成。
进一步地，所述金属C型圈开口方向朝向插座前壳体，金属C型圈为GH4145材质制成。
进一步地，所述插头、插座插配面满足IP67防护等级要求。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
(1)本发明选用苯撑硅橡胶耐辐照材料，可在持续辐照环境下长期工作，规避了由于累计经受过量辐照，绝缘材料的机械性能产成不可逆的恶变。
(2)插座为玻璃烧结气密封插座，玻璃烧结处，在一个大气压时，泄漏率可满足小于1×10-8Pa·m3/s。
(3)插头、插座采用推拉式快速锁紧和分离结构，该结构的优点在于，在核岛安全壳内部，使用机械手即可完成插头、插座的快速锁紧和分离。
(4)本发明的电连接器插座内设置金属C型密封圈，采用GH4145材质制成，并且插座壳体由现有的一体结构，设计为两部分分离的壳体激光焊接，与金属C型圈相配合，可在500℃高温条件保证良好的密封性，可安装在核岛安全壳内，满足1E级电气系统安全等级以及K1类安全类别的要求，实现由核岛安全壳内，向外部安全区的信号传输和测温功能。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为插座内部结构组成示意图；
图3为烧结组件示意图；
图4为前壳体组件示意图；
图5为金属C型圈的结构示意图；
图6为插头壳体的结构示意图；
图7为图6的剖视图；
图8为连接螺帽的结构示意图；
图9为孔前绝缘体的结构示意图；
图中零部件及编号：
1-插头壳体；1-1-卡簧槽Ⅱ；1-2-定位键槽；1-3-定位键Ⅱ；2-卡簧Ⅰ；3-垫片Ⅰ；4-密封垫；5-卡簧Ⅱ；6-连接螺帽；6-1-定位键槽；7-孔后绝缘体；8-弹簧；9-孔前绝缘体；9-1-定位键Ⅰ；10-插孔组件；11-插座前壳体；12-钢球；13-金属C型圈；14-O型密封圈；15-插座后壳体；16-玻璃绝缘体；17-密封插针；18-烧结组件；19-前壳体组件；20-平台；21-环形槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，耐高温核工业电连接器，包括插头和插座，所述的插头包括插头壳体1、卡簧Ⅰ2、垫片Ⅰ3、密封垫4、卡簧Ⅱ5、连接螺帽6、孔后绝缘体7、弹簧8、孔前绝缘体9及插孔组件10；
所述孔前绝缘体9通过定位键Ⅰ9-1与插头壳体1内部的定位键槽1-2相互配合，实现周向防转；插孔组件10和孔后绝缘体7通过端面配合，实现周向防转；卡簧Ⅱ5卡在插头壳体1的内部卡簧槽Ⅰ中，并将孔前绝缘体9、插孔组件10和孔后绝缘体7依次轴向固定；连接螺帽6通过定位键槽6-1与插头壳体1的定位键Ⅱ1-3相互配合，实现周向防转；卡簧Ⅰ2卡在插头壳体1的外部卡簧槽Ⅱ1-1中，并将连接螺帽6、弹簧8和垫片Ⅰ3依次轴向固定，所述连接螺帽6外周两侧设有用于与机械手配合的对称的平台20；
所述插座为玻璃烧结气密封插座，包括烧结组件18和前壳体组件19两部分，所述烧结组件18包括插座后壳体15、玻璃绝缘体16和密封插针17，所述密封插针17通过玻璃绝缘体16安装在插座后壳体15内部，插座后壳体15、玻璃绝缘体16和密封插针17烧结为一体加工成烧结组件18；
所述的前壳体组件19包括插座前壳体11和铆接限位在插座前壳体11上的钢球12；插座前壳体11的尾端与插座后壳体15配合安装，在所述插座前壳体11的内部与插座后壳体15的前端面之间装入金属C型圈13，金属C型圈13开口方向朝向插座前壳体11，即连接器受压方向，金属C型圈为GH4145材质制成，插座前壳体11与插座后壳体15激光焊接为一体，在插座后壳体15与玻璃绝缘体16之间安装O型密封圈14，实现密封；
所述插孔组件10是由测温合金材料制成的热电偶类插孔组件，所述密封插针17是由测温合金材料制成的热电偶类密封插针，实现测温功能。
所述插头壳体的外侧设置有环形槽21并位于连接螺帽6的内部，插座上的钢球12卡在环形槽21内，实现插座与插头的对接。
所述钢球12的直径为3mm，共设3个，均匀分布在所述插座前壳体11的外周表面。
所述O型密封圈14为苯撑硅橡胶材料制成，能够有效地耐辐照，提高连接器的使用寿命。
所述孔前绝缘体7及孔后绝缘体9均采用聚醚醚酮塑料制成。
所述插头与插座插配面满足IP67防护等级要求。
本发明使用时，插头与插座锁紧过程为：机械手夹紧平台20将插头插入插座，插合开始，插头壳体1碰到插座钢球12时，会将插头的连接螺帽6卡止，随着插头壳体1继续向内插合，连接螺帽6压缩弹簧8；当钢球12落入插头壳体1环形槽21内，连接螺帽6失去卡止并随着弹簧8回弹而弹开，完成插合。
插头、插座自锁原理：对接完成后，钢球12部分置于插头壳体1环形槽21内，并受连接螺帽6限位。此时，如拉拽插头除连接螺帽6外任意部分，插头、插座都会被钢球12卡住。
插头与插座分离过程为：机械手夹紧平台20，拉拽连接螺帽6直至完全露出Φ3钢球12，继续拉拽连接螺帽6，Φ3钢球12失去连接螺帽6的限位，会沿圆周向外运动，脱离插头壳体1的环形槽21，分离结束。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.耐高温核工业电连接器，包括插头和插座，其特征在于，所述的插头包括插头壳体、卡簧Ⅰ、垫片Ⅰ、密封垫、卡簧Ⅱ、连接螺帽、孔后绝缘体、弹簧、孔前绝缘体及插孔组件；
所述孔前绝缘体通过定位键Ⅰ与插头壳体内部的定位键槽相互配合，实现周向防转；插孔组件和孔后绝缘体通过端面配合，实现周向防转；卡簧Ⅱ卡在插头壳体的内部卡簧槽Ⅱ中，并将孔前绝缘体、插孔组件和孔后绝缘体依次轴向固定；连接螺帽通过定位键槽与插头壳体定位键Ⅱ相互配合，实现周向防转；卡簧Ⅰ卡在插头壳体的外部卡簧槽Ⅰ中，并将连接螺帽、弹簧和垫片Ⅰ依次轴向固定，所述连接螺帽外周两侧设有用于与机械手配合的对称的平台；
所述插座为玻璃烧结气密封插座，包括烧结组件和前壳体组件两部分，所述烧结组件包括插座后壳体、玻璃绝缘体、密封插针，所述密封插针通过玻璃绝缘体安装在插座后壳体内部，插座后壳体、玻璃绝缘体和密封插针烧结为一体加工成烧结组件；所述的前壳体组件包括插座前壳体和铆接限位在插座前壳体上的钢球；插座前壳体的尾端与插座后壳体配合安装，在所述插座前壳体的内部与插座后壳体的前端面之间装入金属C型圈，插座前壳体与插座后壳体激光焊接为一体，在插座后壳体与玻璃绝缘体之间安装O型密封圈，实现密封；
所述插孔组件是由测温合金材料制成的热电偶类插孔组件，所述密封插针是由测温合金材料制成的热电偶类密封插针。
2.如权利要求1所述的耐高温核工业电连接器，其特征在于，所述插头壳体的外侧设置有环形槽并位于连接螺帽的内部，插座上的钢球卡在环形槽内，实现插座与插头的对接。
3.如权利要求1所述的耐高温核工业电连接器，其特征在于，所述钢球的直径为3mm，共设3个，均匀分布在所述插座前壳体的外周表面。
4.如权利要求1所述的耐高温核工业电连接器，其特征在于，所述密封垫、O型密封圈均为苯撑硅橡胶材料制成。
5.如权利要求1所述的耐高温核工业电连接器，其特征在于，所述孔前绝缘体及孔后绝缘体均采用聚醚醚酮塑料制成。
6.如权利要求1所述的耐高温核工业电连接器，其特征在于，所述金属C型圈开口方向朝向插座前壳体，金属C型圈为GH4145材质制成。
7.如权利要求1所述的耐高温核工业电连接器，其特征在于，所述插头、插座插配面满足IP67防护等级要求。
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2017
- 2017-09-29 CN CN201710911112.6A patent/CN107732543A/zh active Pending
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