CN107919573A - 一种用于水下的电连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于水下的电连接器,包括插座、插头、插针、插孔、基座装置、压紧装置、锁合装置以及限位装置,插针通过玻璃烧结绝缘体与插座内壁烧结为一体,插头内设有容纳腔室,插孔安装于基座装置上,基座装置安装于压紧装置上,压紧装置通过螺纹副与锁合装置连接,锁合装置与容纳腔室内壁连接并使压紧装置与容纳腔室端面贴合;采用本发明的技术方案,插头和插座上分别使用了多层径向密封和轴向密封,提高了连接器的密封性能,保证了电气连接的可靠和安全,连接器具有较好的结构强度和刚性,可适用于压力较大的环境,连接器通过使用锁合装置和压紧装置的配合,使用连接器的安装和锁定极为快速和方便,为操作者节约了时间,减轻了劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域,尤其涉及一种用于水下的电连接器。
背景技术
目前,在人们日常生活的各个方面,为了实现电气的输入与输出之间的连接,常常使用电连接器,常见的主要有插座、插头、MC连接器,这些连接器根据传输功率或传输电流的相数而具有不同数量的触点,在各类电子产品中,这些电连接器的应用非常广泛,是构成电子产品的主体功能部件,随着电子技术的发展,在很多精密的电子产品上,对电连接器的装配精度和连接可靠性要求日益提高,例如,在航空、航天等工业领域,不仅要求电连接器体积小、轻便、使用可靠,还要求具有能够抵抗恶劣环境影响的能力,例如防水、防雾、防潮、防尘或保温等,用于水下电连接的电连接器是水下作业设备的关键元器件之一,常应用于潜艇等军工领域,随着系统设备的使用频次增加,对连接器对接操作简易性和锁紧可靠性提出了越来越高的要求。水密封电连接器的发展趋势是快速连接、可靠锁紧,然而目前使用的水密封电连接器,大多采用常规螺纹连接,无自锁紧机构,插拔速度慢,防松脱可靠性较低,例如,公开号为“CN101442168B”的专利文献,公开了一种防水圆形电连接器,包括一个由卡帽、头壳体、连接密封封严体的插孔组成的插头和一个由方座、连接密封封严体的插针组成的插座,所述插头与插座的插合端面设有密封圈,密封圈设置于插头内头壳体支撑免板前端面的密封槽内,插头的头壳体内壁和插座的方座内壁均设有与密封封严体周边配合的密封槽,使用该发明的技术方案,虽然使用电连接器具有较好的防水性能,但是,对连接器外侧的加工精度要求较高,制造成本较高,且不容易进行锁定,在水下作业长期使用时插头和插座容易脱落,使用极其不便。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种用于水下的电连接器。
本发明提供了一种用于水下的电连接器,包括插座、插头、插针、插孔、基座装置、压紧装置、锁合装置以及限位装置,所述插座具有通孔A,所述插针通过玻璃烧结绝缘体与所述通孔A的内壁烧结为一体,所述插头具有通孔B,所述通孔B内设有容纳腔室,所述插孔安装于所述基座装置上,所述插针可活动地套装于所述插孔内,所述基座装置安装于所述压紧装置上,所述压紧装置通过螺纹副与所述锁合装置连接,所述锁合装置与所述容纳腔室内壁连接并使所述压紧装置与所述容纳腔室端面贴合。
所述螺纹副是四头螺纹副。
所述插座外侧设有法兰盘,所述插头外侧设有连接帽,法兰盘与连接帽通过螺钉连接为一体。
所述法兰盘的两侧还分别设有O型圈A和O型圈B。
所述电连接器还包括界面密封垫、灌封胶和橡胶垫,界面密封垫、灌封胶和橡胶垫均设置于所述通孔A内,界面密封垫的一侧与所述插头相对布置,界面密封垫的另一侧与所述玻璃烧结绝缘体的一侧连接,所述玻璃烧结绝缘体的另一侧通过灌封胶与橡胶垫连接为一体。
所述灌封胶的材质是硫化硅橡胶。
所述基座装置包括上基座、下基座、封线体以及塑料环,上基座、下基座和封线体通过使用胶粘剂依次首尾相接组成基体组件,基体组件外侧通过塑料环与所述压紧装置连接,基体组件上设有通孔D,通孔D内设有撑簧圈,所述插孔套装于通孔D内并与撑簧圈连接。
所述压紧装置包括外壳和卡圈,外壳具有通孔E,所述基座装置安装于通孔E内,卡圈套与外壳外侧固定连接,卡圈的一侧与所述容纳腔室的端面贴平,卡圈的另一侧与所述锁合装置连接。
所述锁合装置包括螺套,螺套外侧与所述容纳腔室内壁固定连接,螺套内侧通过螺纹副与所述外壳外侧连接,螺套的一侧与所述压紧装置连接,螺套的另一侧与所述限位装置连接。
所述限位装置包括弹性垫圈,弹性垫圈与所述外壳外侧固定连接,弹性垫圈至少一个端面与所述锁合装置连接。
本发明的有益效果在于:
采用本发明提供的技术方案,连接器由插座和插头插接组组成,插头和插座上分别使用了多层径向密封和轴向密封,从而使连接器密封性更好,保护了电气连接的安全可靠使用,插头和插座均具有较好的刚性和结构强度,连接器在水下使用时,其最好能够承受的水压可达4MPa,此外,本发明通过使用锁合装置和压紧装置的配合,在确保连接器电气可靠连接的情况下,通过锁合装置只需转动约90度的角度即可使连接器的位置快速锁定,安装方便,为操作者在水下作业时节约了时间,减轻了劳动强度,提高了劳动作业效率。
附图说明
图1是本发明用于水下的电连接器的结构示意图;
图2是本发明插座的结构示意图;
图3是本发明插头的结构示意图。
图中:1-插座,2-插头,3-插针,4-插孔,5-基座装置,6-压紧装置,7-锁合装置,8-限位装置,9-通孔A,10-玻璃烧结绝缘体,11-通孔B,12-容纳腔室,13-法兰盘,14-连接帽,15-O型圈A,16-O型圈B,17-界面密封垫,18-灌封胶,19-橡胶垫,20-上基座,21-下基座,22-封线体,23-塑料环,24-通孔D,25-撑簧圈,26-外壳,27-卡圈,28-通孔E,29-螺套,30-弹性垫圈,31-垫圈,32-挡圈,33-尾罩,34-硫化橡胶层,35-安装面板,36-安装附属板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明,但所要求的保护范围并不局限于所述;
本发明提供了一种用于水下的电连接器,如图1、图2、图3所示,包括插座1、插头2、插针3、插孔4、基座装置5、压紧装置6、锁合装置7以及限位装置8,插座1具有通孔A9,插针3通过玻璃烧结绝缘体10与通孔A9的内壁烧结为一体,插头2具有通孔B11,通孔B11内设有容纳腔室12,插孔4安装于基座装置5上,插针3可活动地套装于插孔4内,基座装置5安装于压紧装置6上,压紧装置6通过螺纹副与锁合装置7连接,锁合装置7与容纳腔室12内壁连接并使压紧装置6与容纳腔室12端面贴合。采用本发明提供的技术方案,进一步地,插座1通过使用螺栓等紧固件与安装面板35连接,连接器由插座和插头插接组组成,插头和插座上分别使用了多层径向密封和轴向密封,从而使连接器密封性更好,保护了电气连接的安全可靠使用,插头和插座均具有较好的刚性和结构强度,连接器在水下使用时,其最好能够承受的水压可达4MPa,此外,本发明通过使用锁合装置和压紧装置的配合,在确保连接器电气可靠连接的情况下,通过锁合装置只需转动约90度的角度即可使连接器的位置快速锁定,安装方便,为操作者在水下作业时节约了时间,减轻了劳动强度,提高了劳动作业效率。
进一步地,玻璃烧结绝缘体的主要作用是固定插针,使插针与插孔导通,从而实现电气导通,玻璃烧结绝缘体具有绝缘、耐电压性能,同时实现优异的密封性能。
螺纹副是四头螺纹副。四头螺纹副的主要作用是通过锁合装置驱动压紧装置,将锁合装置的转动变换为压紧装置的轴向移动,从而使插座和插头压紧连接,确保连接器电气连接的可靠。
进一步地,插座1外侧设有法兰盘13,插头2外侧设有连接帽14,法兰盘13通过螺钉与安装面板35连接,连接帽14通过螺钉与安装附属板36连接。进一步地,法兰盘13外表面设有有按照特定角度分布的凸键,用于插头、插座插合时的定位、导向及防止连接器误插接。
法兰盘13的两侧还分别设有O型圈A15和O型圈B16。O型圈A15和O型圈B16分别安装于插座外侧的环形沟槽中,分别用于实现插头、插座插合连接后以及插座与安装面板35上的径向密封。
电连接器还包括界面密封垫17、灌封胶18和橡胶垫19,界面密封垫17、灌封胶18和橡胶垫19均设置于通孔A9内,界面密封垫17的一侧与插头2相对布置,界面密封垫17的另一侧与玻璃烧结绝缘体10的一侧连接,玻璃烧结绝缘体10的另一侧通过灌封胶18与橡胶垫19连接为一体。进一步地,灌封胶18的材质是硫化硅橡胶。灌封胶18为室温硫化硅橡胶绝缘体,用于填充插座尾端空隙,并起到密封固定的作用。橡胶垫19用于印制孔位标记,即插针在玻璃烧结绝缘体中的排列序号,便于焊线操作时的接点位置识别。
橡胶垫19上设有按插针3顺序排列的标识序号。
基座装置5包括上基座20、下基座21、封线体22以及塑料环23,上基座20、下基座21和封线体22通过使用胶粘剂依次首尾相接组成基体组件,基体组件外侧通过塑料环23与压紧装置6连接,基体组件上设有通孔D24,通孔D24内设有撑簧圈25,插孔4套装于通孔D24内并与撑簧圈25连接。上基座20为前绝缘安装面板,用于安装插孔4及撑簧圈25。上基座20前端印制孔位标记,即插孔4的排列序号,便于接点位置识别。插孔4为可拆卸后装接触件,安装于上基座20、下基座21和封线体22组合体中,用于传输信号。撑簧圈25安装于上基座20中,用于插孔4的轴向限位,防止插孔4从上基座20中退出。下基座21为后绝缘安装面板,用于轴向固定撑簧圈25,防止撑簧圈25从上基座20中退出。封线体22为尾端绝缘体,通过与插孔4尾端所压接导线间的径向密封,实现插座尾端的密封防潮。封线体22尾端印制孔位标记,即插孔4的排列序号,便于装入接触件及导线时的接点位置识别。上基座20、下基座21和封线体22均为绝缘体,采用胶粘剂粘接为一个组合体,用于实现电连接器的绝缘、耐电压性能。塑料环23用于固定上基座20、下基座21和封线体22组合体,防止该组合体从插头2中退出。
上基座20、下基座21和封线体22的材质均为非导体。
压紧装置6包括外壳26和卡圈27,外壳26具有通孔E28,基座装置5安装于通孔E28内,卡圈27与外壳26外侧固定连接,卡圈27的一侧与容纳腔室12的端面贴平,卡圈27的另一侧与锁合装置7连接。进一步地,通孔E28内表面有呈特定角度分布的键槽,用于插头、插座插合时的定位、导向及防误插;卡圈27采用凸键与外壳26的凹槽配合定位,在插头、插座插合过程中外壳26的旋转,可带动卡圈27沿周向转动约90°至锁紧位置,从而实现连接器的快速锁紧功能。
锁合装置7包括螺套29,螺套29外侧与容纳腔室12内壁固定连接,螺套29内侧通过螺纹副与外壳26外侧连接,螺套29的一侧与压紧装置6连接,螺套29的另一侧与限位装置8连接。螺套29外表面有凸键,用于与容纳腔室12内表面的凹槽配合定位,插头的转动的旋转可带动螺套29同步转动,螺套29内表面带四头螺纹,通过与外壳26上的四头螺纹配合实现轴向传动。
限位装置8包括弹性垫圈30,弹性垫圈30与外壳26外侧固定连接,弹性垫圈30至少一个端面与锁合装置7连接。进一步地,弹性垫圈30由弹性材料制成;进一步地,限位装置8还包括垫圈31、挡圈32,垫圈31和垫圈31、挡圈32均设置于容纳腔室12内,垫圈31与外壳26外侧固定连接,挡圈32与容纳腔室12内壁固定连接,垫圈31和挡圈32至少有一个端面贴平连接。弹性垫圈30用于对螺套29施加向前的轴向力,防止螺套29及外壳26后退,实现锁紧防松功能。垫圈31用于弹性弹性垫圈30的轴向限位,防止弹性垫圈30相对于插头后退。挡圈32用于垫圈31的轴向限位,防止垫圈31相对于插头后退。
电连接器还包括尾罩33,尾罩33与插头2螺接,容纳腔室12有插头2和尾罩33组成,尾罩33外侧设有多个沿着尾罩33轴向延伸的防滑槽,尾罩33外侧还设置有硫化橡胶层34。尾罩33通过螺纹与插头2连接,用于防止在插头2上硫化连接设备时硫化橡胶进入插头内部。尾罩33尾端带螺纹,可用于安装尾部附件或电缆护套等。插头2及尾罩33外表面沿轴向、周向有多个防滑槽,用于固定可实现尾端密封功能的硫化橡胶层。
使用本发明的电连接器之前,先将插座1通过螺钉和螺母安装在设备安装面板35上,安装后插座1尾端上的密封圈15受设备安装面板35的挤压而产生压缩变形,进而实现插座1安装界面处的径向密封。插座1安装界面处的的密封圈16径向压缩密封,以及插座1内部玻璃烧结绝缘体10所形成的密封,构成完整、可靠的水密封结构,确保插座1可在压差达4MPa的水下正常工作。
插头2在使用之前,其尾端需经硫化橡胶处理,即自法兰盘13至尾端电缆28,整体包覆一层硫化橡胶层23,制作成硫化橡胶电缆,进而实现插头2尾端的密封。通过法兰盘13、螺钉和螺母,可在插头2上安装附属装置,用于实现某种附加的特定功能。
本发明的水密封电连接器在使用时,先将插头2上的主键槽与插座1上的主凸键对准后插入,通过键槽配合进行定位导向。当插头2上的连接帽14端面与插座1上的法兰盘13端面贴合时,插头2与插座1插合到位;然后再顺时针旋拧插头2约90°,当听到“咔嚓”声或有手感指示时,表明插头2、插座1锁紧到位。此时,插座1对接端上的O型圈B16受插头2上的连接帽14挤压而产生压缩变形,进而实现插头2与插座1插合界面的径向密封。由插座1安装界面处的O型圈B16径向压缩密封、内部玻璃烧结绝缘体10所形成的密封,与插头2尾端硫化橡胶层包裹密封、对接端O型圈B16径向压缩密封,构成完整、可靠的水密封结构,确保插合状态下的插座1、插头2可在压差达4MPa的水下正常工作。插头2、插座1插合到位后,插针3与插孔4接触并导通,用于实现设备间的信号或电流传输。
Claims (10)
1.一种用于水下的电连接器,其特征在于:包括插座(1)、插头(2)、插针(3)、插孔(4)、基座装置(5)、压紧装置(6)、锁合装置(7)以及限位装置(8),所述插座(1)具有通孔A(9),所述插针(3)通过玻璃烧结绝缘体(10)与所述通孔A(9)的内壁烧结为一体,所述插头(2)具有通孔B(11),所述通孔B(11)内设有容纳腔室(12),所述插孔(4)安装于所述基座装置(5)上,所述插针(3)可活动地套装于所述插孔(4)内,所述基座装置(5)安装于所述压紧装置(6)上,所述压紧装置(6)通过螺纹副与所述锁合装置(7)连接,所述锁合装置(7)与所述容纳腔室(12)内壁连接并使所述压紧装置(6)与所述容纳腔室(12)端面贴合。
2.如权利要求1所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述螺纹副是四头螺纹副。
3.如权利要求1所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述插座(1)外侧设有法兰盘(13),所述插头(2)外侧设有连接帽(14)。
4.如权利要求3所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述法兰盘(13)的两侧还分别设有O型圈A(15)和O型圈B(16)。
5.如权利要求1所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述电连接器还包括界面密封垫(17)、灌封胶(18)和橡胶垫(19),界面密封垫(17)、灌封胶(18)和橡胶垫(19)均设置于所述通孔A(9)内,界面密封垫(17)的一侧与所述插头(2)相对布置,界面密封垫(17)的另一侧与所述玻璃烧结绝缘体(10)的一侧连接,所述玻璃烧结绝缘体(10)的另一侧通过灌封胶(18)与橡胶垫(19)连接为一体。
6.如权利要求5所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述灌封胶(18)的材质是硫化硅橡胶。
7.如权利要求1所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述基座装置(5)包括上基座(20)、下基座(21)、封线体(22)以及塑料环(23),上基座(20)、下基座(21)和封线体(22)通过使用胶粘剂依次首尾相接组成基体组件,基体组件外侧通过塑料环(23)与所述压紧装置(6)连接,基体组件上设有通孔D(24),通孔D(24)内设有撑簧圈(25),所述插孔(4)套装于通孔D(24)内并与撑簧圈(25)连接。
8.如权利要求1所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述压紧装置(6)包括外壳(26)和卡圈(27),外壳(26)具有通孔E(28),所述基座装置(5)安装于通孔E(28)内,卡圈(27)套与外壳(26)外侧固定连接,卡圈(27)的一侧与所述容纳腔室(12)的端面贴平,卡圈(27)的另一侧与所述锁合装置(7)连接。
9.如权利要求1所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述锁合装置(7)包括螺套(29),螺套(29)外侧与所述容纳腔室(12)内壁固定连接,螺套(29)内侧通过螺纹副与所述外壳(26)外侧连接,螺套(29)的一侧与所述压紧装置(6)连接,螺套(29)的另一侧与所述限位装置(8)连接。
10.如权利要求1或8所述的一种用于水下的电连接器,其特征在于:所述限位装置(8)包括弹性垫圈(30),弹性垫圈(30)与所述外壳(26)外侧固定连接,弹性垫圈(30)至少一个端面与所述锁合装置(7)连接。
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