CN108134286A - 一种大深度水下湿插拔电缆连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种大深度水下湿插拔电缆连接器，包括水下电连接器公头、水下电连接器母头和电缆；在水下或特种环境中，当公头绝缘橡胶主体的连接段插入母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔内时，母头绝缘橡胶主体连接段盲孔内的水从平衡孔排出，随着公头绝缘橡胶主体的连接段深入，盲孔内的水全部被挤出；公头绝缘橡胶主体的连接段与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔为过盈配合；且当公头绝缘橡胶主体的连接段端面与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔端面贴合时，第一电极的露出段与一个第三电极接触，第二电极的露出段与另一个第三电极接触，形成了电路通路。该结构紧凑、可靠，可以实现水下或特种环境中的电路导通。

Description

一种大深度水下湿插拔电缆连接器
技术领域
本发明涉及水下电连接器技术领域，具体为一种可应用于大深度水下环境中可插拔电连接器结构，能够在水下或特种环境中，通过快捷连接电连接器实现电力导通。
背景技术
水下电连接器应用于水下或特种环境中，通过插头与插座的连接，方便快捷地导通电缆。水下电连接器作为动力的传输节点，不仅要实现电能的传输，同时也要起到机械连接的作用。根据插拔环境的不同，水下电连接器可分为“干插”和“湿插”。干插是在水上环境中进行电缆线的插拔连接，再将装置整体沉入水下或极端环境中，通过干插的特种密封结构保证电气系统与环境的有效绝缘。而湿插是通过蛙人或水下潜航器在水下环境中进行断电情况下的插拔操作，通过特有的密封型式及产品结构，实现水下大深度环境下电缆的插拔及安全有效导通，具有极大地工程需求及价值。
上世纪50年代开始，潜航器技术蓬勃发展，湿插开始不断得到关注。随着人类对海洋深处探测的发展以及对海洋资源的开发利用，尤其是海底石油和天然气的开发以及海底永久观测工作站的建立、水下通讯和测量网络以及水下大型装备的构建，作为水下系统不可缺少的一个组成部分，“湿插”必然会越来越多地在水下得到应用。目前，水下插拔连接器被美、法、德等国垄断，我国对该项技术的研究比较落后，仍无一型产品投入使用。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，实现在水下环境中，通过插头与插座的连接方便快捷地湿插拔导通电缆，本发明提出一种大深度水下湿插拔电缆连接器，希望能够弥补国内的发展空白。
本发明的技术方案为：
所述一种大深度水下湿插拔电缆连接器，其特征在于：包括水下电连接器公头、水下电连接器母头和电缆；
所述水下电连接器公头包括公头转接接头、公头绝缘橡胶主体、第一电极和第二电极；
所述公头绝缘橡胶主体为阶梯圆柱结构，包括与公头转接接头固定连接的主体段和与水下电连接器母头插接的连接段；公头绝缘橡胶主体的主体段固定在公头转接接头上，且公头电缆穿过公头转接接头并埋入公头绝缘橡胶主体内；所述第一电极为圆筒形结构，第一电极圆筒形结构内端为电缆连接端，在公头绝缘橡胶主体内部与一根公头电缆连接，第一电极圆筒形结构外端径向加厚，且加厚段在公头绝缘橡胶主体的连接段侧壁露出；所述第二电极为阶梯圆柱结构，第二电极套装在第一电极圆筒形结构内侧，且与第一电极圆筒形结构之间通过公头绝缘橡胶主体隔离；第二电极内端在公头绝缘橡胶主体内部与另一根公头电缆连接，第二电极外端被公头绝缘橡胶主体包覆；在第一电极圆筒形结构外端的外侧，第二电极具有径向加厚段，且加厚段在公头绝缘橡胶主体的连接段侧壁露出；第一电极的露出段与第二电极的露出段之间通过公头绝缘橡胶主体隔离；
所述水下电连接器母头包括母头转接接头、母头绝缘橡胶主体和第三电极；
所述母头绝缘橡胶主体包括与母头转接接头固定连接的主体段和与水下电连接器公头插接的连接段；母头绝缘橡胶主体的主体段固定在母头转接接头上，且母头电缆穿过母头转接接头并埋入母头绝缘橡胶主体内；母头绝缘橡胶主体连接段开有轴向盲孔和平衡孔，平衡孔将轴向盲孔孔底部与外界连通；在轴向盲孔内壁面固定有两个第三电极，两个第三电极在轴向被母头绝缘橡胶主体隔离；两根母头电缆在母头绝缘橡胶主体内分别与两个第三电极连接；
当公头绝缘橡胶主体的连接段插入母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔内时，公头绝缘橡胶主体的连接段与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔为过盈配合；且当公头绝缘橡胶主体的连接段端面与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔端面贴合时，第一电极的露出段与一个第三电极接触，第二电极的露出段与另一个第三电极接触。
进一步的优选方案，所述一种大深度水下湿插拔电缆连接器，其特征在于：所述平衡孔为径向台阶孔，与外界连通的孔径大，与轴向盲孔孔底部连通的孔径小。
进一步的优选方案，所述一种大深度水下湿插拔电缆连接器，其特征在于：当公头绝缘橡胶主体的连接段端面与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔端面贴合时，第一电极露出段与第三电极接触位置轴向前后的绝缘橡胶段的过盈量大于第一电极露出段与第三电极接触位置的过盈量，第二电极露出段与第三电极接触位置轴向前后的绝缘橡胶段的过盈量大于第二电极露出段与第三电极接触位置的过盈量。
有益效果
本发明结构初步实现了水下电连接器的湿插拔功能，目前已经过湖试，效果良好，能够实现水下环境中的电路导通。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1：水下电连接器装配图；
图2：水下电连接器公头；
图3：水下电连接器母头；
其中：1、水下电连接器母头；2、水下电连接器公头；3、电缆；4、转接接头；5、绝缘橡胶主体；6、第一电极；7、第二电极；8、第三电极。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外、术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本实施例中的大深度水下湿插拔电缆连接器包括水下电连接器公头2、水下电连接器母头1和电缆3。
如图2所示，所述水下电连接器公头包括公头转接接头、公头绝缘橡胶主体、第一电极6和第二电极7。
所述公头绝缘橡胶主体为阶梯圆柱结构，包括与公头转接接头固定连接的主体段和与水下电连接器母头插接的连接段；公头绝缘橡胶主体的主体段硫化固定在公头转接接头上，且两根公头电缆穿过公头转接接头并埋入公头绝缘橡胶主体内，互不干涉，确保电缆之间互相绝缘。所述第一电极为圆筒形结构，第一电极圆筒形结构内端为电缆连接端，在公头绝缘橡胶主体内部与一根公头电缆连接，第一电极圆筒形结构外端径向加厚，且加厚段在公头绝缘橡胶主体的连接段侧壁露出；所述第二电极为阶梯圆柱结构，第二电极套装在第一电极圆筒形结构内侧，且与第一电极圆筒形结构之间通过公头绝缘橡胶主体隔离，既保证了结构的紧凑性，又确保第一电极与第二电极绝缘；第二电极内端在公头绝缘橡胶主体内部与另一根公头电缆连接，第二电极外端被公头绝缘橡胶主体包覆；在第一电极圆筒形结构外端的外侧，第二电极具有径向加厚段，且加厚段在公头绝缘橡胶主体的连接段侧壁露出；第一电极的露出段与第二电极的露出段之间通过公头绝缘橡胶主体隔离。
如图3所示，所述水下电连接器母头包括母头转接接头、母头绝缘橡胶主体和第三电极8。
所述母头绝缘橡胶主体包括与母头转接接头固定连接的主体段和与水下电连接器公头插接的连接段；母头绝缘橡胶主体的主体段硫化固定在母头转接接头上，且两根母头电缆穿过母头转接接头并埋入母头绝缘橡胶主体内，两根母头电缆之间互不干涉，确保电缆之间互相绝缘。母头绝缘橡胶主体连接段开有轴向盲孔和平衡孔，平衡孔将轴向盲孔孔底部与外界连通；在轴向盲孔内壁面固定有两个第三电极，两个第三电极在轴向被母头绝缘橡胶主体隔离；两根母头电缆在母头绝缘橡胶主体内分别与两个第三电极连接。
在水下或特种环境中，当公头绝缘橡胶主体的连接段插入母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔内时，母头绝缘橡胶主体连接段盲孔内的水从平衡孔排出，随着公头绝缘橡胶主体的连接段深入，盲孔内的水全部被挤出，而且本实施例中平衡孔为径向台阶孔，与外界连通的孔径大，与轴向盲孔孔底部连通的孔径小，通过压力补偿作用使得水下电连接器内外压力平衡，确保产品在大深度环境依然可以正常使用。
公头绝缘橡胶主体的连接段与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔为过盈配合；且当公头绝缘橡胶主体的连接段端面与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔端面贴合时，第一电极的露出段与一个第三电极接触，第二电极的露出段与另一个第三电极接触，形成了电路通路。且第一电极露出段与第三电极接触位置轴向前后的绝缘橡胶段的过盈量大于第一电极露出段与第三电极接触位置的过盈量，第二电极露出段与第三电极接触位置轴向前后的绝缘橡胶段的过盈量大于第二电极露出段与第三电极接触位置的过盈量，确保第一电极与第二电极之间不会短路，以及两个第三电极之间不会短路。
本发明也可用于其它环境下的电力导通的连接，该结构紧凑、可靠，可以将该结构扩展为多插针连接方式。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种大深度水下湿插拔电缆连接器，其特征在于：包括水下电连接器公头、水下电连接器母头和电缆；
所述水下电连接器公头包括公头转接接头、公头绝缘橡胶主体、第一电极和第二电极；
所述公头绝缘橡胶主体为阶梯圆柱结构，包括与公头转接接头固定连接的主体段和与水下电连接器母头插接的连接段；公头绝缘橡胶主体的主体段固定在公头转接接头上，且公头电缆穿过公头转接接头并埋入公头绝缘橡胶主体内；所述第一电极为圆筒形结构，第一电极圆筒形结构内端为电缆连接端，在公头绝缘橡胶主体内部与一根公头电缆连接，第一电极圆筒形结构外端径向加厚，且加厚段在公头绝缘橡胶主体的连接段侧壁露出；所述第二电极为阶梯圆柱结构，第二电极套装在第一电极圆筒形结构内侧，且与第一电极圆筒形结构之间通过公头绝缘橡胶主体隔离；第二电极内端在公头绝缘橡胶主体内部与另一根公头电缆连接，第二电极外端被公头绝缘橡胶主体包覆；在第一电极圆筒形结构外端的外侧，第二电极具有径向加厚段，且加厚段在公头绝缘橡胶主体的连接段侧壁露出；第一电极的露出段与第二电极的露出段之间通过公头绝缘橡胶主体隔离；
所述水下电连接器母头包括母头转接接头、母头绝缘橡胶主体和第三电极；
所述母头绝缘橡胶主体包括与母头转接接头固定连接的主体段和与水下电连接器公头插接的连接段；母头绝缘橡胶主体的主体段固定在母头转接接头上，且母头电缆穿过母头转接接头并埋入母头绝缘橡胶主体内；母头绝缘橡胶主体连接段开有轴向盲孔和平衡孔，平衡孔将轴向盲孔孔底部与外界连通；在轴向盲孔内壁面固定有两个第三电极，两个第三电极在轴向被母头绝缘橡胶主体隔离；两根母头电缆在母头绝缘橡胶主体内分别与两个第三电极连接；
当公头绝缘橡胶主体的连接段插入母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔内时，公头绝缘橡胶主体的连接段与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔为过盈配合；且当公头绝缘橡胶主体的连接段端面与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔端面贴合时，第一电极的露出段与一个第三电极接触，第二电极的露出段与另一个第三电极接触。
2.根据权利要求1所述一种大深度水下湿插拔电缆连接器，其特征在于：所述平衡孔为径向台阶孔，与外界连通的孔径大，与轴向盲孔孔底部连通的孔径小。
3.根据权利要求2所述一种大深度水下湿插拔电缆连接器，其特征在于：当公头绝缘橡胶主体的连接段端面与母头绝缘橡胶主体连接段的盲孔端面贴合时，第一电极露出段与第三电极接触位置轴向前后的绝缘橡胶段的过盈量大于第一电极露出段与第三电极接触位置的过盈量，第二电极露出段与第三电极接触位置轴向前后的绝缘橡胶段的过盈量大于第二电极露出段与第三电极接触位置的过盈量。
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