CN108258506A - 一种微小水密连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水下连接器领域，具体地说是一种应用在水下作业的微小水密连接器，该水密连接器安装在水下作业设备上面，插座具有壳体和位于第一橡胶硫化密封体内的插孔，插孔一端与导线连接，插孔另一端有独立的内腔，且内腔中包含环形凸起；插头的第二橡胶硫化密封体上具有插针，且每个插针底部都有独立的橡胶绝缘棒，插针的一端与电缆中的导线连接，另一端插设在插孔内，橡胶绝缘棒插在内腔中、与环形凸起密封抵接；第一橡胶硫化密封体的一端插入壳体内、并与壳体密封粘接，另一端位于壳体的外部，插针及橡胶绝缘棒均位于内螺纹锁紧螺帽的内部。本发明的插座与相对应的插头能在潮湿的环境下进行插拔，在浅海、深海中均能使用，且有可靠的密封性能。
Description
技术领域
本发明属于水下连接器领域，具体地说是一种应用在水下作业的微小水密连接器。
背景技术
随着水下机器人(ROV)、水下自航器(AUV)的应用越来越广泛，对水下用连接器可靠度的要求越来越高。现有的水密连接器存在以下问题：在插座和插头结合密封处一旦进入潮气或者进水，水密连接器的绝缘性能会下降，影响绝缘效果，甚至导致绝缘失效。另外，插座与插头之间连接不牢固，在水下作业时插头容易由插座脱落，导致水下作业停止，既影响了工作效率，又造成了不必要的经济损失。
发明内容
为了解决现有技术中有时出现的进水、进潮气现象而导致的密封失效、电绝缘性能下降的问题，以及插座、插头连接不牢固的问题，本发明的目的在于提供一种微小水密连接器。该微小水密连接器作为微小水下用电连接器，能够满足在恶劣状况下进行湿插拔，且保证密封效果及电绝缘性能要求，插座与插头连接牢固。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括插座和插头，所述插座的一端安装在水下作业设备上，另一端与所述插头密封连接；
所述插座包括壳体、第一橡胶硫化密封体、绝缘定位支撑块及工程塑料密封体，其中壳体的两端分别制有与所述插头螺纹连接的外螺纹A及用于安装在水下作业设备上的外螺纹B，所述外螺纹A为矩形螺纹；所述第一橡胶硫化密封体的一端插入壳体内、并与所述壳体密封粘接，另一端位于所述壳体的外部，在该第一橡胶硫化密封体上沿轴向设有多个内腔，每个所述内腔内均安装有连接导线的插孔，所述壳体内设有绝缘定位支撑块，该绝缘定位支撑块的一侧与所述第一橡胶硫化密封体的一端粘接，另一侧的壳体内浇注有工程塑料密封体；各所述插孔上的导线依次由绝缘定位支撑块及所述工程塑料密封体穿过；
所述插头包括插针、第二橡胶硫化密封体及内螺纹锁紧螺帽，该内螺纹锁紧螺帽外罩于第二橡胶硫化密封体的外围，一端与第二橡胶硫化密封体相连，另一端制有内螺纹，通过该内螺纹与所述壳体上的外螺纹A连接，所述内螺纹为矩形螺纹；所述第二橡胶硫化密封体的一端与内螺纹锁紧螺帽连接，另一端上插设有与所述内腔数量相同的插针，各插针的一端埋在第二橡胶硫化密封体内、并与连接于第二橡胶硫化密封体的电缆内的导线相连，各插针的另一端外露于第二橡胶硫化密封体外、并与所述插孔相对应；所述第二橡胶硫化密封体沿轴向延伸有包裹在插针外的橡胶绝缘棒，该橡胶绝缘棒与所述内腔相对应，所述插针及橡胶绝缘棒均位于内螺纹锁紧螺帽的内部；
其中：每个所述内腔的内壁上沿轴向均布有多个环形凸起，各环形凸起为沿径向向内凸出；所述橡胶绝缘棒位于内腔内、与各环形凸起密封抵接；所述壳体内沿轴向开有通孔A，所述绝缘定位支撑块位于该通孔A的一端；所述壳体与水下作业设备的接触面开有环形凹槽，该环形凹槽内容置有O型密封圈；
所述第一橡胶硫化密封体的一端与绝缘定位支撑块粘接为一体，另一端沿轴向设有多个内腔，各内腔均为盲孔结构；所述插孔的外表面与内腔的内壁粘接，插孔靠近绝缘定位支撑块的一端设有盲孔A，所述导线与该盲孔A的内壁焊接；所述插孔的内表面镀金；
所述第二橡胶硫化密封体的一端与电缆相连，另一端沿轴向向外延伸形成橡胶绝缘棒，所述插针的另一端由橡胶绝缘棒穿出；
所述插针的一端与所述第二橡胶硫化密封体粘接，且该端设有盲孔B，所述电缆内的导线与该盲孔B内壁焊接，所述插针的另一端插入插孔内；
所述内螺纹锁紧螺帽的一端通过卡簧与第二橡胶硫化密封体相连，所述第一橡胶硫化密封体与第二橡胶硫化密封体在插座插头连接后密封抵接，并位于所述内螺纹锁紧螺帽内。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明的第一橡胶硫化密封体一端与壳体紧密粘接且另一端由壳体探出，插针及橡胶绝缘棒则全部位于内螺纹锁紧螺帽内，插座与插头连接后，第一、二橡胶硫化密封体的端面相抵接，并且被包裹在内螺纹锁紧螺帽内，使得插座、插头连接更加牢固，连接性能更高；而且，壳体与内螺纹锁紧螺帽连接的内外螺纹均为矩形螺纹，传动效率高，有助于轴向力的传动，使壳体与内螺纹锁紧螺帽连接更牢靠。
2.本发明的体积小，可应用于空间有限的水下作业设备(如水下电子舱内的摄像头、传感器等)。
3.适用性强。本发明实现了在潮湿带水环境下进行插拔，能在恶劣海况下满足水下密封作用，且同一组配对使用的水密连接器既可作为电源连接器使用，同时又可传递电信号。插座壳体所采用的海军铜材料及硫化橡胶体能耐海水腐蚀，在浅海、深海均能应用，适合在各种水下作业用的设备(如ROV/ROTV等)上传递电信号，水下密封可靠性高。
4.密封结构好。本发明插座中的第一橡胶硫化密封体内的插孔前端每个内腔中的环形小凸起与插头的第二橡胶硫化密封体上的插针后端上的每个橡胶绝缘棒做到了独立相结合的密封效果，即使进入潮气或水滴，也不影响绝缘性能，从而达到了整体轴向密封的效果。
5.本发明能满足在0～7000米水下作业，绝缘电阻〉200MΩ～500MΩ，接触电阻＜0.01Ω，插拔次数为〉500次。
附图说明
图1为本发明插座的内部结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明插头的内部结构示意图；
图4为图3的左视图；
其中：10为内腔，11为第一橡胶硫化密封体，12为环形凸起，13为插孔，14为外螺纹A，15为绝缘定位支撑块，16为O型密封圈，17为壳体，18为工程塑料密封体，19为导线，21为插针，22为橡胶绝缘棒，23为第二橡胶硫化密封体，24为内螺纹锁紧螺帽，25为电缆，26为卡簧，27为外螺纹B，28为环形凹槽，29为盲孔A，30为内螺纹。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
本发明的微小水密连接器直径可达φ16mm，包括插座和插头，插座的一端安装在水下作业设备的密封舱上，插头插入插座的另一端，起到轴向密封的效果，插座与插头通过壳体上的外螺纹与插头内螺纹锁紧螺帽的内螺纹连接以防止松脱。
如图1、图2所示，插座包括壳体17、第一橡胶硫化密封体11、插孔13、绝缘定位支撑块15及工程塑料密封体18，其中壳体17的材料为海军铜，其尾端设有外螺纹B27、与水下作业设备密封舱的内螺纹相结合，并且壳体17与水下作业设备密封舱的接触面开有环形凹槽28，该环形凹槽28内置有O型密封圈16，插座与水下作业设备密封舱结合后起到径向密封的作用。第一橡胶硫化密封体11的一端插入壳体17内、并与壳体17密封粘接，第一橡胶硫化密封体11的另一端位于壳体17的外部；壳体17内沿轴向开有通孔A，绝缘定位支撑块15镶在该通孔A的一端，并且绝缘定位支撑块15的一侧与第一橡胶硫化密封体11的一端粘接为一体。
第一橡胶硫化密封体11的一端分别与绝缘定位支撑块15及壳体17粘接在一起，另一端沿轴向设有多个内腔10(本实施例为六芯水密连接器，内腔10共有六个)，各内腔10均为盲孔结构；每个内腔10内均安装有插孔13，插孔13的材料为铍青铜，插孔13的内表面镀金，插孔13的外表面与内腔10的内壁粘接、硫化后与内腔10成为一体，插孔13靠近绝缘定位支撑块15的一端设有盲孔A29，每个插孔13的盲孔A29内壁分别焊接有导线19；绝缘定位支撑块15上开有六个用于安装导线19的通孔B，插孔13与导线19焊接后，导线19穿过绝缘定位支撑块15上的通孔B；在绝缘定位支撑块15另一侧的壳体17内浇注有工程塑料密封体18。插孔13包含于第一橡胶硫化密封体11内，每个插孔13前端均有独立的内腔10，每个内腔10的内壁上沿轴向均布有多个环形凸起12，各环形凸起12为沿径向向内凸出。
壳体17的前端设有外螺纹A14，该外螺纹A14为矩形螺纹，与插头内螺纹锁紧螺帽24相连，壳体17尾端设有外螺纹B，与水下作业设备相连接。
如图3、图4所示，插头包括插针21、第二橡胶硫化密封体23及内螺纹锁紧螺帽24，其中第二橡胶硫化密封体23的一端埋设有电缆25，另一端沿轴向向外延伸形成与内腔10数量相等的橡胶绝缘棒22，该橡胶绝缘棒22与内腔10一一对应。第二橡胶硫化密封体23的另一端分布有多个(本实施例为六个)插针21，插针21的材料为海军铜，表面镀金，每个插针21的一端与第二橡胶硫化密封体23粘接，且该端设有盲孔B，电缆25内的导线与该盲孔B内壁焊接，插针21的另一端由橡胶绝缘棒22穿出，外露于第二橡胶硫化密封体23外、并与插孔13相对应。插针21及橡胶绝缘棒22均位于内螺纹锁紧螺帽24的内部。
内螺纹锁紧螺帽24的材料为聚甲醛树脂(工程塑料)，其一端通过卡簧26与第二橡胶硫化密封体23相连，另一端设有内螺纹30，该内螺纹30为矩形螺纹，与壳体17上设置的外螺纹A14连接，插头通过内螺纹锁紧螺帽24与插座的壳体17上的外螺纹A14相结合，以防止松脱。
本发明的第一橡胶硫化密封体11和第二橡胶硫化密封体23分别采用耐海水的氯丁橡胶(简称CR)。
本发明的工作原理为：
本发明在使用时，首先在陆地上将插座安装在水下作业设备的密封舱相对应的位置，其中海军铜的壳体17上的O型密封圈16与水下作业设备密封舱紧密接触，起到径向密封的作用；之后，将第二橡胶硫化密封体23上的插针21插入第一橡胶硫化密封体11的插孔13中，并且橡胶绝缘棒22插入内腔10中、与环形凸起12密封抵接，第一橡胶硫化密封体11的另一端的端面与第二橡胶硫化密封体23另一端的端面密封抵接，并位于内螺纹锁紧螺帽24内，然后拧紧内螺纹锁紧螺帽24。橡胶绝缘棒22插入内腔10、与环形凸起12密封抵接可起到独立的轴向密封，插头上的内螺纹锁紧螺帽24与插座壳体上的外螺纹14连接，以防止发生松脱的现象。
本发明安装于水下密封舱上，用于密封舱与电缆的连接，适合于0～8000米水下作业，绝缘电阻〉200MΩ～500MΩ，接触电阻＜0.01Ω，插拔次数为〉500次。具有机械强度高，密封性能好以及体积小巧等特点，能在潮湿环境下进行湿插拔，满足恶劣海况下的使用要求。
本发明同一组配对使用既可作为电源连接器使用，同时又可传递电信号，适合用于各种水下作业设备中，如水下机器人(ROV/ROTV)、海洋石油与天然气、海底观测网、海洋科学仪器及设备、潜水系统及设备、水下摄像及照明系统、水下军事防卫领域等，用来传递电信号。
Claims (9)
1.一种微小水密连接器，包括插座和插头，所述插座的一端安装在水下作业设备上，另一端与所述插头密封连接；其特征在于：
所述插座包括壳体(17)、第一橡胶硫化密封体(11)、绝缘定位支撑块(15)及工程塑料密封体(18)，其中壳体(17)的两端分别制有与所述插头螺纹连接的外螺纹A(14)及用于安装在水下作业设备上的外螺纹B(27)，所述外螺纹A(14)为矩形螺纹；所述第一橡胶硫化密封体(11)的一端插入壳体(17)内、并与所述壳体(17)密封粘接，另一端位于所述壳体(17)的外部，在该第一橡胶硫化密封体(11)上沿轴向设有多个内腔(10)，每个所述内腔(10)内均安装有连接导线(19)的插孔(13)，所述壳体(17)内设有绝缘定位支撑块(15)，该绝缘定位支撑块(15)的一侧与所述第一橡胶硫化密封体(11)的一端粘接，另一侧的壳体(17)内浇注有工程塑料密封体(18)；各所述插孔(13)上的导线(19)依次由绝缘定位支撑块(15)及所述工程塑料密封体(18)穿过；
所述插头包括插针(21)、第二橡胶硫化密封体(23)及内螺纹锁紧螺帽(24)，该内螺纹锁紧螺帽(24)外罩于第二橡胶硫化密封体(23)的外围，一端与第二橡胶硫化密封体(23)相连，另一端制有内螺纹(30)，通过该内螺纹(30)与所述壳体(17)上的外螺纹A(14)连接，所述内螺纹(30)为矩形螺纹；所述第二橡胶硫化密封体(23)的一端与内螺纹锁紧螺帽(24)连接，另一端上插设有与所述内腔(10)数量相同的插针(21)，各插针(21)的一端埋在第二橡胶硫化密封体(23)内、并与连接于第二橡胶硫化密封体(23)的电缆(25)内的导线相连，各插针(21)的另一端外露于第二橡胶硫化密封体(23)外、并与所述插孔(13)相对应；所述第二橡胶硫化密封体(23)沿轴向延伸有包裹在插针(21)外的橡胶绝缘棒(22)，该橡胶绝缘棒(22)与所述内腔(10)相对应，所述插针(21)及橡胶绝缘棒(22)均位于内螺纹锁紧螺帽(24)的内部。
2.根据权利要求1所述的微小水密连接器，其特征在于：每个所述内腔(10)的内壁上沿轴向均布有多个环形凸起(12)，各环形凸起(12)为沿径向向内凸出；所述橡胶绝缘棒(22)位于内腔(10)内、与各环形凸起(12)密封抵接。
3.根据权利要求1或2所述的微小水密连接器，其特征在于：所述壳体(17)内沿轴向开有通孔A，所述绝缘定位支撑块(15)位于该通孔A的一端。
4.根据权利要求3所述的微小水密连接器，其特征在于：所述壳体(17)与水下作业设备的接触面开有环形凹槽(28)，该环形凹槽(28)内容置有O型密封圈(16)。
5.根据权利要求1或2所述的微小水密连接器，其特征在于：所述第一橡胶硫化密封体(11)的一端与绝缘定位支撑块(15)粘接为一体，另一端沿轴向设有多个内腔(10)，各内腔(10)均为盲孔结构；所述插孔(13)的外表面与内腔(10)的内壁粘接，插孔(13)靠近绝缘定位支撑块(15)的一端设有盲孔A(29)，所述导线(19)与该盲孔A(29)的内壁焊接。
6.根据权利要求5所述的微小水密连接器，其特征在于：所述插孔(13)的内表面镀金。
7.根据权利要求1或2所述的微小水密连接器，其特征在于：所述第二橡胶硫化密封体(23)的一端与电缆(25)相连，另一端沿轴向向外延伸形成橡胶绝缘棒(22)，所述插针(21)的另一端由橡胶绝缘棒(22)穿出。
8.根据权利要求1或2所述的微小水密连接器，其特征在于：所述插针(21)的一端与所述第二橡胶硫化密封体(23)粘接，且该端设有盲孔B，所述电缆(25)内的导线与该盲孔B内壁焊接，所述插针(21)的另一端插入插孔(13)内。
9.根据权利要求1或2所述的微小水密连接器，其特征在于：所述内螺纹锁紧螺帽(24)的一端通过卡簧(26)与第二橡胶硫化密封体(23)相连，所述第一橡胶硫化密封体(11)与第二橡胶硫化密封体(23)在插座插头连接后密封抵接，并位于所述内螺纹锁紧螺帽(24)内。
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