CN108270133A - 一种分瓣水密连接器 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下连接器领域，具体地说是一种分瓣水密连接器，安装在水下作业设备上，插座具有壳体和位于第一橡胶硫化密封体内的插孔、导向孔，插孔一端与导线连接，另一端有独立的内腔，且内腔中包含环形凸起；插头具有多个第二橡胶硫化密封体，每个第二橡胶硫化密封体上具有插针及导向销，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。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，适合用于各种水下作业设备中，用来传递电信号，能够实现多个带缆的插头通过一个插座连接到设备。

Description

一种分瓣水密连接器

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时传递电信号的分瓣水密连接器。

背景技术

随着武器和战争艺术的发展，使得海洋具有更大的军事运用价值。现在陆上的防御几已暴露无遗，唯余宽广而雄浑的海洋仍为突然的进击与潜在的防御留有隐蔽的阵地，水密连接器则是不可或缺的重要海防装备器材之一。现有的水密连接器存在以下问题：

1.随着水下仪器设备的日趋复杂及多样性，集成化程度的提高，多路信号及动力的最终集成到一个终端上，成为了很多海洋设备的关键节点。传统方式为采用多合一或一分多的水密接线盒形式，其体积较大、较为笨重，同时存在可能失效的环节较多，并且不便于局部的更换维修。

2.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。

3.当插座、插头上的孔与针的位置呈对称形式分布时，在安装的时候极易插错，一旦插错将导致在传递信号时造成短路现象，严重时使设备遭到破坏。

发明内容

为了解决现有技术中可能存在的失效环节多、分线盒体积大，有时出现的进水、进潮气现象而导致的密封失效、电绝缘性能下降以及插针与插孔呈对称形式分布时易插错等问题，本发明的目的在于提供一种分瓣水密连接器。该分瓣水密连接器可以有效解决空间、操作性、维修性及安全可靠性等问题，并能实现即时插拔，具有很高的机动性；并能够满足在恶劣状况下进行湿插拔的需求，更具有防插错功能，且保证密封效果及电绝缘性能要求。

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；

所述插头包括外螺纹锁紧螺帽及多瓣容置于该外螺纹锁紧螺帽内的第二橡胶硫化密封体，每瓣所述第二橡胶硫化密封体的一端均埋设有电缆，另一端上插设有多个插针及至少一个导向销；

所述插座包括壳体、第一橡胶硫化密封体、内螺纹锁紧螺帽、绝缘定位支撑块及工程塑料密封体，其中壳体的一端与容置于内螺纹锁紧螺帽中的第一橡胶硫化密封体的一端密封连接，另一端制有用于安装在水下作业设备的外螺纹A，所述内螺纹锁紧螺帽的一端与第一橡胶硫化密封体相连，另一端制有内螺纹；在所述第一橡胶硫化密封体的另一端沿圆周方向分成多个与第二橡胶硫化密封体数量相同、一一对应的分区，相邻两分区之间通过凹槽分隔，每个分区内沿轴向设有多个内腔及至少一个导向孔，每个分区的内腔和导向孔的数量分别与一瓣所述第二橡胶硫化密封体上的插针和导向销的数量相同、一一对应；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；

所述外螺纹锁紧螺帽一端分别与各瓣第二橡胶硫化密封体相连，另一端制有外螺纹B，通过该外螺纹B与所述内螺纹锁紧螺帽上的内螺纹连接；每瓣所述第二橡胶硫化密封体上各插针的一端均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、并与一个所述分区上的各插孔一一对应；每瓣所述第二橡胶硫化密封体上的导向销的一端埋在第二橡胶硫化密封体内，另一端外露于第二橡胶硫化密封体外、并与一个所述分区上的导向孔相对应；每瓣所述第二橡胶硫化密封体上均沿轴向延伸有包裹在各插针外的橡胶绝缘棒，该橡胶绝缘棒与一个所述分区上的内腔一一对应；

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；每个所述分区的导向孔为独立的沿第一橡胶硫化密封体轴向开设的光孔，每瓣所述第二橡胶硫化密封体上的导向销为外表面光滑的、独立的圆柱体，所述导向销在每瓣第二橡胶硫化密封体与插座上相应分区插接时插入导向孔中；

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；

每个所述分区的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，另一端沿轴向设有至少一个导向孔及多个内腔，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；

每瓣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，每瓣所述第二橡胶硫化密封体上的插针的另一端由橡胶绝缘棒穿出；每瓣所述第二橡胶硫化密封体一端埋设的电缆上设有便于插头在插座上插拔的橡胶凸起；

每瓣所述第二橡胶硫化密封体上各插针的一端与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；

所述第一橡胶硫化密封体另一端的端面与内螺纹锁紧螺帽另一端的端面共面，所述第一橡胶硫化密封体与各瓣第二橡胶硫化密封体在插座插头连接后密封抵接。

本发明的优点与积极效果为：

1.灵活性强。本发明实现了六个带缆的第二橡胶硫化密封体通过一个插座连接到设备，根据传输通路数量的不同需要进行组合，满足传输需求；整体尺寸小、结构紧凑、质量轻、组装拆卸方便、灵活性强，能够大大节省传统分线集线盒的安装空间，减少失效环节，大大提高其安全可靠及稳定性；经济效益非常可观、社会效益也非常明显。

2.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，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、AUV)上传递电信号，水下密封可靠性高。

3.防插错性能好。本发明中插座的第一橡胶硫化密封体中的导向孔与第二橡胶硫化密封体上的导向销相结合，起到了防止安装过程中出现插错的现象。

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，额定工作电压≤600VDC，额定工作电流≤13amps，绝缘电阻>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为本发明单瓣第二橡胶硫化密封体的内部结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为本发明六瓣第二橡胶硫化密封体插头的内部结构示意图；

图6为图5的左视图

其中：9为工程塑料密封体，10为导向孔，11为内腔，12为插孔，13为第一橡胶硫化密封体，14为内螺纹锁紧螺帽，15为绝缘定位支撑块，16为O型密封圈，17为壳体，18为导线，19为凹槽，20为环形凸起，21为电缆，22为橡胶凸起，，23为第二橡胶硫化密封体，24为导向销，25为橡胶绝缘棒，26为插针，27为外螺纹锁紧螺帽，28为外螺纹A，29为环形凹槽，30为盲孔A，31为内螺纹，32为外螺纹B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明的分瓣水密连接器包括插座和插头，插座的一端安装在水下作业设备的密封舱上，插头内为多瓣，分别按分区插入插座的另一端，起到轴向密封的效果，插座与插头通过内螺纹锁紧螺帽的内螺纹与插头外螺纹锁紧螺帽的外螺纹连接以防止松脱。

如图5、图6所示，插头包括外螺纹锁紧螺帽27及多瓣(本实施例为六瓣)容置于该外螺纹锁紧螺帽27内的第二橡胶硫化密封体23，每瓣第二橡胶硫化密封体23的一端均埋设有电缆21，另一端上插设有多个(本实施例为四个)插针26及至少一个(本实施例为一个)导向销24。

如图1、图2所示，插座包括壳体17、第一橡胶硫化密封体13、插孔12、内螺纹锁紧螺帽14、绝缘定位支撑块15及工程塑料密封体9，其中壳体17的材料为海军铜，一端与容置于内螺纹锁紧螺帽14中的第一橡胶硫化密封体13的一端粘接为一体，另一端制有外螺纹A28、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29，该环形凹槽29内容置有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。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13的一端粘接为一体。内螺纹锁紧螺帽14的材料为聚甲醛树脂(工程塑料)，其外罩于第一橡胶硫化密封体13的外围，内螺纹锁紧螺帽14的一端与第一橡胶硫化密封体13相连，另一端设有内螺纹31。第一橡胶硫化密封体13的一端分别与绝缘定位支撑块15及壳体17的一端粘接在一起，另一端的端面与内螺纹锁紧螺帽14另一端的端面共面。

在第一橡胶硫化密封体13的另一端沿圆周方向分成多个与第二橡胶硫化密封体23数量相同、一一对应的分区，相邻两分区之间通过凹槽19分隔；本实施例第一橡胶硫化密封体13另一端端面设有六道凹槽19，将第一橡胶硫化密封体13另一端的端面划分为A、B、C、D、E、F六个分区(字母分别标示在每个分区的导向孔10旁边)，避免了六瓣插头与插座插设时相互干涉。每个分区内的第一橡胶硫化密封体13的另一端沿轴向设有多个内腔11(本实施例为24芯分瓣水密连接器，每个分区有四个内腔11、共计24个)及至少一个导向孔10(本实施例每个分区各有一个导向孔10)，每个分区的内腔11和导向孔10的数量分别与一瓣第二橡胶硫化密封体23上的插针26和导向销24的数量相同、一一对应。各内腔11均为盲孔结构。每个内腔11内均安装有插孔12，插孔12的材料为铍青铜，插孔12的内表面镀金，插孔12的外表面与内腔11的内壁粘接、硫化后与内腔11成为一体，插孔12靠近绝缘定位支撑块15的一端设有盲孔A30，每个插孔12的盲孔A30内壁分别焊接有导线18；绝缘定位支撑块15上开有24个用于安装导线18的通孔B，插孔12与导线18焊接后，导线18穿过绝缘定位支撑块15上的通孔B；在绝缘定位支撑块15另一端的壳体17内浇注有工程塑料密封体9。插孔12包含于第一橡胶硫化密封体13内，每个插孔12前端均有独立的内腔11，每个内腔11的内壁上沿轴向均布有多个环形凸起20，各环形凸起20为沿径向向内凸出。每个分区的导向孔10为独立地沿第一橡胶硫化密封体13轴向开设的光孔，导向孔10中是没有环形凸起的。

如图3～6所示，六瓣第二橡胶硫化密封体23的结构尺寸完全相同，外螺纹锁紧螺帽27的材料为聚甲醛树脂(工程塑料)，外螺纹锁紧螺帽27一端分别与各瓣第二橡胶硫化密封体23相连，另一端制有外螺纹B32，通过该外螺纹B32与内螺纹锁紧螺帽14上的内螺纹31连接，插头通过外螺纹锁紧螺帽27与插座的内螺纹锁紧螺帽14相结合，以防止松脱。每瓣第二橡胶硫化密封体23的一端埋设有电缆21，另一端沿轴向向外延伸形成与每个分区上的内腔11数量相等的橡胶绝缘棒25，该橡胶绝缘棒25与内腔11相对应。每瓣第二橡胶硫化密封体23上的插针26(本实施例每瓣第二橡胶硫化密封体23设有4个、六瓣第二橡胶硫化密封体23总计24个)的另一端由橡胶绝缘棒25穿出；每瓣第二橡胶硫化密封体23一端埋设的电缆21上设有橡胶凸起22，它的作用在于充当一个抓手，方便插头在插座上的插拔。插针26的材料为海军铜，表面镀金，每个插针26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21内的导线与该盲孔B内壁焊接，插针26的另一端由橡胶绝缘棒25穿出，外露于第二橡胶硫化密封体23外、并与插孔12相对应。导向销24为独立的圆柱体，外表面光滑，导向销24的一端与第二橡胶硫化密封体23粘接，另一端与第一橡胶硫化密封体13上的导向孔10相对应，并在插头与插座插接时插入导向孔10中，以防止插错。本实施例在六瓣第二橡胶硫化密封体23上分别用A、B、C、D、E、F标示，分别标示在每瓣第二橡胶硫化密封体23上的一个导向销24旁边，即在导向销24的旁边有A的标示，与插座导向孔10旁边的A标示相对应，带有A标示的插头应与带有A标示的插座分区相插合，以此类推其它剩余五瓣插头与其相对应的插座分区进行插合。

本发明的第一橡胶硫化密封体13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，把标示有A的第二橡胶硫化密封体23上的导向销24插入插座A分区中的导向孔10，起到防止插错的作用；同时将第二橡胶硫化密封体23上的插针26插入第一橡胶硫化密封体13的插孔12中，并且橡胶绝缘棒25插入内腔11中、与环形凸起20密封抵接，第一橡胶硫化密封体13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；然后按上述方法依次将其它标示有B、C、D、E、F的第二橡胶硫化密封体23与其对应的分区插合，然后拧紧内螺纹锁紧螺帽14及外螺纹锁紧螺帽27。橡胶绝缘棒25插入内腔11、与环形凸起20密封抵接可起到独立的轴向密封，插头上的外螺纹锁紧螺帽27与插座上的内螺纹锁紧螺帽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0～7000米水下作业，绝缘电阻>500MΩ，接触电阻＜0.01Ω，插拔次数为>500次。该发明将极大地便于深海资源的探查、开发和施工作业，并将拓展水下设备、仪器的使用范围，大大提高设备的灵活性。主要应用于海洋石油、天然气等海底资源的勘探，对相关产业的技术进步具有关键性的作用，经济效益非常可观、社会效益也非常明显。

Claims (10)

1.一种分瓣水密连接器，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：

所述插头包括外螺纹锁紧螺帽(27)及多瓣容置于该外螺纹锁紧螺帽(27)内的第二橡胶硫化密封体(23)，每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)的一端均埋设有电缆(21)，另一端上插设有多个插针(26)及至少一个导向销(24)；

所述插座包括壳体(17)、第一橡胶硫化密封体(13)、内螺纹锁紧螺帽(14)、绝缘定位支撑块(15)及工程塑料密封体(9)，其中壳体(17)的一端与容置于内螺纹锁紧螺帽(14)中的第一橡胶硫化密封体(13)的一端密封连接，另一端制有用于安装在水下作业设备的外螺纹A(28)，所述内螺纹锁紧螺帽(14)的一端与第一橡胶硫化密封体(13)相连，另一端制有内螺纹(31)；在所述第一橡胶硫化密封体(13)的另一端沿圆周方向分成多个与第二橡胶硫化密封体(23)数量相同、一一对应的分区，相邻两分区之间通过凹槽(19)分隔，每个分区内沿轴向设有多个内腔(11)及至少一个导向孔(10)，每个分区的内腔(11)和导向孔的数量分别与一瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)上的插针(26)和导向销(24)的数量相同、一一对应；每个所述内腔(11)内均安装有连接导线(18)的插孔(12)，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(9)；各所述插孔(12)上的导线(18)依次由绝缘定位支撑块(15)及所述工程塑料密封体(9)穿过；

所述外螺纹锁紧螺帽(27)一端分别与各瓣第二橡胶硫化密封体(23)相连，另一端制有外螺纹B(32)，通过该外螺纹B(32)与所述内螺纹锁紧螺帽(14)上的内螺纹(31)连接；每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)上各插针(26)的一端均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(21)内的导线相连，各插针(26)的另一端外露于第二橡胶硫化密封体(23)外、并与一个所述分区上的各插孔(12)一一对应；每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)上的导向销(24)的一端埋在第二橡胶硫化密封体(23)内，另一端外露于第二橡胶硫化密封体(23)外、并与一个所述分区上的导向孔(10)相对应；每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)上均沿轴向延伸有包裹在各插针(26)外的橡胶绝缘棒(25)，该橡胶绝缘棒(25)与一个所述分区上的内腔(11)一一对应。

2.根据权利要求1所述的分瓣水密连接器，其特征在于：每个所述内腔(11)的内壁上沿轴向均布有多个环形凸起(20)，各环形凸起(20)为沿径向向内凸出；所述橡胶绝缘棒(25)位于内腔(11)内、与各环形凸起(20)密封抵接。

3.根据权利要求1或2所述的分瓣水密连接器，其特征在于：每个所述分区的导向孔(10)为独立的沿第一橡胶硫化密封体(13)轴向开设的光孔，每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)上的导向销(24)为外表面光滑的、独立的圆柱体，所述导向销(24)在每瓣第二橡胶硫化密封体(23)与插座上相应分区插接时插入导向孔(10)中。

4.根据权利要求1或2所述的分瓣水密连接器，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。

5.根据权利要求4所述的分瓣水密连接器，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(29)，该环形凹槽(29)内容置有O型密封圈(16)。

6.根据权利要求1或2所述的分瓣水密连接器，其特征在于：每个所述分区的第一橡胶硫化密封体(13)的一端与绝缘定位支撑块(15)粘接为一体，另一端沿轴向设有至少一个导向孔(10)及多个内腔(11)，各内腔(11)均为盲孔结构；所述插孔(12)的外表面与内腔(11)的内壁粘接，插孔(12)靠近绝缘定位支撑块(15)的一端设有盲孔A(30)，所述导线(18)与该盲孔A(30)的内壁焊接。

7.根据权利要求6所述的分瓣水密连接器，其特征在于：所述插孔(12)的内表面镀金。

8.根据权利要求1或2所述的分瓣水密连接器，其特征在于：每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)的一端与电缆(21)相连，另一端沿轴向向外延伸形成橡胶绝缘棒(25)，每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)上的插针(26)的另一端由橡胶绝缘棒(25)穿出；每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)一端埋设的电缆(21)上设有便于插头在插座上插拔的橡胶凸起(22)。

9.根据权利要求1或2所述的分瓣水密连接器，其特征在于：每瓣所述第二橡胶硫化密封体(23)上各插针(26)的一端与第二橡胶硫化密封体(23)粘接，且该端设有盲孔B，所述电缆(21)内的导线与该盲孔B内壁焊接，所述插针(26)的另一端插入插孔(12)内。

10.根据权利要求1或2所述的分瓣水密连接器，其特征在于：所述第一橡胶硫化密封体(13)另一端的端面与内螺纹锁紧螺帽(14)另一端的端面共面，所述第一橡胶硫化密封体(13)与各瓣第二橡胶硫化密封体(23)在插座插头连接后密封抵接。