CN109038126A - 一种大电流水密接插装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下电缆密封连接领域，具体是一种大电流水密接插装置，包括：插座，插座包括：插座壳体、插座的公头和第一O型圈；插头，插头包括：插头壳体、插头的母头和螺纹连接套，插头与插座接插时，插座的公头插入插头的母头的凹口内，第一O型圈插入插头壳体的尾端内形成第一密封结构，插座壳体的外螺纹与螺纹连接套的内螺纹连接。通过插座的公头与插头的母头，能够解决某型水下机器人项目大电流的设计要求；利用第一O型圈作为插座壳体与插头壳体的密封件，解决了插座与插头之间的密封问题。

Description

一种大电流水密接插装置

技术领域

本发明涉及水下电缆密封连接领域，具体是一种大电流水密接插装置。

背景技术

大电流水密接插件是完成深海探测、资源勘查和评价等不可缺少的配置。某型水下机器人项目，使用水密接插件，以提高舱段间大电流线缆连接密封可靠性，属于一大关键技术，直接决定水下机器人研制的成败。然而，现有技术中，无论是国产的水密接插件还是进口的水密接插件，均不适用于某型水下机器人项目的设计要求。

发明内容

为解决国产的水密接插件和进口的水密接插件，均不适用于某型水下机器人项目的设计要求的技术问题，本发明提供一种大电流水密接插装置。

本发明的技术方案如下：

一种大电流水密接插装置，包括：

插座，所述插座包括：

插座壳体，所述插座壳体为圆筒状，所述插座壳体的头端设置阶梯状的凸台，所述凸台由所述插座壳体的头端向所述插座壳体的中部逐渐扩散，所述凸台的头端的外圆周设置圆环状的凹槽，所述凸台的中部的径向外圆周上设置外螺纹；

插座的公头，所述插座的公头由导电材料制成，所述插座的公头由所述插座壳体的内部轴向延伸出所述插座壳体的头端；

第一O型圈，所述第一O型圈容纳在所述插座壳体的凹槽内；

插头，所述插头包括：

插头壳体，所述插头壳体为圆筒状，所述插头壳体的尾端设置阶梯状的第二连接结构，所述第二连接结构由所述插头壳体的尾端向所述插头壳体的中部逐渐收敛；

插头的母头，所述插头的母头由导电材料制成，所述插头的母头轴向设置所述插头壳体的内部，所述插头的母头的凹口接近所述插座的公头的尾端；

螺纹连接套，所述螺纹连接套套设在所述插头壳体的尾端外圆周上，所述螺纹连接套的尾端内圆周设置内螺纹；

所述插头与所述插座接插时，所述插座的公头插入所述插头的母头的凹口内，所述第一O型圈插入所述插头壳体的尾端内形成第一密封结构，所述插座壳体的外螺纹与所述螺纹连接套的内螺纹连接。

本发明提供的一种大电流水密接插装置，采用第一O型圈作为插座壳体3与插头壳体12的密封件，能够有效的避免水进入到插座的公头9与插头的母头14之间；插座壳体3与插头壳体12之间采用螺纹连接，其结构简单、使用方便可靠，便于快速拆卸插座壳体3与插头壳体12；因此，通过插座的公头9与插头的母头14，能够解决某型水下机器人项目大电流的设计要求；利用O型圈作为插座壳体3与插头壳体12的密封件，解决了插座与插头之间的密封问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种大电流水密接插装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的2个第一O型圈的结构示意图。

图3为图2的2个第一O型圈密封状态时的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的3个第一O型圈的结构示意图。

图5为图4的3个第一O型圈密封状态时的结构示意图。

具体实施方式

应当理解的是，本发明所述的头端、尾端均以附图1作为参考，其中，附图1的右侧是头端，附图1的左侧是尾端。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种大电流水密接插装置的结构示意图。一种大电流水密接插装置，包括：插座和插头，其中，插座包括：插座壳体3，插座壳体3为圆筒状，插座壳体3的头端设置阶梯状的凸台，凸台由插座壳体3的头端向插座壳体3的中部逐渐扩散，凸台的头端的外圆周设置圆环状的凹槽，凸台的中部的径向外圆周上设置外螺纹；插座的公头9，插座的公头9由导电材料制成，插座的公头9由插座壳体3的内部轴向延伸出插座壳体3的头端；第一O型圈8，第一O型圈8容纳在插座壳体3的凹槽内；插头包括：插头壳体12，插头壳体12为圆筒状，插头壳体12的尾端设置阶梯状的第二连接结构，第二连接结构由插头壳体12的尾端向插头壳体12的中部逐渐收敛；插头的母头14，插头的母头14由导电材料制成，插头的母头14轴向设置插头壳体12的内部，插头的母头14的凹口接近插座的公头9的尾端；螺纹连接套10，螺纹连接套10套设在插头壳体12的尾端外圆周上，螺纹连接套10的尾端内圆周设置内螺纹；插头与插座接插时，插座的公头9插入插头的母头14的凹口内，第一O型圈插入插头壳体12的尾端内形成第一密封结构，插座壳体3的外螺纹与螺纹连接套10的内螺纹连接。

采用插座的公头9与插头的母头14连接，其能够保证某型水下机器人项目大电流的设计要求。若插座的公头9的数量唯一，则插座的公头9的直径应当满足大电流通过；若插座的公头9的数量为多个，则多个插座的的公头9的总直径应当满足大电流通过。同理，插头的母头14的直径要求与前述的插座的公头9的直径要求相同。

采用第一O型圈作为插座壳体3与插头壳体12的密封件，能够有效的避免水进入到插座的公头9与插头的母头14之间。

插座壳体3与插头壳体12之间采用螺纹连接，其结构简单、使用方便可靠，便于快速拆卸插座壳体3与插头壳体12。

因此，通过插座的公头9与插头的母头14，能够解决某型水下机器人项目大电流的设计要求；利用O型圈作为插座壳体3与插头壳体12的密封件，解决了插座与插头之间的密封问题。

进一步的，插座的公头9和插头的母头14分别由H68黄铜镀金材料制成。

进一步的，本发明提供的一种大电流水密接插装置的应用环境为水下，为了避免长期使用后的该接插装置的外壳插座壳体3和插头壳体12造成破裂或腐蚀，最好是将插座壳体3和插头壳体12分别由耐腐蚀的金属或合金材料制成。应当理解的是，耐腐蚀的金属或合金材料应理解为现有技术中的适合江河湖泊的淡水或咸水、以及海洋环境的不同酸碱度的海水的金属或合金材料；同时，根据水质（酸碱度）和水域深度的变化，采用适合的耐腐蚀的金属或合金材料。

进一步的，为了保证插座本身的密封性，本发明提供的一种大电流水密接插装置还针对插座本身进行了改进。

参见图1，插座还包括：插座绝缘体7，插座绝缘体7填充在插座的公头9与插座壳体3之间；第二O型圈6，第二O型圈6套设在插座绝缘体7上，第二O型圈6密封插座绝缘体7与插座壳体3之间的间隙；硅胶电缆1，硅胶电缆1的一端轴向插入插座壳体3内，硅胶电缆1与插座的公头9的尾端焊接的；柔性灌封胶2，柔性灌封胶2填充在插座壳体3与硅胶电缆1之间。所述的柔性灌封胶2可以采用环氧树脂灌封胶或有机硅灌封胶。

插座壳体3为耐腐蚀的金属或合金材料制成，为了避免插座的公头9与插座壳体3之间漏电，在插座的公头9与插座壳体3之间填充插座绝缘体7。插座绝缘体7将插座的公头9与插座壳体3进行隔离，同时，插座绝缘体7本身为绝缘材料制成，因此可以避免插座的公头9与插座壳体3之间漏电。

为了避免水由轴向进入到插头与插座之间，在插座壳体3与插座绝缘体7之间设置第二O型圈6。应当理解的是，插座绝缘体7与插座壳体3之间存在间隙，在水下环境中，一旦出现插座壳体3破损，则水能够由该间隙轴向进入到插座的内部，从而造成短路。此外，应当理解的是，第二O型圈6环绕的设置在插座绝缘体7上，第二O型圈6的径向内侧（指向轴心线的一侧）与插座绝缘体7紧密贴合，第二O型圈6的径向外侧（指向插座壳体3的一侧）与插座壳体3紧密贴合，第二O型圈环绕在插座壳体3与插座绝缘体7之间，并形成良好的密封结构。应当理解的是，第二O型圈6能够阻止水由插座的头端进入插座的尾端空间内，以及第二O型圈6能够阻止水由插座的尾端进入插座的头端空间内。

硅胶电缆1的一端伸出机器人的壳体，并且该硅胶电缆1的一端轴向插入插座壳体3内。为了保证某型水下机器人项目的大电流的设计要求，优选的将插头的公头9与硅胶电缆1采用焊接的方式连接。

为了避免水由插座壳体3与硅胶电缆1之间的缝隙进入到插座的内部，在插座壳体3与硅胶电缆1之间填充柔性灌封胶2。利用柔性灌封胶2对插座壳体3与硅胶电缆1之间的间隙进行密封。

进一步的， 插座与机器人的壳体进行连接，其中，前述的硅胶电缆1的一端伸出机器人的壳体，且该硅胶电缆1的一端插入到插座内。同时，前述的硅胶电缆1的插入到插座内，在硅胶电缆1与插座壳体3之间填充柔性灌封胶2。最好是在柔性灌封胶2的尾端增设外部密封结构，以防止柔性灌封胶2在水压作用下相对于插座壳体3分离或脱离。因此，需要对机器人的壳体与插座之间设置密封结构，以防止水由插座与机器人的壳体之间的间隙进入到机器人的内部或防止水由硅胶电缆1与插座壳体3之间的间隙柔性灌封胶2与壳体之间的间隙进入插头的公头9与硅胶电缆1的焊接处5。

参见图1，插座还包括第三O型圈4，第三O型圈4设置在插座壳体3的凸台的尾端端面上。实际使用时，插座设置在机器人的壳体上，第三O型圈4设置在机器人壳体与插座壳体3的凸台的尾端端面之间。插座与机器人的壳体相互挤压，使得第三O型圈4能够密封插座与机器人的壳体之间的空隙，因此解决了防止水由插座与机器人的壳体之间的间隙进入到机器人的内部或防止水由硅胶电缆1与插座壳体3之间的间隙柔性灌封胶2与壳体之间的间隙进入插头的公头9与硅胶电缆1的焊接处5的问题。

进一步的，前述的插座绝缘体7由邻苯二甲酸二烯丙酯DAP材料制成。

进一步的，为了保证插头本身的密封性，本发明提供的一种大电流水密接插装置还针对插头本身进行了改进。

参见图1，插头还包括：插头绝缘体11，插头绝缘体11填充在插头壳体12与插头的母头14之间；第四O型圈13，第四O型圈13环绕在插头壳体12与括插头绝缘体11之间；水密电缆19，水密电缆19的外皮经过硫化处理，水密电缆19的一端轴向插入插头壳体12内，插头的母头14的头端与水密电缆19焊接；插头还包括填充在插头壳体12与水密电缆19之间的柔性灌封胶I16,所述的柔性灌封胶I可以采用环氧树脂灌封胶或有机硅灌封胶。

插头壳体12为耐腐蚀的金属或合金材料制成，为了避免插头的母头14与插头壳体12之间漏电，在插头的母头149与插头壳体12之间填充插头绝缘体11。插头绝缘体11将插头的母头149与插头壳体12进行隔离，同时，插头绝缘体11本身为绝缘材料制成，因此可以避免插头的母头149与插头壳体12之间漏电。

为了避免水由轴向进入到插头与插座之间，在插头壳体12与插头绝缘体11之间设置第四O型圈13。应当理解的是，插头壳体12与插头绝缘体11之间存在间隙，在水下环境中，一旦出现插头壳体12破损，则水能够由该间隙轴向进入到插头的内部，从而造成短路。此外，应当理解的是，第四O型圈13环绕的设置在插头绝缘体11上，第四O型圈13的径向内侧（指向轴心线的一侧）与插头绝缘体11紧密贴合，第四O型圈13的径向外侧（指向插头壳体12的一侧）与插头壳体12紧密贴合，第四O型圈13环绕在插头壳体12与插头绝缘体11之间，并形成良好的密封结构。应当理解的是，第四O型圈13能够阻止水由插头的头端进入插头的尾端空间内，以及第四O型圈13能够阻止水由插头的尾端进入插头的头端空间内。

水密电缆19的一端轴向插入插头壳体12内。为了保证某型水下机器人项目的大电流的设计要求，优选的将插头的母头14与水密电缆19采用焊接的方式连接。

为了避免水由插头壳体12与水密电缆19之间的缝隙进入到插头的内部，在插头壳体12与水密电缆19之间填充柔性灌封胶I16。利用柔性灌封胶16对插头壳体12与水密电缆19之间的间隙进行密封。

进一步的，前述的水密电缆19的插入到插头内，在水密电缆19与插头壳体12之间填充柔性灌封胶I16。最好是在柔性灌封胶I16的头端增设外部密封结构，以防止柔性灌封胶I16在水压作用下相对于插头壳体12分离或脱离。因此，需要对柔性灌封胶I16的头部设置密封结构，以防止水由水密电缆19与插头壳体12之间的间隙主要是柔性灌封胶I16与壳体之间的间隙进入插头的母头14与水密电缆19的焊接处15。

参见图1，插头还包括：阶梯环，阶梯环的外圆周设置外螺纹，阶梯环与插头壳体12的头部同轴固定连接；螺纹锁紧套18，螺纹锁紧套18的尾端内圆周设置内螺纹，水密电缆19轴向插入螺纹锁紧套18，螺纹锁紧套18通过内螺纹与阶梯环的外螺纹连接；橡胶密封套17，橡胶密封套17优选的采用耐油硅橡胶材料制成，橡胶密封套17设置在阶梯环、螺纹锁紧套18与水密电缆19之间。通过设置螺纹锁紧套18与阶梯环，螺纹锁紧套18能够将橡胶密封套17压紧在螺纹密封套的内部，一方面，橡胶密封套17能够密封插头壳体12与柔性灌封胶I16的头部，另一方面，橡胶密封套17能够密封水密电缆19与螺纹锁紧套18之间的间隙。在水压的作用下，水首先受到橡胶密封套17的密封，从而避免了柔性灌封胶16直接承受水压作用。因此，阶梯环、螺纹锁紧套18和橡胶密封套17解决了水由水密电缆19与插头壳体12之间的间隙（主要是柔性灌封胶I16与壳体之间的间隙）进入插头的母头14与水密电缆19的焊接处15的问题。

进一步的，插头绝缘体11由邻苯二甲酸二烯丙酯DAP材料制成。

前述的所有本发明实施例提供的一种大电流水密接插装置，最好是将第一O型圈8的数量设置为2个或3个。

参见图2、图3，第一O型圈8的数量是2个，2个第一O型圈8轴向顺序容纳在2个插座壳体3的凹槽内，其中一个第一O型圈8的外直径小于其中另一个第一O型圈8的外直径。应当理解的是，2个第一O型圈8虽然直径不同，但是均能够密封插头壳体12与插座壳体3之间的间隙。应当理解的是，其中一个第一O型圈8在密封状态时处于适度密封状态，其中另一个第一O型圈8在密封状态时处于轻微密封状态；当一种大电流水密接插装置由水面上方进入深水环境时，随着水深的增大，该接插装置受到的压力越大，该接插装置的插头壳体12与插座壳体3在水压的作用下向轴心线产生形变，此时，其中一个第一O型圈8由适度密封状态转换为过度密封状态，其本身处于过度挤压状态，其中另一个第一O型圈8由轻微密封状态转换为适度密封状态。这种设置方式，除了能够有效的保证插头壳体12与插座壳体3之间的密封之外，还能够避免其中一个第一O型圈8在过度挤压状态时破碎而造成的密封结构失效的情况发生。

参见图4、图5，第一O型圈8的数量是3个，3个第一O型圈8轴向顺序容纳在3个插座壳体3的凹槽内，3个第一O型圈8的外直径轴向顺序减小。应当理解的是，3个第一O型圈8虽然直径不同，但是均能够密封插头壳体12与插座壳体3之间的间隙。应当理解的是，第一个第一O型圈8在密封状态时处于过度密封状态，第二个第一O型圈8在密封状态时处于适度密封状态，第三个第一O型圈8在密封状态时处于轻微密封状态；当一种大电流水密接插装置由水面上方进入深水环境时，随着水深的增大，该接插装置受到的压力越大，该接插装置的插头壳体12与插座壳体3在水压的作用下向轴心线产生形变，此时，第一个第一O型圈8保持过度密封状态，其本身处于过度挤压状态，第二个第一O型圈8由适度密封状态转换为过度密封状态，其本身处于过度挤压状态，第三个第一O型圈8由轻微密封状态转换为适度密封状态。这种设置方式，一方面，能够有效的保证插头壳体12与插座壳体3之间的密封，避免其中一个第一O型圈8在过度挤压状态时破碎而造成的密封结构失效的情况发生。另一方面，深水环境（主要是深海环境下），因为水温过低而影响到第一O型圈8本身的弹性形变功能降低，从而导致机器人快速浮出水面时，其中一个或两个第一O型圈8不能够及时恢复原始密封状态而造成漏水的问题出现。采用3个第一O型圈8的技术方案，当机器人快速浮出水面时，第二个第一O型圈或第三个第一O型圈处于适度密封状，能够有效的解决其中一个或两个第一O型圈8不能够及时恢复原始密封状态而造成漏水的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种大电流水密接插装置，其特征在于，包括：

插座，所述插座包括：

插座壳体（3），所述插座壳体（3）为圆筒状，所述插座壳体（3）的头端设置阶梯状的凸台，所述凸台由所述插座壳体（3）的头端向所述插座壳体（3）的中部逐渐扩散，所述凸台的头端的外圆周设置圆环状的凹槽，所述凸台的中部的径向外圆周上设置外螺纹；

插座的公头（9），所述插座的公头（9）由导电材料制成，所述插座的公头（9）由所述插座壳体（3）的内部轴向延伸出所述插座壳体（3）的头端；

第一O型圈（8），所述第一O型圈（8）容纳在所述插座壳体（3）的凹槽内；

插头，所述插头包括：

插头壳体（12），所述插头壳体（12）为圆筒状，所述插头壳体（12）的尾端设置阶梯状的第二连接结构，所述第二连接结构由所述插头壳体（12）的尾端向所述插头壳体（12）的中部逐渐收敛；

插头的母头（14），所述插头的母头（14）由导电材料制成，所述插头的母头（14）轴向设置所述插头壳体（12）的内部，所述插头的母头（14）的凹口接近所述插座的公头（9）的尾端；

螺纹连接套（10），所述螺纹连接套（10）套设在所述插头壳体（12）的尾端外圆周上，所述螺纹连接套（10）的尾端内圆周设置内螺纹；

所述插头与所述插座接插时，所述插座的公头（9）插入所述插头的母头（14）的凹口内，所述第一O型圈插入所述插头壳体（12）的尾端内形成第一密封结构，所述插座壳体（3）的外螺纹与所述螺纹连接套（10）的内螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述插座还包括：插座绝缘体（7），所述插座绝缘体（7）填充在所述插座的公头（9）与插座壳体（3）之间；

第二O型圈（6），所述第二O型圈（6）套设在所述插座绝缘体（7）上，所述第二O型圈（6）密封所述插座绝缘体（7）与所述插座壳体（3）之间的间隙；

硅胶电缆（1），所述硅胶电缆（1）的一端轴向插入所述插座壳体（3）内，所述硅胶电缆（1）与所述插座的公头（9）的尾端焊接的；

柔性灌封胶（2），所述柔性灌封胶（2）填充在所述插座壳体（3）与所述硅胶电缆（1）之间。

3.根据权利要求1所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述插座还包括：第三O型圈（4），所述第三O型圈（4）设置在所述插座壳体（3）的凸台的尾端端面上。

4.根据权利要求1所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述插头还包括：

插头绝缘体（11），所述插头绝缘体（11）填充在所述插头壳体（12）与所述插头的母头（14）之间；

第四O型圈（13），所述第四O型圈（13）环绕在所述插头壳体（12）与所述括插头绝缘体（11）之间；

水密电缆（19），所述水密电缆（19）的一端轴向插入所述插头壳体（12）内，所述插头的母头（14）的头端与所述水密电缆（19）焊接；

所述插头还包括填充在所述插头壳体（12）与所述水密电缆（19）之间的柔性灌封胶I（16）。

5.根据权利要求1所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述插头还包括：

阶梯环，所述阶梯环的外圆周设置外螺纹，所述阶梯环与所述插头壳体（12）的头端同轴固定连接；

螺纹锁紧套（18），所述螺纹锁紧套（18）的尾端内圆周设置内螺纹，所述水密电缆（19）轴向插入所述螺纹锁紧套（18），所述螺纹锁紧套（18）通过所述内螺纹与所述阶梯环的外螺纹连接；

橡胶密封套（17），所述橡胶密封套（17）设置在所述阶梯环、所述螺纹锁紧套（18）与所述水密电缆（19）之间。

6.根据权利要求1~5任一项所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述第一O型圈（8）的数量是2个，2个所述第一O型圈（8）轴向顺序容纳在2个所述插座壳体（3）的凹槽内，其中一个所述第一O型圈（8）的外直径小于其中另一个所述第一O型圈（8）的外直径。

7.根据权利要求1~5任一项所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述第一O型圈（8）的数量是3个，3个所述第一O型圈（8）轴向顺序容纳在3个所述插座壳体（3）的凹槽内，3个所述第一O型圈（8）的外直径轴向顺序减小。

8.根据权利要求1~4任一项所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述插座的公头（9）和所述插头的母头（14）分别由H68黄铜镀金材料制成。

9.根据权利要求2所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述插座绝缘体（7）由邻苯二甲酸二烯丙酯DAP材料制成。

10.根据权利要求3所述的大电流水密接插装置，其特征在于，所述插头绝缘体（11）由邻苯二甲酸二烯丙酯DAP材料制成。