CN110892589A

CN110892589A - 旨在室外环境中使用的同轴连接系统

Info

Publication number: CN110892589A
Application number: CN201880003420.1A
Authority: CN
Inventors: 秦山
Original assignee: SHANGHAI RADIALL ELECTRONICS CO LTD; Radiall SA
Current assignee: SHANGHAI RADIALL ELECTRONICS CO LTD; Radiall SA
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2020-03-17
Also published as: WO2019227433A1; JP2020525969A; KR20190137765A; US20210281007A1

Abstract

本发明涉及一种同轴连接系统，其中锁紧机构受到保护免受室外侵害，即免受要素(水、灰尘)在锁紧机构内的穿透以及腐蚀、更具体地电化学腐蚀，具有以下结合：‑当公连接器和母连接器彼此配合时，通过两个弹性密封元件以及锁紧帽和公连接器和母连接器形成的封闭空间，对所述锁紧机构进行内部保护；‑通过锁紧帽/螺母的外表面使用抗腐蚀材料来对所述锁紧机构进行外部保护，以便即使在极端湿度和/或温度条件下的室外环境中，也确保具有封闭空间C的该密封解决方案的耐久性。

Description

旨在室外环境中使用的同轴连接系统

技术领域

本发明涉及同轴连接系统，特别是用于传输射频RF信号的同轴连接系统。

本发明特别针对的应用为用于无线通信市场的电信设备(诸如基站收发台(basetransceiver stations，BTS)和远端射频/射频拉远(remote radio unit/remote radiohead，RRU/RRH)单元)的连接。

本发明通常还涉及医学领域、工业领域、航空或运输领域和空间领域中的连接系统。

本发明更具体的目的是提出一种同轴类型的连接系统，针对该连接系统的电气和机械RF性能水平被控制且随着时间稳定，特别是在室外环境中、甚至是在极端温度和/或湿度条件下使用该连接系统时。

背景技术

连接系统现在广泛在室外环境中使用。为了确保在恶劣条件下稳健的户外性能，连接系统本身通常会包括一些设计来适应和满足各种室外环境的要求。

其中，考虑到液体浸渗对工作的电气设备的稳定性和安全性具有显著的负面影响，根据IP68标准的密封等级是最重要的。鉴于此，防止液体泄漏或防尘不容忽视。

为了达到IP68等级，雷迪埃(Radiall)、罗森伯格(Rosenberger)、灏讯(Huber&Suhner)公司已经提出了一种传统的解决方案，即在连接系统的外部包括专用的橡胶护套，以满足连接接口外的防水要求。

图1和图1A中示出了针对沿纵轴线X延伸的同轴RF连接系统1的这种解决方案。

系统1包括插头2和插口4，在插头2上安装有同轴线缆3，插口4也称为插座。插头2和插口4通过锁紧螺母/锁紧帽5而被锁定在它们相互连接的构造中，并且橡胶护套6从线缆3覆盖插头2、锁紧帽5和插口4的外部。

更具体地，插头2包括中心接触件20和布置在中心接触件22的外围的外围主体21。在外围主体21的内部，布置有接地接触件22。接地接触件22由两个部件构成，一个部件22a呈细长体的形式，并且另一个部件22b呈开槽的套管形式并且直接布置在插头2的自由端。此外，绝缘体23插入在中心接触件20与外围主体21以及接地接触件22之间。

安装在插头2的后部的同轴线缆3包括中心导体30和金属编织线31，绝缘体33插入在中心导体30和金属编织线31之间。由绝缘套管34延伸的外部绝缘护套32构成同轴线缆3的外围部分。

插口4包括中心接触件40和布置在中心接触件外围的外围主体41。所述外围主体41直接形成接地接触件。最终，可以在外围主体41上布置特定的接地接触件以形成接地接触件。此外，绝缘体43插入于该中心接触件和该接地接触件之间。为了机械地锁紧插头2和插座4之间的相互连接，提供了锁紧帽5，以旋拧在插头和插口周围或者夹在它们周围。

一旦已通过连接帽5实现锁紧，则围绕着同轴线缆3，从插头2的后部推动橡胶护套6，以覆盖插头2、插口4和锁紧帽5的外围部分。

在图1A中还可以看出，O形环密封件7布置在接地接触件22和接地接触件41之间的接口处。

DE202014002319U实用新型专利申请，公开了一种类似现有技术的解决方案，该解决方案包括安装在同轴线缆周围的弹性护套，并且一旦连接器的连接建立，该弹性护套就连接到连接器周围。

WO2016/188692专利申请还公开了一种用于外部使用的密封解决方案，其具有围绕插头连接器推动的柔性护套，该插头连接器连接到底座，在柔性护套的自由端设置有密封唇。

所有基于以下这样的弹性(橡胶)护套的这些解决方案都有若干缺点：一旦已实现至少两个互补连接器的相互连接，该弹性(橡胶)护套就用于覆盖该至少两个互补连接器。

首先，弹性护套的安装并不容易。实际上，必须在线缆的接触件和插头的接触件之间的焊接工艺之前，将橡胶护套预先安装在线缆上，之后才能将橡胶护套安装在所述连接器上。将密封弹性护套直接安装在成品线缆组件上是极其困难甚至是不可能的。

而且，弹性护套很笨重。因此，当橡胶护套安装在连接系统上时，橡胶护套可能会膨胀，这又会增加成品的径向尺寸，特别是使得微型连接器不再是微型的。

此外，弹性护套昂贵，这是因为它具有相当大的体积，从而消耗大量材料，并且其脱模过程有些困难，使得其最终的单价相对较高。

最后，在配合公连接器和母连接器时，如果使用不当，弹性护套可能会因磨损而受损。而且，由于上述原因，即在线缆上进行预安装，很难用新的护套替换损坏的护套。

因此，需要找到一种替选的密封设计来消除上述缺点。

本发明旨在解决这些需求中的全部或部分需求。

发明内容

因此，根据本发明的一个方面，本发明的主题是一种旨在室外环境中使用的同轴连接系统，包括：

-形成插头的第一系统元件和形成插口的第二系统元件，所述插头和所述插口均包括：

·中心接触件；

·外围主体，所述外围主体布置在所述中心接触件的外围；

-锁紧帽或锁紧螺母，所述锁紧帽或锁紧螺母至少围绕所述插头或所述插口以平移方式自由地安装在解锁位置和锁紧位置之间，在所述解锁位置，所述插头和所述插口未被锁紧，在所述锁紧位置，所述锁紧帽或锁紧螺母将所述插头和所述插座机械地锁紧在它们的相互连接配置中；

-抗腐蚀的弹性材料的两个环形密封构件，其中的一个环形密封构件围绕所述插头的所述外围主体进行布置并且另一个环形密封构件围绕所述插口的所述外围主体进行布置，各个环形密封构件都远离所述插头和所述插口之间的连接接口；

其中，所述连接帽/连接螺母至少在其外表面具有抗腐蚀材料；以及

其中，所述连接帽/连接螺母和所述两个环形密封构件的布置使得所述连接帽/连接螺母在其锁紧位置实现对内部的所述两个环形密封构件进行径向压缩，所述两个环形密封构件和所述连接帽/连接螺母一起限定防水腔(C)。

根据有利的实施方式，所述密封构件为弹性O形环密封件。

根据有利的变型，各个密封构件被布置在所述外围主体的外围的凹槽中。

优选地，各个密封构件的内径小于所述凹槽的底径，而各个密封构件的外径大于所述锁紧帽的内径。

根据第一变型，所述锁紧帽通过将内部部分旋拧到所述插口的外围的外部部分上来确保所述锁紧。

根据第二变型，所述锁紧帽通过将夹紧部件夹紧到所述插口的所述外围主体上来确保所述锁紧。

优选地，所述锁紧帽至少在其一个自由端具有外围倒角，所述外围倒角的直径大于所述环形密封构件的外径。

有利地，所述锁紧帽由非常低电导率或无导电性的材料制成或涂有电镀防腐涂层或由非晶态金属制成。

换句话说，本发明基本上包括保护锁紧机构免受室外侵害，即免受要素(水、灰尘)在锁紧机构内的穿透以及腐蚀、更具体地电化学腐蚀，具有以下结合：

-当公连接器和母连接器彼此配合时，通过两个弹性密封元件以及锁紧帽和公连接器和母连接器形成的封闭空间，对所述锁紧机构进行内部保护；

-通过锁紧帽/螺母的外表面使用抗腐蚀材料来对所述锁紧机构进行外部保护，以便即使在极端湿度和/或温度条件下的室外环境中，也确保具有封闭空间C的该密封解决方案的耐久性。

根据本发明的解决方案可以满足螺纹连接式连接器的在其接口外部的密封要求，使得连接器对本身在没有任何外部配件的帮助下，在配合状态下可以实现IP68等级，而不会降低恰当配合的感知。

根据本发明的解决方案具有以下主要优势：

-通过弹性密封件、连接器对自身的锁紧帽本体的相互配合实现了IP68等级，使得避免使用外部配件(诸如根据现有技术的橡胶护套/弹性护套)；

-最终产品的尺寸不受密封解决方案的影响；

-与根据现有技术的橡胶护套/弹性护套相比，延长了使用寿命；

-产品的成本低；

-可以立即可视化地确定锁紧帽/解锁帽的类型(螺纹式的或通过夹紧快速锁紧)，这与根据现有技术的弹性护套相反：事实上，当所述护套覆盖连接系统时，即使不能说不可能知道，但也难以知道连接的锁紧是螺纹类型还是快速锁紧类型；

-与弹性套管相比，不需要额外的处理步骤，弹性套管意味着强制性的额外的拉/推步骤，特别是对于螺纹锁紧来说；以及

-同时，使用者可以免除根据现有技术的橡胶护套/弹性护套的笨重安装。

附图说明

通过研读以下对本发明的示例性且非限制性实现的描述以及研究附图，将可以更好地理解本发明，附图中：

-图1为根据现有技术的具有弹性密封护套的同轴连接系统的部分截面的侧视图；

-图1A为图1的连接系统的纵向的横截面图，示出了弹性护套相对于连接系统的其它部件的相对布置；

-图2和图2A为根据本发明第一实施方式的同轴连接系统的示例性插头在安装锁紧帽/锁紧螺母之前和之后的横截面视图；

-图3为根据本发明的第一实施方式的同轴连接系统的示例性插口在与图2和图2A的插头相互连接之前的横截面视图；

-图4为根据本发明的第一实施方式的同轴系统的横截面视图，其中，插头和插口通过旋拧在插口上的锁紧帽相互连接且锁紧在一起；

-图5为根据本发明的第二实施方式的同轴连接系统的示例性插头的横截面视图，其中，锁紧帽/锁紧螺母已经安装在插头周围；

-图6为根据本发明的第二实施方式的同轴电力系统的横截面视图，其中，插头和插口通过夹紧在插口上的快速锁紧类型的锁紧帽相互连接且锁紧在一起。

具体实施方式

图1和图1A涉及根据现有技术的具有弹性密封护套的同轴连接系统的示例。

已经在上文中评述了这些图1和图1A，因此在下文中将不再进行评述。

为了清楚起见，表示根据现有技术的连接系统和根据本发明的连接系统的相同元件的相同的附图标记，用于图1至图6的所有图。

下面，参考任一类型的同轴连接系统来描述本发明。

在根据本发明的同轴连接系统1中，插头2和插口4分别可以包括插入于中心接触件20、40与外围主体21、41以及接地接触件22之间的固体绝缘体。

插头2包括中心接触件20和布置在中心接触件20的外围的外围主体21。在外围主体21的内部，布置有接地接触件22。接地接触件22由两个部件构成，一个部件22a呈细长体的形式，另一个部件22b呈开槽的套管形式并且直接布置在插头2的自由端。

绝缘体23布置在中心接触件20与外围主体21以及接地接触件22之间。

外围凹槽24设置在外围主体21的后部。

锁紧帽/锁紧螺母5具有带有螺纹的内部部分50以及分别在锁紧帽/锁紧螺母5的自由端的内倒角51、52。

锁紧帽/锁紧螺母5至少在其外表面上是耐腐蚀材料。锁紧帽/锁紧螺母5可以是非常低导电性或无导电性的材料或涂有电镀防腐涂层(诸如铝阳极氧化、涂料、甚至是塑料包覆成型(over-molding))。有利地，锁紧帽5由非晶态金属(诸如金属玻璃)制成。

抗腐蚀的弹性材料的第一环形密封构件8(在该示例中为弹性O形环密封件)适配在外围主体21和锁紧帽/锁紧螺母5之间的凹槽24中。O形环密封件8的外径大于锁紧帽5的内径D1，并且O形环密封件8的内径小于凹槽24的底径d1，使得O形环密封件8与插头2组装在一起时，O形环密封件8填充主体21与锁紧帽/锁紧螺母5之间的间隙。

锁紧帽5的倒角51所具有的直径D3大于O形环密封件8的外径d3，以确保O形环密封件8在锁紧帽5和插头2之间的组装过程中不会被损坏。

一旦组装锁紧帽/锁紧螺母与插头，保持环9确保围绕着插头2的锁紧帽/锁紧螺母5的纵向阻挡。

插口4具有形成接地接触件41的外围主体，该外围主体具有带螺纹的外部部分45和在其后部设置的外围凹槽44。

抗腐蚀的弹性材料的第二环形密封构件10(在该示例中为弹性O形环密封件)适配在凹槽44中。第二O形环密封件10的内径小于接地接触件41的底径d2，使得所述第二密封构件10被预拉伸，以确保其不容易脱出。第二O形环密封件10的外径d4小于锁紧帽/锁紧螺母5的直径D4。

此外，锁紧帽5的倒角52所具有的直径D4大于第二O形环密封件10的外径d4，以确保在连接插头2和插口4以及通过旋拧锁定帽5进行锁紧时不会损坏所述第二密封件10。

插头2和插口4之间的相互连接如图4所示。凹槽24的底径d1大于第一O形环密封件8的内径，并且锁紧帽5的内径D1小于第一O形环密封件8的外径。接地接触件21在一定程度上拉伸第一O形环密封件8，同时在另一方面，锁紧帽5稍微地在径向上压缩第一O形环密封件8，使得外部液体不能穿透接地接触件21和锁紧帽5之间的间隙。

同样地，第二O形环密封件10的内径小于接地接触件41上的凹槽44的底径d2，而第二O形环密封件10的外径大于锁紧帽5的内径D2，确保接地接触件21略微拉伸第二O形环密封件10，同时锁紧帽5对第二O形环密封件10施加一定量的压缩，使得外部液体不能够穿透接地接触件41和锁紧帽5之间的间隙。

这样，第一O形环密封件8、外围主体21、外围主体41、螺纹式的锁紧帽5以及第二O形环密封件10形成封闭空间C或密封腔C，使液体保留在外面，从而确保IP68等级。

在不脱离本发明的框架的情况下，第二密封构件10可以嵌入在锁紧帽5的内表面，例如，嵌入在内部凹槽中，而不是容纳在凹槽44中。

此外，通过保证锁紧帽5的外表面免受电化学腐蚀，即使在极端条件下的室外环境中，也确保了具有封闭空间C的该密封解决方案的耐久性。

图5和图6示出了同轴连接系统的第二实施方式。在第二实施方式中，插头2和插口4之间的锁紧通过被夹紧的快速锁紧类型的帽5来确保。

更具体地，插头2和插口4之间的锁紧是通过设置在锁紧帽5内部的夹紧部件25、45来确保的。因此，夹紧部件25直接夹在插口4的接地接触件41的自由端45的外表面上。

第一弹性O形环密封件8适配在第三壳体接地接触件21和锁紧帽5之间的凹槽24中。第一弹性O形环密封件8的外径大于锁紧帽5的内径D5，并且第一弹性O形环密封件8的内径小于凹槽的底径d5，使得第一弹性O形环密封件8填充外围主体21与连接帽5之间的空隙。

倒角52所具有的直径D7大于第二弹性O形环密封件10的外径d4，以确保在连接插头2和插座4并且通过夹紧帽5进行锁紧时，不会损坏第二O形环密封件10。

插头2和插座4之间的相互连接如图6所示。插头2在内部包含第一弹性O形环密封件8，该第一弹性O形环密封件位于凹槽21中。凹槽24的底径d5大于弹性O形环密封件8的内径，并且锁紧帽5的内径D5小于弹性O形环密封件10的外径。外围主体21在一定程度上拉伸第一弹性O形环密封件8，同时在另一方面，锁紧帽5稍微压缩弹性O形环密封件8，使得外部液体不能穿透外围主体21和锁紧帽5之间的间隙。

同样地，插口4在接地接触件主体41和锁紧帽5之间包含第二弹性O形环密封件10。第二弹性O形环密封件10的内径小于凹槽44的底径d2，而第二弹性O形环密封件10的外径大于锁紧帽5的内径D6，确保接地接触件主体41略微拉伸第二弹性O形环密封件10，同时锁紧帽5对第二弹性O形环密封件10施加一定量的压缩，使得外部液体不能够穿透接地接触件主体41和锁紧帽5之间的间隙。

这样，第一O形环密封件8、外围主体21、外围主体41、被夹紧的锁紧帽5以及第二O形环密封件10形成封闭空间C或密封腔C，使液体保留在锁紧系统外面，从而确保IP68等级。

可以在不脱离本发明框架的情况下提供其它变型和增强。

因此，在所有示出的实施方式中，环形密封构件都是以O形环密封件的形式。但是，唇形密封件或多唇形密封件也是可以的。此外，在锁紧/解锁帽下设置模压垫圈也是可以的。

除非另有说明，否则表述“包括”应理解为与“至少包括一个”同义。

Claims

1.一种旨在室外环境中使用的同轴连接系统(1)，包括：

-形成插头(2)的第一系统元件和形成插口(4)的第二系统元件，所述插头和所述插口均包括：

·中心接触件(20，40)；

·外围主体(21，41)，所述外围主体布置在所述中心接触件的外围；

-锁紧帽或锁紧螺母(5)，所述锁紧帽或锁紧螺母(5)至少围绕所述插头或所述插口以平移方式自由地安装在解锁位置和锁紧位置之间，在所述解锁位置，所述插头和所述插口未被锁紧，在所述锁紧位置，所述锁紧帽或锁紧螺母将所述插头和所述插口机械地锁紧在它们的相互连接配置中；

-抗腐蚀的弹性材料的两个环形密封构件(8，10)，所述两个环形密封构件中的一个环形密封构件围绕所述插头的外围主体布置并且另一个环形密封构件围绕所述插口的外围主体布置，每个环形密封构件都远离所述插头(2)和所述插口(4)之间的连接接口；

其中，所述锁紧帽/锁紧螺母(5)至少在其外表面使用抗腐蚀材料；以及

其中，所述锁紧帽/锁紧螺母(5)和所述两个环形密封构件(8，10)的布置使得所述锁紧帽/锁紧螺母(5)在其锁紧位置实现对内部的所述两个环形密封构件的径向压缩，所述两个环形密封构件和所述锁紧帽/锁紧螺母一起限定防水腔(C)。

2.根据权利要求1所述的同轴连接系统(1)，其中，所述密封构件(8，10)为弹性O形环密封件。

3.根据权利要求1或2所述的同轴连接系统(1)，其中，各个密封构件(8，10)被布置在所述外围主体的外围的凹槽(24，44)中。

4.根据权利要求3所述的同轴连接系统(1)，其中，各个所述密封构件(8，10)的内径小于所述凹槽(24，44)的底径，而各个所述密封构件的外径大于所述锁紧帽(5)的内径。

5.根据前述权利要求中任一项所述的同轴连接系统，其中，所述锁紧帽(5)通过将内部部分(50)旋拧到所述插口(4)的所述外围(41)的外围部分(45)上来确保锁紧。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的同轴连接系统，其中，所述锁紧帽(5)通过将夹紧部件(25)夹紧到所述插口(4)的所述外围主体(41，45)上来确保锁紧。

7.根据前述权利要求中任一项所述的同轴连接系统，其中，所述锁紧帽(5)至少在其一个自由端具有外围倒角(51，52)，所述外围倒角的直径大于所述环形密封构件(8，10)的外径。

8.根据前述权利要求中任一项所述的同轴连接系统，其中，所述锁紧帽(5)由非常低的导电性或无导电性的材料制成或涂有电镀防腐涂层。

9.根据前一项权利要求所述的同轴连接系统，其中，所述锁紧帽(5)由非晶态金属制成。