CN111048945A - 水下插拔电连接器 - Google Patents
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Abstract
一种水下插拔电连接器,通过结构及控制系统的优化,使得当插座插头的电气连接件在与水体接触,未实现密封绝缘的条件下,电气连接件的连接在不带电的状态下进行;只有在连接进行到与外部水体隔离,实现密封绝缘,插座插头的电气连接件连通之后,电路才可以接通;而且,电路的接通或者分断是在与水体完全隔离的密封腔体的保护环境中进行;因此,能够显著提高安全程度,提高电路连接质量和可靠程度,提高电连接器的使用寿命。
Description
技术领域
本申请为分案申请,原申请的申请日:2018年12月13日;原申请号:201811522319.5;原发明创造名称:水下电缆进线带电插拔电连接器
本发明涉及海洋工程装置领域,特别是涉及一种水下插拔电连接器。
背景技术
水下插拔电连接器是海洋工程中的一种常用装置,面对海洋水下液体的导电性以及水下压力的工作环境,水下插拔电连接器不仅必须具备普通电连接器的常规性能,还必须具备适应海洋水下特殊环境的工作能力,实现方便快捷安全有效的连接和分离;但是,现有的水下插拔电连接器中,对于电缆进线带电的应对方法,只能在连接到位后使电气连接件与水体隔离,在通过水体连接的过程中,其带电的电气连接件会有一段时间与水体接触,不同电位的电气连接件之间通过水体会形成漏电通路,既带来腐蚀,也形成安全隐患。
发明内容
本发明的目的,是提供一种插座或者插头的电缆进线带电时,其电气连接件能够在通过水体连接的过程中,处于不带电状态,安全可靠地进行水下插拔的水下插拔电连接器。
一种水下插拔电连接器(为简洁起见,从[0004]-[0078]段中也简称为电连接器),包括,插座,插头;所述的插座包括,插座密封腔体,插座密封电气连接组件,当该插座的电缆进线带电时,则该插座还包括插座电气控制组件,其中插座电气控制组件主体安装在插座密封腔体中;所述的插头包括,插头密封腔体,插头密封电气连接组件,当该插头的电缆进线带电时,则该插头还包括插头电气控制组件,其中插头电气控制组件主体安装在插头密封腔体中;所述的插座电气控制组件,包括插座电气控制组件主体、插座位置传感器、插座位置传感器传感参照;所述的插头电气控制组件,包括插头电气控制组件主体、插头位置传感器、插头位置传感器传感参照;所述的传感器传感参照包括,或者利用插座或者插头的部分结构兼做传感参照,或者另外设置的传感参照;所述的位置传感器或者另外设置的传感参照,包括其保护壳体(能够适应水下环境的保护壳体);所述的插座还包括,与对应的插头连接的互连连接结构,插座定位导向结构;所述的插头还包括,与对应的插座连接的互连连接结构,插头定位导向结构;插头定位导向结构,与对应的插座定位导向结构配合组成定位导向组合;所述的定位导向结构包括定位导向槽、或者定位导向孔、或者定位导向柱,或者定位导向环。
在插座密封腔体中,或者安装有插座电气控制组件主体(当插座电缆进线带电时),或者没有安装插座电气控制组件主体(当插座电缆进线不带电时);当安装有插座电气控制组件主体时,在插座密封腔体中,插座电缆进线的芯线导体分别与插座电气控制组件主体后排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接(参见图1、图3,例如电缆进线的1号芯线导体与端子X1连接,2号芯线导体与端子X3连接),插座电气连接件的后端接线端分别通过导体或者直接与插座电气控制组件主体前排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接(参见图1、图3,例如左边的电气连接件4的后端接线端与端子X2连接,右边的电气连接件4的后端接线端与端子X4连接);当没有安装插座电气控制组件时,在插座密封腔体中,电缆进线的芯线的导体分别与某个确定的插座电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接(参见图1、图3,例如电缆进线的1号芯线导体与左边的电气连接件4的后端接线端连接,2号芯线导体与右边的电气连接件4的后端接线端连接);插座的方向的前、后是这样确定的,与插头连接端为前,电缆进线端为后;在插头密封腔体中,或者安装有插头电气控制组件主体(当插头电缆进线带电时),或者没有安装插头电气控制组件主体(当插头电缆进线不带电时);当安装有插头电气控制组件主体时,在插头密封腔体中,插头电缆进线的芯线导体分别与插头电气控制组件主体后排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接,插头电气连接件的后端接线端分别通过导体或者直接与插头电气控制组件主体前排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接;当没有安装插头电气控制组件时,在插头密封腔体中,电缆进线的芯线的导体分别与某个确定的插头电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接;插头的方向的前、后是这样确定的,与插座连接端为前,电缆进线端为后。
当插座电气连接件是插孔、插头电气连接件是插针时,插座密封电气连接组件中的插座电气连接件的前端与插座密封腔体彼此处于密封分隔状态,插座密封电气连接组件中的插座绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封孔内表面与对应的插座电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插座电气连接件的前端在插座处于水下且未和对应的插头连接到位时,仅通过绝缘弹性密封孔与水体连接;当和对应的插头连接到位时,各插座电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插座电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态;各绝缘弹性密封孔内表面与对应的插头绝缘弹性密封环外表面为密封配合;插头密封电气连接组件中的插头电气连接件的前端与插头密封腔体彼此处于密封分隔状态,插头密封电气连接组件中的插头绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封环内表面与对应的插头电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插头电气连接件的前端在插头处于水下且未和对应的插座连接到位时,仅通过露出绝缘弹性密封环的导体与水体连接;当和对应的插座连接到位时,各插头电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插头电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态;当插座电气连接件是插针、插头电气连接件是插孔时,插座密封电气连接组件中的插座电气连接件的前端与插座密封腔体彼此处于密封分隔状态,插座密封电气连接组件中的插座绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封环内表面与对应的插座电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插座电气连接件的前端在插座处于水下且未和对应的插头连接到位时,仅通过露出绝缘弹性密封环的导体与水体连接;当和对应的插头连接到位时,各插座电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插座电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态;各绝缘弹性密封环外表面与对应的插头各绝缘弹性密封孔内表面为密封配合;插头密封电气连接组件中的插头电气连接件的前端与插头密封腔体彼此处于密封分隔状态,插头密封电气连接组件中的插头绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封孔内表面与对应的插头电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插头电气连接件的前端在插头处于水下且未和对应的插座连接到位时,仅通过各绝缘弹性密封孔与水体连接;当和对应的插座连接到位时,各插头电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插头电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态。
图28为位置传感器与位置传感器的传感参照之间的相对运动方向垂直于传感面时,位置传感器与传感器传感参照的距离关系示意图,图中,位置传感器102固定,传感器传感参照101实体图形表示稳定检出位置,虚线框表示其余位置;图29为位置传感器与位置传感器的传感参照之间的相对运动方向平行于传感面时,位置传感器与传感器传感参照的距离关系示意图,图中,位置传感器105可以从传感器传感参照106左右两个方向接近或者离开(因为运动的相对性,位置传感器传感参照106也可以从位置传感器105左右两个方向接近或者离开),如果用实体图形表示稳定检出位置,虚线框表示其余位置,图形会重叠,为图面清晰起见,因此分三组画面表示三个不同位置;定义:位置传感器与位置传感器的传感参照的复位距离为f,额定检出距离为e,稳定检出距离为w,并且,f>e>w;当位置传感器传感面与位置传感器传感参照感应面之间的相对运动方向垂直于传感面时,所述的位置传感器与位置传感器的传感参照的距离是指位置传感器传感面与位置传感器传感参照感应面之间的垂直距离;当位置传感器传感面与位置传感器传感参照感应面之间的相对运动方向平行于传感面时,所述的位置传感器与位置传感器的传感参照的距离是指位置传感器传感面的中心线与位置传感器传感参照感应面中心线之间的垂直距离;为清晰起见,定义:插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的复位距离为f1,额定检出距离为e1,稳定检出距离为w1;定义:插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的复位距离为f2,额定检出距离为e2,稳定检出距离为w2;。
所述的插座电气控制组件,包括插座电气控制组件主体、插座位置传感器、插座位置传感器传感参照;当插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离大于复位距离时,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件稳定断开;当插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离小于稳定检出距离时,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件稳定连通;在插头插座连接过程中,定义:绝缘弹性密封环开始进入绝缘弹性密封孔实现密封时,插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离为a1;插头电气连接件前端与插座电气连接件前端开始实现连通时,插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离为b1;插头插座连接到位时,插座位置传感器与插座位置传感器传感参照的距离为c1;并且设置:a1>b1>c1,b1>f1,w1>c1。
以上所述的技术特征可以保证,当插座电缆进线带电时,插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环进入绝缘弹性密封孔实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通,从而完成插座电缆进线各芯线与对应的各插头电气连接件的电气连通;当插座电缆进线带电时,插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插座电气控制组件控制电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环与绝缘弹性密封孔解除密封、实现分离;所述的插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通或者断开,是通过控制插头电气控制组件主体的后排端子与前排端子的对应端子之间的连通或者断开来实现;所述的插头电气连接件与插座电气连接件的断开或者连通,是通过插头电气连接件前端与插座电气连接件前端的断开或者连通来实现。
所述的插头电气控制组件,包括插头电气控制组件主体、插头位置传感器、插头位置传感器传感参照;当插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离大于复位距离时,插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;当插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离小于稳定检出距离时,插头电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通;在插头插座连接过程中,定义:绝缘弹性密封环开始进入绝缘弹性密封孔实现密封时,插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离为a2;插头电气连接件前端与插座电气连接件前端开始实现连通时,插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离为b2;插头插座连接到位时,插头位置传感器与插头位置传感器传感参照之间的距离为c2;并且设置:a2>b2>c2,b2>f2,w2>c2。
以上所述的技术特征可以保证,当插头电缆进线带电时,插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环进入绝缘弹性密封孔实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通,从而完成插头电缆进线各芯线与对应的各插座电气连接件的电气连通;当插头电缆进线带电时,插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环与绝缘弹性密封孔解除密封、实现分离;所述的插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通或者断开,包括通过控制插头电气控制组件主体的后排端子与前排端子的对应端子之间的连通或者断开来实现。
现在,通过所述的水下插拔电连接器的一种具体实施方式进行进一步的说明;图1、图2为一种水下插拔电连接器的插座的结构示意图,图1的视图方向是插座前端向上竖直放置时的剖视图(图1为图2的A-A剖视图,剖切平面为相交平面),图2为图1的俯视图;所述的插座包括,插座电缆进线固定螺母1,插座后壳体2,插座电气控制组件主体3,插座电气连接件4,插座壳体密封圈5,插座电气连接件紧固件组合6,插座绝缘固定板7,插座前壳体8,插座绝缘固定板密封圈9,插座绝缘弹性密封体11,绝缘弹性密封孔12(其是在插座绝缘弹性密封体11上设置的功能结构),定位导向槽13,插座位置传感器15,插头位置传感器的传感参照16;
插座后壳体2与插座前壳体8之间为螺纹连接,并通过插座壳体密封圈5保证接口位置良好的密封;插座后壳体2的前端面与插座前壳体8的内部圆环的后端面通过螺纹连接旋进把插座绝缘固定板7周边夹紧,并通过插座绝缘固定板密封圈9保证接口位置良好的密封;插座电缆进线固定螺母1设置有压线槽,其通过旋进插座后壳体2后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插座后壳体2上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插座后壳体2后端的进线孔,进入插座后壳体2的内部,在插座后壳体2后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封;上述结构件的连接构成了一个插座密封腔体10,在插座密封腔体10中,安装有插座电气控制组件主体3,电缆进线的芯线导体分别与插座电气控制组件3主体后排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接,插座电气连接件4的后端接线端分别通过导体或者直接与插座电气控制组件主体3前排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接;对于没有配置插座电气控制组件的插座,在插座密封腔体10中,电缆进线的芯线的导体分别与某个确定的插座电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接。
插座电气连接件4的后端穿过插座绝缘固定板7的安装孔,通过插座电气连接件4中部的圆环凸缘以及插座电气连接件4的尾端螺纹和插座电气连接件紧固件组合6固定在插座绝缘固定板7上,安装孔和插座电气连接件之间通过绝缘防水胶粘剂密封,使得插座电气连接件4的前端与插座密封腔体10彼此处于密封分隔状态;插座绝缘弹性密封体11的外表面与插座前壳体8的内表面密封连接,插座绝缘弹性密封体11上的绝缘弹性密封孔12的内表面与对应的插座电气连接件4的前端外表面密封连接;所述的密封连接包括过盈配合,或者插座绝缘弹性密封体11与插座电气连接件4一体制造成型(例如在插座绝缘弹性密封体11注塑时,把插座电气连接件4作为镶嵌件一体注塑成型);上述结构件的连接构成了一个插座密封电气连接组件,所述的插座密封电气连接组件的前端(和插头密封电气连接组件连接的部分)与插座密封腔体10彼此处于密封分隔状态;组件中的每个插座电气连接件的前端在插座处于水下且未和对应的插头连接到位时,将通过绝缘弹性密封孔12与水体连接,当和对应的插头连接到位时,每个插座电气连接件的前端彼此之间将处于完全的密封分隔状态;每个插座电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态,但是每个插座电气连接件前端分别和对应的处于插座密封腔体10中的插座电气连接件后端保持电气的连续性。
插座前壳体8的前端外螺纹为与对应的插头连接的互连连接结构;定位导向槽13为定位导向结构,其与对应的插头的定位导向结构(定位导向柱38)配合组成定位导向组合(参见图7、图8);插座前壳体8的最外端的圆环凸缘为在对应的装置上安装的安装结构;
图4、图5为一种水下插拔电连接器的插头的结构示意图,图4的视图方向是插头前端向下竖直放置时的仰视图,图5为图4的B-B剖视图(剖切平面为相交平面);所述的插头包括,插头位置传感器25,插头电气连接件26,插头前壳体27,连接螺母28,插头绝缘弹性密封体29,插头绝缘固定板密封圈31,插头壳体密封圈32,插头绝缘固定板33,插头电气连接件紧固件组合34,插头电气控制组件主体35,插头后壳体36,插头电缆进线固定螺母37,定位导向柱38,插座位置传感器传感参照39,绝缘弹性密封环41(其是在插头绝缘弹性密封体29上设置的功能结构);
插头后壳体36与插头前壳体27之间为螺纹连接,并通过插头壳体密封圈32保证接口位置良好的密封;插头后壳体36的前端面与插头前壳体27的内部圆环的后端面通过螺纹连接旋进把插头绝缘固定板33周边夹紧,并通过插头绝缘固定板密封圈31保证接口位置良好的密封;插头电缆进线固定螺母37设置有压线槽,其通过旋进插头后壳体36后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插头后壳体36上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插头后壳体36后端的进线孔,进入插头后壳体36的内部,在插头后壳体36后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封;上述结构件的连接构成了一个插头密封腔体30,在插头密封腔体30中,安装有插座电气控制组件主体35,电缆进线的芯线的导体分别与插头电气控制组件主体35后排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接,插头电气连接件26的后端接线端分别通过导体或者直接与插头电气控制组件主体35前排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接;对于没有配置插头电气控制组件的插头,在插头密封腔体30中,电缆进线的芯线的导体分别与某个确定的插头电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接。
插头电气连接件26的后端穿过插头绝缘固定板33的安装孔,通过插头电气连接件26中部的圆环凸缘以及插头电气连接件26的尾端螺纹和插头电气连接件紧固件组合34固定在插头绝缘固定板33上,安装孔和插头电气连接件26之间通过绝缘防水胶粘剂密封,使得插头电气连接件26的前端与插头密封腔体30彼此处于密封分隔状态;插头绝缘弹性密封体29的外表面与插头前壳体27的内表面密封连接,插头绝缘弹性密封体29上的绝缘弹性密封环41的内表面与插头电气连接件26的前端外表面密封连接;所述的密封连接包括过盈配合,或者插头绝缘弹性密封体29与插头电气连接件26一体制造成型;上述结构件的连接构成了一个插头密封电气连接组件,所述的插头密封电气连接组件的前端(和插座密封电气连接组件连接的部分)与插头密封腔体30彼此处于密封分隔状态;组件中的每个插头电气连接件的前端在插头处于水下且未和对应的插座连接到位时,插头电气连接件的前端将与水体连接,当和对应的插座连接到位时,每个插头电气连接件的前端彼此之间将处于完全的密封分隔状态;每个插头电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态,但是每个插头电气连接件前端分别和对应的处于插头密封腔体30中的插头电气连接件后端保持电气的连续性。
插头的连接螺母28是与对应的插座前壳体8的前端外螺纹连接的互连连接结构,其在与对应的插座前壳体8的前端外螺纹旋进的过程中,通过其后端内部圆环拉动插头前壳体27的外部圆环,从而拉动插头与插座连接,其在与对应的插座前壳体8的前端外螺纹旋退的过程中,通过其后端内部圆环推动插头前壳体27的外部圆环,从而推动插头与插座分离;插头还包括定位导向柱38,其与对应的插座的定位导向槽13配合组成定位导向组合。
插座电气控制组件、插头电气控制组件并不是每个插座或者插头上都一定安装,当该插座的电缆进线带电时,则该插座安装有插座电气控制组件,当该插头的电缆进线带电时,则该插头安装有插头电气控制组件;所述的插座电气控制组件或者插头电气控制组件的工作原理是相同的;现在,对一种插座电气控制组件的工作原理进行说明;图3为一种包括插座位置传感器15、插座电气控制组件主体3、插座位置传感器传感参照39的插座电气控制组件电路原理图;当插座位置传感器15与插座位置传感器的传感参照39的距离大于复位距离时,插座位置传感器15向插座电气控制组件主体3传递实测距离大于复位距离的信息,插座电气控制组件主体3控制连接插座电缆进线端的后排各接线端子X1、X3分别与连接插座电气连接件的前排各接线端子X2、X4断开,从而使得插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;当插座位置传感器15与插座位置传感器的传感参照39的距离小于稳定检出距离时,插座位置传感器15向插座电气控制组件主体3传递实测距离小于稳定检出距离的信息,插座电气控制组件主体3控制连接插座电缆进线端的后排各接线端子X1、X3分别与连接插座电气连接件的前排各接线端子X2、X4连通,从而使得插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通。
根据[0007]段和[0008]段的定义:绝缘弹性密封环41开始进入绝缘弹性密封孔12实现密封时,插座位置传感器15与插座位置传感器的传感参照39的距离为a1;插头电气连接件26前端与插座电气连接件4前端开始实现连通时,插座位置传感器15与插座位置传感器的传感参照39的距离为b1;插头插座连接到位时,插座位置传感器15与插座位置传感器传感参照39的距离为c1;并且设置:a1>b1>c1,b1>f1,w1>c1;这样就能够保证在插座的电缆进线带电的情况下,安全可靠地实现水下插拔;图7为插头插座连接过程中某一时刻的示意图,图8为图7的局部放大图Ⅰ;图9为插头插座连接到位的示意图,图10为图9的局部放大图Ⅱ;为图面清晰起见,图7-图10中只对与本段以下叙述的内容有关的零部件进行了标记,图7、图8中显示,插头插座连接过程中某一时刻,绝缘弹性密封环41已经进入绝缘弹性密封孔12实现密封,插头电气连接件26前端已经进入插座电气连接件4的插孔中实现连通,但是插座位置传感器15与插座位置传感器传感参照39之间的距离大于复位距离,因此这一时刻插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开,从而保证插头电气连接件26与插座电气连接件4在不带电的条件下从断开转换为连通;当插头插座的连接进行到图9、图10所示的位置时,插头绝缘弹性密封体29前端面和插座绝缘弹性密封体11前端面之间距离等于到位距离(所述的到位距离包括零距离),插头插座连接到位,插座位置传感器15与插座位置传感器传感参照39之间的距离小于稳定检出距离,因此这个时候插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通;插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环41进入绝缘弹性密封孔12实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件26与插座电气连接件4在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通,从而完成插座电缆进线各芯线与对应的各插头电气连接件的电气连通;插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插座电气控制组件控制电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件26与插座电气连接件4在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环41与绝缘弹性密封孔12解除密封、实现分离;插座位置传感器传感参照39安装在定位导向柱38上,当其跟随定位导向柱38在定位导向槽13中移动时,其和安装在定位导向槽13底面下插座绝缘弹性密封体11中的插座位置传感器15的相对距离随之变化。
图6为一种包括插头位置传感器25、插头电气控制组件主体35、插头位置传感器的传感参照16的插头电气控制组件电路原理图;当插头位置传感器25与插头位置传感器的传感参照16的距离大于复位距离时,插头位置传感器25向插头电气控制组件主体35传递实测距离大于复位距离的信息,电气控制组件主体35控制插头电缆进线端的后排各接线端子Y1、Y3分别与插头电气连接件后端对应的前排各接线端子Y2、Y4断开,从而使得插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;当插头位置传感器25与插头位置传感器的传感参照16的距离小于稳定检出距离时,插头位置传感器25向插头电气控制组件主体35传递实测距离小于稳定检出距离的信息,插头电气控制组件主体35控制连接插头电缆进线端的后排各接线端子Y1、Y3分别与连接插头电气连接件的前排各接线端子Y2、Y4连通,从而使得插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通。
根据[0007]段和[0010]段的定义:绝缘弹性密封环41开始进入绝缘弹性密封孔12实现密封时,插头位置传感器25与插头位置传感器的传感参照16的距离为a2;插头电气连接件26前端与插座电气连接件4前端开始实现连通时,插头位置传感器25与插头位置传感器的传感参照16的距离为b2;插头插座连接到位时,插头位置传感器25与插头位置传感器传感参照16的距离为c2;并且设置:a2>b2>c2,b2>f2,w2>c2,这样就能够保证,在插头的电缆进线带电的情况下,安全可靠地实现水下插拔;图11为一种插头插座连接过程中某一时刻的示意图,视图的显示方向选择图2插座的C-C剖视图方向和图4插头的D-D剖视图方向(剖切平面为相交平面),以显示插头位置传感器25与插头位置传感器传感参照16之间在连接过程中的距离状况;图12为图11的局部放大图Ⅲ;图13为一种插头插座连接过程中连接到位的示意图,图14为图13的局部放大图Ⅳ;为图面清晰起见,图11-图14中只对与本段以下叙述的内容有关的零部件进行了标记,图11、图12中显示,插头插座连接过程中某一时刻,绝缘弹性密封环41已经进入绝缘弹性密封孔12实现密封,插头电气连接件26前端已经进入插座电气连接件4的插孔中实现连通,但是插头位置传感器25与插头位置传感器传感参照16之间的距离大于复位距离,因此这一时刻插头电气控制组件控制电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开,从而保证插头电气连接件26与插座电气连接件4在不带电的条件下从断开转换为连通;当插头插座的连接进行到图13、图14所示的位置时,插头绝缘弹性密封体29前端面和插座绝缘弹性密封体11前端面之间距离等于到位距离(所述的到位距离包括零距离),插头插座连接到位,插头位置传感器25与插座位置传感器传感参照16之间的距离小于稳定检出距离,因此这个时候插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通;插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环41进入绝缘弹性密封孔12实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件26与插座电气连接件4在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通,从而完成插头电缆进线各芯线与对应的各插座电气连接件的电气连通;插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件26与插座电气连接件4在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环41与绝缘弹性密封孔12解除密封、实现分离。
在插座电缆进线带电或者插头电缆进线带电的情况下,本发明均能够保证插座插头的电气连接件在与水体接触,未实现密封绝缘的条件下,电气连接件的连接在不带电的状态下进行;只有在连接进行到与外部水体隔离,实现密封绝缘,插座插头的电气连接件连通之后,电路才可以接通(特指带电状态的连通);插座、插头分离时,先在与外部水体隔离,实现密封绝缘,插座插头的电气连接件连通的状态下,电路进行分断(特指带电状态的断开)后,电气连接件的分离才在不带电的状态下进行;而且,电路的接通或者分断是在与水体完全隔离的密封腔体的保护环境中进行;因此,能够显著提高安全程度,提高电路连接质量和可靠程度,提高电连接器的使用寿命。
附图说明
图1为一种水下插拔电连接器的插座的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为一种包括插座位置传感器15、插座电气控制组件主体3、插座位置传感器传感参照39的插座电气控制组件电路原理图。
图4为一种水下插拔电连接器的插头的结构示意图。
图5为图4的B-B剖视图。
图6为一种包括插头位置传感器25、插头电气控制组件主体35、插头位置传感器的传感参照16的插头电气控制组件电路原理图。
图7为一种插头插座连接过程中某一时刻,绝缘弹性密封环41已经进入绝缘弹性密封孔12实现密封,插头电气连接件26前端已经进入插座电气连接件4的插孔中实现连通,但是插座位置传感器15与插座位置传感器传感参照39之间的距离大于复位距离的示意图。
图8为图7的局部放大图Ⅰ。
图9为一种插头插座连接到位的示意图。
图10为图9的局部放大图Ⅱ。
图11为一种插头插座连接过程中某一时刻,绝缘弹性密封环41已经进入绝缘弹性密封孔12实现密封,插头电气连接件26前端已经进入插座电气连接件4的插孔中实现连通,但是插头位置传感器25与插头位置传感器传感参照16之间的距离大于复位距离的示意图。
图12为图11的局部放大图Ⅲ。
图13为一种插头插座连接到位的示意图。
图14为图13的局部放大图Ⅳ。
图15为一种配置有单向阀50的电连接器的连接过程中,插头电气连接件26与插座电气连接件4尚未连通时,与插头电气连接件密封连接的绝缘弹性密封环41端部进入与插座电气连接件密封连接的绝缘弹性密封孔12的端部刚刚实现密封的开始阶段的示意图。
图16为一种配置有单向阀50的电连接器的连接过程中,插头电气连接件26与插座电气连接件4连接到位时的示意图。
图17为图16的局部放大图Ⅴ。
图18为一种N=4的插座的俯视图。
图19为一种N=6的插座的俯视图。
图20为实施例6的水下插拔电连接器的插座的结构示意图。
图21为图20的俯视图。
图22为实施例6的水下插拔电连接器的插头的结构示意图。
图23为图22的F-F剖视图。
图24为实施例6所述的插头插座连接过程中某一时刻,绝缘弹性密封环93已经进入绝缘弹性密封孔73实现密封,插头电气连接件84前端已经进入插座电气连接件64的插孔中实现初步连通,但是插头位置传感器92与插头位置传感器传感参照76之间的距离大于检出距离的示意图。
图25为图24的局部放大图。
图26为实施例6所述的插头插座连接到位的示意图。
图27为图26的局部放大图。
图28为位置传感器与位置传感器的传感参照之间的相对运动方向垂直于传感面时,传感器与传感器传感参照的距离关系示意图。
图29为位置传感器与位置传感器的传感参照之间的相对运动方向平行于传感面时,传感器与传感器传感参照的距离关系示意图。
图30为配置有防松组件的电连接器连接到位时的示意图。
图31为图30的局部放大图。
图32为图31的G-G局部剖视放大图。
图33为图31的H-H局部剖视放大图。
图34为配置有防松组件的连接部分是圆形截面的电连接器连接到位时的示意图。
具体实施方式
实施例1,说明书[0012]-[0023]段、图1-图14适用于实施例1,这是一种适用于插座电缆进线带电并且插头电缆进线也带电的工作条件的电连接器;其插座密封腔体的构成及密封腔体中安装的插座电气控制组件主体与插座电缆进线和插座电气连接件的连接关系见说明书[0013]段所述;其插座密封电气连接组件的构成及与其它零部件的连接关系见[0014]段所述;其插头密封腔体的构成及密封腔体中安装的插座电气控制组件主体与插头电缆进线和插头电气连接件的连接关系见说明书[0017]段所述;其插座前壳体8与插头前壳体27之间的配合为动配合,插座前壳体8与连接螺母28之间的配合为动配合,插座绝缘弹性密封体11与插头前壳体27之间的配合为动配合,以利于连接过程的顺畅推进及受挤压水分的排出。
插座电气控制组件的工作原理见图3及说明书[0020]段所述;插座插头连接过程及分离过程中插座电气控制组件与电连接器相关零部件的工作配合过程见图7、图8、图9、图10及说明书[0020]段所述;例如,f1=4,w1=2,则设置a1=5,b1=4.5,c1=1;图3所示的一种具体电路中插座电气控制组件采用磁簧开关位置传感器,其需要磁体作为传感参照,则磁体是[0004]段中所述的另外设置的传感参照的一个实例,当插座位置传感器15中包含的磁簧开关SA1与安装在插头上的插座位置传感器的传感参照39中包含的磁体的距离大于复位距离时,插座磁簧开关SA1的常开触点断开,使得三极管Q1的基极没有偏置电压,三极管Q1截止,继电器KA1的线圈中没有电流通过,使得其各常开触点分别断开,各常开触点两端的接线端子随之断开,即X1与X2断开、X3与X4断开;因为插座电缆进线各芯线分别与接线端子X1、X3连接,各插座电气连接件分别与接线端子X2、X4连接,所以插座电缆进线各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;当插座位置传感器15中包含的磁簧开关SA1与安装在插头上的插座位置传感器的传感参照39中包含的磁体的距离小于稳定检出距离时,插座磁簧开关SA1的常开触点闭合,使得三极管Q1的基极得到偏置电压,三极管Q1导通,继电器KA1的线圈中有电流通过,使得其各常开触点分别闭合,对应的接线端子连通,即X1与X2连通、X3与X4连通;因为电缆进线各芯线分别与接线端子X1、X3连接,各插座电气连接件分别与接线端子X2、X4连接,所以插座电缆进线各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通;因此,可以保证插头电气连接件26与插座电气连接件4在不带电的条件下从断开转换为连通,或者在不带电的条件下从连通转换为断开,而且保证只有在连接进行到与外部水体隔离,实现密封绝缘,插座插头的电气连接件连通的情况下,电路才可以接通(特指带电状态的连通)或者分断(特指带电状态的断开);当然,位置传感器不是一定采用磁簧开关,电气控制组件的执行元件也不是一定采用电磁继电器;一般的,所述的位置传感器包括接近传感器、或者位移传感器,所述的电气控制组件的执行元件包括电磁继电器、或者固态继电器、或者同轴继电器;图3中,二极管D1起保护作用。
插头电气控制组件的工作原理见图6及说明书[0022]段所述;插座插头连接过程及分离过程中插头电气控制组件与电连接器相关零部件的工作配合过程见图11、图12、图13、图14及说明书[0023]段所述;例如,f2=6,w2=4,则设置a2=7,b1=6.5,c1=3;图6所示的一种具体电路中,当插头位置传感器25包含的插头磁簧开关SA2与安装在插座上的插头位置传感器的传感参照16包含的磁体的距离大于复位距离时,插头磁簧开关SA2的常开触点断开,使得三极管Q2的基极没有偏置电压,三极管Q2截止,继电器KA2的线圈中没有电流通过,使得其各常开触点分别断开,各常开触点两端的接线端子随之断开,即Y1与Y2断开、Y3与Y4断开;因为插头电缆进线各芯线分别与接线端子Y1、Y3连接,各插头电气连接件分别与接线端子Y2、Y4连接,所以插头电缆进线各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;当插头位置传感器25包含的插头磁簧开关SA2与安装在插座上的插头位置传感器的传感参照16包含的磁体的距离小于稳定检出距离时,插头磁簧开关SA2的常开触点闭合,使得三极管Q2的基极得到偏置电压,三极管Q2导通,继电器KA2的线圈中有电流通过,使得其各常开触点分别闭合,各常开触点两端的接线端子随之连通,即Y1与Y2连通、Y3与Y4连通;因为插头电缆进线各芯线分别与接线端子Y1、Y3连接,各插头电气连接件分别与接线端子Y2、Y4连接,所以插头电缆进线各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通;图6中,二极管D2起保护作用。
实际使用中,插座位置传感器15与插座位置传感器传感参照39之间的相对位置既可以如图7-图10所示的那样设置,也可以如图11-图14所示的插头位置传感器25与插头位置传感器传感参照16之间的相对位置那样设置;同样的,插头位置传感器25与插头位置传感器传感参照16之间的相对位置既可以如图11-图14所示的那样设置,也可以如图7-图10所示的插座位置传感器15与插座位置传感器传感参照39之间的相对位置那样设置。
实施例2,这是一种适用于插座电缆进线带电,但是插头电缆进线不带电的工作条件的电连接器;图1-图10中,删去有关插头位置传感器的传感参照16、插头位置传感器25、插头电气控制组件主体35的内容之后适用于实施例2;实施例2与实施例1不同的是,实施例2没有插头电气控制组件,在插头密封腔体中,插头电缆进线的芯线的导体与插头电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接;实施例1中关于插座的描述适用于实施例2;例如,f1=4,w1=2,则设置a1=5,b1=4.5,c1=1;插座电气控制组件与电连接器相关零部件配合工作,使得插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环41进入绝缘弹性密封孔12实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通,从而完成插座电缆进线各芯线与对应的各插头电气连接件的电气连通;插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环41与绝缘弹性密封孔12解除密封、实现分离。
实施例3,这是一种适用于插座电缆进线不带电,但是插头电缆进线带电的工作条件的电连接器;图1、图2、图4、图5、图6以及图11-图15中,删去有关插座电气控制组件主体3、插座位置传感器15、插座位置传感器的传感参照39的内容之后适用于实施例3;实施例3与实施例1不同的是,实施例3没有插座电气控制组件,在插座密封腔体中,插座电缆进线的芯线的导体与插座电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接;实施例1中关于插头的描述适用于实施例3;例如,f2=6,w2=4,则设置a2=7,b1=6.5,c1=3;插头电气控制组件与电连接器相关零部件配合工作,使得插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环41进入绝缘弹性密封孔12实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通;插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插头电气控制组件控制电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环41与绝缘弹性密封孔12解除密封、实现分离。
实施例4,是一种配置有单向阀的电连接器,单向阀的排水孔与插孔型电气连接件的孔的底部连通;图15、图16为一种配置有单向阀50的电连接器的连接过程示意图,采用半剖视图的显示方式;图15表现的是连接过程中,插头电气连接件26与插座电气连接件4尚未连通时,与插头电气连接件密封连接的绝缘弹性密封环41端部进入与插座电气连接件密封连接的绝缘弹性密封孔12的端部刚刚实现密封的开始阶段,同时形成密封水柱45(包括密封在插座电气连接件4孔中和绝缘弹性密封孔12中的水);图16表现的是连接过程中,插头电气连接件26与插座电气连接件4连通到位时,与插头电气连接件密封连接的绝缘弹性密封环41、插头电气连接件26与插座电气连接件密封连接的绝缘弹性密封孔12、插座电气连接件4的孔,密封形成密封水柱46(只有密封在插座电气连接件4孔的底部中的水);显然水柱46比水柱45的体积少很多,多余的水通过单向阀排出至电连接器外部,有利于减轻连接的阻力;单向阀50只允许水从插座电气连接件4的孔中通过单向阀流出到电连接器外部,而不允许外部的水通过单向阀50流入插座电气连接件4的孔中;图17是图15的局部放大图Ⅴ,图中的一种单向阀包括调节螺钉51、弹簧52、密封球体53,小孔55左端与插座电气连接件4的孔直接连通,调节螺钉51调节弹簧52对密封球体53的压力,使密封球体53压紧在小孔55与弹簧52的容纳孔连通处,弹簧52的容纳孔通过调节螺钉51中间的通孔与外部水体连接;当外部水体压力等于或者大于插座电气连接件4的孔中水的压力时,外部水体压力和弹簧压力的合力使密封球体53压紧在小孔55与弹簧52的容纳孔连通处,外部水体中的水不能进入插座电气连接件4的孔中;当插座电气连接件4的孔中水的压力大于外部水体压力和弹簧压力的合力时,将使密封球体53不能密封住小孔55与弹簧52的容纳孔连通处,插座电气连接件4的孔中的水将通过小孔55→弹簧52的容纳孔→调节螺钉51中间的通孔进入外部水体中;本实施例只举例描述了一种形式的单向阀,实际上单向阀的具体形式是多种多样的,本发明所述的单向阀包括所有形式的单向阀;实施例4的其它部分,或者同实施例1,或者同实施例2,或者同实施例3。
实施例5,实施例1-实施例4均可以扩展成具有N对插座电气连接件4和插头电气连接件26的电连接器产品系列,其中N为自然数;图1-图17也适用于实施例5;图1、图2中画出了2对插座电气连接件4和插头电气连接件26,把2对改成N对,则适用于实施例5,图18是一种N=4的插座俯视图,图19是一种N=6的插座的俯视示意图图,插头的仰视示意图可参照图2类推;如果进线电缆是同轴电缆,则执行元件应该采用同轴继电器。
实施例6,其插座、插头连接部分为非圆形截面;图20、图21为实施例6的水下插拔电连接器的插座的结构示意图,图21的视图方向是插座前端向上竖直放置时的俯视图,图20为图21的E-E剖视图(阶梯剖视);实施例6的插座包括,插座电缆进线固定螺母61,插座后壳体62(前端面与后端螺纹结构的过渡部分几何形状为天方地圆,棱边倒圆角,所以投影上有一些过渡线),插座电气控制组件主体63,插座电气连接件64,插座电气连接件螺母组合65,插座绝缘固定板66,插座壳体密封圈67,插座前壳体68,插座壳体螺钉组合69,插座绝缘弹性密封体71,插座位置传感器72,绝缘弹性密封孔73,插头位置传感器的避让孔75,插座前壳体的导向结构76(其是在插座前壳体68上设置的功能结构,兼做插头位置传感器的传感参照,这是用具体实例对[0004]段所述的“利用插座或者插头的部分结构兼做传感参照”进行说明);。
插座后壳体62与插座前壳体68之间通过螺钉连接,插座后壳体62前端的止口依次安装插座壳体密封圈67、插座绝缘固定板66,插座后壳体62的前端的止口与插座前壳体68的后端面通过螺钉连接旋进把插座绝缘固定板66周边和插座壳体密封圈67夹紧,并通过插座壳体密封圈67保证接口位置良好的密封;插座电缆进线固定螺母61设置有压线槽,其通过旋进插座后壳体62后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插座后壳体62上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插座后壳体62后端的进线孔,进入插座后壳体62的内部,在插座后壳体62后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封;这些结构件的上述连接构成了一个插座密封腔体;在插座密封腔体中,安装有插座电气控制组件主体63,电缆进线的芯线的导体与插座电气控制组件主体63后排的接线端子连接,插座电气连接件64的后端接线端通过导体或者直接与插座电气控制组件主体63前排的接线端子连接;对于没有配置插座电气控制组件的插座,在插座密封腔体中,电缆进线的芯线的导体与插座电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接;
图22、图23为实施例6的水下插拔电连接器的插头的结构示意图,图22的视图方向是插头前端向上竖直放置时的仰视图,图23为图22的F-F剖视图(阶梯剖视);实施例6的插头包括,插头电缆进线固定螺母81,插头后壳体82(前端面与后端螺纹结构的过渡部分几何形状为天圆地方,棱边倒圆角,所以投影上有一些过渡线),插头电气控制组件主体83,插头电气连接件84,插头电气连接件螺母组合85,插头绝缘固定板86,插头壳体密封圈87,插头前壳体88,插头壳体螺钉组合89,插头绝缘弹性密封体91,插座位置传感器的传感参照92,绝缘弹性密封环93,插头位置传感器95(其检测面为97),插头前壳体的导向结构96(其是在插头前壳体88上设置的功能结构,其横截面是四角为圆角的矩形,其中两个圆角半径较大,两个圆角半径较小;同样插座前壳体的导向结构76的横截面也是四角为圆角的矩形,其中两个圆角半径较大,两个圆角半径较小,这样连接时,只有方向正确才可以连接进去;插座前壳体的导向结构76的外表面与插座前壳体的导向结构96的内表面为动配合;)。
插头后壳体82与插头前壳体88之间通过螺钉连接,插头后壳体82前端的止口依次安装插头壳体密封圈87、插头绝缘固定板86,插头后壳体82的前端的止口与插头前壳体88的后端面通过螺钉连接旋进把插头绝缘固定板86周边和插头壳体密封圈87夹紧,通过插头壳体密封圈87保证接口位置良好的密封;插头电缆进线固定螺母81设置有压线槽,其通过旋进插头后壳体82后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插头后壳体82上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插头后壳体82后端的进线孔,进入插头后壳体82的内部,在插头后壳体82后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封;这些结构件的上述连接构成了一个插头密封腔体;在插头密封腔体中,安装有插头电气控制组件主体83,电缆进线的芯线的导体与插头电气控制组件主体83后排的接线端子连接,插头电气连接件84的后端接线端通过导体或者直接与插头电气控制组件主体83前排的接线端子连接;对于没有配置插头电气控制组件的插座,在插头密封腔体中,电缆进线的芯线的导体与插头电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接;
其插座密封电气连接组件的构成及与其它零部件的连接关系参见[0014]段所述;其插头密封电气连接组件的构成及与其它零部件的连接关系参见[0018]段所述;
图24为实施例6所述的插头插座连接过程中某一时刻,绝缘弹性密封环93已经进入绝缘弹性密封孔73实现密封,插头电气连接件84前端已经进入插座电气连接件64的插孔中实现初步连通,但是插头位置传感器92与插座前壳体的导向结构兼插头位置传感器传感参照76之间的距离大于复位距离的示意图,因为插座位置传感器72与插座位置传感器的传感参照92之间的工作配合过程与[0022]段关于插头位置传感器25与插头位置传感器的传感参照16的工作配合过程相同,为图面清晰,重点显示插头位置传感器92与插座前壳体的导向结构兼插头位置传感器传感参照76工作配合过程,所以剖切平面没有通过插座位置传感器72与插座位置传感器的传感参照92;图26为实施例6所述的插头插座连接到位的示意图;图25为图24的局部放大图,图27为图26的局部放大图;插座位置传感器72与插座位置传感器的传感参照92之间的工作配合过程,插头电气连接件84、绝缘弹性密封环93与插座电气连接件64、绝缘弹性密封孔73之间的工作配合过程,插座电气控制组件的工作原理,插座插头连接过程及分离过程中插座电气控制组件与电连接器相关零部件的工作配合过程,插头电气控制组件的工作原理,插座插头连接过程及分离过程中插头电气控制组件与电连接器相关零部件的工作配合过程和实施例1中所述的相同,所以不再赘述;
图25和图27中,中心线98表示插头位置传感器92的稳定检出距离边界线,虚线99表示插头位置传感器92的复位距离边界线;图24、图25显示的是插头插座连接过程中某一时刻,绝缘弹性密封环93已经进入绝缘弹性密封孔73实现密封,插头电气连接件84前端已经进入插座电气连接件64的插孔中实现初步连通,但是这一时刻,插头位置传感器传感参照76还在插头位置传感器92的复位距离边界线之外,因此,电气控制组件主体83控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;图26、图27显示的是插头插座连接到位,插头位置传感器传感参照76进入插头位置传感器92的稳定检出距离边界线之内,可靠地确保电气控制组件主体83控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件接通;因此可以保证,当插座进线电缆带电时,插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环93进入插座与绝缘弹性密封孔73实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件84与插座电气连接件64在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通,从而完成插座电缆进线各芯线与对应的各插头电气连接件的电气连通;当插座进线电缆带电时,插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插座电气控制组件控制电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件84与插座电气连接件64在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环93与绝缘弹性密封孔73解除密封、实现分离;当插头进线电缆带电时,插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环93进入插座与绝缘弹性密封孔73实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件84与插座电气连接件64在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通,从而完成插头电缆进线各芯线与对应的各插座电气连接件的电气连通;当插头进线电缆带电时,插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件84与插座电气连接件64在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环93与绝缘弹性密封孔73解除密封、实现分离;
实施例6也可以进行变化组合如实施例1变化组合为实施例2-实施例5那样,或者变化组合成适用于插座电缆进线带电,但是插头电缆进线不带电的工作条件的电连接器;或者变化组合成适用于插座电缆进线不带电,但是插头电缆进线带电的工作条件的电连接器;或者变化组合成配置有单向阀的电连接器;或者扩展成具有N对插座电气连接件64和插头电气连接件84的电连接器产品系列。
实施例7,在实施例6上增加防松组件(同时也是快速连接组件)形成实施例7;图30为配置有防松组件的电连接器连接到位时的示意图,图31是图30的局部放大图(放大比例2:1),图32为图31的G-G局部剖视放大图(放大比例5:1),图33为图31的H-H局部剖视放大图(放大比例10:1);所述的防松组件包括杠杆111,轴112,支架113(在插头前壳体的导向结构96上增加的功能结构),扭簧116;其中杠杆111通过轴112安装在支架113的轴孔上,可以绕轴转动;轴112还穿过扭簧116的中间孔,扭簧116的两侧臂顶在插头前壳体的导向结构96的外表面上,扭簧116的中间双臂顶在杠杆111的中间固定槽中(参见图30、31、33,为受力均衡,本实施例采用双扭簧,但也可以采用单扭簧),由于扭簧116的弹力作用,使杠杆111的后端受到往外推的作用力,则使得杠杆111的前端(带钩端)受到往里推的作用力;在连接过程中,杠杆111的前端斜面沿着插座前壳体的导向结构76和插座后壳体62的前端的止口的斜面推进,当连接到位时,杠杆111前端的钩形结构超越插座后壳体62的前端的止口的斜面,受到杠杆111传递的扭簧116弹力而钩紧在插座后壳体62的前端的止口的后平面上,起到防松作用;电连接器需要分离时,把杠杆111后端往里推动,则杠杆111前端的钩形结构离开插座后壳体62的前端的止口的后平面,然后电连接器的分离就不受杠杆111前端的钩形结构的影响;插座或者插头外壳上还可以设置利于机械手操作的结构,以供机器人或者机械手进行连接或者分离。
实施例8,当然,上一段所述的防松组件(同时也是快速连接组件)也可以应用在连接部分是圆形截面的电连接器上,或者连接部分是其它非圆形状截面的电连接器上,所述的其它非圆形状形状截面,包括椭圆,或者多边形(包括有过渡线连接的多边形);图34为配置有防松组件的连接部分是圆形截面的电连接器连接到位时的示意图;图中的插头是图5中的插头卸去了插头的连接螺母28,并在插头前壳体27上设置支架113;图中的插座是图1中的插座的插座前壳体8省去螺纹然后设置斜面挂钩结构以与杠杆111前端的钩形结构配合。
实施例9,为行文清晰,从说明书[0012]段直到[0076]段,都是把插座电气连接件设置为插孔,插头电气连接件设置为插针来描述的;实际上,也可以把插座电气连接件设置为插针、插头电气连接件设置为插孔,则对应的,与(插针型)插座电气连接件密封连接的就应该是绝缘弹性密封环,与(插孔型)插头电气连接件密封连接的就应该是绝缘弹性密封孔;把实施例1-实施例8中的插座电气连接件和绝缘弹性密封孔与插头电气连接件和绝缘弹性密封环互换,即用“与插座电气连接件密封连接的绝缘弹性密封环”替换“与插座电气连接件密封连接的绝缘弹性密封孔”,用“与插头电气连接件密封连接的绝缘弹性密封孔”替换“与插头电气连接件密封连接的绝缘弹性密封环”;其余不变,就形成了实施例9。
所述的水下插拔电连接器,也可用[0009]、[0011]所述的技术特征来限定。
防爆电连接器是防爆工作环境的一种常用装置,但是,现有的防爆电连接器,对于电缆进线带电的应对方法,是在连接到位后使电气连接件与外部气体隔离,在通过外部气体连接的过程中,其带电的电气连接件有一段时间与外部气体接触,不同电位的电气连接件之间通过外部气体有形成漏电通路的可能,既带来腐蚀,也形成安全隐患;从[0004]段到[0078]段所述的一种水下插拔电连接器,也可以用于需要防爆的环境,成为一种防爆型电缆进线带电插拔电连接器;用“防爆电连接器”代换[0004]段到[0078]段中所述的“水下插拔电连接器”,用“外部气体环境”代换“水下”,用“外部气体”代换“水体”,就得到一种防爆电连接器。
为利于读者理解本发明,本说明书举例描述了一些具体结构和数据,这些都是为了说明而非限定,在本发明权利要求的基本思想范围内所做的各种改变、替换和更改所产生的全部或部分等同物,都在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水下插拔电连接器,包括,插座,插头;所述的插座包括,插座密封腔体,插座密封电气连接组件,当该插座的电缆进线带电时,则该插座还包括插座电气控制组件,其中插座电气控制组件主体安装在插座密封腔体中;所述的插头包括,插头密封腔体,插头密封电气连接组件,当该插头的电缆进线带电时,则该插头还包括插头电气控制组件,其中插头电气控制组件主体安装在插头密封腔体中;所述的插座电气控制组件,包括插座电气控制组件主体、插座位置传感器、插座位置传感器传感参照;所述的插头电气控制组件,包括插头电气控制组件主体、插头位置传感器、插头位置传感器传感参照;所述的传感器传感参照包括,或者利用插座或者插头的部分结构兼做传感参照,或者另外设置的传感参照;所述的位置传感器或者另外设置的传感参照,包括其保护壳体;其特征是,
当插座电缆进线带电时,插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环进入绝缘弹性密封孔实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通,从而完成插座电缆进线各芯线与对应的各插头电气连接件的电气连通;当插座电缆进线带电时,插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插座电气控制组件控制电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环与绝缘弹性密封孔解除密封、实现分离;
所述的插头电气连接件与插座电气连接件的断开或者连通,是通过插头电气连接件前端与插座电气连接件前端的断开或者连通来实现;当插头电缆进线带电时,插头插座连接过程中包括如下步骤,步骤1、绝缘弹性密封环进入绝缘弹性密封孔实现密封;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从断开转换为连通;3、在步骤2完成之后,插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通,从而完成插头电缆进线各芯线与对应的各插座电气连接件的电气连通;当插头电缆进线带电时,插头插座分离过程中包括如下步骤,步骤1、插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;2、在步骤1完成之后,插头电气连接件与插座电气连接件在不带电的条件下从连通转换为断开;3、在步骤2完成之后,绝缘弹性密封环与绝缘弹性密封孔解除密封、实现分离。
2.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,在插座密封腔体中,或者安装有插座电气控制组件主体,或者没有安装插座电气控制组件主体;当安装有插座电气控制组件主体时,在插座密封腔体中,插座电缆进线的芯线导体分别与插座电气控制组件主体后排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接,插座电气连接件的后端接线端分别通过导体或者直接与插座电气控制组件主体前排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接;当没有安装插座电气控制组件时,在插座密封腔体中,电缆进线的芯线的导体分别与某个确定的插座电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接;在插头密封腔体中,或者安装有插头电气控制组件主体,或者没有安装插头电气控制组件主体;当安装有插头电气控制组件主体时,在插头密封腔体中,插头电缆进线的芯线导体分别与插头电气控制组件主体后排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接,插头电气连接件的后端接线端分别通过导体或者直接与插头电气控制组件主体前排的接线端子的某个确定的接线位置保持连接;当没有安装插头电气控制组件时,在插头密封腔体中,电缆进线的芯线的导体分别与某个确定的插头电气连接件的后端接线端通过导体连接或者直接连接。
3.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,当插座电气连接件是插孔、插头电气连接件是插针时,插座密封电气连接组件中的插座电气连接件的前端与插座密封腔体彼此处于密封分隔状态,插座密封电气连接组件中的插座绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封孔内表面与对应的插座电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插座电气连接件的前端在插座处于水下且未和对应的插头连接到位时,仅通过绝缘弹性密封孔与水体连接;当和对应的插头连接到位时,各插座电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插座电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态;各绝缘弹性密封孔内表面与对应的插头绝缘弹性密封环外表面为密封配合;插头密封电气连接组件中的插头电气连接件的前端与插头密封腔体彼此处于密封分隔状态,插头密封电气连接组件中的插头绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封环内表面与对应的插头电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插头电气连接件的前端在插头处于水下且未和对应的插座连接到位时,仅通过露出绝缘弹性密封环的导体与水体连接;当和对应的插座连接到位时,各插头电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插头电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态;
当插座电气连接件是插针、插头电气连接件是插孔时,插座密封电气连接组件中的插座电气连接件的前端与插座密封腔体彼此处于密封分隔状态,插座密封电气连接组件中的插座绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封环内表面与对应的插座电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插座电气连接件的前端在插座处于水下且未和对应的插头连接到位时,仅通过露出绝缘弹性密封环的导体与水体连接;当和对应的插头连接到位时,各插座电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插座电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态;各绝缘弹性密封环外表面与对应的插头各绝缘弹性密封孔内表面为密封配合;插头密封电气连接组件中的插头电气连接件的前端与插头密封腔体彼此处于密封分隔状态,插头密封电气连接组件中的插头绝缘弹性密封体上的各绝缘弹性密封孔内表面与对应的插头电气连接件的前端外表面密封连接;组件中的各插头电气连接件的前端在插头处于水下且未和对应的插座连接到位时,仅通过各绝缘弹性密封孔与水体连接;当和对应的插座连接到位时,各插头电气连接件的前端彼此之间则处于完全的密封分隔状态;各插头电气连接件彼此之间保持电气绝缘状态。
4.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,所述的插座电气控制组件,包括插座电气控制组件主体、插座位置传感器、插座位置传感器传感参照;当插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离大于复位距离时,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件断开;当插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离小于稳定检出距离时,插座电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插座电气连接件连通;定义:位置传感器与位置传感器的传感参照的复位距离为f,额定检出距离为e,稳定检出距离为w,并且,f>e>w;当位置传感器传感面与位置传感器传感参照感应面之间的相对运动方向垂直于传感面时,所述的位置传感器与位置传感器的传感参照的距离是指位置传感器传感面与位置传感器传感参照感应面之间的垂直距离;当位置传感器传感面与位置传感器传感参照感应面之间的相对运动方向平行于传感面时,所述的位置传感器与位置传感器的传感参照的距离是指位置传感器传感面的中心线与位置传感器传感参照感应面中心线之间的垂直距离;为清晰起见,定义:插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的复位距离为f1,额定检出距离为e1,稳定检出距离为w1;定义:插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的复位距离为f2,额定检出距离为e2,稳定检出距离为w2;在插头插座连接过程中,定义:绝缘弹性密封环开始进入绝缘弹性密封孔实现密封时,插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离为a1;插头电气连接件前端与插座电气连接件前端开始实现连通时,插座位置传感器与插座位置传感器的传感参照的距离为b1;插头插座连接到位时,插座位置传感器与插座位置传感器传感参照的距离为c1;并且设置:a1>b1>c1,b1>f1,w1>c1。
5.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,所述的插头电气控制组件,包括插头电气控制组件主体、插头位置传感器、插头位置传感器传感参照;当插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离大于复位距离时,插头电气控制组件控制插头电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件断开;当插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离小于稳定检出距离时,插头电气控制组件控制插座电缆进线端各芯线分别与对应的各插头电气连接件连通;在插头插座连接过程中,定义:绝缘弹性密封环开始进入绝缘弹性密封孔实现密封时,插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离为a2;插头电气连接件前端与插座电气连接件前端开始实现连通时,插头位置传感器与插头位置传感器的传感参照的距离为b2;插头插座连接到位时,插头位置传感器与插头位置传感器传感参照之间的距离为c2;并且设置:a2>b2>c2,b2>f2,w2>c2。
6.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,所述的插座密封腔体的一种构成是:插座后壳体与插座前壳体之间为螺纹连接,并通过插座壳体密封圈保证接口位置良好的密封;插座后壳体的前端面与插座前壳体的内部圆环的后端面通过螺纹连接旋进把插座绝缘固定板周边夹紧,并通过插座绝缘固定板密封圈保证接口位置良好的密封;插座电缆进线固定螺母设置有压线槽,其通过旋进插座后壳体后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插座后壳体上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插座后壳体后端的进线孔,进入插座后壳体的内部,在插座后壳体后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封;
所述的插头密封腔体的一种构成是:插头后壳体与插头前壳体之间为螺纹连接,并通过插头壳体密封圈保证接口位置良好的密封;插头后壳体的前端面与插头前壳体的内部圆环的后端面通过螺纹连接旋进把插头绝缘固定板周边夹紧,并通过插头绝缘固定板密封圈保证接口位置良好的密封;插头电缆进线固定螺母设置有压线槽,其通过旋进插头后壳体后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插头后壳体上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插头后壳体后端的进线孔,进入插头后壳体的内部,在插头后壳体后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封。
7.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,所述的插座密封电气连接组件的一种构成是:插座电气连接件的后端穿过插座绝缘固定板的安装孔,通过插座电气连接件中部的圆环凸缘以及插座电气连接件的尾端螺纹和插座电气连接件紧固件组合固定在插座绝缘固定板上,安装孔和插座电气连接件之间通过绝缘防水胶粘剂密封,使得插座电气连接件的前端与插座密封腔体彼此处于密封分隔状态;插座绝缘弹性密封体的外表面与插座前壳体的内表面密封连接,插座绝缘弹性密封体上的绝缘弹性密封孔的内表面与对应的插座电气连接件的前端外表面密封连接;
所述的插头密封电气连接组件的一种构成是:插头电气连接件的后端穿过插头绝缘固定板的安装孔,通过插头电气连接件中部的圆环凸缘以及插头电气连接件的尾端螺纹和插头电气连接件紧固件组合固定在插头绝缘固定板上,安装孔和插头电气连接件之间通过绝缘防水胶粘剂密封,使得插头电气连接件的前端与插头密封腔体彼此处于密封分隔状态;插头绝缘弹性密封体的外表面与插头前壳体的内表面密封连接,插头绝缘弹性密封体上的绝缘弹性密封环的内表面与插头电气连接件的前端外表面密封连接。
8.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,所述的插座密封腔体的又一种构成是:插座后壳体与插座前壳体之间通过螺钉连接,插座后壳体前端的止口依次安装插座壳体密封圈、插座绝缘固定板,插座后壳体的前端的止口与插座前壳体的后端面通过螺钉连接旋进把插座绝缘固定板周边和插座壳体密封圈夹紧,并通过插座壳体密封圈保证接口位置良好的密封;插座电缆进线固定螺母设置有压线槽,其通过旋进插座后壳体后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插座后壳体上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插座后壳体后端的进线孔,进入插座后壳体的内部,在插座后壳体后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封;
所述的插头密封腔体的又一种构成是:插头后壳体与插头前壳体之间通过螺钉连接,插头后壳体前端的止口依次安装插头壳体密封圈、插头绝缘固定板,插头后壳体的前端的止口与插头前壳体的后端面通过螺钉连接旋进把插头绝缘固定板周边和插头壳体密封圈夹紧,通过插头壳体密封圈保证接口位置良好的密封;插头电缆进线固定螺母设置有压线槽,其通过旋进插头后壳体后端的公螺纹,把电缆进线的外层压紧在插头后壳体上,保证二者之间紧密连接;电缆进线的内部保护绝缘层及芯线通过插头后壳体后端的进线孔,进入插头后壳体的内部,在插头后壳体后端的进线孔与电缆进线之间通过绝缘防水胶粘剂密封。
9.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,所述的水下插拔电连接器包括一种配置有单向阀的水下插拔电连接器,所述的单向阀的排水孔与插孔型电气连接件的孔的底部连通;当连接过程中,插头电气连接件与插座电气连接件尚未连通时,与插头电气连接件密封连接的绝缘弹性密封环端部进入与插座电气连接件密封连接的绝缘弹性密封孔的端部刚刚实现密封的开始阶段,同时形成密封水柱,所述的水柱的水包括密封在插座电气连接件孔中和绝缘弹性密封孔中的水;连接过程中,当插头电气连接件与插座电气连接件连通到位时,与插头电气连接件密封连接的绝缘弹性密封环、插头电气连接件与插座电气连接件密封连接的绝缘弹性密封孔、插座电气连接件的孔,密封形成密封水柱体积会小很多;多余的水通过单向阀排出至电连接器外部,有利于减轻连接的阻力;单向阀只允许水从插座电气连接件的孔中通过单向阀流出到电连接器外部,而不允许外部的水通过单向阀流入插座电气连接件的孔中。
10.根据权利要求1所述的水下插拔电连接器,其特征是,所述的水下插拔电连接器,包括一种有防松组件的水下插拔电连接器;所述的防松组件,包括,杠杆,轴,支架,扭簧;其中杠杆通过轴安装在支架的轴孔上,可以绕轴转动;轴还穿过扭簧的中间孔,扭簧的两侧臂顶在插头前壳体的导向结构的外表面上,扭簧的中间双臂顶在杠杆的中间固定槽中,由于扭簧的弹力作用,使杠杆的后端受到往外推的作用力,则使得杠杆的前端带钩端受到往里推的作用力;在连接过程中,杠杆的前端斜面沿着插座前壳体的导向结构和插座后壳体的前端的止口的斜面推进,当连接到位时,杠杆前端的钩形结构超越插座后壳体的前端的止口的斜面,受到杠杆传递的扭簧弹力而钩紧在插座后壳体的前端的止口的后平面上,起到防松作用;电连接器需要分离时,把杠杆后端往里推动,则杠杆前端的钩形结构离开插座后壳体的前端的止口的后平面,然后电连接器的分离就不受杠杆前端的钩形结构的影响;插座或者插头外壳上或者还包括有利于机械手操作的结构,以供机器人或者机械手进行连接或者分离。
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