CN113178738A - 一种斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，包括插头部分和插座部分；所述的插头部分包括插头外壳、设于插头外壳内的插针、以及设于插头外壳外的推拉套、棘轮锁紧螺母、挡圈；所述的插头外壳上沿径向均匀设有用于安装滑块的滑块安装孔，所述的滑块可沿滑块安装孔径向运动；所述的滑块和推拉套通过异形销和异形销槽配合，用于控制滑块向远离圆心的方向径向运动，进而实现插头部分和插座部分的解锁；所述的插座部分包括插座外壳以及设于插座外壳内的插孔；所述插针和插孔配合从而连接插头部分和插座部分。本发明的连接器在现有直插式连接结构基础上增加抗拉结构，在实现自锁前提下提高结构的轴向抗拉性能，并保证可靠性。

Description

一种斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器
技术领域
本发明属于水下连接器技术领域，具体涉及一种斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器。该对接结构能够满足插头连接器和插座连接器的快速连接自锁配接或拆卸，最重要的是可满足该水下连接器在大拉力工况下(比如10吨拉力)可靠正常工作。
背景技术
水下连接器的配接方式一般有螺纹式连接、卡口式连接、直插式连接、推拉式连接等。
上述配接方式中，直插式连接是自锁水下连接器的常用结构，插合动作简单快速，只需要轴向进退操作，插合到位即可自动锁定，但由于自锁的机构为弹性结构，故该结构无法承受较大的轴向拉力。而水下连接器常用的螺纹连接方式，虽然连接可靠、抗拉性能优异，但该结构需要有旋动的操作，而且连接到位需要施加一定的力矩，因此无法实现自锁。
现有的大部分水下连接器没有承力功能，无法承受10吨以上的拉力，当水下连接器受到很大拉力的情况下会发生形变甚至破坏从而失效。
现有的承力水下连接器通过钢丝承力绳代替内缆承受拉力(CN110299646A一种承力水密连接器)，只强调了电缆和连接器之间的承力连接，并未提及连接器本身怎么承力，其核心在于通过钢丝绳承力保护海缆，而非一个能承受很大拉力(比如10吨)的连接器。
发明内容
本发明的目的是在现有直插式连接结构基础上增加抗拉结构，在实现自锁前提下提高结构的轴向抗拉性能，并保证可靠性。
本发明采用以下技术方案实现：
一种斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，包括插头部分和插座部分；
所述的插头部分包括插头外壳、设于插头外壳内的插针、以及设于插头外壳外的推拉套、棘轮锁紧螺母、挡圈；所述的插头外壳上沿径向均匀设有用于安装滑块的滑块安装孔，所述的滑块可沿滑块安装孔径向运动；所述的插头外壳内壁上设有用于给插座部分提供导向的不等宽键组，所述不等宽键组的键设置在滑块之间；所述的插头外壳上设有抱箍安装结构A，抱箍安装结构A两侧设有承力凸台A；所述的插头外壳上还设有用于连接外部设备的外壳销孔A和螺纹；所述的插头外壳上设有密封圈槽A，利用密封圈槽A对外部设备和插头外壳之间进行密封；所述的推拉套内壁设有用于控制滑块向圆心方向径向运动的压紧斜面，进而实现插头部分和插座部分的锁死；所述的滑块顶部为倾斜表面，在插头部分和插座部分锁死时压紧斜面压紧倾斜表面；所述的滑块和推拉套通过异形销和异形销槽配合，用于控制滑块向远离圆心的方向径向运动，进而实现插头部分和插座部分的解锁；所述的异形销和异形销槽均与压紧斜面平行；所述的推拉套的端部设有用于安装挡块的挡块安装孔，所述的挡块用于卡住棘轮锁紧螺母从而防止螺纹连接松脱，挡块另一端设有弹簧，弹簧用于弹出挡块从而锁死棘轮锁紧螺母；所述的推拉套上设有用于安装螺纹销钉的螺纹销钉孔，所述螺纹销钉用于防止挡块滑出和旋转；所述的插头外壳上还设有用于安装挡圈的挡圈槽，所述挡圈用于防止棘轮锁紧螺母滑出；
所述的插座部分包括插座外壳以及设于插座外壳内的插孔；所述插针和插孔配合从而连接插头部分和插座部分；所述插座外壳一端设有海缆B，所述的海缆B和海缆A同轴设置；所述的插座外壳上设有抱箍安装结构B，所述抱箍安装结构B两侧设有承力凸台B；所述的插座外壳上设有与滑块配合的滑块槽，以及与不等宽键组配合的喇叭口导向键槽组，所述的喇叭口导向键槽组的插入端为喇叭状，便于不等宽键组在一定角度范围内能够顺利插合，从而将插针插入插孔；所述的插座外壳上还设有防沙密封圈槽，用于安装密封圈从而防沙；所述插座外壳上还设有用于连接外部设备的外壳销孔B和螺纹；所述插座外壳上设有密封圈槽B，在密封圈槽B处安装密封圈对外部设备和插座外壳之间进行密封。
上述技术方案中，进一步地，所述的滑块和推拉套通过异形销和异形销槽配合，具体为：所述异形销设于滑块上，所述的异形销槽设于推拉套上；或者所述的异形销设于推拉套上，所述的异形销槽设于滑块上。
进一步地，所述异形销的长度大于异形销槽长度的50％。
进一步地，所述的不等宽键组至少包括两个宽度不等的键，所述的键用于为插头部分插入插座部分提供导向。
进一步地，所述的挡块上一端设有卡块，另一端设有弹簧安装块，所述的挡块上设有与螺纹销钉配合使用的螺纹销钉配合槽，所述挡块上还设有挡块工具孔，所述的推拉套上设有推拉套工具孔，将工具插入挡块工具孔和推拉套工具孔从而移动挡块。
更进一步地，所述的棘轮锁紧螺母一侧设有棘轮轮齿，与卡块配合使用；所述棘轮锁紧螺母内部分为两部分；一部分设有棘轮螺纹，所述的插头外壳上设有螺纹，棘轮螺纹与螺纹配合从而使棘轮锁紧螺母压紧推拉套；另一部分设有光面，光面的内径小于棘轮螺纹的内径，从而避免棘轮螺纹和插头外壳接触导致磨损；所述的棘轮锁紧螺母的外表面设有锁紧螺母工具孔，用于插入工具从而将棘轮锁紧螺母锁紧；所述棘轮锁紧螺母的外表面设计为滚花面，用于加大摩擦方便拆装。
进一步地，所述推拉套的外表面设计有表面滚花结构，用于加大摩擦方便推拉。
本发明的有益效果在于：
本发明提升滑块的位置在滑块两侧，减小因为提升滑块的力导致的自锁摩擦力；该结构能在大拉力工况下工作，而且具有很高可靠性。本发明的插头部分和插座部分通过插合拆卸方便快捷，且具有防沙功能；棘轮锁紧螺母和推拉套的外表面均为滚花结构方便用手拆装；螺母能实现自锁；不等宽键组可保证插头部分和插座部分的抱箍安装结构的角度方向一致；该结构能够和承力缆外壳相连接。
附图说明
图1是插头部分剖视结构图。
图2是插座部分剖视结构图。
图3是推拉套整体图。
图4是推拉套局部剖视图。
图5是挡圈零件图。
图6是插头外壳零件图。
图7是滑块零件图。
图8是异形销零件图。
图9是不等宽键组结构图。
图10是挡块零件图。
图11是棘轮锁紧螺母零件图。
图12是插座外壳零件图。
图13-18是插合过程示意图。
图19-21是拆卸过程示意图。
其中，1推拉套、2挡圈、3插头外壳、4滑块、5异形销、6不等宽键组、7挡块、8弹簧、9棘轮锁紧螺母、10插针、11海缆安装结构A、12海缆A、13海缆固定结构A、14插座外壳、15插孔、16海缆安装结构B、17海缆B、18海缆固定结构B、19挡块安装孔、20螺纹销钉孔、21推拉套工具孔、22推拉套滚花表面、23标志结构、24异形销孔、25压紧斜面、26异形销槽、27卡块、28螺纹销钉配合槽、29挡块工具孔、30弹簧安装块、31滚花面、32锁紧螺母工具孔、33棘轮轮齿、34棘轮螺纹、35光面、36喇叭口导向键槽组、37滑块槽、38防沙密封圈槽、39承力凸台B、40抱箍安装结构B、41滑块安装孔、42挡圈槽、43承力凸台A、44抱箍安装结构A、45螺纹。
具体实施方式
一种斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，包括插头部分(图1)和插座部分(图2)。
所述的插头部分包括插头外壳3、设于插头外壳3内的插针10、以及设于插头外壳3外的推拉套、棘轮锁紧螺母9、挡圈2；插头外壳3的一端设有海缆A12，所述的海缆A12通过海缆安装结构A11(可提供一定抗拉强度)安装于插头外壳3上，并通过具有密封防水功能的海缆固定结构A13实现固定；所述的插头外壳3上沿径向均匀设有用于安装滑块4的滑块安装孔41，所述的滑块4可沿滑块安装孔41径向运动；所述的插头外壳3内壁上设有用于给插座部分提供导向的不等宽键组6，所述不等宽键组6的键设置在滑块4之间；所述的插头外壳3上设有抱箍安装结构A44，抱箍安装结构A44两侧设有承力凸台A43；所述的插头外壳3上还设有用于连接外部设备的外壳销孔A和螺纹；所述的插头外壳3上设有密封圈槽A，利用密封圈槽A对外部设备和插头外壳3之间进行密封；所述的推拉套内壁设有用于控制滑块4向圆心方向径向运动的压紧斜面25，进而实现插头部分和插座部分的锁死；所述的滑块4顶部为倾斜表面，在插头部分和插座部分锁死时压紧斜面25压紧倾斜表面；所述的滑块4和推拉套通过异形销5和异形销槽26配合，用于控制滑块4向远离圆心的方向径向运动，进而实现插头部分和插座部分的解锁；所述的异形销5和异形销槽26均与压紧斜面25平行；所述的推拉套的端部设有用于安装挡块7的挡块安装孔19，所述的挡块7用于卡住棘轮锁紧螺母9从而防止螺纹连接松脱，挡块7另一端设有弹簧8，弹簧8用于弹出挡块7从而锁死棘轮锁紧螺母9；所述的推拉套上设有用于安装螺纹销钉的螺纹销钉孔20，用于防止挡块7滑出和旋转；所述的插头外壳3上还设有用于安装挡圈2的挡圈槽42，所述挡圈2用于防止棘轮锁紧螺母9滑出；
所述的插座部分包括插座外壳14以及设于插座外壳14内的插孔15；所述插针10和插孔15配合从而连接插头部分和插座部分；所述插座外壳14一端设有海缆B17，所述的海缆B17和海缆A12同轴设置；所述插座外壳14一端设有海缆B17，所述的海缆B17通过海缆安装结构B16(可提供一定抗拉强度)固定于插座外壳14上，并通过具有密封防水功能的海缆固定结构B18实现固定；所述的插座外壳14上设有抱箍安装结构B40，所述抱箍安装结构B40两侧设有承力凸台B39；所述的插座外壳14上设有与滑块4配合的滑块槽37，以及与不等宽键组6配合的喇叭口导向键槽组36，所述的喇叭口导向键槽组36的插入端为喇叭状，便于不等宽键组6在一定角度范围内能够顺利插合，从而将插针10插入插孔15；所述的插座外壳14上还设有防沙密封圈槽38，用于安装密封圈从而防沙；所述插座外壳14上还设有用于连接外部设备的外壳销孔B和螺纹；所述插座外壳14上设有密封圈槽B，在密封圈槽B处安装密封圈对外部设备和插座外壳14之间进行密封。
所述的滑块4和推拉套通过异形销5和异形销槽26配合，具体为：所述异形销5设于滑块4上，所述的异形销槽26设于推拉套上；或者所述的异形销5设于推拉套1上，所述的异形销槽26设于滑块4上，所述的推拉套1上设有异形销孔24，所述异形销5通过异形销孔24安装并固定在推拉套1上。
所述异形销5的长度大于异形销槽26长度的50％。异形销5的结构如图8，是一种扁平的销(厚度与长和宽相比较薄)，固定在推拉套上，用来和异形销槽26配合，作用是在推拉套往远离插座部分拉时提拉滑块4。
如图9，所述的不等宽键组6至少包括两个宽度不等的键，所述的键用于为插头部分插入插座部分提供导向。
如图10，所述的挡块7上一端设有卡块27，另一端设有弹簧安装块30，所述的挡块7上设有与螺纹销钉配合使用的螺纹销钉配合槽28(目的是保证挡块7的行程以及防止其掉出挡块安装孔19)，所述挡块7上还设有挡块工具孔29(用于插入工具将挡块7拉回从而拆开结构)，所述的推拉套上设有推拉套工具孔21，将工具插入挡块工具孔29和推拉套工具孔21从而移动挡块7。所述卡块27设计为倒钩结构(卡块27的一个角与水平面和竖直面的夹角分别为a和b，a大于1°(可取5°)和b小于摩擦角(可取5°)，目的是防止因摩擦磨损导致卡块27不尖锐从而卡不住棘轮，倒钩结构确保了即使有磨损也能可靠卡住棘轮轮齿33，增加了结构的可靠性。
挡块工具孔29和棘轮锁紧螺母9、弹簧8、螺纹销钉配合，棘轮锁紧螺母9能够旋紧，但是反向旋开时会被挡块7上的卡块27卡死，在拆卸时将工具插进挡块工具孔29和推拉套工具孔21从而将挡块7压进推拉套，棘轮锁紧螺母9顺利松开。弹簧8作用是弹出挡块7卡紧棘轮锁紧螺母9。
如图11，所述的棘轮锁紧螺母9一侧设有棘轮轮齿33，与卡块27配合使用；所述棘轮锁紧螺母9内部分为两部分；一部分设有棘轮螺纹34，所述的插头外壳3上设有螺纹45，棘轮螺纹34与螺纹45配合从而使棘轮锁紧螺母9压紧推拉套；另一部分设有光面35，光面35的内径小于棘轮螺纹34的内径，从而避免棘轮螺纹34和插头外壳3接触导致磨损；所述的棘轮锁紧螺母9的外表面设有锁紧螺母工具孔32，用于插入工具从而将棘轮锁紧螺母9锁紧；所述棘轮锁紧螺母9的外表面设计为滚花面31，用于加大摩擦方便拆装。
所述推拉套的外表面设计有推拉套滚花表面22，用于加大摩擦方便推拉。推拉套的外表面还设有标志结构23，用于标志安装角度，方便安装推拉套，同时也作为整个连接器的方向标志。
挡圈2结构如图5，和挡圈槽42配合，是开口有弹性的金属环，作用是挡住棘轮锁紧螺母9使其不掉出来。
如图13-18为本发明的斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器的插合过程：
假设一开始棘轮锁紧螺母锁上(图13)；
1.图14：用工具将挡块7拉进推拉套1，这时弹簧8被压缩，卡块27不再卡住棘轮锁紧螺母9，此时旋开棘轮锁紧螺母9。
2.图15：将推拉套1往远离插座部分的方向拉，同时由于推拉套1上固定的异形销5对滑块4上的异形销槽26的提拉，滑块4被提到最高处，然后将工具拔出，弹簧8变长，挡块7重新被弹出。
3.图16：将插针10插入插孔15从而将插座部分插进插头部分。
4.图17：将推拉套1往靠近插座部分的方向推，压紧斜面25将滑块4往下压，卡住滑块槽37。
5.图18：旋紧棘轮锁紧螺母9，让其压紧推拉套1，同时压紧滑块4到最低处，锁死插座部分。
拆卸过程：(图19-21)
一开始是锁紧情况(图18)
1.图19：用工具将挡块7拉进推拉套1，这时弹簧8被压缩，卡块27不再卡住棘轮锁紧螺母9，此时旋开棘轮锁紧螺母11。
2.图20：将推拉套1往远离插座部分的方向拉，同时由于推拉套1上固定的异形销5对滑块4上的异形销槽26的提拉，滑块4被提到最高处，然后将工具拔出，弹簧8变长，挡块7重新被弹出。
3.图21：将插座部分拔出插头部分。

Claims (7)

1.一种斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，其特征在于，包括插头部分和插座部分；
所述的插头部分包括插头外壳、设于插头外壳内的插针、以及设于插头外壳外的推拉套、棘轮锁紧螺母、挡圈；所述的插头外壳上沿径向均匀设有用于安装滑块的滑块安装孔，所述的滑块可沿滑块安装孔径向运动；所述的插头外壳内壁上设有用于给插座部分提供导向的不等宽键组，所述不等宽键组的键设置在滑块之间；所述的插头外壳上设有抱箍安装结构A，抱箍安装结构A两侧设有承力凸台A；所述的插头外壳上还设有用于连接外部设备的外壳销孔A和螺纹；所述的插头外壳上设有密封圈槽A，利用密封圈槽A对外部设备和插头外壳之间进行密封；所述的推拉套内壁设有用于控制滑块向圆心方向径向运动的压紧斜面，进而实现插头部分和插座部分的锁死；所述的滑块顶部为倾斜表面，在插头部分和插座部分锁死时压紧斜面压紧倾斜表面；所述的滑块和推拉套通过异形销和异形销槽配合，用于控制滑块向远离圆心的方向径向运动，进而实现插头部分和插座部分的解锁；所述的异形销和异形销槽均与压紧斜面平行；所述的推拉套的端部设有用于安装挡块的挡块安装孔，所述的挡块用于卡住棘轮锁紧螺母从而防止螺纹连接松脱，挡块另一端设有弹簧，弹簧用于弹出挡块从而锁死棘轮锁紧螺母；所述的推拉套上设有用于安装螺纹销钉的螺纹销钉孔，所述螺纹销钉用于防止挡块滑出和旋转；所述的插头外壳上还设有用于安装挡圈的挡圈槽，所述挡圈用于防止棘轮锁紧螺母滑出；
所述的插座部分包括插座外壳以及设于插座外壳内的插孔；所述插针和插孔配合从而连接插头部分和插座部分；所述插座外壳一端设有海缆B，所述的海缆B和海缆A同轴设置；所述的插座外壳上设有抱箍安装结构B，所述抱箍安装结构B两侧设有承力凸台B；所述的插座外壳上设有与滑块配合的滑块槽，以及与不等宽键组配合的喇叭口导向键槽组，所述的喇叭口导向键槽组的插入端为喇叭状，便于不等宽键组在一定角度范围内能够顺利插合，从而将插针插入插孔；所述的插座外壳上还设有防沙密封圈槽，用于安装密封圈从而防沙；所述插座外壳上还设有用于连接外部设备的外壳销孔B和螺纹；所述插座外壳上设有密封圈槽B，在密封圈槽B处安装密封圈对外部设备和插座外壳之间进行密封。
2.根据权利要求1所述的斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，其特征在于，所述的滑块和推拉套通过异形销和异形销槽配合，具体为：所述异形销设于滑块上，所述的异形销槽设于推拉套上；或者所述的异形销设于推拉套上，所述的异形销槽设于滑块上。
3.根据权利要求1所述的斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，其特征在于，所述异形销的长度大于异形销槽长度的50％。
4.根据权利要求1所述的斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，其特征在于，所述的不等宽键组至少包括两个宽度不等的键，所述的键用于为插头部分插入插座部分提供导向。
5.根据权利要求1所述的斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，其特征在于，所述的挡块上一端设有卡块，另一端设有弹簧安装块，所述的挡块上设有与螺纹销钉配合使用的螺纹销钉配合槽，所述挡块上还设有挡块工具孔，所述的推拉套上设有推拉套工具孔，将工具插入挡块工具孔和推拉套工具孔从而移动挡块。
6.根据权利要求5所述的斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，其特征在于，所述的棘轮锁紧螺母一侧设有棘轮轮齿，与卡块配合使用；所述棘轮锁紧螺母内部分为两部分；一部分设有棘轮螺纹，所述的插头外壳上设有螺纹，棘轮螺纹与螺纹配合从而使棘轮锁紧螺母压紧推拉套；另一部分设有光面，光面的内径小于棘轮螺纹的内径，从而避免棘轮螺纹和插头外壳接触导致磨损；所述的棘轮锁紧螺母的外表面设有锁紧螺母工具孔，用于插入工具从而将棘轮锁紧螺母锁紧；所述棘轮锁紧螺母的外表面设计为滚花面，用于加大摩擦方便拆装。
7.根据权利要求1所述的斜面结构快速插拔自适应式水下承力连接器，其特征在于，所述推拉套的外表面设计有表面滚花结构，用于加大摩擦方便推拉。
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