CN113917629B - 一种水密光电转换连接器及水密光缆组件 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种水密光电转换连接器及水密光缆组件，该水密光电转换连接器包括两个水密光电转换插头和用于实现两个水密光电转换插头连接的水密光缆组件，水密光电转换插头前端内部设有插头电接触件，后端内部集成有通过电接口与插头电接触件连接的光电转换模块；水密光缆组件包括水密光缆和通过水密光缆连接的两个水密光接头，该水密光接头包括用于与光电转换模块的光接口连接的光插针和与水密光缆硫化密封的光缆组件壳体；光缆组件壳体与水密光电转换插头尾部连接并密封。本发明连接界面通过电接触件实现，连接器外部没有光纤连接界面，既实现了光纤传输又从根本上杜绝了光污染的问题，可显著提高光网络传输的可靠性以及信号传输的距离。

Description

一种水密光电转换连接器及水密光缆组件

技术领域

本发明属于连接器技术领域，具体涉及一种水密光电转换连接器。

背景技术

有源光缆AOC(Active Optical Cables)是指通信过程中需要借助外部能源，将电信号转换成光信号，或将光信号转换成电信号的通信线缆，光缆两端的光收发器提供光电转换以及光传输功能。相较于传统线缆，有源光缆具有传输速率高、传输距离长、能耗低、使用方便等诸多优点，能够帮助通信设备享受到光传输的巨大优势，是数据中心等领域理想的传输线缆。

现有的有源光缆大多应用于常规环境中，而实现有源光缆在深海环境中的使用是水下互联方案中急需解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种水密光电转换连接器，使其将转换电路集成在水密插头中，同时将水密插头和水密光缆封装成密封的整体，将有源光缆技术的应用领域从常规环境引入到深海环境当中。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种水密光电转换连接器，包括两个水密光电转换插头和用于实现两个水密光电转换插头连接的水密光缆组件，所述水密光电转换插头前端内部设有用于与插座端接触件适配的插头电接触件，后端内部集成有通过电接口与插头电接触件尾部连接的光电转换模块；所述水密光缆组件包括水密光缆和通过水密光缆连接的两个水密光接头，该水密光接头包括用于与光电转换模块的光接口连接的光插针和与水密光缆硫化密封的光缆组件壳体；所述光缆组件壳体与水密光电转换插头尾部连接并密封。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的光插针装配在光缆组件壳体前端，且该光缆组件壳体前端还设有用于实现光插针与光电转换模块之间插合引导的引导导柱。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的水密光缆组件通过光缆组件壳体前端外周装配的连接螺帽实现与水密光电转换插头之间的机械连接。

前述的水密光电转换连接器，其中水密光缆穿设在光缆组件壳体内并通过其前端剥出的疏密光纤与光插针连接，其中水密光缆前端的光纤分支处设有用于防止光纤划伤的防护热缩管，该防护热缩管中灌封有防护胶液。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的水密光缆组件还包括前小后大的承压挡块，该承压挡块与光缆组件壳体内相应的孔配合实现承压目的，且该承压挡块内还具有供水密光缆中间包含光单元的部分穿过的孔。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的水密光缆和光缆组件壳体内壁之间还设有用于为二者之间提供预紧力的填料函结构。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的填料函结构包括填料函和用于将填料函压紧在水密光缆和光缆组件壳体之间的压紧螺帽，该压紧螺帽通过其外周螺纹旋紧在光缆组件壳体。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的填料函前后各设置一个垫圈，其中位于填料函前的垫圈的外圈与光缆组件壳体挡止限位，内圈与承压挡块后端面挡止配合。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的压紧螺帽与水密光缆配合处还设有一个为压紧螺帽提供向前的挤压力的压板。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的光插针能够在插合力过大时弹性回退，且该光插针尾部的光纤同步回退至光缆组件壳体前端的腔体内，该光缆组件壳体前端还设有用于防止回退的光纤受损的扩孔。

前述的水密光电转换连接器，其中所述的水密光电转换插头包括密封连接的前壳体和后壳体，其中所述前壳体内密封装配有由电接触件和插头绝缘体注射成型的插头绝缘体部件，所述后壳体内集成有光电转换模块。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

本发明水密光电转换连接器将转换电路集成在水密插头中，同时将水密插头和水密光缆封装成密封的整体，连接界面通过电接触件实现，连接器外部没有光纤连接界面，产品即实现了光纤传输又从根本上杜绝了光污染的问题，可显著提高光网络传输的可靠性，以及信号传输的距离。

本发明水密光电转换连接器可广泛应用于各类深海开发项目，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明水密光电转换连接器的组成示意图；

图2为本发明水密光电转换连接器的水密光电转换插头结构示意图；

图3为本发明水密光电转换连接器的光电转换模块示意图；

图4为本发明水密光电转换连接器的光电转换模块一视向示意图；

图5为本发明水密光电转换连接器的光电转换模块另一视向示意图；

图6为本发明水密光电转换连接器的水密光缆组件结构示意图；

图7为本发明水密光电转换连接器的水密光缆示意图；

图8为图6的部分放大图；

图9为水密光电转换连接器的水密光缆组件压板示意图。

【主要元件符号说明】

1：水密光电转换插头

2：水密光缆组件

3：插头前壳体

4：插头后壳体

5：插头螺帽

6：光电转换模块

7：插头绝缘体

8：插头电接触件

9：密封圈

10：光接口

11：电接口

12：光插针

13：引导导柱

14：O形圈

15：连接螺帽

16：水密光缆

17：光缆组件壳体

18：填料函

19：垫圈

20：硫化体

21：压紧螺帽

22：压板

23：紧定螺钉

24：承压挡块

25：防护热缩管

26：光纤

27：光单元

28：钢管

29：内护套

30：加强层

31：外护套

32：防护胶液

33：螺钉

34：扩孔

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的水密光电转换连接器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1-9，其为本发明水密光电转换连接器的各部分结构示意图，该连接器包括两个水密光电转换插头1和一个水密光缆组件2，水密光电转换插头1内部通过设计电路将以电信号转换为光信号，通过水密光缆组件2传输至另一端后还原为电信号。为了实现水下密封的功能，该连接器各部分的连接处通过水密O形圈进行密封，水密光缆组件2的壳体与水密光缆16之间通过硫化密封。

所述水密光电转换插头1内部集成有光电转换模块6，该光电转换模块6能够实现光信号和电信号之间的转换，两个水密光电转换组件1通过所述水密光缆组件2实现连接。

所述光电转换模块6采用现有成熟的技术，该光电转换模块6前端设有用于与插头电接触件8后端连接的电接口11，经转接后用来传输电信号，尾端设有光接口10用来与水密光缆组件连接传输光信号。

所述水密光电转换插头1包括插头壳体、装配在该插头壳体前端腔体内的插头绝缘体部件和装配在该插头壳体后端腔体内的光电转换模块6，所述插头绝缘体部件包括插头电接触件8和注射成型在该插头电接触件8外的插头绝缘体7，为增强插头绝缘体7和插头电接触件8之间的连接力，所述插头接触件8外周设有凹凸结构。在本发明实施例中，所述插头绝缘壳体7采用环氧模塑料注射成型，环氧塑料具有绝缘、承压性能出色的优点。

所述插头绝缘体7与插头壳体之间通过密封圈9进行密封。所述插头壳体7上还设有用于实现与适配插座之间密封的密封圈。

在本发明实施例中，所述插头壳体包括插头前壳体3和插头后壳体4，该插头前壳体3和插头后壳体4之间通过螺钉连接，且插头前壳体3和插头后壳体4之间还通过密封圈9进行密封。所述插头绝缘体部件位于插头前壳体内。

在本发明实施例中，所述插头前壳体3通过其外周法兰盘实现与插头后壳体4的固定，且该插头前壳体3后端插入插头后壳体4前端的腔体内并通过密封圈9实现其外周面与插头后壳体4内壁之间的密封。所述插头后壳体前端腔体内还设有与插头前壳体3后端面挡止限位的阶梯面。所述插头前壳体3后端腔体内还设有与插头绝缘体7外周凸起适配的凹槽，且插头绝缘体7外周凸起边缘向后延伸至伸出插头前壳体3并与插头后壳体4内壁接触，由此可增长增强插头前壳体、插头后壳体以及插头绝缘体之间的密封，增大液体进入壳体内的难度。所述插头前壳体3与插头绝缘体7之间的密封圈与插头前壳体3和插头后壳体4之间的密封圈在轴向的位置一致。

在本发明实施例中，光电转换模块6通过螺钉固定在插头后壳体4内。所述插头前壳体3前端还设有与适配的插座连接器进行连接固定的插头螺帽5。该插头前壳体3前端外周还设有用于实现与适配插座之间密封的密封圈。

图4为光电转换模块的结构示意图；插头外壳体以及光电转换模块与插头之间的固定均通过螺钉实现。

所述水密光缆组件2包括两个水密光接头和实现两个水密光接头尾部连接的水密光缆16，其中所述水密光接头包括前端与所述水密光电转换插头的壳体后端适配插合的光缆组件壳体17和穿设在该光缆组件壳体17内的水密光缆16，所述水密光缆16前端的光纤26与光缆组件壳体17前端装配的光插针12尾部连接，该光插针12用来与水密光电转换插头中光接口10进行连接传输光信号。为提升水密光缆组件与水密光电转换插头装配时光插针12的对插精度，提高信号传输质量，所述光缆组件壳体17前端靠近光插针的位置还设有与水密光电转换插头光电转换模块的引导槽适配的引导导柱13。

所述光缆组件壳体17前端外周还设有实现与水密插头壳体之间密封的O形圈14。该光缆组件壳体17前端外周套设的连接螺帽15能够实现水密光缆组件与水密光电转换插头之间的机械连接，为了防松连接螺帽上还设计有紧定螺钉23。在本发明实施例中，所述插头后壳体4尾部外周设有与连接螺帽15适配锁紧的螺纹和与紧定螺钉23适配的卡槽。

为了防止光纤被划伤，所述水密光缆16前端的光纤分支处设有防护热缩管25，该防护热缩管25中灌封有防护胶液。

在深海工作时水密光缆组件2需要承受较高的水压，因此在光缆组件壳体17中部设有承压挡块24，该承压挡块24具有前端的小径端、后端的大径端以及连接所述小径端和大径端的过渡段，所述光缆组件壳体17内具有与该承压挡块24适配的喇叭孔，且该承压挡块24前端面与光缆组件壳体17内阶梯挡止限位。所述承压挡块24中间有供水密光缆中间包含光单元的部分穿过的通孔。较佳的，所述承压挡块24采用锥形结构，与光缆组件壳体上的锥形孔形成配合可以提供数倍于工作压力的承压功效。

所述光缆组件壳体17与水密光缆16之间通过硫化体20进行硫化密封，为增强硫化体20与光缆组件壳体17之间的结合力，所述光缆组件壳体17后端外周设有凹凸结构，且该光缆组件壳体17后端面为阶梯面，各个阶梯的外周也设有凹凸结构。

在水密光缆硫化时为了给水密光缆16和光缆组件壳体17之间提供一个预紧力，所述水密光缆16外周和光缆组件壳体17内壁之间还设有填料函结构，通过该填料函结构填充水密光缆16和光缆组件壳体17之间的空间。

在本发明实施例中，所述填料函结构包括填料函18和用于将填料函18压紧在水密光缆和光缆组件壳体17之间的压紧螺帽21，该压紧螺帽21通过其外周螺纹与光缆组件壳体17内周螺纹的配合旋紧在光缆组件壳体17上。在压紧螺帽21与光缆组件壳体17旋合的过程中，压紧螺帽21挤压填料函18，使填料函受到挤压产生变形对水密光缆产生预紧力。所述压紧螺帽21后端外周与硫化体20配合的面上还开设有凹槽结构，以增加与硫化体之间的结合力。

为使填料函18受力均匀，所述填料函18前后各设置一个垫圈19，该垫圈19能够在填料函受到压紧螺帽的挤压力时可以使填料函受力均匀。在本发明实施例中，位于填料函18前的垫圈19外圈与光缆组件壳体17挡止限位，内圈与承压挡块24后端面挡止配合。

所述压紧螺帽21与水密光缆16配合处后端还设有一个压板22，该压板22为两体扣合时结构，该压板22的两个分体通过螺钉33压紧扣合在水密光缆外周，且前端面与压紧螺帽21后端面挡止限位，防止压紧螺帽松动后退，使得压板、水密光缆、压紧螺母之间形成配合，增加水密光缆和光缆组件壳体之间的预紧力。

所述光缆组件壳体17尾部、压紧螺帽21尾部以及压板22均包覆在硫化体20内，从而实现水密光缆和光缆组件壳体之间的可靠密封。

在本发明实施例中，所述水密光缆16采用钢管缆，以增强连接器的承压能力。该钢管缆由内到外依次包括装有光纤26的光单元27、包覆在光单元外的钢管28、包覆在钢管外的内护套29、位于内护套29外的加强层以及覆在加强层外的外护套。所述承压挡块中间的通孔用于供水密光缆中间包覆光单元的钢管穿过。

在本发明实施例中，所述光插针12前端的插针能够相对光缆组件壳体轴向弹性浮动，以防止光缆组件与水密光电转换插头插合转配时光插针12因插合力过大而受损。在光插针12回退时，光纤26同步回退至光缆组件壳体前端的腔体内，为防止回退的光纤与光缆组件壳体内壁接触受损，所述光缆组件壳体前端还设有用于容纳回退光纤的扩孔34。

本发明水密光电转换连接器两端的水密光电转换插头1的结构和尺寸可完全相同，当两端的水密光电转换插头完全一致时，可实现该水密光电转换连接在装配时与线缆组件之间的盲插和该水密光电转换连接在使用时与插座之间的盲插，无需分辨两水密光电转换插头。

在本发明实施例中，为了实现承压的功能，本发明水密光电转换连接器各部分的壳体均采用钛合金材料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种水密光电转换连接器，其特征在于：包括两个水密光电转换插头和用于实现两个水密光电转换插头连接的水密光缆组件，所述水密光电转换插头前端内部设有用于与插座端接触件适配的插头电接触件，后端内部集成有通过电接口与插头电接触件连接的光电转换模块；所述水密光缆组件包括水密光缆和通过水密光缆连接的两个水密光接头，该水密光接头包括用于与光电转换模块的光接口连接的光插针和与水密光缆硫化密封的光缆组件壳体；所述光缆组件壳体与水密光电转换插头尾部连接并密封；水密光缆组件还包括前小后大的承压挡块，该承压挡块与光缆组件壳体内相应的孔配合实现承压目的，且该承压挡块内还具有供水密光缆中间包含光单元的部分穿过的孔。

2.根据权利要求1所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的光插针装配在光缆组件壳体前端，且该光缆组件壳体前端还设有用于实现光插针与光电转换模块之间插合引导的引导导柱。

3.根据权利要求1所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的水密光缆组件通过光缆组件壳体前端外周装配的连接螺帽实现与水密光电转换插头之间的机械连接。

4.根据权利要求1所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中水密光缆穿设在光缆组件壳体内并通过其前端剥出的疏密光纤与光插针连接，其中水密光缆前端的光纤分支处设有用于防止光纤划伤的防护热缩管，该防护热缩管中灌封有防护胶液。

5.根据权利要求1所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的水密光缆和光缆组件壳体内壁之间还设有用于为二者之间提供预紧力的填料函结构。

6.根据权利要求5所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的填料函结构包括填料函和用于将填料函压紧在水密光缆和光缆组件壳体之间的压紧螺帽，该压紧螺帽通过其外周螺纹旋紧在光缆组件壳体。

7.根据权利要求6所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的填料函前后各设置一个垫圈，其中位于填料函前的垫圈的外圈与光缆组件壳体挡止限位，内圈与承压挡块后端面挡止配合。

8.根据权利要求6或7所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的压紧螺帽与水密光缆配合处还设有一个为压紧螺帽提供向前的挤压力的压板。

9.根据权利要求1所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的光插针能够在插合力过大时弹性回退，且该光插针尾部的光纤同步回退至光缆组件壳体前端的腔体内，该光缆组件壳体前端还设有用于防止回退的光纤受损的扩孔。

10.根据权利要求1所述的水密光电转换连接器，其特征在于：其中所述的水密光电转换插头包括密封连接的前壳体和后壳体，其中所述前壳体内密封装配有由插头电接触件和插头绝缘体注射成型的插头绝缘体部件，所述后壳体内集成有光电转换模块。

11.一种水密电缆组件，其特征在于：其为权利要求1-9任一所述的水密光缆组件。

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