CN204680757U - 一种低分离力水密连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低分离力水密连接器，它应用于可回收式水下无线声学传感器网络节点的电源舱与可回收舱体间的线缆连接。包括上安装体和下安装体。上安装体安装于可回收舱，下安装体安装于电源舱结构体。传统插针插孔式水密连接器依靠插针与插孔间的过盈配合实现密封，分离时轴向阻力大，需要人工或其他辅助装置实现分离。本实用新型提供的一种低分离力水密连接器，当其处于连接状态时，预紧弹簧保证了导体铜锥和导体铜帽处于可靠的电连接，而这种非刚性连接具有断开时无需破断线缆、且分离力小、分离迅速以及分离后仍能保证良好的密封性的特点。

Description

一种低分离力水密连接器

技术领域

本实用新型涉及水下连接器领域，尤其涉及一种低分离力水密连接器。

背景技术

水下无线传感器网络（UWSN）能够实现对海洋的立体、实时、连续观测，在水环境监测、海洋数据收集、海底探测、灾害预报等方面具有重要的应用。水下传感器网络节点是水下传感器网络的基本单元，节点通过一定的拓扑结构形成网络，实现对目标海区的观测。因水下环境的特殊性，水下传感器网络节点一般通过蓄电池供电，而水声换能器能耗较高，为实现较为长期的观测，网络节点需要配备大容量的电池，因此将大量电池和其他设备布置在同一耐压舱体困难较大，需要将电池舱与其他设备分开布置。同时，水下传感器网络节点的布放和回收工作在较浅海区可由潜水员完成，当水深增加时，一般通过ROV协助完成，经济成本高。设计能够自动回收的节点很有必要，占节点大部分重量的电池舱与其他设备舱体（可回收舱）的分开布置为节点除电池外的设备的自动回收提供了可能性。当工作时限到达，可回收舱与电池舱间的机械连接断开，可回收舱依靠正浮力回到水面，通过定位系统由母船进行回收。因此，在可回收舱与电池舱间的电源线缆在机械装置脱开后也必须实现断开，为此需要设计这样的一个电水密连接器来实现电源线缆间的脱开。

发明内容

本实用新型克服插针插孔式水密连接器的上述缺陷，提供一种低分离力水密连接器。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种低分离力水密连接器，用于连接可回收式水下传感器网络节点的电源舱与可回收舱体；它包括上安装体和下安装体，所述上安装体安装在可回收舱体上，下安装体安装在电池舱的支架上；所述上安装体包括上压紧螺栓、上压紧螺栓弹垫、上安装法兰密封圈、上安装法兰、上压紧片、上线缆密封盘、导体铜帽、导体铜帽绝缘座；其中，上安装法兰与可回收舱体固定联接，两者之间通过上安装法兰密封圈实现密封；上压紧螺栓与上安装法兰通过螺纹联接，两者间安装有上压紧螺栓弹垫；上压紧螺栓和上线缆密封盘之间设置有上压紧片；上压紧螺栓轴线方向开有线缆通道孔，线缆依次穿过上压紧螺栓的线缆通道孔、上压紧片和上线缆密封盘后与导体铜帽固定联接；导体铜帽安装在导体铜帽绝缘座内，导体铜帽绝缘座与上安装法兰紧密配合连接；

所述下安装体包括连接密封圈、导体铜锥、导体铜锥绝缘套、弹簧下绝缘座、下线缆密封盘、下压紧螺栓、下压紧螺栓弹垫、下安装法兰、下压紧片、预紧弹簧、弹簧上绝缘座；其中，下安装法兰与电池舱支架固定联接；下压紧螺栓与下安装法兰通过螺纹联接，两者之间安装有下压紧螺栓弹垫；下压紧螺栓和下线缆密封盘之间设置下压紧片；下压紧螺栓轴线方向开有线缆通道孔，线缆依次穿过下压紧螺栓的线缆通道孔、下压紧片、下线缆密封盘后与导体铜锥固定联接；导体铜锥外壁套有弹簧上绝缘座和导体铜锥绝缘套，导体铜锥绝缘套嵌入到弹簧上绝缘座孔内；弹簧上绝缘座和弹簧下绝缘座的外壁均与下安装法兰的孔相配合；在弹簧上绝缘座和导体铜锥绝缘套之间设置有预紧弹簧；预紧弹簧的上部与导体铜锥绝缘套相连，预紧弹簧的下部与弹簧下绝缘座相连；

所述下安装法兰嵌入到上安装法兰孔内，两者之间采用过盈配合，并通过连接密封圈进行密封。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、连接器处于连接状态时，预紧弹簧保证导体铜锥与导体铜帽之间可靠的电连接，这种非刚性连接又使得断开时无需破断线缆。

2、上下安装体连接处的密封圈产生的轴向摩擦阻力是分离时需要克服的主要阻力，密封圈边缘的锥形倒角进一步减小了分离力。

3、分离力小、分离迅速。传统插针插孔式水密接插件依靠插针与插孔的过盈配合实现密封，脱开时需要较大的轴向分离力，非人工脱开时一般需要辅助装置实现湿连接或湿分离。

4、连接器分离后仍能保证良好的密封性能。连接器分离前，上线缆密封盘和上下安装体间的连接密封圈实现了海水与可回收舱间的两道密封；分离之后，上下安装体间的密封破坏，上线缆密封盘的密封仍然存在，保证了可回收舱的密封。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸视图；

图2为本实用新型的全剖视图；

图3为图2中的局部放大图；

图中，上压紧螺栓1、上压紧螺栓弹垫2、上安装法兰密封圈3、上安装法兰4、上压紧片5、上线缆密封盘6、导体铜帽7、连接密封圈8、导体铜锥9、导体铜锥绝缘套10、弹簧下绝缘座11、下线缆密封盘12、下压紧螺栓13、下压紧螺栓弹垫14、下安装法兰15、下压紧片16、预紧弹簧17、弹簧上绝缘座18、导体铜帽绝缘座19。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施做进一步说明：

如图1-3所示，本实用新型用于连接可回收式水下传感器网络节点的电源舱与可回收舱体；它包括上安装体和下安装体，所述上安装体安装在可回收舱体上，下安装体安装在电池舱的支架上，线缆正极通过该低分离力连接器将电能从电源舱送到可回收舱内电能管理模块，地线由舱体充当；所述上安装体包括上压紧螺栓1、上压紧螺栓弹垫2、上安装法兰密封圈3、上安装法兰4、上压紧片5、上线缆密封盘6、导体铜帽7、导体铜帽绝缘座19；其中，上安装法兰4与可回收舱体固定联接，两者之间通过上安装法兰密封圈3实现密封，防止海水进入可回收舱；上压紧螺栓1与上安装法兰4通过螺纹联接，两者间安装有上压紧螺栓弹垫2；上压紧螺栓1和上线缆密封盘6之间设置有上压紧片5；上压紧螺栓1轴线方向开有线缆通道孔，线缆依次穿过上压紧螺栓1的线缆通道孔、上压紧片5和上线缆密封盘6后与导体铜帽7焊接；线缆通过上线缆密封盘6实现密封，装配时上压紧螺栓1在旋紧过程中作用于上压紧片5，上压紧片5作用于上线缆密封盘6，上线缆密封盘6的材料为橡胶，受挤压的上线缆密封盘6发生弹性变形实现对导线的密封，此道密封在该连接器分离后起到隔离海水进入可回收舱的作用，在分离之前起到第二道密封的作用；导体铜帽7安装在导体铜帽绝缘座19内，导体铜帽绝缘座19与上安装法兰4紧密配合连接；

所述下安装体包括连接密封圈8、导体铜锥9、导体铜锥绝缘套10、弹簧下绝缘座11、下线缆密封盘12、下压紧螺栓13、下压紧螺栓弹垫14、下安装法兰15、下压紧片16、预紧弹簧17、弹簧上绝缘座18；其中，下安装法兰15与电池舱支架固定联接；下压紧螺栓13与下安装法兰15通过螺纹联接，两者之间安装有下压紧螺栓弹垫14；下压紧螺栓13和下线缆密封盘12之间设置有下压紧片16；下压紧螺栓13轴线方向开有线缆通道孔，线缆依次穿过下压紧螺栓13的线缆通道孔、下压紧片16、下线缆密封盘12后与导体铜锥9焊接；导体铜锥9外壁套有弹簧上绝缘座18和导体铜锥绝缘套10，导体铜锥绝缘套10嵌入到弹簧上绝缘座18孔内，从而限制导体铜锥绝缘套10一个方向的轴向运动；弹簧上绝缘座18和弹簧下绝缘座11的外壁均与下安装法兰15的孔相配合；在弹簧上绝缘座18和导体铜锥绝缘套10之间设置有预紧弹簧17；预紧弹簧17的上部与导体铜锥绝缘套10相连，预紧弹簧17的下部与弹簧下绝缘座11相连；

所述下安装法兰15嵌入到上安装法兰4孔内，两者之间采用过盈配合，并通过连接密封圈8进行密封。

所述的上压紧螺栓1、上安装法兰4、下压紧螺栓13、下安装法兰15采用均采用316不锈钢。

所述的导体铜帽绝缘座19、弹簧下绝缘座11、弹簧上绝缘座18、导体铜锥绝缘套10均采用尼龙材料制作，用于隔离电源正极与作为地线的整个节点结构。

所述的上安装法兰密封圈3、连接密封圈8、上线缆密封盘6、下线缆密封盘12采用氯丁橡胶制作，线缆的密封是通过螺栓挤压橡胶材质的线缆密封盘产生变形来实现的。

所述的导体铜帽7、导体铜锥9采用黄铜制作，铜锥与铜帽间锥面配合实现电连接，接触面间涂有导电润滑脂以减小接触电阻，导体铜锥9下方的预紧弹簧17保证铜锥与铜帽的可靠接触。

连接密封圈8安装位置的下方处上安装法兰4开有锥形倒角，用于减小安装阻力，同时减小了分离时的分离行程和分离力，使得快速实现分离。

当水下传感器网络节点工作时限到达，可回收舱与电源舱间的脱开机构动作，舱体间发生分离，该低分离力水密电连接器在可回收舱浮力和脱开机构分离力的作用下快速分离，实现主电源的断开，可回收舱内电源模块切换到副电源。

Claims (1)

1.一种低分离力水密连接器，用于连接可回收式水下传感器网络节点的电源舱与可回收舱体；它包括上安装体和下安装体，所述上安装体安装在可回收舱体上，下安装体安装在电池舱的支架上；其特征在于：所述上安装体包括上压紧螺栓（1）、上压紧螺栓弹垫（2）、上安装法兰密封圈（3）、上安装法兰（4）、上压紧片（5）、上线缆密封盘（6）、导体铜帽（7）、导体铜帽绝缘座（19）；其中，上安装法兰（4）与可回收舱体固定联接，两者之间通过上安装法兰密封圈（3）实现密封；上压紧螺栓（1）与上安装法兰（4）通过螺纹联接，两者间安装有上压紧螺栓弹垫（2）；上压紧螺栓（1）和上线缆密封盘（6）之间设置有上压紧片（5）；上压紧螺栓（1）轴线方向开有线缆通道孔，线缆依次穿过上压紧螺栓（1）的线缆通道孔、上压紧片（5）和上线缆密封盘（6）后与导体铜帽（7）固定联接；导体铜帽（7）安装在导体铜帽绝缘座（19）内，导体铜帽绝缘座（19）与上安装法兰（4）紧密配合连接；

所述下安装体包括连接密封圈（8）、导体铜锥（9）、导体铜锥绝缘套（10）、弹簧下绝缘座（11）、下线缆密封盘（12）、下压紧螺栓（13）、下压紧螺栓弹垫（14）、下安装法兰（15）、下压紧片（16）、预紧弹簧（17）、弹簧上绝缘座（18）；其中，下安装法兰（15）与电池舱支架固定联接；下压紧螺栓（13）与下安装法兰（15）通过螺纹联接，两者之间安装有下压紧螺栓弹垫（14）；下压紧螺栓（13）和下线缆密封盘（12）之间设置下压紧片（16）；下压紧螺栓（13）轴线方向开有线缆通道孔，线缆依次穿过下压紧螺栓（13）的线缆通道孔、下压紧片（16）、下线缆密封盘（12）后与导体铜锥（9）固定联接；导体铜锥（9）外壁套有弹簧上绝缘座（18）和导体铜锥绝缘套（10），导体铜锥绝缘套（10）嵌入到弹簧上绝缘座（18）孔内；弹簧上绝缘座（18）和弹簧下绝缘座（11）的外壁均与下安装法兰（15）的孔相配合；在弹簧上绝缘座（18）和导体铜锥绝缘套（10）之间设置有预紧弹簧（17）；预紧弹簧（17）的上部与导体铜锥绝缘套（10）相连，预紧弹簧（17）的下部与弹簧下绝缘座（11）相连；

所述下安装法兰（15）嵌入到上安装法兰（4）孔内，两者之间采用过盈配合，并通过连接密封圈（8）进行密封。