WO2015147668A1 - Герметичный коммутационный разъём - Google Patents

Герметичный коммутационный разъём Download PDF

Info

Publication number
WO2015147668A1
WO2015147668A1 PCT/RU2014/000184 RU2014000184W WO2015147668A1 WO 2015147668 A1 WO2015147668 A1 WO 2015147668A1 RU 2014000184 W RU2014000184 W RU 2014000184W WO 2015147668 A1 WO2015147668 A1 WO 2015147668A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connector
tip
cavity
contacts
plug
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000184
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Андреевич БРЫЗГАЛОВ
Сергей Владимирович СОЛОБОЕВ
Original Assignee
Андрей Андреевич БРЫЗГАЛОВ
Сергей Владимирович СОЛОБОЕВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Андреевич БРЫЗГАЛОВ, Сергей Владимирович СОЛОБОЕВ filed Critical Андрей Андреевич БРЫЗГАЛОВ
Priority to PCT/RU2014/000184 priority Critical patent/WO2015147668A1/ru
Publication of WO2015147668A1 publication Critical patent/WO2015147668A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/523—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases for use under water
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/622—Screw-ring or screw-casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/64—Means for preventing incorrect coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/86—Parallel contacts arranged about a common axis

Definitions

  • the invention relates to the field of electronic industry and can be used for the production of electronic components, in particular, sealed multi-element connectors of the plug type, designed for operation in extreme conditions.
  • Modern engineering troops use many modern devices that are hidden from the outside observer and are designed to collect information about the enemy. These devices can be interconnected into a single complex and are intended, for example, to control unauthorized border crossing.
  • special devices are used that are directly in contact with the soil, for example, seismic sensors connected to basic devices via a radio channel. Since sections of the borders resemble various geological and geographical zones (swamps, forests, mountains, etc.), the most stringent requirements are imposed on sensors located in the soil. No less stringent requirements are imposed on the sealed multi-element connectors used in them. These connectors are subject to the following stringent requirements.
  • the connector must be absolutely tight, because the sensor for a long time (from several months to several years) is in the soil under various climatic conditions, and any leakage due to corrosion processes will very quickly lead to device failure. This is due to the fact that some contacts connectors are used to connect the device to the battery. When the contacts are oxidized, their resistance increases sharply (almost all metal oxides are good dielectrics) and the connector contacts actually disconnect the device from the power source (the current consumption of the device becomes infinitely small).
  • the estimated temperature difference in the operating mode of the connector in areas of sharply continental climate, can be from minus 50 ° C in winter to plus 50 ° C in summer.
  • the connector under these conditions should provide absolute tightness and reliability.
  • Known plug type "tulip” (see patent RU2491675, CL NOSH 1/38, 2013), containing interconnected plug and socket parts.
  • the plug part is a protruding set of external and internal contacts.
  • the socket part contains contacts that are clamped between the external and internal contacts of the plug part when the connector closes.
  • the connector device has at the base of the plug part a pair of holes for spikes (keys) mounted on the socket part in order to close the connector in a strictly specified position.
  • the main advantages of such a connector can be considered the simplicity of the procedure of closing and opening the connector, as well as good ventilation for heat dissipation, which allows the connector to function smoothly under conditions of high ambient temperature.
  • any part of the “tulip” type connector is contaminated, it can be cleaned only if special means are available, such as a rag, alcohol solution, awl or other rigid device for cleaning hard-to-reach places of the connector with a rag.
  • An electrical connector is known that is equipped with a pollution protection device (see patent RU2446527, class H01R 13/52, 2012).
  • the present invention comprises a plug part equipped with primary contacts (metal pins) and a female part equipped with secondary contacts configured to connect to primary contacts (spring hollow cylinders into which the plug part pins are tightly inserted).
  • the connector is interesting in that it contains a valve that closes the female part from contamination when the connector is open, and an annular sleeve that is worn on the male and female parts when the connector is closed.
  • the main advantage of this connector is the protection against contamination of the socket in the open state, as well as the plug and socket parts in the closed state.
  • the main disadvantages of the known electrical connector equipped with a pollution protection device can be considered, firstly, the high probability of contamination in the field of the plug part when the connector is open. This may exclude the possibility of using the connector in the field, as the cleaning procedure for the plug part will require time and special means (for example, rags, alcohol solution, awl or other hard equipment for cleaning hard-to-reach areas of the plug part with a rag).
  • a conductive fluid may fall under the ring sleeve, which will lead to poor sealing with possible uncontrolled contact closure and future corrosion.
  • the main advantage of this invention is the ability to close the connector immersed in a liquid conductive medium (water, dirt, etc.).
  • the main disadvantage of the known cable connector for operation in a conductive medium is, firstly, the lack of the ability to re-open / close the connector. As a result of the first closure, the elastic membrane will be punctured; therefore, if the connector is opened, the membrane will not be able to prevent the penetration of the external medium into the connector, which will lead to uncontrolled contact closure and future corrosion.
  • the connector consists of plug and socket parts.
  • the plug part contains a cylindrical protrusion, at the end of which are located the spots of the surface of several contacts.
  • the socket part contains a mating cavity under the cylinder of the plug part, at the bottom of which spring-loaded pins are located - mating contacts. When the plug part is inserted into the socket, the spring-loaded pins are heated at the bottom of the cavity of the socket part, abutting against the contact surfaces at the cylinder end of the plug part.
  • a sealing ring Between the outer surface of the protruding cylindrical part and the inner surface of the response cavity there is a sealing ring, which ensures the tightness of the connector, as well as its fixation in the closed state.
  • a stopper valve see ibid., P. 54.
  • the main advantage of this invention is the ability to clean the plug part using only the user's hands. In combination with the tightness of the connector, this advantage allows you to use it quite effectively in the field.
  • the main disadvantage of the Easy-Clean Version connector is the loss of operation of the connector in the event of accidental ingress of liquid and / or dirt into the cavity of its socket after opening the connector and before its socket is plugged with a plug valve. In this case, especially taking into account the small dimensions of the socket part of the connector, its cleaning in the field with improvised means is almost impossible.
  • the objective of the proposed technical solution is to eliminate the above drawback, namely, a multiple increase in the reliability and operability of a sealed switching connector during its operation in the field.
  • the specified problem in a sealed switching connector containing the plug and socket parts, hermetically connected to each other with the possibility of fixing in a strictly predetermined position, is solved by the fact that the plug part is a tip, on the outer surface of which contacts are placed, and the socket part is made in the form of a cavity encircling the tip, on the inner surface of which reciprocal contacts are established, while either the tip or the cavity surrounding it, or the tip and the cavity covering it b are made of an elastic material, and contacts are mounted on their mating surfaces and sealed.
  • the implementation of the connector in two parts, in the form of a tip and a cavity covering it, allows you to place several pairs of easily cleaned contacts on their mating surfaces, and the implementation of at least one of the mating parts of the connector made of elastic material allows you to ensure guaranteed tight contact of the contacts to each other.
  • either the tip of the plug part or the cavity of the socket part of the connector enclosing it, or the tip and cavity at the same time should be made of elastic material, which can be used silicone or polyurethane.
  • the contacts are hermetically filled in the form with the formation of a single monolithic body.
  • the elastic part of the connector with the mating part of it inelastic (rigid) material, such as polyamide or fiberglass litas.
  • the contacts in the inelastic part of the connector are fitted tightly into the milled grooves.
  • the tip of its plug part can have different shapes and sizes: in the form of a cylinder, or a hemisphere, or a truncated cone, or a truncated pyramid, or a multifaceted prism, and the shape of the cavity of the reciprocal part of the connector repeats the shape and sizes accordingly tip.
  • the different shape and sizes of the connector tips allow several different types of connectors to be used on the same device, which completely eliminates the accidental incorrect connection of individual parts of the device with each other.
  • the inventive connector for various implementations can be made both symmetric and asymmetric. If it is made in the form of a symmetric connector, the longitudinal axis of the tip of the plug part and the cavity of the female part enclosing it coincide with the longitudinal axis of the connector, and one or more position keys are located on the mating surfaces of both parts, allowing them to be fixed in a strictly set position relative to each other.
  • the longitudinal axis of the tip of the plug part and the cavity of the female part enclosing it are eccentric relative to the longitudinal axis of the connector.
  • Figure 1-12 presents various embodiments of the inventive connector.
  • Figure 1 shows a schematic section of the inventive connector with an elastic tip and an inelastic (rigid) cavity surrounding it, where: 1 - the plug part of the connector with an elastic tip 2, on the outer surface of which contacts 3 are placed; inside the plug part, conductors 4 extend from the contacts 3, which are assembled into the cable 5; the connection of the plug and socket parts of the connector is carried out using a union nut 6 (shown conventionally by a dot-dash line), which is held by an annular collar 7 of the annular sleeve 8; 9 - elements core parts of the connector made of hard plastic; 10 - a fragment of the plug part made of elastic plastic; 1 1 - socket part of the connector, inside of which rigid cavity 13 enclosing the tip 2 is formed of rigid plastic 12, mating contacts 14 connected by conductors 15 to cable 16 are installed on its inner surface; for screwing the union nut 6, an annular sleeve 17 with a thread 18 is used.
  • a union nut 6 shown conventionally by a do
  • Figure 2 presents a schematic section of the inventive connector with a rigid tip and an elastic cavity enclosing it, where: 19 is a rigid tip; 20 - fragments of the plug part made of rigid plastic; 1 1 - socket part of the connector, inside of which a cavity 22 covering the tip 19 is formed of elastic plastic 21; 23 - elements of the socket part, which are made of rigid plastic.
  • Fig. 3 shows a schematic section of the inventive connector with an elastic tip and an elastic cavity enclosing it.
  • Figures 4 and 5 show an embodiment of the inventive connector, the parts of which 1 a and Pa are connected strictly in a predetermined position using key elements 24a and 246, and then in this position are fixed with a union nut 6.
  • Figure 6 shows an embodiment of the inventive connector, the parts of which 16 and 116 are connected strictly in a predetermined position using a key 24 and a bayonet lock, in which the connection of the parts of the connector occurs by axial movement of the parts 16 and 1 16 by rotating the locking ring 25 with a profile groove 26 and a protrusion 27 included in it, located on the socket part of the connector.
  • Figures 7-12 show various embodiments of the plug part of the claimed connector (union nut 6 or bayonet ring 25, not shown conditionally).
  • the tip 28 is made in the form of a cylinder, the longitudinal axis of which coincides with the longitudinal axis of the connector, and a key element 24a is used to connect the parts of the connector in a strictly specified position.
  • the tip 29 is made in the shape of a hemisphere, the longitudinal axis of which coincides with the longitudinal axis of the connector, and a key element 24a is used to connect the parts of the connector in a strictly specified position.
  • the tip 30 is made in the form of a truncated cone, the longitudinal axis of which does not coincide with the longitudinal axis of the connector (mounted eccentrically relative to the longitudinal axis of the connector), which allows you to connect parts of the connector in a strictly specified position without using a position key.
  • the tip 31 is made in the form of a hemisphere, the longitudinal axis of which does not coincide with the longitudinal axis of the connector, which allows you to connect parts of the connector in a strictly specified position without using a position key.
  • tip 32 is made in the form of a truncated hexagonal pyramid, the longitudinal axis of which does not coincide with the longitudinal axis of the connector, which allows you to connect the parts of the connector in a strictly specified position without using a position key.
  • the tip 33 is made in the form of a hexagonal prism, the longitudinal axis of which does not coincide with the longitudinal axis of the connector, which allows the parts of the connector to be connected in a strictly defined position without using a position key.
  • the connector with the bayonet connector shown in FIG. 6 is connected and disconnected.
  • the main difference is that the final connection of the parts 16 and 1 16 is completed by turning the ring 25 with the profile groove 26, in which the protrusion 27 is located.
  • the disconnection of both parts 16 and 116 yom happens in the reverse order. First, the ring 25 is rotated so that the protrusion 27 is out of engagement, and then the operator pulls the tip 2 of the plug part 16 of the connector from the socket part 1 16.
  • the operability of the inventive connector was tested on a prototype of the inventive device shown in Figs. 3 and 4.
  • the prototype was made with 12 contacts located on a cylindrical tip with a diameter of 16 mm, with a total diameter of the connector of 22 mm. Silicone was used as the elastic material for the tip of the plug part, and polyamide was used for the rest.
  • D16T steel was used, which underwent anodic oxidation.
  • Each of the 12 contacts was made in the form of a tetrahedral pin made of gilded brass.
  • the contacts were poured into the cylindrical silicone tip of the plug part so that the upper face of the contact protruded on the tip surface by 0.1-0.15 mm.
  • the nesting part was made of polyamide on a numerically controlled machine tool (CNC). Similar contacts are installed in it by pressing them in.
  • CNC numerically controlled machine tool
  • the sample showed the following parameters: dielectric strength - not less than 500V; insulation resistance - not less than 10 9 Ohms; contact resistance - no more than 10 "3 Ohms.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электронной промышленности и может использоваться для выпуска радиоэлектронных компонентов, в частности, герметичных многоэлементных разъемов штепсельного типа, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях. Заявляется герметичный коммутационный разъем, содержащий штекерную и гнездовую части, герметично соединяемые между собой с возможностью фиксации в строго заданном положении. Новым является то, что штекерная часть представляет собой наконечник, на наружной поверхности которого размещены контакты, а гнездовая часть выполнена в форме полости, обхватывающей наконечник, на внутренней поверхности которой установлены ответные контакты, при этом либо наконечник, либо охватывающая его полость, либо наконечник и охватывающая его полость, выполнены из упругого материала, а на их сопрягаемых поверхностях герметично залиты и/или установлены контакты.

Description

Герметичный коммутационный разъём
Изобретение относится к области электронной промышленности и может ис- пользоваться для выпуска радиоэлектронных компонентов, в частности, герметич- ных многоэлементньгх разъемов штепсельного типа, предназначенных для эксплуа- тации в экстремальных условиях.
Предшествующий уровень техники
В современных инженерных войсках используется множество современных устройств, скрытых от наружного наблюдателя и предназначенных для сбора ин- формации о противнике. Указанные устройства могут быть соединены между собой в единый комплекс и предназначены, например, для контроля за несанкционирован- ным пересечением границы. Для выполнения указанной задачи, используется специ- альные устройства, находящиеся непосредственно в контакте с почвой, например сейсмодатчики, соединённые с базовыми устройствами посредством радиоканала. Поскольку участки границ походят через различные геолого-географические зоны (болота, леса, горы и пр.), к датчикам, расположенным в почве предъявляются самые жесткие требования. Не менее жесткие требования предъявляются и к используемым в них герметичным многоэлементным разъемам. К указанным разъемам предъявля- ется ряд следующих жестких требований.
Во-первых, известно, что все автономные устройства (датчики) нуждаются в периодической замене элементов питания или полной замене вышедших из строя датчиков, а их территориальное размещение жестко привязано к карте местности. Указанная замена всегда происходит непосредственно в полевых условиях и практи- чески в любую погоду (в дождь, в слякоть, стоя в грязи или в луже воды или в боло- тине). Сначала определяются точные координаты нахождения устройства, затем оно извлекается из почвы, размыкается герметизированный разъем, соединяющий датчик с элементом питания и заменяется сам датчик или его элемент питания. Во время указанной замены, не исключено, что одна из частей разъема может случайно упасть в грязь или в воду, но после ее очистки (протирки) пальцем или подручными средст- вами, разъем должен сохранять работоспособность и абсолютную надежность.
Во-вторых, для выполнения вышеописанной задачи, разъем должен быть аб- солютно герметичным, т.к. датчик длительное время (от нескольких месяцев до не- скольких лет) находится в почве в различных природно-климатических условиях, а любое нарушение герметичности, за счет коррозионных процессов, очень быстро приведет к выходу устройства из строя. Это связано с тем, что некоторые контакты разъема используются для соединения устройства с элементом питания. При окисле- нии контактов их сопротивление резко возрастает (практически все окислы металлов являются хорошими диэлектриками) и контакты разъёма фактически отключают устройство от источника питания (потребляемый ток устройства становится беско- нечно малым).
В-третьих, предполагаемый температурный перепад режима работы разъема, в зонах резко континентального климата, может находиться от минус 50°С зимой до плюс 50°С летом. Разъём в этих условиях должен обеспечивать абсолютную герме- тичность и надежность.
Известен штепсельный разъём типа «тюльпан» (см. патент RU2491675, кл. НОШ 1/38, 2013г.), содержащий соединяемые между собой штекерную и гнездовую части. Штекерная часть представляет собой выступающее вперёд множество наруж- ных и внутренних контактов. Гнездовая часть содержит контакты, которые зажима- ются между наружными и внутренними контактами штекерной части при замыкании разъёма. Таким образом, гнездовая и штекерная части плотно соединяются между собой. Устройство разъёма имеет в основании штекерной части пару отверстий под шипы (ключи), установленные на гнездовой части в целях замыкания разъёма в стро- го заданном положении. Основными достоинствами такого разъёма можно считать простоту процедуры замыкания и размыкания разъёма, а так же хорошую вентиля- цию для отвода тепла, что позволяет разъёму бесперебойно функционировать в ус- ловиях высокой температуры окружающей среды.
Основными недостатками известного разъёма типа «тюльпан» можно считать, во-первых, отсутствие герметичности, т.к. имеющиеся в разъёме отверстия, обеспе- чивающие воздушную вентиляцию, исключают возможность герметичности разъё- ма.
Во-вторых, в случае загрязнения любой из частей разъёма типа «тюльпан», произвести его очистку можно только при наличии специальных средств, таких, на- пример, как ветошь, спиртовой раствор, шило или другое жесткое приспособление для прочистки труднодоступных мест разъёма ветошью.
В третьих, в условиях низких температур (до минус 50°С) и достаточной влажности окружающей среды, на вентиляционных отверстиях разъёма будет намо- раживаться лёд, что может привести к замыканию соседних контактов, а также их быстрому окислению.
Известен электрический соединительный разъём, оборудованный устройст- вом защиты от загрязнения (см. патент RU2446527, кл. H01R 13/52, 2012г.). Данное изобретение содержит штекерную часть, оборудованную первичными контактами (металлическими штырями) и гнездовую часть, оборудованную вторичными контак- тами, выполненными с возможностью соединения с первичными контактами (под- пружиненными полыми цилиндрами, в которые плотно вставляются штыри штекер- ной части). Разъём интересен тем, что содержит клапан, закрывающий гнездовую часть от загрязнения, когда разъём разомкнут, и кольцевую муфту, одевающуюся на штекерную и гнездовую части, когда разъём замкнут. Основным достоинством тако- го разъёма является защита от загрязнения гнездовой части в разомкнутом состоя- нии, а так же штекерной и гнездовой частей в замкнутом состоянии.
Основными недостатками известного электрического соединительного разъё- ма, оборудованного устройством защиты от загрязнения, можно считать, во-первых, высокую вероятность загрязнения в полевых условиях штекерной части, когда разъ- ём разомкнут. Это может исключить возможность использования разъёма в полевых условиях, т.к. процедура очистки штекерной части потребует наличия времени и специальных средств (например, ветошь, спиртовой раствор, шило или другое жест- кое приспособление для прочистки труднодоступных мест штекерной части разъёма ветошью).
Во-вторых, в процессе замыкания разъёма в проводящей среде (например, в водоёме или под проливным дождём), под кольцевую муфту может попасть токо- проводящая жидкость, что приведёт к нарушению герметизации с возможным не- контролируемым замыканием контактов и будущей коррозии.
Известен кабельный разъём для работы в проводящей среде (см. патент RU2260231 , кл. H01R 13/52, 2005г.). Данный разъём состоит из гнездовой и штекер- ной части. Штекерная часть представляет собой штык, заострённый на конце. Внеш- няя поверхность штыка является контактной и поперёк штыка разделяется изоляци- онными кольцами на необходимое количество контактов. Гнездовая часть представ- ляет собой отверстие под штык и заполнена изолирующей жидкостью, выйти наружу которой препятствует эластичная мембрана, герметично закрывающая входное для штыка отверстие. Контакты внутри гнездовой части исполняются в виде колец, об- хватывающих штык в разных местах по его длине. Штекерная часть при замыкании разъёма пробивает эластичную мембрану и вытесняет изолирующую жидкость из гнездовой части подобно поршню. Часть жидкости после замыкания остаётся внутри разъёма и предохраняет контакты от неконтролируемого замыкания. Основным дос- тоинством данного изобретения является возможность замыкания разъёма, погру- женного в жидкую проводящую среду (воду, грязь и пр.).
Основным недостатком известного кабельного разъёма для работы в прово- дящей среде является, во-первых, отсутствие возможности повторного размыка- ния/замыкания разъёма. В результате первого замыкания эластичная мембрана будет пробита, следовательно, если разъём разомкнуть, мембрана не сможет препятство- вать проникновению внутрь разъёма внешней то ко про водя щей среды, что приведёт к неконтролируемому замыканию контактов и будущей коррозии.
Наиболее близким к заявляемому, является разъем Easy-Clean Version, ком- пании ODU АМС (см. Каталог продукции фирмы «ODU» для военных целей: http://yvww.odu.ny fileadmir^^ стр. 43-45). Разъём состоит из штекерной и гнездовой частей. Штекерная часть содержит цилиндрический выступ, на торце которого располагаются пятнами поверхности не- скольких контактов. Гнездовая часть содержит ответную полость под цилиндр ште- керной части, на дне которой располагаются подпружиненные штыри - ответные контакты. Когда штепсельная часть вставляется в гнездовую, подпружиненные шты- ри топятся на дне полости гнездовой части, упираясь в контактные поверхности на торце цилиндра штекерной части. Чем глубже топятся подпружиненные штыри гнездовой части, тем сильнее усилие, с которым они упираются в ответные контакты на штекерной части. Между внешней поверхностью выступающей цилиндрической части и внутренней поверхностью ответной полости имеется уплотнительное кольцо, обеспечивающее герметичность разъёма, а так же его фиксацию в замкнутом состоя- нии. Чтобы избежать попадания влаги и грязи в разомкнутом состоянии в цилиндри- ческую полость гнездовой части, имеется возможность закупоривания полости кла- паном-пробкой (см. там же, стр. 54). Основным достоинством данного изобретения является возможность очистки штекерной части, используя только руки пользовате- ля. В сочетании с герметичностью разъёма данное преимущество позволяет исполь- зовать его достаточно эффективно в полевых условиях. Основным недостатком разъёма Easy-Clean Version является утрата работо- способности разъёма при случайном попадании жидкости и/или грязи в полость его гнездовой части после размыкания разъёма и до того, как его гнездовая часть будет закупорена клапаном-пробкой. В таком случае, особенно с учетом малых габаритов гнездовой части разъёма, ее очистка в полевых условиях подручными средствами практически невозможна.
Раскрытие изобретения
Задачей заявляемого технического решения является устранение вышеука- занного недостатка, а именно, многократное повышение надежности и работоспо- собности герметичного коммутационного разъема при его эксплуатации в полевых условиях.
Указанная задача в герметичном коммутационном разъёме, содержащем ште- керную и гнездовую части, герметично соединяемые между собой с возможностью фиксации в строго заданном положении, решена тем, что штекерная часть представ- ляет собой наконечник, на наружной поверхности которого размещены контакты, а гнездовая часть выполнена в форме полости, обхватывающей наконечник, на внут- ренней поверхности которой установлены ответные контакты, при этом либо нако- нечник, либо охватывающая его полость, либо наконечник и охватывающая его по- лость, выполнены из упругого материала, а на их сопрягаемых поверхностях герме- тично залиты и/или установлены контакты.
Выполнение разъёма из двух частей, в виде наконечника и охватывающего его полости, позволяет разместить на их сопрягаемых поверхностях несколько пар легко очищаемых контактов, а выполнение хотя бы одной из сопрягаемых частей разъёма из упругого материала позволяет обеспечить гарантированный герметичный прижим контактов друг к другу. Для выполнения этого условия либо наконечник штекерной части либо охватывающая его полость гнездовой части разъёма либо на- конечник и полость одновременно должны быть выполнены из упругого материала, в качестве которого может быть использован силикон или полиуретан. В случае применения силикона или полиуретана, контакты герметично заливаются в форме с образованием единого монолитного тела.
Допустимо совместное использование упругой части разъёма с сопрягаемой с ней частью из неупругого (жесткого) материала, типа полиамида или стеклотексто- лита. В этом случае контакты в неупругую часть разъёма устанавливаются по плот- ной посадке в отфрезерованные пазы.
Для различных реализаций разъёма, наконечник его штекерной части может иметь различную форму и типоразмеры: в виде цилиндра, либо полусферы, либо усе- ченного конуса, либо усеченной пирамиды, либо многогранной призмы, а форма по- лости ответной части разъёма соответственно повторяет форму и типоразмеры нако- нечника. Различная форма и типоразмеры наконечников разъёмов позволяют на од- ном и том же устройстве использовать несколько разных типов разъёмов, что полно- стью исключает случайное неправильное подключение отдельных частей устройства между собой.
Заявляемый разъём для различных реализаций может быть выполнен как симметричным, так и ассиметричным. В случае его выполнения в виде симметрич- ного разъёма продольная ось наконечника штекерной части и охватывающей его по- лости гнездовой части совпадают с продольной осью разъёма, при этом на сопрягае- мых поверхностях обеих частей расположен один или несколько ключей положения, позволяющих их зафиксировать в строго заданном положении друг относительно друга.
В случае выполнения разъёма ассиметричным, продольная ось наконечника штекерной части и охватывающей его полости гнездовой части установлена эксцен- трично относительно продольной оси разъёма. При таком выполнении разъёма отпа- дает необходимость применения ключей положения, позволяющих зафиксировать наконечник в строго заданном положении относительно охватывающей его полости. Отсутствие ключей положения позволяет увеличить количество контактов разъёма.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 -12 представлены различные варианты выполнения заявляемого разъёма.
На фиг.1 представлен схематичный разрез заявляемого разъёма с упругим на- конечником и неупругой (жесткой) охватывающей его полостью, где: 1 - штекерная часть разъёма с упругим наконечником 2, на наружной поверхности которого разме- щены контакты 3; внутри штекерной части от контактов 3 отходят проводники 4, ко- торые собираются в кабель 5; соединение Штекерной и гнездовой частей разъёма осуществляется при помощи накидной гайки 6 (показана условно штрихпунктиром), которая удерживается кольцевым буртиком 7 кольцевой втулки 8; 9 - элементы ште- керной части разъёма, выполненные из жесткой пластмассы; 10 - фрагмент штекер- ной части, выполненный из упругой пластмассы; 1 1 - гнездовая часть разъёма, внут- ри которой из жесткой пластмассы 12 сформирована охватывающая наконечник 2 жесткая полость 13, на внутренней поверхности которой установлены ответные кон- такты 14, соединенные проводниками 15 с кабелем 16; для навинчивания накидной гайки 6 использована кольцевая втулка 17 с резьбой 18.
На фиг.2 представлен схематичный разрез заявляемого разъёма с жестким на- конечником и упругой охватывающей его полостью, где: 19 - жесткий наконечник; 20 - фрагменты штекерной части, выполненные из жесткой пластмассы; 1 1 - гнездо- вая часть разъёма, внутри которой из упругой пластмассы 21 сформирована охваты- вающая наконечник 19 полость 22; 23 - элементы гнездовой части, которые выпол- нены из жесткой пластмассы.
На фиг.З представлен схематичный разрез заявляемого разъёма с упругим на- конечником и упругой охватывающей его полостью.
На фиг.4 и 5 представлен вариант выполнения заявляемого разъёма, части ко- торого 1 а и Па соединяются строго в заданном положении при помощи элементов ключа 24а и 246, а затем в данном положении фиксируются накидной гайкой 6.
На фиг.6 представлен вариант выполнения заявляемого разъёма, части кото- рого 16 и 116 соединяются строго в заданном положении при помощи ключа 24 и байонетного замка, при котором соединение частей разъёма происходит посредством осевого перемещения частей 16 и 1 16 за счет поворота фиксирующего кольца 25 с профильным пазом 26 и входящим в него выступом 27, расположенного на гнездо- вой части разъёма.
На фиг.7-12 представлены различные варианты выполнения штекерной части заявляемого разъёма (накидная гайка 6 или байонетное кольцо 25, условно не пока- заны).
На фиг.7 наконечник 28 выполнен в форме цилиндра, продольная ось которо- го совпадает с продольной осью разъёма, а для соединения частей разъёма в строго заданном положении используется элемент ключа 24а.
На фиг.8 наконечник 29 выполнен в форме полусферы, продольная ось кото- рой совпадает с продольной осью разъёма, а для соединения частей разъёма в строго заданном положении используется элемент ключа 24а. На фиг.9 наконечник 30 выполнен в форме усеченного конуса, продольная ось которого не совпадает с продольной осью разъёма (установлена эксцентрично относительно продольной оси разъёма), что позволяет соединять части разъёма в строго заданном положении без использования ключа положения.
На фиг.10 наконечник 31 выполнен в форме полусферы, продольная ось кото- рой не совпадает с продольной осью разъёма, что позволяет соединять части разъёма в строго заданном положении без использования ключа положения.
На фиг. 1 1 наконечник 32 выполнен в форме усеченной шестигранной пира- миды, продольная ось которой не совпадает с продольной осью разъёма, что позво- ляет соединять части разъёма в строго заданном положении без использования клю- ча положения.
На фиг.12 наконечник 33 выполнен в форме шестигранной призмы, продоль- ная ось которой не совпадает с продольной осью разъёма, что позволяет соединять части разъёма в строго заданном положении без использования ключа положения.
Лучший вариант осуществления изобретения
Операции соединения и рассоединения частей 1а и П а заявляемого разъёма рассмотрим на примере фиг.4 и 5. Оператор одной рукой удерживает гнездовую часть 1 1 а разъёма, а другой - вставляет в нее наконечник 2 штекерной части разъёма 1а с соблюдением положения элементов ключа 24а и 246. Сопряжение обеих частей разъёма происходит по плотной посадке, что требует от оператора приложения опре- деленных физических усилий. После этого фиксация соединения частей 1а и Па разъёма завершается навинчиваемой накидной гайки 6. Поскольку наконечник 2 штекерной части 1 разъёма (см. фиг.1) выполнен из упругого пластика 10, а охваты- вающая наконечник 2 полость 13 из жесткого пластика 12 или (см.фиг.З) охваты- вающая наконечник 2 полость 22 выполнена из упругого пластика 21, обеспечивает- ся плотный охват наконечника 2 и гарантированное соединение между собой пар контактов 3 и 14. Рассоединение частей 1 а и 1 1 а разъёма происходит в обратном по- рядке. Сначала отвинчивается накидная гайка 6, а затем усилием обеих рук оператор выдергивает наконечник 2 штекерной части 1а из гнездовой части 1 1а разъёма.
Аналогичным образом соединяется и рассоединяется разъём с байонетным соединителем, представленный на фиг.6. Основным отличием является то, что фи- нишное соединение частей 16 и 1 16 завершается поворотом кольца 25 с профильным пазом 26, в котором находится выступ 27. Рассоединение обеих частей 16 и 116 разъ- ёма происходит в обратном порядке. Сначала поворачивается кольцо 25 таким обра- зом, чтобы из зацепления вышел выступ 27, а затем оператор выдергивает наконеч- ник 2 штекерной части 16 разъёма из гнездовой части 1 16.
Техническая применимость
Работоспособность заявляемого разъёма была опробована на макете заявляе- мого устройства, представленного на фиг.З и 4. Макет был выполнен с 12 контакта- ми, расположенными на цилиндрическом наконечнике диаметром 16 мм, при общем диаметре разъема 22 мм. В качестве упругого материала для наконечника штекерной части использовался силикон, для остальной части - полиамид. Для накидной гайки 6, а также кольцевых втулок 8 и 15 использовалась сталь Д16Т, прошедшая анодное оксидирование. Каждый из 12 контактов был выполнен в форме четырёхгранного штыря из позолоченной латуни. С помощью литьевой формы контакты заливались в цилиндрический силиконовый наконечник штекерной части так, чтобы верхняя грань контакта выступала на поверхностью наконечника на 0.1 -0.15 мм. Гнездовая часть выполнялась из полиамида на станке с числовым программным управлением (ЧПУ). В ней установлены аналогичные контакты путём их запрессовки. Макет разъ- ёма успешно прошел испытания:
- на вибропрочность;
- на ударостойкость;
- на воздействие солнечного излучения в везерометре;
- на воздействие соляного тумана в камере соляного тумана;
- на герметичность в резервуаре с водой;
- климатические испытания на +50°С, +60°С, -20°С иней роса, -40°С, -50°С, влажность 20%, влажность 95% в климатической камере.
Во всём вышеуказанном диапазоне внешних условий, образец показал сле- дующие параметры: электрическая прочность изоляции - не менее 500В; сопротив- ление изоляции - не менее 109 Ом; сопротивление контакта - не более 10"3 Ом.

Claims

Формула изобретения
1. Герметичный коммутационный разъём, содержащий штекерную и гнез- довую части, герметично соединяемые между собой с возможностью фиксации в строго заданном положении, отличающийся тем, что штекерная часть представ- ляет собой наконечник, на наружной поверхности которого размещены контакты, а гнездовая часть выполнена в форме полости, обхватывающей наконечник, на внутренней поверхности которой установлены ответные контакты, при этом либо наконечник, либо охватывающая его полость, либо наконечник и охватывающая его полость, выполнены из упругого материала, а на их сопрягаемых поверхно- стях герметично залиты и/или установлены контакты.
2. Разъём по п.1 ., отличающийся тем, что в качестве упругого материала использован силикон.
3. Разъём по п.1 ., отличающийся тем, что в качестве упругого материала использован полиуретан.
4. Разъём по п.1 ., отличающийся тем, что в качестве неупругого материа- ла, используемого совместно с упругой частью выбран полиамид.
5. Разъём по п.1., отличающийся тем, что в качестве неупругого материа- ла, используемого совместно с упругой частью выбран стеклотекстолит.
6. Разъём по п.1., отличающийся тем, что наконечник штекерной части разъёма выполнен в форме цилиндра, либо полусферы, либо усеченного конуса, либо усеченной пирамиды, либо многогранной призмы, а форма полости ответной части разъёма соответственно повторяет форму наконечника.
7. Разъём по п. 1 ., отличающийся тем, что продольная ось наконечника штекерной части и охватывающей его полости гнездовой части совпадают с про- дольной осью разъёма, при этом на сопрягаемых поверхностях обеих частей рас- положен один или несколько ключей положения.
8. Разъём по п. 1 ., отличающийся тем, что продольная ось наконечника штекерной части и охватывающей его полости гнездовой части установлена экс- центрично относительно продольной оси разъёма.
PCT/RU2014/000184 2014-03-24 2014-03-24 Герметичный коммутационный разъём WO2015147668A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000184 WO2015147668A1 (ru) 2014-03-24 2014-03-24 Герметичный коммутационный разъём

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000184 WO2015147668A1 (ru) 2014-03-24 2014-03-24 Герметичный коммутационный разъём

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015147668A1 true WO2015147668A1 (ru) 2015-10-01

Family

ID=54196042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000184 WO2015147668A1 (ru) 2014-03-24 2014-03-24 Герметичный коммутационный разъём

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015147668A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020202778A1 (de) 2020-03-04 2021-09-09 Atlas Elektronik Gmbh Stecker zur Verwendung unter Wasser

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3368181A (en) * 1966-04-15 1968-02-06 Winsco Instr & Controls Compan Electrical contact for use in fluidproof connectors
SU674132A1 (ru) * 1977-03-09 1979-07-15 Предприятие П/Я В-2156 Герметичный штепсельный разъем
SU792381A1 (ru) * 1978-01-02 1980-12-30 Предприятие П/Я М-5394 Герметичный штепсельный разъем
SU792382A1 (ru) * 1978-04-04 1980-12-30 Войсковая часть 20914 Электрический соединитель подводных кабелей
SU890493A1 (ru) * 1979-08-17 1981-12-15 Физико-технический институт низких температур АН УССР Электрический соединитель
SU1515232A1 (ru) * 1987-01-26 1989-10-15 Предприятие П/Я Г-4213 Наборный соединитель с нулевым усилием стыковки
SU1681081A1 (ru) * 1989-04-25 1991-09-30 Ю.С. Панчеха, А.П. Андреев, Н.Г. Спирин, М.В. Касимовский и Л.Ф. Самохвалова Упруга предохранительна муфта
SU1709448A1 (ru) * 1990-01-16 1992-01-30 Конструкторское Бюро Электроприборостроения Узел соединени плоского кабел с разъемом
RU2028702C1 (ru) * 1991-07-30 1995-02-09 Борис Гаврилович Фадеев Герметичный электрический разъем
RU132248U1 (ru) * 2013-02-28 2013-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Нпо "Изолятор" Проходной изолятор

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3368181A (en) * 1966-04-15 1968-02-06 Winsco Instr & Controls Compan Electrical contact for use in fluidproof connectors
SU674132A1 (ru) * 1977-03-09 1979-07-15 Предприятие П/Я В-2156 Герметичный штепсельный разъем
SU792381A1 (ru) * 1978-01-02 1980-12-30 Предприятие П/Я М-5394 Герметичный штепсельный разъем
SU792382A1 (ru) * 1978-04-04 1980-12-30 Войсковая часть 20914 Электрический соединитель подводных кабелей
SU890493A1 (ru) * 1979-08-17 1981-12-15 Физико-технический институт низких температур АН УССР Электрический соединитель
SU1515232A1 (ru) * 1987-01-26 1989-10-15 Предприятие П/Я Г-4213 Наборный соединитель с нулевым усилием стыковки
SU1681081A1 (ru) * 1989-04-25 1991-09-30 Ю.С. Панчеха, А.П. Андреев, Н.Г. Спирин, М.В. Касимовский и Л.Ф. Самохвалова Упруга предохранительна муфта
SU1709448A1 (ru) * 1990-01-16 1992-01-30 Конструкторское Бюро Электроприборостроения Узел соединени плоского кабел с разъемом
RU2028702C1 (ru) * 1991-07-30 1995-02-09 Борис Гаврилович Фадеев Герметичный электрический разъем
RU132248U1 (ru) * 2013-02-28 2013-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Нпо "Изолятор" Проходной изолятор

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020202778A1 (de) 2020-03-04 2021-09-09 Atlas Elektronik Gmbh Stecker zur Verwendung unter Wasser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4373767A (en) Underwater coaxial connector
RU145054U1 (ru) Герметичный коммутационный разъём
CN104979690B (zh) 具有延长密封套管和防水汇集保持器的密封连接器
US9197006B2 (en) Electrical connector having male and female contacts in contact with a fluid in fully mated condition
US7553185B1 (en) Dual-extrusion airtight RF coaxial connector with self-locking by snap-fastening
US7946896B2 (en) Submersible electrical set-screw connector
US8702439B1 (en) Wet mateable underwater connector
EP2128935A1 (en) Airtight RF coaxial connector with self-locking by snap-fastening.
RU2015103148A (ru) Устройство концевой заделки кабеля с несколькими герметизирующими модулями
US8137136B1 (en) Electrical disconnect for hazardous areas
JP2008130556A (ja) 導電体用の差込みコネクタ
US5210376A (en) Sealed electrical connection device and method
US20160156126A1 (en) Isolated electrical connection assembly and method
WO2015147668A1 (ru) Герметичный коммутационный разъём
US6340250B1 (en) Fiber optic shield connector
KR102580325B1 (ko) 액체 품질 측정기용 전극단자 어셈블리 및 그를 포함하는 액체 품질 측정기
RU2489781C2 (ru) Устройство соединения сервопривода, по крайней мере, с одним электрическим кабелем
KR20090111020A (ko) 접지저항 저감제가 내장된 접지장치
AU2014253570A1 (en) Conductor Contact Tip
KR20140088082A (ko) 전기 스위치기어 유닛
US9660357B1 (en) Electrical connector with internal crimping mechanism
CA2938963C (en) Multi-tap piercing connector
US20130303010A1 (en) Sealed connectors for electric cables and cast forming method for making same
WO2006127917A3 (en) Water-proof electrochemical sensor
US1951259A (en) Battery terminal

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14886949

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14886949

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1