一种直插拔水密连接器的制作方法

1.本发明属于连接器技术领域，具体涉及一种直插拔水密连接器。


背景技术：

2.近年来，随着我国航空、航天、船舶、勘探等工业和军工事业的蓬勃发展，连接器的使用环境更加多样化、复杂化，尤其是深海探测技术的发展，对连接器提出了尺寸更小、操作更便捷、连接更可靠的要求，因此纵向密封类连接器的需求与日俱增。
3.目前的常见水密连接器，插头和插座连接方式一般采用螺纹连接，然而该连接方式需要足够的操作空间实现螺纹旋合，该连接方式无法满足连接器在设备上紧密排列的要求。另外，由于螺纹工艺的问题，螺纹连接还存在着螺纹咬死为风险，降低了水密连接器的连接可靠性。而对于直插拔水密连接器，不需要很大的操作空间，可以满足横向水密和纵向水密的基础上，满足连接器在设备上的紧密排列要求，可实现设备小型化。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种新型结构的直插拔水密连接器，使其通过在水密插头和水密插座之间增设锁紧结构，利用连接器内外压强差在插头和插座之间产生的分离力保持锁紧结构的可靠锁紧。
5.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直插拔水密连接器，其包括前端对插的水密插头和水密插座，其中所述的水密插头的插头壳体外还套有紧固件，该紧固件后端与插头壳体抗拉伸配合，前端设有能够在连接器分离力的作用下与插座壳体外周的锁紧台保持锁紧的悬臂簧，该悬臂簧内侧由前到后依次设有锁紧凸台和解锁凸台；所述紧固件外侧滑动装配有外护套，内侧装配有滑环，该滑环位于解锁凸台后侧且通过轴向限位件与外护套连接；所述滑环能够在外护套的带动下轴向移动将悬臂簧的解锁凸台顶起，使锁紧凸台解锁。
6.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。
7.前述的直插拔水密连接器，其中所述的滑环与外护套之间转动配合，且外护套和紧固件之间通过沿轴向延伸的凹槽与凸起的配合实现轴向滑动的导向，使得连接器锁紧时，转动至凸起与凹槽错开位置的外护套能够防止连接器误解锁。
8.前述的直插拔水密连接器，其中所述的紧固件后端端面上设有若干第一凸台和第一凹槽，所述外护套内侧设有与之适配的第二凹槽和第二凸台，且上述第一凸台沿同一方向紧邻第一凹槽分布。
9.前述的直插拔水密连接器，其中所述的轴向限位件为外护套上沿周向分布的螺纹孔内的螺钉，该螺钉前端卡入滑环的环向沟槽内实现滑环与外护套之间的轴向限位和周向转动。
10.前述的直插拔水密连接器，其中所述插座壳体上的锁紧台和悬臂簧上的锁紧凸台的前端面均为具有导向作用的斜面。
11.前述的直插拔水密连接器，其中所述的滑环外周与所述悬臂簧对应的位置还设有宽槽。
12.前述的直插拔水密连接器，其中所述的宽槽的前后端面以及解锁凸台的前后端面均为具有导向作用的斜面。
13.前述的直插拔水密连接器，其中所述的解锁凸台的内侧面的方向与连接器轴向垂直。
14.前述的直插拔水密连接器，其中所述的水密插头和水密插座均包括壳体、位于壳体内的绝缘子和位于绝缘子内的接触件；所述壳体、绝缘子和接触件之间通过密封圈密封或烧结结构密封；所述水密插头和水密插座之间还设有用于实现二者之间插合面密封的密封圈。
15.前述的直插拔水密连接器，当所述水密插座为方盘安装、圆盘安装或螺母紧固形式时，插座壳体与安装面板之间设置有若干个轴向密封圈和径向密封圈。
16.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：
17.本发明插头和插座插合过程中，密封圈和烧结结构组成的密闭空间将使空气压缩，连接器内外压强差在插头和插座之间产生分离力。当水密插头和水密插座插合到位时，紧固件上的悬臂簧卡入插座壳体外圆的锁紧台，插头和插座之间由压强差产生的斥力使悬臂簧与插座壳体始终处于锁紧状态，实现了插头与插座的可靠连接。
18.本发明直插拔水密连接器，结构连接可靠，操作简单，可在操作空间有限的条件下实现直插拔。
19.本发明可根据不同插合力的需求，一方面通过调整绝缘子与密封圈的位置，调整空气压缩率，进而改变连接器插合到位时插头和插座之间产生分离力；另一方面通过对紧固件材料，悬臂簧数量、悬臂簧长度、宽度、凸台高度等参数的选择，确定悬臂簧张开时所需的轴向推力，实现插合力可控。
附图说明
20.图1为本发明直插拔水密连接器的结构示意图；
21.图2为本发明直插拔水密连接器的未插合状态示意图；
22.图3为本发明直插拔水密连接器的水密插座结构示意图；
23.图4为本发明直插拔水密连接器的插头结构示意图；
24.图5为本发明直插拔水密连接器的紧固件结构示意图；
25.图6为本发明直插拔水密连接器的滑环结构示意图；
26.图7为本发明直插拔水密连接器的外护套结构示意图。
27.【主要元件符号说明】
28.1：水密插座
29.2：水密插头
30.3：插针接触件
31.4：径向密封圈
32.5：玻璃绝缘子
33.6：轴向密封圈
34.7：插座壳体
35.8：插头绝缘子
36.9：插孔接触件
37.10：卡簧
38.11：密封圈
39.12：外护套
40.13：滑环
41.14：紧固件
42.15：插头壳体
43.16：尾部附件
44.17：第一凸台
45.18：第一凹槽
46.19：悬臂簧
47.20：解锁凸台
48.21：锁紧凸台
49.22：宽槽
50.23：环向沟槽
51.24：螺纹孔
52.25：第二凹槽
53.26：第二凸台
具体实施方式
54.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直插拔水密连接器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
55.请参阅图1-7，其为本发明直插拔水密连接器的各部分结构示意图，该连接器包括前端对插的水密插座1和水密插头2，所述水密插座1包括插座壳体7、装配在该插座壳体7内的绝缘子以及装配在绝缘子内的插针接触件3，其中所述插座壳体1与绝缘子之间以及绝缘子和插针接触件3之间均保持防水密封。所述水密插头2包括插头壳体15、插头绝缘子8以及插孔接触件9，其中所述插头壳体15与插头绝缘子8之间以及插头绝缘子 8与插孔接触件9之间均保持防水密封。所述水密插头2和水密插座1之间还通过密封件实现密封。该连接器内外压强差在水密插头和水密插座之间产生分离力。
56.所述水密插头2还包括紧固件14、滑动装配在该紧固件14内侧的滑环 13和滑动装配在该紧固件外侧的外护套12，所述其中所述紧固件14套在插头壳体15上且与该插头壳体15抗拉伸配合，且该紧固件14前端设有若干沿轴向延伸的、用与插座壳体7外周的锁紧台适配锁紧的悬臂簧19，且该悬臂簧19内侧位于滑环13前端的位置还设有解锁凸台21。通过轴向限位件实现轴向同步移动的外护套12和滑环13在其相对紧固件轴向滑动的行程范围内具有锁紧位和解锁位，当外护套12和滑环13位于锁紧位时，所述悬臂簧19与插座壳体19外
周锁紧台在分离力的作用下保持锁紧状态；当外护套12和滑环13位于解锁位时，所述滑环13在外护套12的带动下轴向滑动将悬臂簧19的解锁凸台21顶起，从而使得悬臂簧19与插座端的锁紧台分离解锁。
57.在本发明实施例中，所述紧固件14通过其后端的内阶梯与插头壳体15 外周凸台后端面的配合实现轴向向前的限位。
58.在本发明实施例中，所述悬臂簧19通过前端内侧的锁紧凸台21实现与插座壳体7上锁紧台的适配锁紧，较佳的，所述锁紧凸台21前端外侧设有10
°‑
60
°
的倒角，所述插座壳体7上锁紧台前端也设有不大于60
°
的斜角，以便于插头插座插合时起到导向作用。
59.较佳的，所述解锁凸台20位于悬臂簧19内侧中部，且该解锁凸台20 的内侧面的方向与紧固件轴向垂直。所述解锁凸台20的前后侧面均为具有引导作用的斜面，其中前侧面为在滑环13装入时起导向作用的斜面，后侧面为解锁时与滑环导向配合的斜面。在本发明实施例中，所述滑环13的前后端也设有与该解锁凸台20前后侧面导向配合的斜面，以便于滑环的装配和解锁。
60.在本发明实施例中，所述滑环13外周还设有用于容纳所述悬臂簧19 后端的宽槽22，所述悬臂簧19与宽槽22一一对应适配，当滑环13位于锁紧位时，所述悬臂簧19后端至少部分位于滑环13上的宽槽内，且其内外侧面分别与滑环13和外护套12间隙配合，当需要解锁时，滑环13在外护套12的带动下轴向向前移动，从而将悬臂簧19上的解锁凸台20顶起，使得悬臂簧19前端的锁紧凸台21解锁。
61.所述滑环13外周设有环向沟槽13，所述外护套12周向设有若干螺纹孔24，旋紧在该螺纹孔24内的螺钉前端卡入滑环的环向沟槽13内，实现滑环13与外护套12的轴向限位。较佳的，所述螺纹孔24位于外护套12 的中间部位。所述环向沟槽宽度为0.5-3.5mm，深度为0.5-3mm。
62.所述紧固件14后端端面上还设有若干沿轴向延伸的第一凸台17和第一凹槽18，且该第一凸台17同一沿顺时针或逆时针方向紧邻第一凹槽18 设置。较佳的，此时所述悬臂簧宽度为1-10mm，第一凸台高度为1-8mm，第一凹槽深度为1-15mm，但并不限定于此。
63.所述外护套12内侧设有若干与所述第一凹槽18适配的第二凸台26，该第二凸台高度为1-8mm，第二凸台数量与紧固件上凹槽数量相同。该外护套12上还设有若干与所述第一凸台17适配的第二凹槽25，该第二凹槽25 紧邻第二凸台设置。当外护套12位于锁紧位时，所述外护套12和紧固件 14之间的凹槽和凸台错位分布，当需要解锁时，转动外护套12至外护套 12和紧固件14上相应的凸台和凹槽相对应，此时，推动外护套12轴向移动，在任一凸台进入凹槽底部前，外护套12和滑环到达解锁位，将锁紧凸台顶起，实现解锁。
64.所述插座壳体上的锁紧台为插座壳体外周设置的凸台，该凸台宽度为 1-5mm，凸台外侧设有10
°‑
60
°
的倒角，凸台内侧面与插座壳体轴向垂直。
65.在本发明实施例中，插座的绝缘子为玻璃绝缘子5，且该玻璃绝缘子5 和插针接触件3以及插座壳体7之间采用烧结技术结合，实现相互之间的密封。
66.所述插头绝缘子8为高分子材料绝缘子，此时插头绝缘子8与插孔接触件9之间、插头绝缘子8与插头壳体15之间均设有若干密封圈11，密封形式为活塞型密封或活塞杆型密封。且该插头绝缘子8与插头壳体15之间采用垫片和卡簧进行定位固定。
67.所述插头壳体15和插座壳体7之间还设有若干个密封圈11，密封形式为活塞型密
封或活塞杆型密封，由此实现插头和插座密封面处的密封。
68.所述的水密插座1为方盘安装、圆盘安装、螺母紧固或无安装形式。当水密插座1为方盘安装、圆盘安装或螺母紧固形式时，插座壳体7与安装面板之间设置有若干个轴向密封圈6和径向密封圈4，以实现二者的轴向和径向密封。
69.所述的水密插头2和水密插座1中的至少一个设有尾部附件16，该尾部附件包括但不限于屏蔽环，填料函，压紧螺母等零部件。
70.所述紧固件14由耐高温合金钢inconel x-750/inconel-600或铍青铜等材料制成。
71.所述的插针和插孔接触件材料为4j29、4j50、inconel x-750、不锈钢、镍铬丝、镍硅丝等。
72.所述插头和插座壳体的材料为耐高温合金钢inconelx-750/inconel-600、不锈钢(1cr18ni9ti、00cr17ni14mo2、06cr19ni10、 0cr18ni9)、钛合金、4j29等。
73.所述的玻璃绝缘子材料为st-4w/k、bh-8w/k、dm-308、elan 28#、elan88#、wjf-102、st-4g/k、tf-5、ga-13w/k等。
74.所述的高分子材料绝缘子的材料为聚四氟乙烯、peek、pbt等。所述的密封圈的材料为丁腈橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氰化丁腈橡胶等。
75.当插座壳体材料为00cr17ni14mo2电渣钢时，玻璃绝缘子的材料为 st-4w/k，插针接触件的材料为4j29。
76.当插座壳体材料为钛合金时，玻璃绝缘子的材料为bh-8w/k，插针接触件的材料为4j50。
77.当插座壳体材料为4j29时，玻璃绝缘子的材料为dm-308，插针接触件的材料为4j50。
78.当插座壳体材料为00cr17ni14mo2电渣钢、插针接触件的材料为 inconel x-750时，玻璃绝缘子的材料为st-4w/k或ga-13w/k。
79.在本发明其他实施例中，水密插头通过玻璃烧结结构进行密封，水密插座通过密封圈实现内部结构的密封。
80.本发明插头和插座插合过程中，密封圈和烧结结构组成的密闭空间将使空气压缩，连接器内外压强差在插头和插座之间产生分离力。当水密插头和水密插座插合到位时，紧固件上的悬臂簧卡入插座壳体外圆的锁紧台，插头和插座之间由压强差产生的斥力使悬臂簧与插座壳体始终处于锁紧状态，实现了插头与插座的可靠连接。
81.正常插合时，外护套12内部的第二凸台26顶在紧固件14后端，使外护套12无法发生轴向位移，可使紧固件14的悬臂簧19不会因误操作被撑开，保证了插头、插座连接的可靠性。
82.当需要插头与插座分离时，转动外护套12至紧固件14后端的第一凸台17挡住外护套12内部的第二凸台26，此时外护套12内部的第二凸台 26与紧固件14尾部的第一凹槽18对正，轴向推动外护套12，使第二凸台向第一凹槽内插入，同时第二凹槽也供第一凸台进入，此时滑环13在外护套12的带动下轴向运动，紧固件14上的悬臂簧19被顶开，插头和插座在斥力情况下自动分离。
83.本发明可根据不同插合力的需求，一方面通过调整绝缘子与密封圈的位置，调整
空气压缩率，进而改变连接器插合到位时插头和插座之间产生分离力；另一方面通过对紧固件材料，悬臂簧数量、悬臂簧长度、宽度、凸台高度等参数的选择，确定悬臂簧张开时所需的轴向推力，实现插合力可控。
84.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。