一种电磁屏蔽液体密封电连接器的制作方法

文档序号:14942352发布日期:2018-07-13 21:17阅读:109来源:国知局

本发明涉及作为电信号转换和传输的电连接器技术领域,特别是电磁屏蔽液体密封电连接器。



背景技术:

目前,由于受到油井尺寸的限制,石油装备均采用柱状结构设计,以最大化利用狭窄的空间,圆形连接器既可以合理利用空间,也可以实现连接器与石油装备之间的密封。圆形电连接器主要有注塑成型和烧结成型两种形式:注塑成型的连接器气密性较差,工作在高压力的石油井下,容易发生泄漏,导致绝缘不良,无法实现电信号的传输;烧结成型的连接器,一般采用陶瓷基座、玻璃和陶瓷基座共同烧结的方式,但由于烧结工艺存在一定的制约,玻璃在连接两个陶瓷基座时易产生气泡,在高压力环境下,气泡已破裂,也会出现绝缘不良的现象。

同时,由于电连接器工作在石油井中,其伴随着动力电缆和各种信号线,其工作环境必然伴随着强电磁干扰和信号串扰,为了解决这一问题,一般连接器上设计屏蔽线接口或屏蔽管对接口,但由于电连接器工作在井下,准确对接的同时不给连接器带来损坏仍然具有一定的难度。



技术实现要素:

本发明的目的是,提供一种可直接插拔的电磁屏蔽液体密封电连接器,其能够满足油井中电信号的传输和转换应用,克服外壳与插针之间易出现绝缘不良现象的问题,同时可实现密封和对外部干扰信号的屏蔽。

本发明采取的技术方案具体为:一种电磁屏蔽液体密封电连接器,包括同轴设置的管状金属外壳、插针组件、插孔组件和弹性护套;

插针组件包括插针和陶瓷基座,插针贯穿陶瓷基座内部,并固连陶瓷基座;插针组件固定于管状金属外壳的中心孔内,且插针两端分别延伸至金属外壳之外,其中一端为插拔连接端,另一端通过一弹性连接件电连接插孔组件;

插孔组件包括插孔,插孔组件电连接插针一端的对端上设置插入口;

弹性护套套设于插针组件、弹性连接件和插孔组件外周部,且弹性护套一端固连于管状金属外壳的外周部,另一端设有与插孔组件同轴设置的对接通道,插孔组件的插入口与所述对接通道相连通;

弹性护套内周向嵌设有金属屏蔽网,金属屏蔽网一端固定电连接管状金属外壳朝向插孔组件一端的外周部,另一端穿出弹性护套内侧壁,并固定于对接通道插入口周部的弹性护套内侧壁上。

本发明的电连接器中弹性护套可采用橡胶材质。在应用时,弹性护套内的金属屏蔽网一方面可保证外壳与插针之间的绝缘,同时可与外部对接装置屏蔽层电气连接,实现对接后的干扰屏蔽。外部对接装置可经对接通道导向插入插孔组件的插孔中,由于弹性护套以及弹性连接件的设置,使得电连接器本身具有一定的弹性,因此即使插入方向或插入力度难以把握,仍然可以保证外部对接装置的轻松插入,同时电连接器本身不会因插入过程中因插入方向或力度不准确造成的拉伸压缩等微变形,而受到损坏。

优选的,插针组件中,陶瓷基座中部内周通过熔融玻璃固连插针周部,外周通过熔融玻璃固连管状金属外壳;插针组件朝向插孔组件的一端,陶瓷基座与管状金属外壳之间,以及陶瓷基座与插针之间还灌注有胶体。

优选的,插针下端直径大于插针上端直径,插针通过熔融玻璃固连陶瓷基座的部位位于直径较小的一端上。

优选的,所述弹性连接件为上下对称的波纹形状弹片。上下对称的波纹形状弹片可承受上下或左右方向的外力,保障电连接器的电连接性能可靠。

优选的,弹性连接件两端分别设有焊接环,插孔组件下端设有焊接柱,弹性连接件两端的焊接环分别套设并焊接于所述焊接柱和插针上端的周部。优选的,插针下端顶部为半球形,上端顶部为平面,可方便焊接环的连接。

优选的,管状金属外壳朝向插孔组件的一端周部设有金属屏蔽网固定槽,金属屏蔽网下端向内缩口,并焊接固定于所述金属屏蔽网固定槽内。优选的,所述金属屏蔽网固定槽朝向插孔组件一侧的槽底内角为钝角。即该金属屏蔽网固定槽的槽壁倾斜,倾斜角度可与金属屏蔽网收口形成的角度相适应,减小长期使用对金属屏蔽网形成的剪切应力损坏。

优选的,对接通道内周向设有密封环或密封环槽。密封环或密封环槽用于电连接器与外部对接装置对接后的对外密封,防止液体从对接通道处进入电连接器。密封环或密封环槽的设置可根据外部对接装置外壳的形状选择其一,达到密封的目的。密封环可为突出于对接通道内壁表面的环状凸起,密封环槽即环状凹陷。

优选的,管状金属外壳固连弹性护套的一端周部设有多个固定环槽,弹性护套端部内周卡接所述固定环槽。

优选的,管状金属外壳下端周部从下至上依次设有外接螺纹和多个密封环。外接螺纹用于电连接器与其他外部装置的固定连接,密封环则实现固定同时的密封。

优选的,金属屏蔽网为采用银镀紫铜丝编织而成的瓶状编织网结构,网孔密度为50~100目。

有益效果

与现有技术相比,本发明具有以下优点和进步:

1)插针组件的结构设计降低了烧结工艺要求,可保证烧结合件在高温高压环境下,不会出现绝缘不良的现象,使其能够应用于环境更加恶劣的条件;‘

2)弹性连接件通过焊接实现与插针烧结合组件以及插孔组件的电连接,可保证电连接器与对接装置的电气连接;

3)弹性护套和金属屏蔽网的配合使用有效屏蔽了外部电磁场对电连接器内部的干扰,弹性护套与多个密封环的设置可避免外部液体进入电连接器内部。

附图说明

图1是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的结构示意图;

图2是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的烧结合件结构示意图;

图3是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的管状金属外壳结构示意图;

图4是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的插针结构示意图;

图5是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的插孔结构示意图;

图6是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的护管结构示意图;

图7是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的插孔组件结构示意图;

图8是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的陶瓷基座结构示意图;

图9是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的金属屏蔽网结构示意图;

图10是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的弹片结构示意图;

图11是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的玻璃坯a结构示意图;

图12是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的玻璃坯b结构示意图;

图13是本发明一种电磁屏蔽液体密封电连接器的尾部结构局部示意图;

图中:1-烧结合件(插针组件与金属外壳的烧结合体),2-弹片,3-插孔组件,4-金属屏蔽网,5-弹性护套,101-插针,102-管状金属外壳,103-陶瓷基座,104-玻璃坯b,105-玻璃坯a,106-胶体,1021-密封槽,1022-斜坡槽,1023-固定槽,1024-螺纹,301-插孔,302-护管,501-橡胶密封槽,502-对接通道。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

参考图1所示,电磁屏蔽液体密封电连接器,包括同轴设置的管状金属外壳102、插针组件1、插孔组件3和弹性护套5;

插针组件1包括插针101和陶瓷基座103,插针贯穿陶瓷基座内部,并固连陶瓷基座;插针组件1固定于管状金属外壳102的中心孔内,且插针101两端分别延伸至管状金属外壳102之外,其中一端为插拔连接端,另一端通过一弹性连接件2电连接插孔组件3;

插孔组件3包括插孔302,插孔组件3电连接插针101一端的对端上设置插入口;

弹性护套5套设于插针组件1、弹性连接件2和插孔组件3外周部,且弹性护套5一端固连于管状金属外壳102的外周部,另一端设有与插孔组件3同轴设置的对接通道502,插孔组件3的插入口与所述对接通道502相连通;

弹性护套5内周向嵌设有金属屏蔽网4,金属屏蔽网4一端固定电连接管状金属外壳102朝向插孔组件3一端的外周部,另一端穿出弹性护套5内侧壁,并固定于对接通道502插入口周部的弹性护套5内侧壁上。

本发明的电连接器中弹性护套可采用橡胶材质。在应用时,弹性护套内的金属屏蔽网一方面可保证外壳与插针之间的绝缘,同时可与外部对接装置屏蔽层电气连接,实现对接后的干扰屏蔽。外部对接装置可经对接通道导向插入插孔组件的插孔中,由于弹性护套以及弹性连接件的设置,使得电连接器本身具有一定的弹性,因此即使插入方向或插入力度难以把握,仍然可以保证外部对接装置的轻松插入,同时电连接器本身不会因插入过程中因插入方向或力度不准确造成的拉伸压缩等微变形,而受到损坏。

结合图1和图2,插针组件中,陶瓷基座中部的内周部通过熔融玻璃固连插针周部,外周部通过熔融玻璃固连管状金属外壳;插针组件朝向插孔组件的一端,陶瓷基座与管状金属外壳之间,以及陶瓷基座与插针之间还灌注有胶体。

插针组件与管状金属外壳为烧结合件,由插针101、陶瓷基座103、玻璃坯a105、玻璃坯b104装入金属外壳102,在烧结后灌注胶体106而成,其中插针作为内导体,陶瓷基座作为插针与管状金属外壳之间的绝缘体,玻璃坯a作为粘接和密封剂在熔融后将陶瓷基座与插针密封粘连,玻璃坯b作为粘接和密封剂在熔融后将陶瓷基座与金属外壳密封粘连,对烧结后的部件进行灌胶,胶体起到填充空隙和保护烧结合件内的玻璃作用。

插针下端直径大于插针上端直径,插针通过熔融玻璃固连陶瓷基座的部位位于直径较小的一端上。

插孔组件是由插孔301与护管302采用过盈配合压接而成。

弹性连接件2为上下对称的波纹形状弹片。

弹性连接件两端分别设有焊接环,插孔组件下端设有焊接柱,弹性连接件两端的焊接环分别套设并焊接于所述焊接柱和插针上端的周部。插针下端顶部为半球形,上端顶部为平面,可方便焊接环的连接。

弹性护套采用橡胶硫化而成,其中弹性护套包裹着焊接后的插针烧结合件的尾端(上端)、金属屏蔽网、弹片和插孔组件。屏蔽网尾端未被橡胶包裹,屏蔽网尾端与弹性护套尾端内侧壁表面重合。

弹性护套的对接通道内周向设有密封环或密封环槽501。密封环或密封环槽用于电连接器与外部对接装置对接后的对外密封,防止液体从对接通道处进入电连接器。密封环或密封环槽的设置可根据外部对接装置外壳的形状选择其一,达到密封的目的。密封环可为突出于对接通道内壁表面的环状凸起,密封环槽即环状凹陷。

管状金属外壳朝向插孔组件的一端周部设有金属屏蔽网固定槽1022,金属屏蔽网下端向内缩口,并焊接固定于所述金属屏蔽网固定槽内。所述金属屏蔽网固定槽朝向插孔组件一侧的槽底内角为钝角。即该金属屏蔽网固定槽的槽壁倾斜,倾斜角度可与金属屏蔽网收口形成的角度相适应,减小长期使用对金属屏蔽网形成的剪切应力损坏。

管状金属外壳固连弹性护套的一端周部设有多个固定环槽,弹性护套端部内周卡接所述固定环槽。弹性护套顶端(图1中为下端)与金属外壳紧密接触,通过金属外壳尾端的固定槽1023将弹性护套固定,实现弹性护套与烧结合件的密封连接。

管状金属外壳下端周部从下至上依次设有外接螺纹和多个密封环。外接螺纹用于电连接器与其他外部装置的固定连接,密封环则实现固定同时的密封。金属外壳顶端采用螺纹加密封槽设计,实现金属外壳顶端与外部装置对接时,通过螺纹和密封槽密封;密封槽后的台阶面为承压面。

金属屏蔽网为采用银镀紫铜丝编织而成的瓶状编织网结构,网孔密度为50~100目。

实施例2

参阅图1,本实施例中,电磁屏蔽液体密封电连接器,主要是由烧结合件(插针组件与管状金属外壳)1、弹片2、插孔组件3、金属屏蔽网4、弹性护套5构成;

烧结合件1是由插针101、陶瓷基座103、玻璃坯b104、玻璃坯a105装入金属外壳102在烧结后,灌胶而成;其中插针101作为内导体,陶瓷基座103作为插针101与金属外壳102之间的绝缘体,玻璃坯a105作为粘接和密封剂在熔融后将陶瓷基座103与插针101密封粘连,玻璃坯b104作为粘接和密封剂在熔融后将陶瓷基座103与金属外壳102密封粘连,对烧结后的部件进行灌胶,胶体106起到填充空隙和保护烧结合件内的玻璃作用;

插孔组件3是由插孔301、护管302采用过盈配合压接成;

弹片2两端分别焊接在烧结合件1插针101的尾端和插孔组件3插孔301的顶端,实现插孔组件与烧结合件的电气连接;

金属屏蔽网4顶端进行缩口,并将金属屏蔽网4顶端环绕焊接在烧结合件1的金属外壳102尾端的斜坡开槽1022内,实现金属屏蔽网4与金属外壳102电气连接;

柔性的弹性护套5是由橡胶硫化而成,其中弹性护套5包裹着焊接后的烧结合件1的尾端、金属屏蔽网4、弹片2和插孔组件3,弹性护套5尾端设有橡胶密封槽501和对接通道502,金属屏蔽网4尾端与弹性护套5尾端重合,金属屏蔽网4尾端未被橡胶包裹,弹性护套5顶端与金属外壳102紧密接触,通过金属外壳102尾端的固定槽1023将弹性护套5固定,实现弹性护套5与烧结合件1的密封连接。

参阅图2,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的烧结合件1是由插针101、陶瓷基座103、玻璃坯a105、玻璃坯b104装入金属外壳102在烧结后,灌胶而成;其中插针101作为内导体,陶瓷基座103作为插针101与金属外壳102之间的绝缘体,玻璃坯a105作为粘接和密封剂在熔融后将陶瓷基座103与插针101密封粘连,玻璃坯b104作为粘接和密封剂在熔融后将陶瓷基座103与金属外壳102密封粘连,对烧结后的部件进行灌胶,胶体106起到填充空隙和保护烧结合件内的玻璃作用。

参阅图3,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的金属外壳102顶端采用螺纹1024加密封槽1021设计,实现金属外壳102顶端与外部装置对接时,通过螺纹1024和密封槽1021密封;密封槽1021后的台阶端面为承压面;金属外壳102尾端采用开三个凹槽设计,其中斜坡槽1022为焊接金属屏蔽网4,固定槽1023和斜坡槽1022同时具有固定弹性护套5的作用,并实现烧结合件1与弹性护套5之间的密封。

参阅图4,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的插针101为非对称设计,两端直径不等,顶端为球头设计,尾端为端面设计,且尾端直径小于球头直径。

参阅图5,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的插孔301顶端设有焊接柱用于焊接弹片2的焊接环,焊接柱直径与插针尾端的直径相等;且与弹片2的焊接环的内径相等;插孔301尾端对称开两个槽,用于缩口,实现插孔301与护管302的对接端过盈压配。

参阅图6,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的护管302为管状设计,内部两端直径不等,一端是与插孔301过盈压配的对接端,另一端为与外部对接装置对接的插拔端,其中,与外部对接装置对接的插拔端的直径大于与插孔301过盈压配的对接端的直径。

参阅图7,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的插孔组件3,它是由插孔301与护管302过盈压配而成。

参阅图8,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的陶瓷基座103呈管状结构,陶瓷基座103前端内径与插针101球头直径相等,尾端内径与玻璃坯a105的外径相等;陶瓷基座103中部设计一个倒角用于陶瓷基座103与金属外壳102的嵌位,便于烧结时无需固定陶瓷基座103,便实现陶瓷基座103的定位。

参阅图9,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的金属屏蔽网4为无磁、耐磨的银镀紫铜丝编织而成,网孔密度为50~100目,其形状为瓶状编织网结构。

参阅图10,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的弹片2为对称设计,两端设有焊接环,中间为弹性片。

参阅图11,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的玻璃坯a105呈管状结构,其内径与插针101尾端直径相等。

参阅图12,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的玻璃坯b104呈管状结构,其内径与陶瓷基座(103)尾端的外径相等。

参阅图13,本发明的一种电磁屏蔽液体密封电连接器的弹性护套4尾部局部示意图可知,金属屏蔽网4尾端的内表面与弹性护套5尾端的内表面在一个面内,弹性护套4未将金属屏蔽网4包裹,使得外部对接装置的对接端插入弹性护套5的对接通道502与插孔组件3对接时,外部对接装置的对接端的金属层能与金属屏蔽网4紧密接触。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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