一种电连接器的供电端、输出端、组件及制造方法与流程

[0001]
本发明涉及电连接器技术领域，具体涉及一种电连接器的供电端、输出端、组件及制造方法。


背景技术：

[0002]
水下(深水)作业过程中，设备对接、调试、维修过程中，不能进行带电电缆分离，使得对任何部件或分系统维修时，不得不把大系统断电，再分离。这样使得系统停止运行，系统实时数据无法实现实时性。分离的设备需要在地面安装，这样必需将系统设备启运到水上进行维修、安装。这样过程造成成本高、周期长、难度大等问题。
[0003]
现有的连接器，大多采用插接的方式，长此以往，插针和插孔都会产生短路、氧化、锈蚀，造成接触不良，无论是采取特殊材料还是特殊工艺处理，还会不同等级的氧化、锈蚀，直接影响可靠性和使用。


技术实现要素：

[0004]
本发明的发明目的在于：提供了一种便于在水下使用、克服现有插接方式所带来的氧化、锈蚀和接触不良缺陷的一种电连接器的供电端、输出端、组件及制造方法。
[0005]
第一方面：一种电连接器组件，包括可拆卸连接的供电端和输出端；
[0006]
所述供电端包括供电壳体，设置在所述供电壳体内的初级变压器、检测开关、用于对接所述输出端的定位孔以及穿出所述供电壳体的供电线缆，所述供电线缆包括第一电源输入线、第二电源输入线和信号线，所述第一电源输入线与所述初级变压器连接，所述第二电源输入线和信号线分别与所述检测开关连接，所述检测开关的输出信号用于控制所述第一电源输入线中外部电源的通/断；
[0007]
所述输出端包括输出壳体，设置在所述输出壳体内用于与所述初级变压器进行磁耦合的次级变压器、用于触发所述检测开关的磁铁、用于对接所述定位孔以实现可拆卸连接的定位销以及穿出所述输出壳体的输电线缆。
[0008]
作为本申请一种可选的实施方式，所述第一电源输入线与外部的直流输入电源或交流输入电源连接，所述第二电源输入线与外部的直流电源连接；
[0009]
所述供电壳体内还集成有dc-dc转换模块或dc-ac转换模块；
[0010]
所述dc-dc转换模块与所述检测开关连接；
[0011]
所述dc-ac转换模块分别与所述直流输入电源、检测开关和初级变压器连接；
[0012]
作为本申请一种可选的实施方式，所述供电壳体内还集成有保护装置，所述保护装置分别与所述检测开关和初级变压器连接；
[0013]
所述输出壳体内还集成有ac-dc转换模块，所述ac-dc转换模块分别与所述次级变压器和输电线缆连接。
[0014]
第二方面：一种供电端，所述供电端包括供电壳体，设置在所述供电壳体内的初级变压器、检测开关、用于对接配合使用输出端的定位孔以及穿出所述供电壳体的供电线缆，
所述供电线缆包括第一电源输入线、第二电源输入线和信号线，所述第一电源输入线与所述初级变压器连接，所述第二电源输入线和信号线分别与所述检测开关连接，所述检测开关的输出信号用于控制所述第一电源输入线中外部电源的通/断。
[0015]
作为本申请一种可选的实施方式，所述第一电源输入线与外部的直流输入电源或交流输入电源连接，所述第二电源输入线与外部的直流电源连接；
[0016]
所述供电壳体内还集成有dc-dc转换模块或dc-ac转换模块；
[0017]
所述dc-dc转换模块与所述检测开关连接；
[0018]
所述dc-ac转换模块分别与所述直流输入电源、检测开关和初级变压器连接。
[0019]
作为本申请一种可选的实施方式，所述供电壳体内还集成有保护装置，所述保护装置分别与所述检测开关和初级变压器连接。
[0020]
第三方面：一种输出端，所述输出端包括输出壳体，设置在所述输出壳体内用于与供电端进行磁耦合的次级变压器、用于触发所述供电端工作的磁铁、用于对接所述供电端中的定位孔以实现可拆卸连接的定位销以及穿出所述输出壳体的输电线缆。
[0021]
作为本申请一种可选的实施方式，所述输出壳体内还集成有ac-dc转换模块，所述ac-dc转换模块分别与所述次级变压器和输电线缆连接。
[0022]
第四方面：一种电连接器组件的制造方法，应用于第一方面所述的一种电连接器组件，所述方法包括：
[0023]
装配各变压器；其中，所述变压器包括初级变压器和次级变压器；
[0024]
将装配好的变压器进行真空浸漆后，装入对应的壳体中；其中，所述壳体包括供电壳体和输出壳体；
[0025]
在所述壳体中装入检测开关或磁铁后，装入对应的电缆；
[0026]
再进行电装装配；
[0027]
装配后根据制造电连接器组件类型的不同，进行对应的处理和灌封；其中，所述电连接器组件类型包括水下无接点类型和防爆无接点类型。
[0028]
作为本申请一种可选的实施方式，所述根据制造电连接器组件类型的不同，进行对应的处理和灌封，具体包括：
[0029]
为水下无接点类型时，对装入的电缆进行硫化处理；待硫化完成后，对壳体进行充油；
[0030]
为防爆无接点类型时，装入安全栅；安装完成后，再进行灌胶。
[0031]
采用上述技术方案，具有以下优点：本发明提出的一种电连接器的供电端、输出端、组件及制造方法，通过可拆卸连接的供电端和输出端，并利用磁耦合的原理，实现水下的带电插拔，不产生电火花，安全性高且操作方便；同时也克服了现有技术中，采用插接的方式带来的氧化、锈蚀以及接触不良的缺陷。
附图说明
[0032]
图1是本发明实施例所提供的一种电连接器组件中供电端的结构示意图；
[0033]
图2是本发明实施例中供电端加装防水盖的结构示意图；
[0034]
图3是本发明实施例所提供的一种电连接器组件中输出端的结构示意图；
[0035]
图4是本发明实施例中输出端加装连接件的结构示意图；
[0036]
图5是本发明实施例中输出端组装完成后的结构示意图；
[0037]
图6是本发明实施例所提供的一种电连接器组件中供电端和输出端连接后的结构示意图；
[0038]
图7是本发明实施例所提供的一种ac-ac型的原理示意图；
[0039]
图8是本发明实施例所提供的一种ac-dc型的原理示意图；
[0040]
图9是本发明实施例所提供的一种dc-dc型的原理示意图；
[0041]
图10是本发明实施例所提供的一种通讯型电连接器的原理示意图；
[0042]
图11是本发明实施例所提供的一种加入断路器的原理示意图；
[0043]
图12是本发明实施例所提供的一种电连接器组件的制造方法的流程图。
具体实施方式
[0044]
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。
[0045]
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
[0046]
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0047]
参考图1至图11所示，一种电连接器组件，包括可拆卸连接的供电端和输出端；
[0048]
所述供电端包括供电壳体100，设置在所述供电壳体内的初级变压器101、检测开关102、用于对接所述输出端的定位孔103以及穿出所述供电壳体100的供电线缆104，所述供电线缆104包括第一电源输入线、第二电源输入线和信号线，所述第一电源输入线与所述初级变压器101连接，所述第二电源输入线和信号线分别与所述检测开关102连接，所述检测开关103的输出信号用于控制所述第一电源输入线中外部电源的通/断；本实施例中，参照图6，线缆中线芯的4和5表示第一电源输入线，线缆中线芯的1和3表示第二电源输入线，线缆中线芯的2表示所述检测开关的输出信号。
[0049]
所述输出端包括输出壳体，设置在所述输出壳体内用于与所述初级变压器101进行磁耦合的次级变压器200、用于触发所述检测开关102的磁铁201、用于对接所述定位孔103以实现可拆卸连接的定位销203以及穿出所述输出壳体的输电线缆。
[0050]
具体地，供电壳体和输出壳体均采用316l不锈钢材质；初级变压器和次级变压器均通过相应的多个磁芯和多个线圈组合而成，以形成对应的封装体，并加装有对应的防水盖，即图1至图4中的105或205,；参照图5，所述输出端的还包括设置的连接件204，所述输出壳体嵌设在内，且所述连接件204向外延伸以形成一容置空间，所述容置空间的大小适配于所述供电壳体，用于在所述供电端和输出端连接时，连接的更加紧密、可靠。
[0051]
各线缆与对应的封装体之间设有密封圈；其中，所述磁芯材料选用“镍钢片”，其特
性是：磁通密度高、初始磁导率高、最高工作温度高、铁芯损耗中等、温度稳定性好、加工性良；磁芯外形选用rm型，其特点是：适合高密度装配、磁芯成本高、线架成本低、绕线成本低、绕线容易、组合简单、散热效果好、屏蔽效果好；所述线圈采用直焊型聚酯亚胺漆包线qzyh或seiw制成；
[0052]
供电线缆和输电线缆均为多芯线，其各个芯线的用途，除了上述的定义外，还有多个用途；例如，另一实施例中，所述供电线缆和输电线缆还包括通讯信号线，所述通讯信号线的线数在此不做限制，这样在电连接器组件具有供电的功能基础上，还具备通讯功能；为满足通讯的高频要求，电磁转换线圈的工艺要求高，所述线圈采用绞线litz制成；
[0053]
相应的，为了描述方便，将还具备通讯功能的称为通讯型电连接器；只具有供电功能的称为功率型电连接器；
[0054]
其中，所述第一电源输入线与外部的直流输入电源或交流输入电源连接，所述第二电源输入线与外部的直流电源连接；
[0055]
所述供电壳体内还集成有dc-dc转换模块或dc-ac转换模块；
[0056]
所述dc-dc转换模块与所述检测开关连接；
[0057]
所述dc-ac转换模块分别与所述直流输入电源、检测开关和初级变压器连接。
[0058]
从附图中也可看出，所述第一电源输入线可接入直流电源或是交流电源，若为直流电源，由于线圈需要交流电来产生磁场，则需要所述dc-ac转换模块处理后给初级变压器供电；通过第二电源输入线输入直流电，并经过dc-dc转换模块或dc-ac转换模块转换后再供电于所述检测开关，其取决于所述第一电源输入线输入的电源类型，本实施例中，所述检测开关采用霍尔开关；
[0059]
应用时，为了输出直流电源从而为设备供电，所述输出壳体内还集成有ac-dc转换模块，所述ac-dc转换模块分别与所述次级变压器和输电线缆连接；
[0060]
所以，根据输入、输出的电源类型不同，存在以下几种情况：
[0061]
1、ac-ac型；2、ac-dc型；3、dc-dc型；4、dc-ac型；其具体的原理框图如图7至图9所示，dc-ac型与图9的区别是没有对应的ac-dc转换模块。
[0062]
需要说明的是，附图中的初级电磁转换即为所述初级变压器，附图中的次级磁电转换即为所述次级变压器；
[0063]
参照图10，在通讯型电连接器中，与功率型产品区别是电磁转换磁芯材料应满足高频要求，电磁转换线圈的工艺要求高，同时集成了多组高频电磁转换组件以构成对应的变压器，并根据通讯信号的线数，设置合适的高频电磁转换组件数量。
[0064]
当供电端和输出端未连接时，霍尔开关断开，使得对输入电压(信号)不能加到供电端；当供电端和输出端接触时，磁铁使得霍尔开关闭合，霍尔开关控制输入电压加载到供电端的初级变压器，经过磁耦合后，对应的次级变压器产生电压输出，经过变换可以输出交流电压或直流电压。
[0065]
通过上述方案，通过可拆卸连接的供电端和输出端，并利用磁耦合的原理，实现水下的带电插拔，不产生电火花，可在gb3836.1-2010爆炸性环境(i级、ii级)使用，安全性高且操作方便；同时也克服了现有技术中，采用插接的方式带来的氧化、锈蚀以及接触不良的缺陷。
[0066]
进一步地，为了使控制更加方便，当连接器断开时供电自动断电，使用户使用时不
需要再设计断电控制；参照图11，所述供电壳体内还集成有保护装置，所述保护装置分别与所述检测开关和初级变压器连接。实施时，所述保护装置采用断路器，通过所述检测开关的信号来触发断路器的脱扣与合闸，进而实现对电源的控制。
[0067]
本发明还提供一种供电端，该供电端的结构与上述电连接器组件中的供电端的结构相同，此处不再赘述。
[0068]
本发明还提供一种输出端，该输出端的结构与上述电连接器组件中的输出端的结构相同，此处不再赘述。
[0069]
参照图12所示，本发明实施例还提供了一种一种电连接器组件的制造方法，应用于前文所述的一种电连接器组件，所述方法包括：
[0070]
s101，装配各变压器；其中，所述变压器包括初级变压器和次级变压器。
[0071]
具体地，电连接器组件参见前文所述，不再赘述；初级变压器和次级变压器均通过相应的多个磁芯和多个线圈组合而成，以形成对应的封装体；所述线圈包括初级线圈和次级线圈，所述磁芯材料选用“镍钢片”，磁芯外形选用rm型。
[0072]
s102，将装配好的变压器进行真空浸漆后，装入对应的壳体中；其中，所述壳体包括供电壳体和输出壳体。
[0073]
具体地，即对所述初级变压器和次级变压器进行真空浸漆处理后，所述初级变压器装入所述供电壳体，所述次级变压器装入所述输出壳体。
[0074]
s103，在所述壳体中装入检测开关或磁铁后，装入对应的电缆。
[0075]
具体地，即将所述检测开关或磁铁装入对应的封装体，其中，定位孔以实现相适配的定位销也设置在对应的封装体上；所述电缆与各封装体的连接端面设有密封圈，所述电缆包括供电线缆和输电线缆。
[0076]
s104，再进行电装装配。
[0077]
s105，装配后根据制造电连接器组件类型的不同，进行对应的处理和灌封；其中，所述电连接器组件类型包括水下无接点类型和防爆无接点类型。
[0078]
具体地，为水下无接点类型时，对装入的电缆进行硫化处理；待硫化完成后，对壳体进行充油；
[0079]
为防爆无接点类型时，装入安全栅；安装完成后，再进行灌胶；所述油为绝缘油，所述胶为绝缘导热胶。
[0080]
通过上述方案，经过相应的工艺制造出的电连接器组件，实现了水下作业时电缆的带电插拔；实现了不需要其它措施就能够实现防爆环境的使用和带电插拔操作；也提高了相应的防护等级。
[0081]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。