一种基于滚动密封的湿插拔连接器

1.本发明的湿插拔连接器可以适用于光缆间、电缆间的连接情况，该插接技术适用于深水、油气等恶劣环境下的带电密闭插拔，特别适用于海底电源线路、通信线路的架设连接方面。


背景技术：

2.伴随着科技进步带来的对海洋资源及其环境的进一步了解，海洋工程、海洋开发进入新阶段。海底油气田、海底矿藏的探测与开采利用、潮汐发电等形成了一些新兴的海洋开发产业。规划建立海底观测网，是进一步认识海洋、经略海洋的必要途径，依托监测网一方面可以对自然灾害如海底地震、海啸等进行预报，实现减灾防灾，也可以实现对海洋环境的监测、分析，有利于海洋环境的保护与海洋资源的合理开发利用，另一方面对国防安全与国家权益提供帮助。所有这些海洋活动都离不开海底铺设的光缆、电缆以及起连接作用的光、电连接器，以此提供海洋活动所需的能量和通信信号，而水下连接器在这当中起了重要作用。上个世纪80年代以来，美欧日等十余个国家都相继建立了永久性的海底观测网，这些都依赖于水下插拔连接器的不断改进与应用。
3.目前国外先进国家已经形成不同电压等级的系列湿插拔电连接器和不同芯数的系列湿插拔光纤连接器，甚至湿插拔光电复合连接器，为拓展各种水下活动提供可能。我国生产的干插拔连接器已经广泛应用，但水下湿插拔的技术还不太成熟，国产产品的应用并不多，产品主要还是来自国外，这种关键技术受制于人的情况对国家安全构成威胁。研制出更多符合要求的水下插拔光电连接器，对于提高企业竞争力，提升整个行业的水平，对于国家安全都是非常有帮助的。
4.对于水下插拔连接器，一种有代表性的结构是具有滚动密封部件的连接器，滚动密封件上有通孔，未连接时通孔与连接器的插座、插头的接插方向垂直，起到密封作用；当需要连接时，插头内的滚动密封件与插座内的滚动密封件相接触进而挤压排空接触面间的水，再通过一定技术转动滚动密封结构，使通孔与接插方向一致，实现水下密封接插，关闭时的操作顺序则相反。这类介绍如专利us006017227a、us006332787b1等，连接器需要用贯穿于插头插座间设有开槽的连杆机构进行推拉，进而打开或关闭通孔，这种操作机构的结构复杂且占用空间。us 20150280355a1介绍另外一种实现密封柱旋转的方法，但需要在两个侧壁上开设多个交叉走向的导向槽，并需要配合滚动密封件上的偏心轴来实现转动，制造复杂，对加工精度要求较高。本发明通过在插头外壳上适当位置固定设置一定的旋转扳手，从而实现对插头与插座的密封柱拨动旋转，这种结构更紧凑，而且容易实现。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供一种能使电缆间的连接、光缆的连接变得更容易，而结构更简单，性能更可靠的湿插拔连接器。
6.具体实施采用下述技术方案：一种基于滚动密封的湿插拔连接器，包括插头和插
座。
7.插头包括插头外壳、插头基底、插头滚动密封柱、滚动密封柱凸轴拨动扳手、插针接线线芯、插针接线外绝缘、插头基底弹簧。插头基底套设在插头外壳内，插头滚动密封柱紧密地镶嵌于插头基底前部的边缘，插头滚动密封柱包括硬质绝缘材料的圆柱形内芯，橡胶类软质绝缘材料的密封柱弹性包裹层，插头密封柱的圆柱形内芯与弹性包裹层上垂直圆柱轴均匀分布若干个相同的插针线芯通孔，插头滚动密封柱的边缘可以从插头基底的边缘的矩形缝隙中部分挤出以增强密封性，插头滚动密封柱的两端各有一段密封柱转轴嵌于插头基底内，插头密封柱通过插头密封柱基底固定盖安装，插头密封柱基底固定盖一端的密封柱转轴再外接一段插头密封柱凸轴（或指向特定方向的楔形结构），插头密封柱凸轴的外凸方向与连接器的轴向成正45度角，插头基底的表面有第一开槽，插头密封柱凸轴处于第一开槽之中，每个插头密封柱的后面都设有插针油箱，插针油箱之间通过油道相连，然后再通过与之垂直连接的第一油道连通到插头基底后方的第一弹性油囊，插针油箱的前后壁上分别开有与插针接线线芯对应的第一插针孔和第二插针孔；插座包括插座外壳、插座基底、插座滚动密封柱、插孔接线线芯和插孔接线外绝缘。插座基底套设在插座外壳内，插座滚动密封柱紧密地镶嵌于插座基底前部的边缘，插座滚动密封柱包括硬质绝缘材料做成的密封柱圆柱形内芯和橡胶类软质绝缘材料做成的密封柱弹性包裹层，插座密封柱的圆柱内芯与弹性包裹层上垂直圆柱轴均匀分布若干个相同的插孔线芯通孔，插座滚动密封柱的边缘可以从插座基底的边缘的矩形缝隙中部分挤出以增强密封性，插座密封柱的两端各有一段与硬芯同材质的插座密封柱转轴嵌于插座基底内，插座滚动密封柱通过插座密封柱基底固定盖安装，插座密封柱基底固定盖一端的插座密封柱转轴再外接一段密封柱凸轴（或指向特定方向的楔形结构），插座密封柱凸轴的外凸方向与连接器的轴向成负45度角，插座基底的表面有第二开槽，插座密封柱的凸轴处于第二开槽之中，每个插座滚动密封柱的后面都有一个插孔油箱，插孔油箱间通过油道相通，然后再通过与之垂直相连的第二油道连通到插座基底后方的第二弹性油囊，插孔油箱的前后壁上有与插孔接线线芯对应的第三通孔与第四通孔。
8.进一步地，插头外壳上固定有数个插头密封柱凸轴拨动扳手和相同数量的插座密封柱凸轴拨动扳手。
9.进一步地，插头外壳的后端有插头内外压力平衡孔使得插头外壳的内外相通，插座外壳的后端有插座内外压力平衡孔使得插座外壳的内外相通。
10.本发明的有益之处在于：1.水下连接器的一个工作特点是要在密闭绝缘环境下进行通断。在插头外壳上固定设置了分别与插头密封柱凸轴、插座密封柱凸轴相对应的插头密封柱凸轴旋转扳手和插座密封柱凸轴旋转扳手。当插头与插座紧密接处时，插头基底与插座基底表面的第一开槽、第二开槽平滑相接成一个更长拼接槽，拼接槽一方面可以对插头与插座连接起导向作用，防止错位，并且对插头基底起限位作用，防止基底从外壳脱出。随着插头外壳与插座外壳的接触交叉，插头外壳上的插头密封柱凸轴拨动扳手与插座密封柱凸轴拨动扳手同时在拼接槽内滑动，插头密封柱凸轴拨动扳手与插头密封柱的轴心错位，插座密封柱凸轴拨动扳手与插座密封柱的轴心错位，当插头密封柱凸轴拨动扳手与插头密封柱凸轴相接触并进一步移动时，刚好能拨动凸轴旋转90度，这时的插座密封柱凸轴拨动扳手也同时拨动插座密封
柱凸轴反方向旋转90度。从而使得相接触的插头密封柱与插座密封柱上的通孔相接，同时插针油箱中的插针可以穿过两密封柱通孔进入插孔油箱，并在插孔油箱中对应位置的插孔内芯相接，完成密闭环境中插接过程。当需要断开连接时，两密封柱分别被各自的扳手拨动，但旋转方向与相连接时相反，各自旋转90度复位，密封柱恢复密封，插头与插座密闭断开连接。
11.2.水下连接器的另一个工作特点是内外压力平衡下进行通断。深水进行连接器插接作业时，由于水压作用，将使得连接器插接操作难以进行，本发明设置了插针油箱、插孔油箱、以及与插针油箱相接的第一弹性油囊，与插孔油箱相接的第二弹性油囊。在插头外壳与插座外壳的底部分别设有与外界连通的开孔，从而保证第一弹性油囊、第二弹性油囊内部压力与外界相平衡。
附图说明
12.图1为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器的外观图。
13.图2为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器的整体结构图。
14.图3为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器连接时插头基底和插座基底的外观图。
15.图4为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器插头基底的结构示意图。
16.图5为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器插头与插座刚接触时的剖视图。
17.图6为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器插头与插座滚动密封刚接触时的侧视图。
18.图7为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器插头与插座滚动密封刚要打开，插针刚要进入密封柱通道时的侧视图。
19.图8为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器插头与插座滚动密封都打开，插针穿过密封柱通道进入插孔油箱并与插孔处于连接状态的侧视图。
20.图9为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器插头与插座滚动密封都打开，插针穿过密封柱通道进入插孔油箱并与插孔处于连接状态的俯视图。
21.图10为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器一对密封柱刚接触时的密封柱与拨动扳手状态俯视图。
22.图11为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器一对密封柱的凸轴刚与对应拨动动扳接触时的密封柱与拨动扳手状态俯视与侧视图。
23.图12为本发明一种基于滚动密封的湿插拔连接器的一对密封柱刚被拨动扳手打开时的密封柱与拨动扳手状态俯视图。
24.附图标记：连接器0、插头1、插座2、插头外壳3、插座外壳4、插头基底5、插座基底6、插头滚动密封柱7、插座滚动密封柱8、插头密封柱凸轴拨动扳手9、插座密封柱凸轴拨动扳手10、第一开槽11、第二开槽12、插针13、插孔14、插针油箱15、插孔油箱16、插针接线线芯17、插针接线外绝缘171、第一插针通孔172、第二插针通孔173、插孔接线线芯18、插孔接线外绝缘181、插头压力平衡孔19、插座压力平衡孔20、第一弹性油囊21、第二弹性油囊22、插针油箱间油道23、第一油道231、插孔油箱间油道24、第二油道241、插头基底弹簧25、插头基底前部51、插头基底后部52、插头滚动密封柱基底固定盖53、插头基底前后部连接螺丝54、
插座基底前部61、插座基底后部62、插座滚动密封柱基底固定盖63、插头密封柱圆柱形内芯71、插头密封柱弹性包裹层72、插针通孔73、插头密封柱转轴74、插头密封柱凸轴75、插座密封柱圆柱形内芯81、插座密封柱弹性包裹层82、插孔通孔83、插座密封柱转轴84、插座密封柱凸轴85。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.一种基于滚动密封的湿插拔连接器，包含插头、插座。插头包括：插头外壳；插头基底；插头滚动密封柱；插头密封柱凸轴拨动扳手；插座密封柱凸轴拨动扳手；插头第一开槽；插针；插针油箱；插针接线线芯；插针接线外绝缘；插头压力平衡孔；第一油道；第一弹性油囊；插头基底弹簧。
27.插头基底包括：插头基底前部；插头基底后部；插头密封柱基底固定盖；插头基底前后部连接螺丝。插头基底的前部镶嵌插头滚动密封柱。
28.插头滚动密封柱包含：插头密封柱圆柱形内芯；插头密封柱弹性包裹层；插头密封柱圆柱形内芯与插头密封柱弹性包裹层上均匀分布内外重合的用于插针线芯的插入与拔出的插针通孔；插头密封柱圆柱形内芯的两端有半径较细的密封柱转轴；一端的密封柱转轴通过插头密封柱基底固定盖上的圆柱形孔穿出，插头密封柱转轴长度与圆柱形孔深度一样，半径相同，该轴末端延伸连接插头密封柱凸轴（或指向特定方向的楔形结构），插头密封柱凸轴的作用是被固定于外壳的插头密封柱凸轴拨动扳手拨动旋转，从而接通或断开对应的插针与插孔。
29.插座包括：插座外壳；插座基底；插座滚动密封柱；第二开槽；插孔；插孔油箱；插孔接线线芯；插孔接线外绝缘；插座压力平衡孔；第二油道；第二弹性油囊。
30.插座基底包括：插座基底前部；插座基底后部；插座密封柱基底固定盖。插座基底的前部镶嵌插座滚动密封柱。
31.插座滚动密封柱包含：圆柱形内芯；弹性包裹层；插座密封柱圆柱形内芯与插座密封柱弹性包裹层上均匀分布内外重合的用于插针线芯的插入与拔出的通孔；插座密封柱圆柱形内芯的两端有半径较细的密封柱转轴；一端的密封柱转轴通过插座密封柱基底固定盖上的圆孔穿插出，插座密封柱转轴长度与圆孔深度一致，半径大小相同，其末端再延伸有密封柱凸轴（或指向特定方向的楔形结构），插座密封柱凸轴的作用是被固定于插头外壳的插座密封柱凸轴拨动扳手拨动旋转，从而接通或断开对应的插针与插孔。
32.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。