一種高耐壓密封連接器及其電纜制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及需要耐高壓密封電氣連接的領(lǐng)域，尤其涉及一種高耐壓密封連接器及其電纜制作方法。其中，耐高壓密封連接器包括：艙內(nèi)安裝的插座、與插座配合的插頭、在艙壁安裝孔中起密封作用的O型密封圈以及將艙外導(dǎo)線與插頭連接的壓接端子和其在艙外起密封作用的膠套。本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了在有較短長(zhǎng)度、較小直徑的結(jié)構(gòu)尺寸約束和高耐壓絕緣要求等密封艙段的電氣連接，解決了常規(guī)密封連接器體積較大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的問(wèn)題，提高了密封艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、艙內(nèi)電氣設(shè)計(jì)的靈活性。
【專利說(shuō)明】一種高耐壓密封連接器及其電纜制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油勘探儀器、壓力管道內(nèi)檢測(cè)儀器、深水下工作儀器等需要耐高壓密封電氣連接的領(lǐng)域，尤其涉及一種高耐壓密封連接器及其電纜制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]石油勘探儀器、壓力管道內(nèi)檢測(cè)儀器、深水下工作儀器等儀器，工作環(huán)境為高壓力液體，因此外部電氣連接的連接器和電纜要承受較高液體壓力，一般在IMPa?15MPa。目前，國(guó)內(nèi)外商品化的耐高液體壓力連接器，一般體積較大，只能滿足較大儀器設(shè)備應(yīng)用要求。
[0003]對(duì)于壓力管道內(nèi)檢測(cè)器，為了提高其彎管通過(guò)性，一般采用多節(jié)密封艙段萬(wàn)向節(jié)連接的方式且各艙段尺寸盡可能的小，各艙段之間采用耐高液體壓力連接器和電纜連接。對(duì)于中小口徑的壓力管道內(nèi)檢測(cè)器，受尺寸限制，市面上成熟的耐高液體壓力連接器及電纜不能滿足要求，因此需要一種小型化的耐高壓密封連接器及電纜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了滿足上述需求，本發(fā)明提供一種耐高壓密封連接器及電纜制作方法，可承受15MPa、70 V液體壓力，絕緣電阻可達(dá)500M Ω，滿足中小口徑的壓力管道內(nèi)檢測(cè)器各艙段之間電氣連接需求。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種耐高壓密封連接器，包括:艙內(nèi)安裝的插座、與插座配合的插頭、在艙壁安裝孔中起密封作用的O型密封圈以及將艙外導(dǎo)線與插頭連接的壓接端子和其在艙外起密封作用的膠套；其中，
[0006]連接器插座采用螺釘固定方式與有密封要求的艙體結(jié)構(gòu)固定；連接器插座與連接器插頭通過(guò)插座的插接孔與插頭的插接針連接；連接器插頭通過(guò)其主體結(jié)構(gòu)上的雙層O型密封圈與有密封要求的艙體結(jié)構(gòu)連接；艙體外的導(dǎo)線與壓接端子通過(guò)壓接工具壓接后連接，連接后的壓接端子與膠套的容納壓接端子的孔一一對(duì)應(yīng)連接，然后將連接好的壓接端子的膠套與連接器插頭連接。
[0007]優(yōu)選的，所述插座安裝在艙內(nèi)壁的安裝孔中，插座外形為一端有法蘭的圓柱形，法蘭上有4個(gè)均勻分布的用于插座安裝的螺釘孔；插座基底材料為聚醚醚酮(PEEK)，前端是插接孔，插接孔中是導(dǎo)體芯，導(dǎo)體芯延伸到后端突出法蘭端面形成焊線杯；插接孔中有三個(gè)孔比其余孔的孔徑大、深度深，所述其余孔的規(guī)格保持一致。
[0008]優(yōu)選的，所述插頭與插座插孔配合的插接針中有三個(gè)針比其余針直徑大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，所述其余針的規(guī)格一致；插頭插接針從前端面延伸到后端面，后端面的插針規(guī)格一致；插座基底材料為聚醚醚酮(PEEK)，前端有304不銹鋼罩；插頭基底的形狀為圓柱，在圓周中間有兩道用于安裝O型密封圈的槽，在末端有用于安裝膠套的肩以及與膠套配合起密封作用的棱。
[0009]優(yōu)選的，O型圈的材料為氟橡膠，每個(gè)插頭配2個(gè)O型密封圈。
[0010]優(yōu)選的，膠套的材料為氟橡膠，形狀是杯型，其中有與插頭肩上的棱套配合的密封槽、容納壓接端子的孔、容納導(dǎo)線并起密封作用的錐形杯。
[0011]優(yōu)選的，壓接端子外形為圓柱，兩端有兩個(gè)獨(dú)立的孔；其中一個(gè)孔用于與插頭末端插針插接，孔壁按弧形切開(kāi)形成彈性舌，在與插頭末端插針插接時(shí)提供插接壓力；另一孔與導(dǎo)線導(dǎo)體芯壓接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種基于所述小型化的耐高壓密封連接器的電纜制作方法，包括如下步驟:
[0013]第I步:將導(dǎo)線頭部從膠套錐形杯底部插入膠套，從膠套另一端拉出線頭；
[0014]第2步:將導(dǎo)線剝頭，將導(dǎo)體芯捻成一股，均勻鍍一層錫，將壓接端子插在導(dǎo)線線頭上，用專用壓接鉗將導(dǎo)線和壓接端子壓接；
[0015]第3步:參照第I?2步，完成全部壓接端子與導(dǎo)線的壓接；
[0016]第4步:將2個(gè)O型密封圈分別裝到插頭的兩道槽上；
[0017]第5步:將壓接后的壓接端子分別插在插頭末端的針上，將膠套套在插頭肩上，按壓到底；
[0018]第6步:如有需要，對(duì)膠套尾部有關(guān)導(dǎo)線進(jìn)行雙絞、分束、捆扎的操作；
[0019]第7步:在電纜整體及分束外部套熱縮套管，如有需要，添加電纜標(biāo)識(shí)；
[0020]第8步:參照第I?5步，完成另一端的導(dǎo)線、膠套、壓接端子、膠套及插頭之間的裝配；
[0021]第9步:將熱縮套管熱縮到位，在熱縮管與膠套之間空隙纏繞自粘膠帶；
[0022]第10步:將艙內(nèi)導(dǎo)線焊接在插座尾部的焊線杯上，用熱縮套管保護(hù)；
[0023]第11步:將插座從艙內(nèi)側(cè)裝入艙壁上的連接器安裝孔內(nèi)，并由螺釘固定；
[0024]第12步:在插頭上的兩道密封圈上涂適量硅脂，從艙段外側(cè)將插頭的針與插座的孔對(duì)準(zhǔn)后，將插頭插入艙壁安裝孔內(nèi)，并在插頭的肩上均勻用力將頭推入，使插頭的肩面與艙壁外表面平齊；
[0025]第13步:參照第10?12步，完成另一端插頭、插座的裝配。
[0026]有益效果:
[0027]采用本發(fā)明的密封連接器和其電纜制作方法，可以實(shí)現(xiàn)在有較短長(zhǎng)度、較小直徑的結(jié)構(gòu)尺寸約束和高耐壓絕緣要求等密封艙段的電氣連接，為耐壓高達(dá)15MPa以內(nèi)的密封艙體，提供了一種小尺寸的電氣轉(zhuǎn)接方式，解決了常規(guī)密封連接器體積較大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的問(wèn)題，提高了密封艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、艙內(nèi)電氣設(shè)計(jì)的靈活性；采用了膠套與電纜導(dǎo)線連接方式、以及本發(fā)明膠套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能有效實(shí)現(xiàn)艙體外電纜的密封和承壓，有利于實(shí)現(xiàn)艙外電纜插拔，便于電纜維修和維護(hù)；采取了分體的插頭和插座連接方式，便于艙外電氣和艙內(nèi)電氣的測(cè)試、安裝和維修，在需要進(jìn)行密封艙內(nèi)電氣測(cè)試和維修時(shí)，能較方便的拔出插頭。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例中的小型化耐高壓密封連接器的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例中的小型化耐高壓密封連接器的插座的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖3是本發(fā)明具體實(shí)施例中的小型化耐高壓密封連接器的插頭的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖4是本發(fā)明具體實(shí)施例中的小型化耐高壓密封連接器的膠套的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖5是本發(fā)明具體實(shí)施例中的小型化耐高壓密封連接器的壓接端子的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖6是本發(fā)明具體實(shí)施例中的電纜制作方法的流程圖。
[0034]圖7是本發(fā)明具體實(shí)施例中的電纜制作方法的第I步的操作示意圖。
[0035]圖8是本發(fā)明具體實(shí)施例中的電纜制作方法的第2步的操作示意圖。
[0036]圖9是本發(fā)明具體實(shí)施例中的電纜制作方法的第4步的操作示意圖。
[0037]圖10是本發(fā)明具體實(shí)施例中的電纜制作方法的第5步的操作示意圖。
[0038]圖11是本發(fā)明具體實(shí)施例中的電纜制作方法的第9步的操作示意圖。
[0039]圖12是本發(fā)明具體實(shí)施例中的電纜制作方法的第12步的操作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0041]如圖1和圖4所示，本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的耐高壓密封連接器，由插座1、插頭2、O型密封圈3、膠套4以及膠套內(nèi)的壓接端子14組成。其中，插座I為密封艙體內(nèi)安裝；插頭2為密封艙體中安裝，與插座配合；0型密封圈3為在插頭2在艙壁安裝孔中起密封作用；膠套內(nèi)的壓接端子14為將艙外導(dǎo)線與插頭提供連接；膠套4為插頭2、壓接端子14的艙外密封和安全保護(hù)。
[0042]插座I采用螺釘固定方式與有密封要求的艙體結(jié)構(gòu)固定，插座I從在艙內(nèi)安裝與艙內(nèi)導(dǎo)線連接，插座2與插頭I通過(guò)插座的插接孔與插頭的插接針連接配合，插頭2通過(guò)其主體結(jié)構(gòu)上的雙層O型密封圈3與有密封要求的艙體結(jié)構(gòu)連接，起密封作用，膠套4在艙外起密封作用，艙體外的導(dǎo)線與壓接端子14通過(guò)壓接工具壓接后，連接后的壓接端子14與膠套2的容納壓接端子的孔一一對(duì)應(yīng)連接，然后將連接好的壓接端子14的膠套4與連接器插頭2連接，這種連接器大部分結(jié)構(gòu)在艙壁安裝孔中，只有膠套在艙外，插座尾端很少一部分在艙內(nèi)，因此有效空間占用率極小，極適合中小口徑管道內(nèi)檢測(cè)器各艙段之間的電氣連接。
[0043]連接器插座與密封艙結(jié)構(gòu)的螺釘連接，既能保證插座的固定，又能保證當(dāng)插頭與插座對(duì)插后，保護(hù)插頭受到艙體外部壓力時(shí)的結(jié)構(gòu)固定作用。
[0044]本發(fā)明實(shí)施方案中的插座外形如圖2所示，是一個(gè)一端有法蘭的圓柱形，法蘭上有4個(gè)均勻分布用于插座安裝的螺釘孔5。插座基底材料為強(qiáng)度PEEK，其重量輕、輕度高、絕緣性能好。插座前端是插接孔6，插接孔中是導(dǎo)體芯，導(dǎo)體芯延伸到后端突出法蘭端面形成焊線杯7，這種結(jié)構(gòu)節(jié)省材料、可靠性好。插接孔中有三個(gè)孔的比其它孔徑大、深度深，其余孔規(guī)格一致，這樣在插孔分布對(duì)稱的情況下，可以示出插孔的方向性。
[0045]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施方案中的插頭與插座插孔配合的插接針8中，相應(yīng)地，有三個(gè)比其余針直徑大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，其余針的規(guī)格一致，這樣在插頭和插座插接配合時(shí)，長(zhǎng)粗針與深粗孔先配合可以起到很好的導(dǎo)向作用，還可以防止插錯(cuò)。插頭插接針8從前端面延伸的后端面，后斷面插針規(guī)格一致，這種結(jié)構(gòu)節(jié)省材料、可靠性好。插座基底材料為高強(qiáng)度PEEK，其重量輕、輕度高、絕緣性能好，插座前端有304不銹鋼罩12，耐磨、耐壓可以起到保護(hù)作用。插頭基底基本形狀是圓柱，在圓周中間有兩道用于安裝O型密封圈的槽9，在末端有用于安裝膠套的肩10以及與膠套配合起密封作用的棱11。
[0046]本發(fā)明實(shí)施方案中的O型密封圈的材料為氟橡膠，耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕、強(qiáng)度好。每個(gè)插頭配2個(gè)O型密封圈，密封可靠性高。
[0047]如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施方案中膠套基本形狀是杯型，材料為氟橡膠，耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕、強(qiáng)度好，膠套內(nèi)部有密封槽13、內(nèi)部底面有分布孔插頭插針?lè)植家恢碌目?4，外部底面有與孔14 一一對(duì)應(yīng)貫通的無(wú)底錐形杯15 (為便于觀察，圖4中做了簡(jiǎn)化處理，只畫出了 2個(gè)孔和錐形杯)。膠套與插頭及壓接端子和導(dǎo)線配合后，密封槽13與插頭肩上的棱配合實(shí)現(xiàn)密封，壓接端子容納在孔14中并與插頭尾端插針插接，導(dǎo)線穿過(guò)錐形杯15與壓接端子連接，導(dǎo)線與錐形杯緊密配合實(shí)現(xiàn)密封，這樣所有導(dǎo)電部分均在膠套的密封保護(hù)之中。
[0048]如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例中的壓接端子外形為圓柱，兩端有兩個(gè)獨(dú)立的孔，一個(gè)孔16用于與插頭末端插針插接，孔壁按弧形切開(kāi)形成彈性舌17，可在與插頭末端插針插接時(shí)提供插接壓力，提高接觸可靠性；另一孔18與導(dǎo)線導(dǎo)體芯壓接。
[0049]下面結(jié)合圖6?圖12(為觀察和畫圖方便，做了簡(jiǎn)化處理，導(dǎo)線、錐形杯、孔、壓接端子、插針等均只畫其中的一個(gè))具體說(shuō)明本發(fā)明的基于所述耐高壓密封連接器的電纜制作方法:
[0050]第I步:將導(dǎo)線頭部從膠套錐形杯底部插入膠套，從膠套另一端拉出線頭，如圖7所示。
[0051]第2步:將導(dǎo)線剝頭，將導(dǎo)體芯捻成一股，均勻鍍一層錫(有利于導(dǎo)線在壓接時(shí)的可靠性提高，避免壓接斷絲)，將壓接端子插在導(dǎo)線線頭上，用專用壓接鉗將導(dǎo)線和壓接端子壓接，如圖8所示。
[0052]在導(dǎo)體芯上鍍錫，可以大大增強(qiáng)導(dǎo)體的強(qiáng)度，提高壓接的可靠性。
[0053]第3步:參照第I?3步，完成全部壓接端子與導(dǎo)線的壓接。
[0054]第4步:將2個(gè)O型密封圈分別裝到插頭的兩道槽上，如圖9所示。
[0055]第5步:將壓接后的壓接端子分別插在插頭末端的針上，將膠套套在插頭肩上，按壓到底，如圖10所示。
[0056]第6步:如有需要，對(duì)有關(guān)導(dǎo)線進(jìn)行雙絞、分束、捆扎等操作。
[0057]第7步:在電纜整體及分束外部套熱縮套管，如有需要，添加電纜標(biāo)識(shí)。
[0058]第8步:參照第I?7步，完成另一端的導(dǎo)線、膠套、壓接端子、膠套及插頭之間的裝配。
[0059]第9步:將熱縮套管熱縮到位，在熱縮管與膠套之間空隙纏繞自粘膠帶，如圖11所不O
[0060]第10步:將艙內(nèi)導(dǎo)線焊接在插座尾部的焊線杯上，用熱縮套管保護(hù)。
[0061]第11步:將插座從艙內(nèi)側(cè)裝入艙壁上的連接器安裝孔內(nèi)，并由螺釘固定。
[0062]第12步:在插頭上的兩道密封圈上涂適量硅脂，從艙段外側(cè)將插頭的針與插座的孔對(duì)準(zhǔn)后，將插頭插入艙壁安裝孔內(nèi)，并在插頭的肩上均勻用力將頭推入，使插頭的肩面與艙壁外表面平齊，如圖12所示。
[0063]在密封圈上涂硅脂，可以起到潤(rùn)滑作用，讓其較容易插入，同時(shí)還能起到密封作用；插頭的肩可以提供插入的著力點(diǎn)，避免損傷膠套和電纜，同時(shí)也是插接到位的標(biāo)識(shí)，避免接觸不良。
[0064]第13步:參照第11?13步，完成另一端插頭、插座的裝配。
[0065]本發(fā)明不僅局限于上述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)施例和附圖公開(kāi)的內(nèi)容，可以采用其它多種【具體實(shí)施方式】實(shí)施本發(fā)明。因此，凡是采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思路，僅做一些簡(jiǎn)單的變化或更改的設(shè)計(jì)，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高壓密封連接器，其特征在于，所述連接器包括:艙內(nèi)安裝的插座、與插座配合的插頭、在艙壁安裝孔中起密封作用的O型密封圈以及將艙外導(dǎo)線與插頭連接的壓接端子和其在艙外起密封作用的膠套；其中， 連接器插座采用螺釘固定方式與有密封要求的艙體結(jié)構(gòu)固定；連接器插座與連接器插頭通過(guò)插座的插接孔與插頭的插接針連接；連接器插頭通過(guò)其主體結(jié)構(gòu)上的雙層O型密封圈與有密封要求的艙體結(jié)構(gòu)連接；艙體外的導(dǎo)線與壓接端子通過(guò)壓接工具壓接后連接，連接后的壓接端子與膠套的容納壓接端子的孔一一對(duì)應(yīng)連接，然后將連接好的壓接端子的膠套與連接器插頭連接。
2.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述插座安裝在艙內(nèi)壁的安裝孔中，插座外形為一端有法蘭的圓柱形，法蘭上有4個(gè)均勻分布的用于插座安裝的螺釘孔；插座基底材料為聚醚醚酮(PEEK)，前端是插接孔，插接孔中是導(dǎo)體芯，導(dǎo)體芯延伸到后端突出法蘭端面形成焊線杯；插接孔中有三個(gè)孔比其余孔的孔徑大、深度深，所述其余孔的規(guī)格保持一致。
3.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述插頭與插座插孔配合的插接針中有三個(gè)針比其余針直徑大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，所述其余針的規(guī)格一致；插頭插接針從前端面延伸到后端面，后端面的插針規(guī)格一致；插座基底材料為聚醚醚酮(PEEK)，前端有304不銹鋼罩；插頭基底的形狀為圓柱，在圓周中間有兩道用于安裝O型密封圈的槽，在末端有用于安裝膠套的肩以及與膠套配合起密封作用的棱。
4.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述O型圈的材料為氟橡膠，每個(gè)插頭配2個(gè)O型密封圈。
5.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述膠套的材料為氟橡膠，形狀為杯型，其中有與插頭肩上的棱套配合的密封槽、容納壓接端子的孔、容納導(dǎo)線并起密封作用的錐形杯。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)中所述的連接器，其特征在于，所述壓接端子外形為圓柱，兩端有兩個(gè)獨(dú)立的孔；其中一個(gè)孔用于與插頭末端插針插接，孔壁按弧形切開(kāi)形成彈性舌，在與插頭末端插針插接時(shí)提供插接壓力；另一孔與導(dǎo)線導(dǎo)體芯壓接。
7.一種基于如權(quán)利要求1所述的耐高壓密封連接器的電纜制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 第I步:將導(dǎo)線頭部從膠套錐形杯底部插入膠套，從膠套另一端拉出線頭； 第2步:將導(dǎo)線剝頭，將導(dǎo)體芯捻成一股，均勻鍍一層錫，將壓接端子插在導(dǎo)線線頭上，用專用壓接鉗將導(dǎo)線和壓接端子壓接； 第3步:參照第I?2步，完成全部壓接端子與導(dǎo)線的壓接； 第4步:將2個(gè)O型密封圈分別裝到插頭的兩道槽上； 第5步:將壓接后的壓接端子分別插在插頭末端的針上，將膠套套在插頭肩上，按壓到底； 第6步:如有需要，對(duì)膠套尾部有關(guān)導(dǎo)線進(jìn)行雙絞、分束、捆扎的操作； 第7步:在電纜整體及分束外部套熱縮套管，如有需要，添加電纜標(biāo)識(shí)； 第8步:參照第I?5步，完成另一端的導(dǎo)線、膠套、壓接端子、膠套及插頭之間的裝配； 第9步:將熱縮套管熱縮到位，在熱縮管與膠套之間的空隙纏繞自粘膠帶； 第10步:將艙內(nèi)導(dǎo)線焊接在插座尾部的焊線杯上，用熱縮套管保護(hù)； 第11步:將插座從艙內(nèi)側(cè)裝入艙壁上的連接器安裝孔內(nèi)，并由螺釘固定； 第12步:在插頭上的兩道密封圈上涂適量硅脂，從艙段外側(cè)將插頭的針與插座的孔對(duì)準(zhǔn)后，將插頭插入艙壁安裝孔內(nèi)，并在插頭的肩上均勻用力將頭推入，使插頭的肩面與艙壁外表面平齊； 第13步:參照第10?12步，完成另一端插頭、插座的裝配。
【文檔編號(hào)】H01R43/00GK104505675SQ201410681451
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】鄭莉, 劉洋, 熊鑫, 李祿祥, 許振豐 申請(qǐng)人:北京華航無(wú)線電測(cè)量研究所