本發(fā)明屬于核電廠安全級儀表相關技術領域，具體涉及一種采用多重密封結構的安全級電氣連接器。

背景技術：

在核電廠中，電氣連接器用以實現(xiàn)儀表(如溫度計、變送器等)和電纜之間以及電纜和電纜之間的可快速拆卸并復裝的連接。而安全級電氣連接器需要在核電廠正常運行、事故和事故后的環(huán)境條件下保持電氣連接功能。由于核電廠事故和事故后的環(huán)境條件較為苛刻，如果連接器在此時失效，將會對整個儀表通路帶來極為不利的影響。因此，需要開發(fā)一種滿足核電廠事故和事故后環(huán)境條件的安全級電氣連接器。

以往，核電廠中為了實現(xiàn)安全連接，多采用接線箱的形式，或者使用單一密封形式的連接器。由于接線箱體積龐大，并且安裝拆卸較為不便；而單一密封形式的連接器由于采用特制的密封墊片，比如硅橡膠等，這種連接器在每次拆卸回裝時必須更換墊片。此外，墊片是柔性的，每次換裝時安裝必須非常小心，安裝質量不容易受到控制，較大地取決于安裝人員的細心程度和技術水平。因此，有必要開發(fā)一種結構簡單、性能可靠的能夠滿足核電廠事故和事故后環(huán)境條件的新型安全級電氣連接器。

申請?zhí)枮椤?01210229979.0”的中國專利公開了一種安全級電氣接插件，該電氣接插件包括限位螺母、插頭本體、公針芯、緊固卡箍、壓緊彈簧、主密封環(huán)、卡箍倒鉤、peek絕緣體a、密封墊片、peek絕緣體b、母針芯、插座本體；所述插頭本體為圓筒狀，其中下部外側具有環(huán)形凸臺，在凸臺的下側具有截面為半圓的環(huán)形圈，即為主密封環(huán)；插頭本體的上部設置有限位螺母；緊固卡箍為圓柱體，圓柱體內部下側開有兩級階梯狀通孔，上級階梯孔徑小于下級階梯，下級階梯的下部均布有兩個或兩個以上卡箍倒鉤；緊固卡箍套在插頭本體上，且位于限位螺母的下方，且卡箍倒鉤位于主密封環(huán)的下方；在插頭本體環(huán)形凸臺與緊固卡箍之間套有壓緊彈簧；在插頭本體內部下側嵌入有peek絕緣體a，peek絕緣體a下端高于等于插頭本體的下端；插座本體為圓筒狀，其上部外側具有環(huán)形凸臺，內側中部具有環(huán)形凸臺，插座本體上部外套在插頭本體的下部，且插頭本體下端位于插座本體內側凸臺上，且插座本體上部外側的環(huán)形凸臺位于主密封環(huán)與卡箍倒鉤之間，與卡箍倒鉤卡合；插座本體內且其凸臺下部嵌入有peek絕緣體b，若干根母針芯貫穿于peek絕緣體b，若干根公針芯貫穿于peek絕緣體a，且一一對應插入母針芯；在插座本體內側凸臺與插座本體下部錐面之間設置有密封墊片。該接插件的結構簡單、性能可靠，以提高在地震事故、事故后以及嚴重事故下儀表的可用性。但是其采用固定連接方式，不方便裝卸，密封單一，存在著發(fā)生事故時密封失效的風險。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有電氣連接器采用固定連接方式，不方便裝卸，其密封單一，存在著發(fā)生事故時密封失效的風險，提供了一種采用多重密封結構的安全級電氣連接器，該電氣連接器通過采用活動連接方式，利用定位鍵插入到螺旋鍵槽中實現(xiàn)自鎖，使得裝卸方便，并且實現(xiàn)多重密封，提高密封效果和安全性。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種采用多重密封結構的安全級電氣連接器，包括插頭和插座，所述插頭的一端插入到插座中，在插頭的外壁上設置有旋轉外殼，且旋轉外殼套在插頭的外壁上，插座的頂端設置在旋轉外殼中，旋轉外殼能夠繞著其自身的軸線轉動，在旋轉外殼的內壁上固定有定位鍵，插座的外壁內凹形成沿著旋轉外殼旋轉方向且呈螺旋狀的鍵槽，且定位鍵插入到鍵槽中并能夠沿著鍵槽在鍵槽中移動，插頭的外壁上固定有限位卡箍，限位卡箍和旋轉外殼的內壁之間設置有壓緊彈簧，且壓緊彈簧的兩端分別與限位卡箍和旋轉外殼的內壁接觸，在插頭和插座之間設置有密封機構，且密封機構設置在鍵槽下方。為了實現(xiàn)安全連接，技術人員也設計了一種安全級電氣接插件，該電氣接插件包括限位螺母、插頭本體、公針芯、緊固卡箍、壓緊彈簧、主密封環(huán)、卡箍倒鉤、peek絕緣體a、密封墊片、peek絕緣體b、母針芯、插座本體；緊固卡箍的下部均布有兩個或兩個以上卡箍倒鉤；緊固卡箍套在插頭本體上，且位于限位螺母的下方，且卡箍倒鉤位于主密封環(huán)的下方；插座本體上部外側的環(huán)形凸臺位于主密封環(huán)與卡箍倒鉤之間，與卡箍倒鉤卡合。該接插件用以提高在地震事故、事故后以及嚴重事故下儀表的可用性。但是其采用固定連接方式，即將緊固卡箍通過卡箍倒鉤壓緊在插座本體上，這種固定方式不方便裝卸，而且在卡箍倒鉤和插座本體之間還容易存在間隙，僅僅依靠下方墊圈的單一密封方式，在核電廠這種使用環(huán)境特殊的場所，存在很大的風險，安全性達不到使用要求，本方案則設計了一種采用多重密封結構的安全級電氣連接器，該電氣連接器通過在插頭的外壁上設置有旋轉外殼，且旋轉外殼套在插頭的外壁上，插座的頂端設置在旋轉外殼中，通過旋轉外殼能夠繞著其自身的軸線轉動使得拆卸方便，并且利用在旋轉外殼的內壁上固定有定位鍵，插座的外壁內凹形成沿著旋轉外殼旋轉方向且呈螺旋狀的鍵槽，通過定位鍵插入到鍵槽中并能夠沿著鍵槽在鍵槽中移動，增加密封性，并且由于鍵槽是沿著旋轉外殼旋轉方向且呈螺旋狀，定位鍵插入后能夠形成自鎖功能，防止旋轉外殼在使用時轉動，同時也為插頭和插座之間的配合提供定位，實現(xiàn)對準操作并防止誤操作，使用過程中通過對旋轉外殼的旋轉操作，可以將定位鍵在鍵槽之內移動，移動到位之后可以確保插頭和插座之間的緊密配合。通過壓緊彈簧和限位卡箍的配合，可以為插頭插座的緊密連接提供充分的預緊力，最好將壓緊彈簧的運動方向與插頭的軸線或插座的軸線平行。這樣壓緊力能夠最大化，彈簧使用壽命更長。由于該設計使用了不同結構、不同材料在相應的位置來實現(xiàn)多重密封，可以多樣化的方式防止共因故障帶來的連接器功能失效，并且可以形成縱深防御，以提高連接器的密封性能，尤其適合于惡劣環(huán)境條件下的使用，如高輻照、高濕、高溫條件。

密封機構包括第一道密封墊圈，第一道密封墊圈設置在插頭和插座之間，且第一道密封墊圈同時與插頭和插座接觸，并且第一道密封墊圈設置在插頭插入到插座的區(qū)域中；密封機構還包括第二道密封墊圈，第二道密封墊圈設置在插座中，第二道密封墊圈設置在插頭下方且第二道密封墊圈同時與插頭和插座接觸，并且第二道密封墊圈設置在第一道密封墊圈下方。本方案設計的多重密封布置于不同方向，其中第一道密封墊圈可以吸收來自連接器徑向的振動和地震沖擊載荷，而第二道密封墊圈可以吸收連接器軸向方向上的拉伸和壓縮載荷。這一結構可以確保連接器在振動和地震條件下?lián)碛袃?yōu)異的密封性能。第一道密封墊圈和第二道密封墊圈優(yōu)選采用硅橡膠或三元乙丙橡膠或其他高性能橡膠材料制成，這些材料具備耐高溫和輻照功能，更加滿足核電廠需求。一道徑向密封墊圈和一道軸向密封墊圈僅為本方案優(yōu)選的一種密封方式，但實現(xiàn)該技術還可以采用其他的組合方式，但是至少為兩道以上的密封墊圈。

進一步地，插頭包括插頭外殼，插頭外殼設置在旋轉外殼中并且底端插入到插座中，限位卡箍固定在插頭外殼的外壁上，插頭外殼中設置有絕緣體一，絕緣體一中設置有公針芯，且公針芯穿過絕緣體一插入到插座中，而插座包括插座外殼，插頭外殼的底端插入到插座外殼中并且插頭外殼的外壁與插座外殼的內壁貼合，鍵槽設置在插座外殼的外壁上，第一道密封墊圈設置在插頭外殼的內壁內凹形成的凹槽中并與插頭外殼的外壁接觸，第二道密封墊圈設置在插頭外殼內壁形成的階梯上，插頭外殼中設置有絕緣體二，絕緣體二中設置有母針芯，且公針芯與母針芯對接。插頭和插座本身都是現(xiàn)有結構，插頭外殼和插座外殼采用不銹鋼材料制造，由于不銹鋼材料基本不受輻照和安全殼內的溫度影響，因此，可以保證連接器主體結構在使用壽命中，以及事故及事故后的結構穩(wěn)定性。

絕緣體一和絕緣體二均優(yōu)選為peek絕緣體。peek能夠承受較大輻照劑量，滿足核電廠需求，也可以采用其它高性能絕緣材料，根據(jù)實際使用選擇。公針芯和母針芯的表面均鍍金或其他防止針芯表面被腐蝕的措施。鍍金的針芯優(yōu)選采用壓接方式可以快速地固定針芯，接線操作不會加熱絕緣體，能夠在高溫下使用，并且抗拉強度高。針芯和電纜的連接采用壓接方式，實際連接時采用多種連接手段，如焊接等，不僅局限于壓接。而插頭外殼和插座外殼均為實心棒材，通過對棒材機加工制成，設備有較高的機械強度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：該電氣連接器通過采用活動連接方式，利用定位鍵插入到螺旋鍵槽中實現(xiàn)自鎖，使得裝卸方便，而且使用了不同結構、不同材料來實現(xiàn)多重密封，可以多樣化的方式防止共因故障帶來的連接器功能失效，并且可以形成縱深防御，以提高連接器的密封性能，尤其適合于惡劣環(huán)境條件下的使用，如高輻照、高濕、高溫條件。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的豎向剖視圖；

圖2為圖1的局部示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-插頭外殼，2-公針芯，3-旋轉外殼，4-壓緊彈簧，5-限位卡箍，6-絕緣體一，7-定位鍵，8-鍵槽，9-第一道密封墊圈，10-第二道密封墊圈，11-絕緣體二，12-插座外殼，13-母針芯。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例：

如圖1、圖2所示，一種采用多重密封結構的安全級電氣連接器，包括插頭和插座，所述插頭的一端插入到插座中，在插頭的外壁上設置有旋轉外殼3，且旋轉外殼3套在插頭的外壁上，插座的頂端設置在旋轉外殼3中，旋轉外殼3能夠繞著其自身的軸線轉動，在旋轉外殼3的內壁上固定有定位鍵7，插座的外壁內凹形成沿著旋轉外殼3旋轉方向且呈螺旋狀的鍵槽8，且定位鍵7插入到鍵槽8中并能夠沿著鍵槽8在鍵槽8中移動，定位鍵7和鍵槽8的配合可確保插頭和插座之間的對準，并防止誤操作。鍵槽8為在插座外殼12外側銑出的一道螺旋狀的溝槽，通過定位鍵7在鍵槽8中的移動可以保證插頭和插座之間的緊配，通過定位鍵7和與之配對的鍵槽8為插頭和插座之間的配合提供定位，實現(xiàn)對準操作并防止誤操作，使用過程中通過對旋轉外殼3的旋轉操作，可以將定位鍵7在鍵槽8之內移動，移動到位之后可以確保插頭和插座之間的緊密配合。

還在插頭的外壁上固定有限位卡箍5，限位卡箍5和旋轉外殼3的內壁之間設置有壓緊彈簧4，且壓緊彈簧4的兩端分別與限位卡箍5和旋轉外殼3的內壁接觸，同時壓緊彈簧4的運動方向要求設計與插頭的軸線或插座的軸線平行。使用壓緊彈簧和限位卡箍為插頭和插座之間的對接提供預緊力，保證兩者之間的緊密連接，增加密封性能。

在插頭和插座之間設置有密封機構，且密封機構設置在鍵槽8下方，密封機構包括第一道密封墊圈9和第二道密封墊圈10，第一道密封墊圈9設置在插頭和插座之間，且第一道密封墊圈9同時與插頭和插座接觸，并且第一道密封墊圈9設置在插頭插入到插座的區(qū)域中，第二道密封墊圈10設置在插座中，第二道密封墊圈10設置在插頭下方且第二道密封墊圈10同時與插頭和插座接觸，并且第二道密封墊圈10設置在第一道密封墊圈9下方。采用耐高溫和輻照的硅橡膠、三元乙丙橡膠等原材料制作的密封墊圈，作為連接器插頭與插座之間的密封，使用雙重或多重密封結構在徑向和軸向上實現(xiàn)密封，雙重密封所用的材料為不同材料，防止使用相同材料帶來的共模故障；雙重密封結構需要布置在不同的方向上，以便在多個方向上保持密封完整性；設置的多重密封結構每一重都可單獨完成密封功能，這里的多重設置可進一步提高連接器的密封性能。插頭和插座之間通過雙重密封結構——第一道密封墊圈9和第二道密封墊圈10實現(xiàn)密封。由于雙重密封選取不同的材料，并且在事故條件下所承受的應力方向不同，失效順序也不一樣，從該密封可以確保連接器在事故和事故后的長期可靠運行。第一道密封墊圈9和第二道密封墊圈10通過設置在插座外殼12上的安裝位可確保其在運行和拆卸后的固定，并能防止脫落。

插頭包括插頭外殼1，插頭外殼1設置在旋轉外殼3中并且底端插入到插座中，限位卡箍5固定在插頭外殼1的外壁上，插頭外殼1中設置有絕緣體一6，絕緣體一6中設置有公針芯2，且公針芯2穿過絕緣體一6插入到插座中，插座包括插座外殼12，插頭外殼1的底端插入到插座外殼12中并且插頭外殼1的外壁與插座外殼12的內壁貼合，鍵槽8設置在插座外殼12的外壁上，第一道密封墊圈9設置在插頭外殼1的內壁內凹形成的凹槽中并與插頭外殼1的外壁接觸，第二道密封墊圈10設置在插頭外殼1內壁形成的階梯上，插頭外殼1中設置有絕緣體二11，絕緣體二11中設置有母針芯13，且公針芯2與母針芯13壓接。插頭和插座在組裝完成后均為一體化結構，沒有松脫部件，便于連接器的現(xiàn)場使用和維護。插頭外殼1和插座外殼12采用不銹鋼材料制造主密封，由于不銹鋼材料基本不受輻照和安全殼內的溫度影響，因此，可以保證連接器主體結構在使用壽命中，以及事故及事故后的結構穩(wěn)定性。插頭外殼1、公針芯2、旋轉外殼3、壓緊彈簧4、限位卡箍5、peek絕緣體6、定位鍵7是一個整體；第一道密封墊圈9、第二道密封墊圈10、peek絕緣體11、插座外殼12、母針芯13為一個整體。由此，連接器插頭插座拆開后所有部件均集成到插頭本體和插座本體中，沒有可動部件，可保證維護時的便利。

還將公針芯2和母針芯13的表面均鍍金?？梢钥焖俚毓潭ㄡ樞荆樞竞碗娎|的連接方式可以采用壓接的方式，接線操作不會加熱絕緣體，能夠在高溫下使用，并且抗拉強度高。

插頭外殼1和插座外殼12均為實心棒材，通過對棒材機加工制成。采用實心棒材機加工成型的插座外殼12和插頭外殼1有較高的機械強度，能夠在地震、loca等事故條件下保持機械結構的完整性，保持機械性能。

絕緣體一6和絕緣體二11均為peek絕緣體。peek絕緣體能夠承受大于10⁹rads的輻照劑量，而嚴重事故后安全殼內設備收到的總劑量通常小于10⁸rads，完全能夠滿足嚴重事故后的運行要求。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。