本發(fā)明涉及一種雙層油囊式深海插拔電連接器，屬于電連接器設(shè)計與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于深海探測、海底油井開發(fā)等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的海洋油氣生產(chǎn)、水下施工機(jī)械、作業(yè)器械所使用的深海水密連接器，在深海作業(yè)中的安全性、穩(wěn)定性、可靠性參差不齊，因連接器密封不良而導(dǎo)致設(shè)備損壞的事故時有發(fā)生?，F(xiàn)有的深海連接器多為無壓力平衡式，難以實現(xiàn)良好的密封，且所需插拔力較大，操作復(fù)雜，使用年限低?，F(xiàn)有的油囊式深海插拔連接器容易受到沙粒等雜質(zhì)的影響，侵蝕橡膠油囊。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于開發(fā)一種密封可靠、操作簡單、插拔力較小的雙層油囊式深海插拔電連接器，能夠減少雜質(zhì)對油囊的侵蝕，從而延長使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種雙層油囊式深海插拔電連接器，具有密封可靠、操作簡單、插拔力較小等特點，能夠減少雜質(zhì)對油囊的侵蝕，大大延長使用壽命，實現(xiàn)深海插拔導(dǎo)電的功能。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種雙層油囊式深海插拔電連接器，包括相互配合的插針組件及插孔組件；

其中，所述插針組件包括插針導(dǎo)體、絕緣層及密封軸套，絕緣層覆蓋于插針導(dǎo)體端部以外的部分，密封軸套套設(shè)于插針導(dǎo)體的中部絕緣層外側(cè)；插針導(dǎo)體的一端為裸露的前端凸頭，其另一端為電纜連接端，電纜連接端與電纜線連接形成密封結(jié)構(gòu)；

所述插孔組件包括插孔導(dǎo)體、導(dǎo)體絕緣層、外層油囊、內(nèi)層油囊、前端軸套、密封活塞桿及后端軸套；其中，導(dǎo)體絕緣層覆蓋于插孔導(dǎo)體端部以外的部分，后端軸套套設(shè)于插孔導(dǎo)體的中部導(dǎo)體絕緣層外側(cè)；插孔導(dǎo)體的一端為裸露的前端圓筒，其另一端也為電纜連接端，且前端圓筒內(nèi)設(shè)置有彈簧；

前端軸套為雙層筒狀結(jié)構(gòu)，且外層圓筒的前端封閉，內(nèi)層圓筒中部設(shè)置有環(huán)形凸臺；環(huán)形凸臺在其圓周方向設(shè)置有若干通孔，通孔連通內(nèi)層圓筒和外層圓筒；密封活塞桿從環(huán)形凸臺內(nèi)穿過內(nèi)層圓筒，其尾端位于前端圓筒內(nèi)且與彈簧相連，通過彈簧的作用保證密封活塞桿在插針組件拔出后能夠恢復(fù)原位；

內(nèi)層油囊從內(nèi)層圓筒內(nèi)環(huán)形凸臺后側(cè)延伸至后端軸套內(nèi)側(cè)尾部，且內(nèi)層圓筒與密封活塞桿之間的內(nèi)層油囊構(gòu)成內(nèi)層油囊密封段；外層油囊從外層圓筒的外側(cè)延伸至后端軸套的外側(cè)，其前端從外層圓筒的前端延伸至內(nèi)層圓筒內(nèi)環(huán)形凸臺前側(cè)，內(nèi)層圓筒與密封活塞桿之間的外層油囊構(gòu)成外層油囊密封段；外層油囊與內(nèi)層油囊之間形成外油腔，內(nèi)層油囊內(nèi)側(cè)圍成內(nèi)油腔，外油腔及內(nèi)油腔內(nèi)均充滿絕緣油。

在未配合時，插孔組件由密封活塞桿與雙層油囊形成兩道密封界面，防止海水進(jìn)入插孔腔體，從而實現(xiàn)隔離水體、電氣絕緣。插針組件與插孔組件配合時，插針導(dǎo)體抵住密封活塞桿，并將密封活塞桿一并推進(jìn)內(nèi)油腔，直至插針導(dǎo)體與插孔導(dǎo)體導(dǎo)通。

優(yōu)選的，所述密封活塞桿的外側(cè)套設(shè)有導(dǎo)體軸套，導(dǎo)體軸套從內(nèi)層圓筒的尾端延伸至前端圓筒的前端，且與前端圓筒固接；導(dǎo)體軸套內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電環(huán)，且導(dǎo)電環(huán)與插孔導(dǎo)體連通。配合時插針凸頭與導(dǎo)電環(huán)接觸配合，從而實現(xiàn)插針導(dǎo)體的定位及導(dǎo)通。

進(jìn)一步的，所述密封活塞桿尾部設(shè)置有定位凸臺，通過定位凸臺與導(dǎo)體軸套的配合實現(xiàn)密封活塞桿的定位，防止因彈簧的作用密封活塞桿恢復(fù)不到位。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電環(huán)為冠簧結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體軸套內(nèi)側(cè)為環(huán)狀凹臺，通過冠簧與環(huán)狀凹臺的配合實現(xiàn)導(dǎo)電環(huán)與導(dǎo)體軸套的連接。

優(yōu)選的，密封軸套靠近前端凸頭的一側(cè)為錐面，外層油囊在前端軸套的前端形成與密封軸套上錐面相配合的凹形錐面，且凹形錐面向內(nèi)層圓筒內(nèi)側(cè)延伸形成外層油囊密封段，從而實現(xiàn)良好密封，防止水體在配合時進(jìn)入插孔通道。

進(jìn)一步的，凹形錐面與外層油囊密封段的交界處設(shè)置有環(huán)形凸起，配合時插針導(dǎo)體先穿過環(huán)形凸起，起到去除表面雜質(zhì)的作用，防止沙粒等異物進(jìn)入油腔內(nèi)。

優(yōu)選的，所述外層圓筒內(nèi)設(shè)置有過濾環(huán)，過濾環(huán)套設(shè)于內(nèi)層圓筒外側(cè)尾部，從而將外油腔分隔為前側(cè)外油腔和后側(cè)外油腔，且過濾環(huán)外側(cè)為螺旋狀槽口通道。通孔也作為異物通道，過濾環(huán)兩端只有螺旋狀槽口一個通道，從而將沙粒等異物吸納并保持在前側(cè)外油腔內(nèi)，防止異物進(jìn)入內(nèi)油腔和后側(cè)外油腔侵蝕油囊。

優(yōu)選的，所述密封活塞桿的直徑、環(huán)形凸臺的內(nèi)徑、前端圓筒的內(nèi)徑及覆蓋有絕緣層的插針導(dǎo)體的直徑均相等，且同中心軸線設(shè)置，從而保證良好的密封效果。

優(yōu)選的，為了實現(xiàn)插針導(dǎo)體與密封活塞桿的定位，所述密封活塞桿的前端設(shè)置有與前端凸頭相配合的凹陷。

優(yōu)選的，所述電纜連接端采用橡膠硫化成型或者玻璃燒結(jié)方式實現(xiàn)良好的密封。

有益效果：本發(fā)明提供的一種雙層油囊式深海插拔電連接器，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點：1、采用雙層油囊壓力平衡方式，理論上可以滿足各個海水深度的作業(yè)環(huán)境，同時減小了內(nèi)外壓差，降低了密封要求，保證產(chǎn)品能夠在深海環(huán)境中長期工作，達(dá)到密封可靠、操作簡單、插拔力較小的效果；2、以獨特的儲沙腔體避免了沙粒等雜質(zhì)對油囊的侵蝕和破壞，大大延長了連接器的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中插針組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中插孔組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中A-A截面的剖視圖；

圖4為本發(fā)明實施例中插孔組件的局部放大示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中前端軸套的剖視圖；

圖6為本發(fā)明實施例中過濾環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例中導(dǎo)電環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8a～8c為本發(fā)明實施例中插針組件與插孔組件的配合過程圖；

圖9為本發(fā)明實施例中插針組件與插孔組件配合時的局部放大示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例中帶保護(hù)殼體的插頭及插座的剖視圖；

圖中包括：1、插針導(dǎo)體，2、絕緣層，3、密封軸套，4、前端凸頭，5、電纜連接端，6、錐面，7、插孔導(dǎo)體，8、導(dǎo)體絕緣層，9、后端軸套，10、前端圓筒，11、彈簧，12、環(huán)形凸起，13、外層圓筒，14、內(nèi)層圓筒，15、環(huán)形凸臺，16、通孔，17、密封活塞桿，18、內(nèi)層油囊，19、內(nèi)層油囊密封段，20、外層油囊，21、凹形錐面，22、外層油囊密封段，23、前側(cè)外油腔，24、后側(cè)外油腔，25、內(nèi)油腔，26、導(dǎo)體軸套，27、導(dǎo)電環(huán)，28、過濾環(huán)，29、螺旋狀槽口通道，30、保護(hù)殼體。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

如圖1、2所示為一種雙層油囊式深海插拔電連接器，包括相互配合的插針組件及插孔組件；

其中，所述插針組件包括插針導(dǎo)體1、絕緣層2及密封軸套3，絕緣層2覆蓋于插針導(dǎo)體1端部以外的部分，密封軸套3套設(shè)于插針導(dǎo)體1的中部絕緣層2外側(cè)；插針導(dǎo)體1的一端為裸露的前端凸頭4，其另一端為電纜連接端5，電纜連接端5與電纜線連接形成密封結(jié)構(gòu)；

所述插孔組件包括插孔導(dǎo)體7、導(dǎo)體絕緣層8、外層油囊20、內(nèi)層油囊18、前端軸套、密封活塞桿17及后端軸套9；其中，導(dǎo)體絕緣層8覆蓋于插孔導(dǎo)體7端部以外的部分，后端軸套9套設(shè)于插孔導(dǎo)體7的中部導(dǎo)體絕緣層8外側(cè)；插孔導(dǎo)體7的一端為裸露的前端圓筒10，其另一端也為電纜連接端5，且前端圓筒10內(nèi)設(shè)置有彈簧11；

如圖3、5所示，前端軸套為雙層筒狀結(jié)構(gòu)，且外層圓筒13的前端封閉，內(nèi)層圓筒14中部設(shè)置有環(huán)形凸臺15；環(huán)形凸臺15在其圓周方向設(shè)置有若干通孔16，通孔16連通內(nèi)層圓筒14和外層圓筒13；密封活塞桿17從環(huán)形凸臺15內(nèi)穿過內(nèi)層圓筒14，其尾端位于前端圓筒10內(nèi)且與彈簧11相連；

內(nèi)層油囊18從內(nèi)層圓筒14內(nèi)環(huán)形凸臺15后側(cè)延伸至后端軸套9內(nèi)側(cè)尾部，且內(nèi)層圓筒14與密封活塞桿17之間的內(nèi)層油囊18構(gòu)成內(nèi)層油囊密封段19；外層油囊20從外層圓筒13的外側(cè)延伸至后端軸套9的外側(cè)，其前端從外層圓筒13的前端延伸至內(nèi)層圓筒14內(nèi)環(huán)形凸臺15前側(cè)，內(nèi)層圓筒14與密封活塞桿17之間的外層油囊20構(gòu)成外層油囊密封段22；外層油囊20與內(nèi)層油囊18之間形成外油腔，內(nèi)層油囊18內(nèi)側(cè)圍成內(nèi)油腔25，且外油腔及內(nèi)油腔25內(nèi)均儲存有絕緣油。

本實施例中，所述密封活塞桿17的外側(cè)套設(shè)有導(dǎo)體軸套26，導(dǎo)體軸套26從內(nèi)層圓筒14的尾端延伸至前端圓筒10的前端，且與前端圓筒10固接；導(dǎo)體軸套26內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電環(huán)27，且導(dǎo)電環(huán)27與插孔導(dǎo)體7連通。

如圖7所示，所述導(dǎo)電環(huán)27為冠簧結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體軸套26內(nèi)側(cè)為環(huán)狀凹臺，通過冠簧與環(huán)狀凹臺的配合實現(xiàn)導(dǎo)電環(huán)27與導(dǎo)體軸套26的連接。

本實施例中，所述密封活塞桿17尾部設(shè)置有定位凸臺，通過定位凸臺與導(dǎo)體軸套26的配合實現(xiàn)密封活塞桿17的定位。

本實施例中，所述密封軸套3靠近前端凸頭4的一側(cè)為錐面6，外層油囊20在前端軸套的前端形成與密封軸套3上錐面6相配合的凹形錐面21，且凹形錐面21向內(nèi)層圓筒14內(nèi)側(cè)延伸形成外層油囊密封段22。

如圖4所示，所述凹形錐面21與外層油囊密封段22的交界處設(shè)置有環(huán)形凸起12，在插針插入插孔的過程中，插針導(dǎo)體1在環(huán)形凸起12的刮匙下，去除表面雜質(zhì)；所述外層圓筒13內(nèi)設(shè)置有過濾環(huán)28，過濾環(huán)28套設(shè)于內(nèi)層圓筒14外側(cè)尾部，從而將外油腔分隔為前側(cè)外油腔23和后側(cè)外油腔24；如圖6所示，過濾環(huán)28外側(cè)為螺旋狀槽口通道29。

本實施例中，所述密封活塞桿17的直徑、環(huán)形凸臺15的內(nèi)徑、前端圓筒10的內(nèi)徑及覆蓋有絕緣層2的插針導(dǎo)體1的直徑均相等，且同中心軸線設(shè)置。

本實施例中，所述密封活塞桿17的前端設(shè)置有與前端凸頭4相配合的凹陷。

本實施例中，所述電纜連接端5與電纜線采用玻璃燒結(jié)方式實現(xiàn)密封。

本發(fā)明中，內(nèi)層油囊18及外層油囊20可由氟橡膠或者硅橡膠一次模壓加工成型；前端軸套多由工程塑料制成，可采用注塑成型或者機(jī)械加工方式成型；密封活塞桿17一般采用陶瓷材料，導(dǎo)體絕緣層8常采用硅氟橡膠或者半導(dǎo)體材料；過濾環(huán)28可選用多孔隙材料，起到吸收過濾沙粒雜質(zhì)的作用。

如圖10所示，所述插針組件及插孔組件外均設(shè)置有保護(hù)殼體30，分別構(gòu)成插頭及插座，保護(hù)殼體30用于保護(hù)內(nèi)部組件的同時保證插針組件及插孔組件的定位接觸。

本發(fā)明的具體實施方式如下：

如圖8a所示，插針組件與插孔組件未配合時，插孔組件通過密封活塞桿17與雙層油囊形成兩道密封界面，防止海水進(jìn)入插孔腔體，從而實現(xiàn)隔離水體、電氣絕緣。

如圖8b所示，通過前端凸頭4與密封活塞桿17的前端凹陷的配合實現(xiàn)插針導(dǎo)體1與密封活塞桿17的定位，定位后將插針導(dǎo)體1繼續(xù)推入，并將密封活塞桿17一并推進(jìn)內(nèi)油腔25，直至前端凸頭4與導(dǎo)電環(huán)27接觸配合。在插針插入插孔的過程中，插針導(dǎo)體1在環(huán)形凸起12及外層油囊密封段22的刮匙下，去除大量表面雜質(zhì)；一部分雜質(zhì)通過通孔16進(jìn)入前側(cè)外油腔23，由于過濾環(huán)28的作用保持在前側(cè)外油腔23內(nèi)，避免了沙粒等雜質(zhì)對油囊的侵蝕和破壞。

如圖8c、9所示，插針組件與插孔組件配合時，前端凸頭4通過導(dǎo)電環(huán)27與插孔導(dǎo)體7導(dǎo)通；此時錐面6與凹形錐面21相配合實現(xiàn)密封，防止水體在配合時進(jìn)入插孔通道。使用完成后，拔出插針組件，密封活塞桿17在彈簧的作用下彈回至定位凸臺與導(dǎo)體軸套26配合，恢復(fù)初始時的密封狀態(tài)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。