光電複合水下插拔連接器的製作方法

2023-08-10 22:30:51

本實用新型涉及水下探測領域，具體講是一種用於水下信號傳輸的光電複合水下插拔連接器。

背景技術：

由於軍事的需要以及對海洋資源的進一步探測和開發，光電複合水下插拔連接器作為水下系統不可缺少的一個重要組成部分越來越多地被應用於水下。目前，水下插拔連接器廣泛用於水下探測陣列、港口聲磁監測以及水下武器運行軌跡等水下大型工程項目中，通過光電複合水下插拔連接器的使用，便於這些工程項目在不同區域的基站、探測節點之間以及這些基站、探測節點與控制終端之間網絡互連組建。

常規的光電複合水下插拔連接器一般包括插頭和插座，通過插頭與插座的插合來實現光電信息的傳輸，操作較簡單，然而由於目前密封技術的制約，現有的水下光電複合連接器只能在陸岸或水面上將插頭與插座對接後，再整體放入水下進行工作，無法實現水下插拔，這對系統敷設來說非常困難，因為需要將插接後的連接器和整個系統一起放入水中，工作量相當大，敷設成本較高，此外，在對水下其它設備進行維修或更換時，需要將整個系統再次撈出，非常不方便。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是，提供一種不僅操作簡單，而且可實現水下插拔，從而大大減少工作量，方便對水下設備進行維修或更換的光電複合水下插拔連接器。

本實用新型的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的光電複合水下插拔連接器，包括插頭和插座，插頭包括第一尾部連接件、第一轉接座、電插針A和光纖插芯B，插座包括第二尾部連接件、第二轉接座、電插針C和光纖插芯D，其中，所述插頭還包括外殼體、插頭殼體、插頭芯體和第一唇形密封件，外殼體套在插頭殼體上，第一唇形密封件和插頭芯體均位於插頭殼體內腔中，第一唇形密封件套在插頭芯體外部並與插頭芯體右端之間裝有第一復位裝置，當第一唇形密封件左端略伸出插頭殼體內腔時，第一唇形密封件左端閉合密封，當第一唇形密封件左端縮入插頭殼體內腔中時，第一唇形密封件左端開啟，電插針A和光纖插芯B均裝在插頭芯體左端，插頭芯體和插頭殼體右端均裝在第一轉接座左端，第一尾部連接件裝在第一轉接座右端，所述插座還包括插座殼體、插座芯體、插座滑塊和第二唇形密封件，插座殼體左端裝在第二轉接座右端，第二尾部連接件裝在第二轉接座左端，所述插座芯體、插座滑塊和第二唇形密封件均位於插座殼體內腔中，插座芯體左端裝在插座殼體內腔中，第二唇形密封件、電插針C和光纖插芯D均裝在插座芯體右端，第二唇形密封件套在電插針C和光纖插芯D外部，插座滑塊套在第二唇形密封件和插座芯體外部並與插座芯體左端之間裝有第二復位裝置，當第二唇形密封件右端略伸出插座滑塊內腔時，第二唇形密封件右端閉合密封，當插座滑塊脫離第二唇形密封件右端時，第二唇形密封件右端開啟，當所述插頭與插座插合後，外殼體與插座殼體卡扣連接。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，插頭殼體左端設有第一橢圓形開口，第一唇形密封件的橫截面呈橢圓形，第一唇形密封件的左端設有兩個相互對稱的第一密封瓣，當第一唇形密封件左端略伸出插頭殼體內腔時，兩個第一密封瓣在第一橢圓形開口的擠壓作用下閉合密封，當第一唇形密封件左端縮入插頭殼體內腔中時，兩個第一密封瓣在自身彈力作用下自動開啟，插頭芯體的橫截面呈橢圓形。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，插座滑塊右端設有第二橢圓形開口，第二唇形密封件的橫截面呈橢圓形，第二唇形密封件的右端設有兩個相互對稱的第二密封瓣，當第二唇形密封件右端略伸出插座滑塊內腔時，兩個第二密封瓣在第二橢圓形開口的擠壓作用下閉合密封，當插座滑塊脫離第二唇形密封件右端時，兩個第二密封瓣在自身彈力作用下自動開啟，插座芯體的橫截面呈橢圓形。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，第一復位裝置包括插頭滑塊、插頭彈簧以及壓縮密封件，插頭滑塊和插頭彈簧均套在插頭芯體外部，插頭彈簧頂在插頭滑塊與插頭芯體右端之間，壓縮密封件套在插頭彈簧外部，壓縮密封件一端裝在插頭滑塊上，另一端裝在插頭芯體右端，第一唇形密封件右端裝在插頭滑塊上，插頭滑塊外周壁上裝有第一導向件，插頭殼體周壁上沿自身軸線方向開設有供第一導向件插入的導向限位長孔。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，第二復位裝置包括插座彈簧，插座彈簧頂在插座芯體左端與插座滑塊之間，插座滑塊左端裝有第二導向件，插座芯體外周壁上沿自身軸線方向開設有供第二導向件插入的導向滑槽。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，外殼體與插座殼體卡扣連接是指，外殼體內腔設有環形內臺階，插頭殼體外周壁上設有用於阻擋環形內臺階的環形外臺階，外殼體周壁上沿自身軸線方向開設有若干長形通孔，各長形通孔內均設有彈簧片，彈簧片右端裝在插頭殼體上，彈簧片左端設有倒鉤，外殼體上裝有彈性卡環，彈性卡環套在彈簧片左端，插座殼體外周壁上開設有供倒鉤卡入的環形卡槽以及供倒鉤脫出的軸向開口槽。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，第一尾部連接件與第一轉接座之間裝有第一壓力平衡囊，第一尾部連接件、第一壓力平衡囊、第一轉接座以及插頭芯體的內腔組成第一充油腔。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，第二尾部連接件與第二轉接座之間裝有第二壓力平衡囊，第二尾部連接件、第二壓力平衡囊、第二轉接座以及插座芯體的內腔組成第二充油腔。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，外殼體上裝有操作手柄。

本實用新型所述的光電複合水下插拔連接器，其中，電插針A和光纖插芯B通過第一安裝座和第一轉接件裝在插頭芯體左端，第一安裝座和第一轉接件的橫截面均呈橢圓形，電插針C和光纖插芯D通過第二安裝座和第二轉接件裝在插座芯體右端，第二安裝座和第二轉接件的橫截面均呈橢圓形。

採用以上結構後，與現有技術相比，本實用新型光電複合水下插拔連接器具有以下優點：在初始狀態，即插頭與插座未插合之前，第一唇形密封件的左端和第二唇形密封件的右端都是閉合密封的，海水不會進入插頭和插座內部，而在對接時，插頭與插座相對運動，第一唇形密封件與第二唇形密封件首先貼合，隨著推力的增加，第一唇形密封件左端與第二唇形密封件右端之間的海水及汙染物被擠出，繼續施加推動，第一唇形密封件在第二唇形密封件的作用下開始後縮，與此同時，插座滑塊在插頭殼體的推力作用下同步後縮，當第一唇形密封件左端縮入插頭殼體內腔以及插座滑塊脫離第二唇形密封件右端時，兩者的閉合密封口在自身彈力下全部開啟，電插針A與電插針C以及光纖插芯B與光纖插芯D順勢對接，插頭與插座對接完畢，實現光電單元的對接耦合；當插頭與插座脫離時，第一唇形密封件和第二唇形密封件在第一、第二復位裝置作用下緩慢脫離並復位，兩者再次閉合密封。由上述過程不難看出，本實用新型連接器在插合前、插合中及插合後，插頭與插座都是處於密封狀態的，因此可以實現水下插拔，這與現有技術相比，大大減少了工作量，降低了敷設成本，此外，在後續對水下設備進行維修或更換時，無需再將整個系統撈出，直接有針對性的插撥插頭、插座即可，操作起來非常方便。

通過第一橢圓形開口的擠壓可使兩個第一密封瓣實現可靠閉合密封，而第一唇形密封件橢圓形橫截面的設置，能夠方便兩個第一密封瓣在自身彈力作用下自動開啟。

通過第二橢圓形開口的擠壓可使兩個第二密封瓣實現可靠閉合密封，而第二唇形密封件橢圓形橫截面的設置，能夠方便兩個第二密封瓣在自身彈力作用下自動開啟。

在不影響插頭彈簧正常工作性能的情況下，壓縮密封件將插頭彈簧給密封住，防止海水進入密封艙。

第一充油腔內可根據其充油腔體積的大小充入合適的矽油，充入的矽油具有阻水和絕緣作用，而第一壓力平衡囊在插頭與插座插合時，能夠始終保持第一充油腔內的壓力與外界的壓力平衡。

第二充油腔內可根據其充油腔體積的大小充入合適的矽油，充入的矽油具有阻水和絕緣作用，而第二壓力平衡囊在插頭與插座插合時，能夠始終保持第二充油腔內的壓力與外界的壓力平衡。

操作手柄可在插頭與插座插合時，供操作者握持，方便操作。

附圖說明

圖1是本實用新型光電複合水下插拔連接器的縱向剖視結構示意圖；

圖2是本實用新型光電複合水下插拔連接器中插頭的縱向剖視放大結構示意圖；

圖3是本實用新型光電複合水下插拔連接器中插座的縱向剖視放大結構示意圖；

圖4是圖2中插頭殼體的立體放大結構示意圖；

圖5是圖2中第一唇形密封件的半剖立體放大結構示意圖；

圖6是圖3中插座滑塊的半剖立體放大結構示意圖；

圖7是圖3中第二唇形密封件的半剖立體放大結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型光電複合水下插拔連接器作進一步詳細說明：

為敘述方便，下文中所述的「左」、「右」與附圖本身的左、右方向一致。

如圖1、圖2和圖3所示，在本具體實施方式中，本實用新型光電複合水下插拔連接器包括插頭和插座，其中，插頭包括外殼體32、插頭殼體33、第一唇形密封件34、電插針A、光纖插芯B、插頭芯體45、第一尾部連接件41以及第一轉接座38，外殼體32套在插頭殼體33上，第一唇形密封件34和插頭芯體45均位於插頭殼體33內腔中，第一唇形密封件34套在插頭芯體45外部，第一唇形密封件34右端與插頭芯體45右端之間裝有第一復位裝置37，在第一復位裝置37的復位力作用下，第一唇形密封件34左端始終是略伸出插頭殼體33內腔的，此時的第一唇形密封件34左端一直處於閉合密封狀態，當受到外部推力時，第一唇形密封件34左端縮入插頭殼體33內腔中，這時第一唇形密封件34左端開啟，電插針A和光纖插芯B均裝在插頭芯體45左端，插頭芯體45和插頭殼體33的右端均通過螺釘裝在第一轉接座38左端，插頭殼體33與插頭芯體45之間以及插頭芯體45與第一轉接座38之間均設置有密封圈，第一尾部連接件41密封安裝在第一轉接座38右端，所述第一轉接座38採用彎曲結構，彎曲夾角為120度；所述插座包括第二尾部連接件10、第二轉接座13、插座殼體14、插座芯體19、插座滑塊20、第二唇形密封件16、電插針C和光纖插芯D，插座殼體14左端裝在第二轉接座13右端，插座殼體14與第二轉接座13之間設置有密封圈，第二尾部連接件10密封安裝在第二轉接座13左端，插座芯體19、插座滑塊20和第二唇形密封件16均位於插座殼體14內腔中，插座芯體19左端裝在插座殼體14內腔中設置的環形臺階上，插座芯體19左端與該環形臺階之間設置有密封圈，第二唇形密封件16、電插針C和光纖插芯D均裝在插座芯體19右端，第二唇形密封件16套在電插針C和光纖插芯D外部，插座滑塊20套在第二唇形密封件16和插座芯體19外部，插座滑塊20左端與插座芯體19左端之間裝有第二復位裝置15，在第二復位裝置15的復位力作用下，第二唇形密封件16右端始終是略伸出插座滑塊20內腔的，此時的第二唇形密封件16右端一直處於閉合密封狀態，當受到外部推力時，插座滑塊20後縮而脫離第二唇形密封件16右端，這時第二唇形密封件16右端開啟。當上述插頭與插座插合後，外殼體32與插座殼體14卡扣連接。

為了使第一唇形密封件34左端可靠密封以及自動開啟，上述插頭殼體33的左端設有第一橢圓形開口330(見圖4)，第一唇形密封件34的橫截面呈橢圓形，第一唇形密封件34的左端設有兩個相互對稱的第一密封瓣340(見圖5)，當第一唇形密封件34左端略伸出插頭殼體33內腔時，兩個第一密封瓣340在第一橢圓形開口330的擠壓作用下閉合密封，當第一唇形密封件34左端縮入插頭殼體33內腔中時，兩個第一密封瓣340在自身彈力作用下自動開啟，插頭芯體45的橫截面呈橢圓形。通過第一橢圓形開口330的擠壓可使兩個第一密封瓣340實現更為可靠的閉合密封，而第一唇形密封件34橢圓形橫截面的設置，能夠方便兩個第一密封瓣340在自身彈力作用下更好地自動開啟。

為了使第二唇形密封件16右端可靠密封以及自動開啟，上述插座滑塊20的右端設有第二橢圓形開口201(見圖6)，第二唇形密封件16的橫截面呈橢圓形，第二唇形密封件16的右端設有兩個相互對稱的第二密封瓣160(見圖7)，當第二唇形密封件16右端略伸出插座滑塊20內腔時，兩個第二密封瓣160在第二橢圓形開口201的擠壓作用下閉合密封，當插座滑塊20脫離第二唇形密封件16右端時，兩個第二密封瓣160在自身彈力作用下自動開啟，插座芯體19的橫截面呈橢圓形。通過第二橢圓形開口201的擠壓可使兩個第二密封瓣160實現更為可靠的閉合密封，而第二唇形密封件16橢圓形橫截面的設置，能夠方便兩個第二密封瓣160在自身彈力作用下更好地自動開啟。

當插頭與插座插合時，為了確保電插針A與電插針C以及光纖插芯B與光纖插芯D可靠對接，所述電插針A和光纖插芯B通過第一安裝座49、第一轉接件48以及螺釘密封安裝在插頭芯體45左端，第一安裝座49和第一轉接件48的橫截面均呈橢圓形，第一安裝座49、第一轉接件48以及插頭芯體45的橢圓形形狀的尺寸均略小於第一橢圓形開口330的尺寸，所述電插針C和光纖插芯D通過第二安裝座22、第二轉接件23以及螺釘密封安裝在插座芯體19右端，第二安裝座22和第二轉接件23的橫截面均呈橢圓形，第二安裝座22、第二轉接件23以及插座芯體19的橢圓形形狀的尺寸均略小於第二橢圓形開口201的尺寸，第一安裝座49、第一轉接件48、第二安裝座22和第二轉接件23的橢圓形形狀尺寸相吻合。

作為優選，所述第一復位裝置37包括插頭滑塊371、插頭彈簧374以及壓縮密封件373，插頭滑塊371和插頭彈簧374均套在插頭芯體45外部，插頭彈簧374頂在插頭滑塊371與插頭芯體45右端之間，壓縮密封件373套在插頭彈簧374外部，壓縮密封件373一端密封安裝在插頭滑塊371上，另一端密封安裝在插頭芯體45右端，第一唇形密封件34右端通過密封件壓圈44密封安裝在插頭滑塊371上，插頭滑塊371外周壁上裝有第一導向件370，插頭殼體33周壁上沿自身軸線方向開設有供第一導向件370插入的導向限位長孔372。在不影響插頭彈簧374正常工作性能的情況下，壓縮密封件373將插頭彈簧374給密封住，從而防止海水進入第一充油腔。

作為優選，所述第二復位裝置15包括插座彈簧152，插座彈簧152頂在插座芯體19左端與插座滑塊20之間，插座滑塊20左端裝有第二導向件150，插座芯體19外周壁上沿自身軸線方向開設有供第二導向件150插入的導向滑槽151。

作為優選，所述外殼體32與插座殼體14卡扣連接是指，外殼體32內腔設有環形內臺階，插頭殼體33外周壁上設有用於阻擋環形內臺階的環形外臺階，外殼體32右側的插頭殼體33外壁上安裝有限位塊36，外殼體32周壁上沿自身軸線方向開設有若干長形通孔320，各長形通孔320內均設有彈簧片46，彈簧片46右端通過螺釘裝在插頭殼體33上，彈簧片46左端設有倒鉤460，外殼體32上裝有彈性卡環47，彈性卡環47套在彈簧片46左端，插座殼體14外周壁上開設有供倒鉤卡入的環形卡槽141以及供倒鉤460脫出的軸向開口槽140。

上述第一尾部連接件41與第一轉接座38之間通過螺釘和第一承力件42裝有第一壓力平衡囊43，第一尾部連接件41、第一壓力平衡囊43、第一轉接座38以及插頭芯體45的內腔組成第一充油腔40。當第一尾部連接件41與外部設備連接後，可通過外部設備上的注油口向第一充油腔40內注入適量的矽油，充入的矽油具有阻水和絕緣作用，此外，當插頭與插座插合時，第一充油腔40內的體積會發生變化使第一壓力平衡囊43鼓起(見圖1所示狀態)，反之復位(見圖2所示狀態)，從而始終保持第一充油腔40內矽油的壓力與外界海水的壓力平衡。

上述第二尾部連接件10與第二轉接座13之間通過螺釘和第二承力件11裝有第二壓力平衡囊12，第二尾部連接件10、第二壓力平衡囊12、第二轉接座13以及插座芯體19的內腔組成第二充油腔21。當第二尾部連接件10與外部設備連接時，可通過外部設備上的注油口向第二充油腔21內注入適量的矽油，充入的矽油具有阻水和絕緣作用，此外，當插頭與插座插合時，第二充油腔內的體積會發生變化使第二壓力平衡囊12鼓起(見圖1所示狀態)，反之復位(見圖3所示狀態)，從而始終保持第二充油腔21內矽油的壓力與外界海水的壓力平衡。

在插頭與插座插合時，為了便於操作者握持，方便操作，所述外殼體32上通過螺釘裝有操作手柄39。

本實用新型光電複合水下插拔連接器的工作原理是：在初始狀態，即插頭與插座未插合之前，見圖2和圖3，第一唇形密封件34在插頭彈簧374的復位力作用下左端略伸出插頭殼體33內腔，而第二唇形密封件16的右端略伸出插座滑塊20的內腔，此時的第一唇形密封件34的左端和第二唇形密封件16的右端均是閉合密封的，海水不會進入到插頭和插座內部，在插頭與插座對接時，兩者相對軸向運動，參見圖1、圖2和圖3，第一唇形密封件34與第二唇形密封件16首先貼合，隨著推力的增加，第一唇形密封件34左端與第二唇形密封件16右端之間的海水及汙染物被擠出，繼續施加推動，第一唇形密封件34在第二唇形密封件16的作用下開始後縮，與此同時，插座滑塊20在插頭殼體33的推力作用下同步後縮，當第一唇形密封件34的左端縮入插頭殼體33內腔以及插座滑塊20脫離第二唇形密封件16右端時，第一唇形密封件34和第二唇形密封件16的第一密封瓣340和第二密封瓣160分別在自身彈力下全部開啟，第一安裝座49和第二安裝座22隨後伸出，電插針A與電插針C以及光纖插芯B與光纖插芯D順勢對接，緊接著，彈簧片46左端的倒鉤460卡入環形卡槽141內，插頭與插座插合完畢(見圖1所示狀態)，實現光電單元的對接耦合；當插頭與插座脫離時，第一唇形密封件34和第二唇形密封件16分別在插頭彈簧374和插座彈簧152的作用下緩慢脫離並復位，最終，兩者再次閉合密封。由上述過程不難看出，本實用新型連接器在插合前、插合中及插合後，插頭與插座都是處於密封狀態的，因此可以實現水下插拔，這與現有技術相比，大大減少了工作量，降低了工程項目的敷設工藝和敷設成本，此外，在後續對水下設備進行維修或更換時，無需再將整個系統撈出，直接有針對性的插撥插頭、插座即可，操作起來非常方便。

本實用新型光電複合水下插拔連接器在很大程度上克服了傳統連接器的不足，結構可靠，使用方便，機械強度高，具有端面自動除汙功能保證較好的光纖耦合性，能夠實現水下快速插拔功能，大大減小系統布放及維修時間，具有較大的經濟效益和社會價值。

本實用新型光電複合水下插拔連接器可為我國今後的海洋科考、探測提供一個良好的水下光纜、電纜連接平臺，具有廣闊的市場前景和重要的社會價值。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的保護範圍內。