水下连接器及其插头的制作方法

1.本发明属于连接器技术领域，尤其涉及水下连接器及其插头。


背景技术：

2.水下插拔连接器主要有全电型、全光纤型及光电混合型等。水下插拔电连接器主要用于水下电源的接续及电信号的传输；水下插拔光纤连接器主要用于水下光信号传输及光纤和相关设备间的接续；水下插拔光电混合连接器则同时具备上述两种连接器的功能，可以同时满足光、电信号水下传输的需要。
3.水下插拔连接器属于水密连接器中的高端产品，结构复杂，对构成材料及加工工艺要求很高。同其他水密电连接器一样，水下插拔电连接器由水密插头和水密插座两部分组成。
4.图1中示出的现有技术中插座的结构示意图，该插座包括插座壳体、复合插针、插座绝缘体、插座环氧树脂灌封体及o形橡胶密封圈等零部件，水下插拔电连接器需要长期在水下工作，其插合与分离经常是在复杂的水下环境中完成的，因此在插座壳体上开设了与插合腔连通的排水孔11，在插头插入插座的过程中同时将插座内的水经排水孔11排出。
5.上述传统的排水孔的结构虽然能实现插入排水的目的，但是在水域环境含泥沙量大、水质浑浊等情况下，插拔过程并不能很好地将进入插座内的泥沙排出，进而导致插座沉积泥沙影响连接器插拔。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术中在插座上开孔无法满足在水域环境含泥沙量大、水质浑浊等情况下，插拔过程并不能很好地将进入插座内的泥沙排出，进而导致插座沉积泥沙形成阻碍影响连接器插拔的技术问题。
7.同时发明人在使用中还发现，与插座相对应的，水下插拔连接器还有插头，插头内设置有皮囊(也称油囊)，皮囊有一部分是暴露在外部的，在与插座插接时，皮囊会接触沉积在插座内的泥沙，如申请号为201811629028.6、201611176383.3、202110072359.x等中国专利申请文件中均有记载，在一些工况下，插座的内腔中残留了不少的泥沙，甚至是颗粒型的，这些泥沙会划伤皮囊导致皮囊等密封件的磨损甚至破损。
8.基于此，发明人提出的技术方案如下：
9.本发明提供一种水下连接器的插头，与插座配合使用，所述插座包括插座壳体，所述插座壳体具有容纳插头插入的插入腔，所述插头包括插头壳体，所述插头壳体具有一插入端及成型于内部的安装腔，所述插头壳体上具有贯穿所述插头壳体的侧壁并连通所述安装腔的排水孔，所述安装腔的内壁上具有由插入端延伸至排水孔的导水槽，且所述导水槽在插入端上形成豁口；所述插头与插座插接时，所述插头封闭插入腔的开口使插入腔、导水槽、排水孔连通形成排水通道。
10.作为上述技术方案的优选，所述排水孔远离所述插入端设置，所述插头和插座插
接过程中，所述插座壳体不会覆盖所述排水孔。
11.作为上述技术方案的优选，所述插头和插座插接完成时，所述插座外壳刚好覆盖所述排水孔。
12.作为上述技术方案的优选，所述插头和插座插接完成时，所述插座外壳不会覆盖所述排水孔。
13.作为上述技术方案的优选，所述插头壳体的外壁上设置有密封圈，所述密封圈的外壁与所述插入腔的内壁过盈配合，所述插头与插座插拔时，所述密封圈的外壁刮擦所述插入腔的内壁。
14.作为上述技术方案的优选，所述密封圈靠近所述插入端设置；或者，所述密封圈与所述豁口之间的距离小于所述所述密封圈与所述排水孔之间的距离。
15.作为上述技术方案的优选，所述导水槽的延伸路径包括直线、s形折线和螺旋线中的一种或多种。
16.作为上述技术方案的优选，所述插头壳体与所述插座壳体同轴设置，所述导水槽的延伸路径相对所述插头壳体的轴向具有位移量。
17.本发明还提供一种水下连接器，包括插座以及以上所述的插头，所述插头与所述插座相互插接。
18.本发明还提供一种水下连接器，包括插座以及以上所述的插头。
19.本发明的有益效果为：
20.(1)防止泥沙沉积，通过在插头的内壁上开导水槽及与导水槽及连通的排水孔，同时封闭插座上的排水孔，这样即使插头插入速度较慢，由于导水槽的排水截面远小于插头与插座内腔之间相对密封的空间的截面，使由插入腔、导水通道、排水孔形成的排水通道中排出的水的流速急剧提升，泥沙基本随水流排出而较难沉积，进而大大减少插座的插入腔中泥沙的残留及附着，也能进一步避免泥沙划伤皮囊等密封件，导致皮囊等密封件的磨损甚至破损的问题；
21.(2)清除已附着的泥沙，在插头壳体的外壁上安装了密封圈，随着插头持续插入的过程对插座的内腔壁进行刮擦，将附着在插座的内腔壁上的泥沙刮下并随水流排走。
附图说明
22.图1示出的是现有技术中插座的结构示意图；
23.图2示出的是实施例中连接器的结构示意图；
24.图3示出的是实施例中插头的结构示意图；
25.图4示出的是图3中a处的局部放大图；
26.图5示出的是实施例中插头壳体的一种结构示意图；
27.图6示出的是图5中b处的局部放大图；
28.图7示出的是实施例中插头壳体的另一种结构示意图；
29.图8示出的是实施例中插头壳体的另一种结构示意图；
30.图9示出的是实施例中连接器插合过程的状态示意图；
31.图10示出的是实施例中插头壳体的外壁结构示意图。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
33.实施例
34.图2示出的是作为本实施例中一种具体表现的连接器的结构示意图。该连接器包括插头2和插座1，插头2和插座1可插接的配合以实现导电部件的接触导通，完成信号传输。
35.插头2和插座1是连接器中相对部件，其中，插座1是指具有一插入腔的连接部，如现有技术1中示出的结构，且插座1既可以是如图1所示的针型插座(接触件为插针)，也可以是孔型插座(接触件为插孔)；对应的，插头2是指具有一可配合插入插座1的插入腔中的连接部，插头2既可以是对应于针型插座的孔型插头，也可以是对应于孔型插座的针型插头，如本实施例2中示出的是针型插座配合孔型插头。
36.参见图2，本实施例中，原有开设于插座1上的排水孔11被封堵不用，或者，本实施例中插座1上不设置现有技术(如图1所示)中的排水孔11。
37.参见图3，示出的是本实施例一种具体表现的插头2的结构示意图，该插头2包括插头壳体21，插头壳体21内具有安装腔，安装腔内固定支撑套22、大皮囊23、小皮囊24、接触件25、滑销26、压缩弹簧27、插孔合件28以及必要的密封圈，其中接触件25、滑销26、压缩弹簧27、插孔合件28共同组成插芯，根据设计要求插芯的数量可以设置成五芯、七芯或者其他规格，插芯外被小皮囊24紧密包覆，大皮囊23上设置有对应插芯数量的通孔，且大皮囊23将小皮囊24紧密包覆，支撑套22设置在大皮囊23与插头壳体21之间。大皮囊23、小皮囊24均为软质材料制成，内部具有填充液体的空腔，通常是充入油液，从而提供对插芯的紧密包覆，进而起到在水下插拔过程中防水的效果。
38.图4示出的是图3中a处的局部放大图，图5示出的是本实施例一种具体表现的插头壳体21的结构示意图，图6为图5中b处的局部放大图。参见图4～图6，该插头壳体21具有一插入端211，插入端211是指插头2和插座1插合过程中插头2上最先进入插座1的一端，插头壳体21内具有安装支撑套22、大皮囊23、小皮囊24等部件的腔体，插入端211的端面上形成有由腔体内壁沿径向向外凹陷的豁口215以及由豁口215沿轴向延伸而形成的导水槽212，导水槽212的延伸方向上具有贯穿插头壳体21的排水孔213，且导水槽212与排水孔213是相互连通的，以满足导水槽212中的水能通过排水孔213排出。
39.另外，进一步结合本实施例图3，作为水下插拔连接器，插孔合件28是与介质体29密封连接的，介质体29与插孔合件28的连接通常采用注塑成型工艺实现，介质体29安装在插头壳体21的安装腔，并且介质体29与插头壳体21之间设置多个橡胶圈30进行密封，使水无法从排水孔213之外的其他位置漏出，因此插座1的插入腔、导水通道、排水孔213形成唯一的排水通道。
40.本实施例中所提供的导水槽212与排水孔213的数量均为两个，但并不是作为对导水槽212与排水孔213的限制，仅作为帮助说明的一种具体结构，导水槽212与排水孔213的数量可以根据具体的设计要求选定，且导水槽212在插头壳体21周向上的分布也不限于对称分布，也可以是随机分布或其他可用的分布方式。
41.导水槽212的形状也不限于图5所示出的形状，本实施例中所描述的导水槽212沿轴向延伸是指整体上具有沿轴向延伸的趋势，也即导水槽212的一端位于轴向的前端、另一
端位于轴向的后端即可，导水槽212的形状包括：导水槽212的截面形状以及导水槽212在插头壳体21轴向上的延伸的形状；导水槽212的截面形状还可以是不规则的椭圆形、圆形、v形等，导水槽212在插头壳体21轴向上的延伸的形状可以是直线状、s状折返形或螺旋状等，如图5示出的即为导水槽212在插头壳体21轴向上的延伸的形状为螺旋状，图7示出的是导水槽212在插头壳体21轴向上的延伸的形状为s状折返形，图8示出的是导水槽212在插头壳体21轴向上的延伸的形状为直线状。
42.以图5所示出的插头壳体21为例，结合图9对连接器插合过程进行说明，图9示出的是连接器插合过程的状态示意图，图9中m为包括支撑套22、大皮囊23、小皮囊24、接触件25、滑销26、压缩弹簧27、插孔合件28的插芯总成的简单示意，且为更清楚的示意，对导水槽212的尺寸进行的放大。结合图9，插芯总成与插头壳体21的安装腔内壁贴合，导水槽212形成导水通道，在插头2插入插座1的过程中，插头2与插座1内腔之间形成图9中所示的相对密封的空间q，且该相对密封的空间q内存有水，随着插头2的插入，由于导水槽212的排水截面远小于相对密封的空间的截面，因此插头2插入时导水槽212内排水的速度远大于相对密封的空间的压缩速度，在这种大流速下，泥沙较难沉积而随水流经导水槽212从排水孔213排出，如图5中箭头方向所示。
43.需要说明的是，本连接器是水下连接器，在水下插拔，由于水下插拔的环境复杂，且阻力大，因此连接器插合过程的速度是较为慢的，并不能像在陆地上那样快速插拔，且水下连接器的插拔多需要使用机器人辅助操作。
44.图10示出的是插头壳体21的外壁结构示意图，参照图9，在插头壳体21的外壁上安装了密封圈214，密封圈214在插头2插入过程中完全接触插座1的内腔壁，并随着插头2持续插入的过程对插座1的内腔壁进行刮擦，从而将附着在插座1的内腔壁上的泥沙刮下，并随水流排走排走。
45.密封圈214较为优选地设置位置是靠近插头壳体21的插入端211，便于将附着在插座1的内腔壁上的泥沙较为完全地刮除；同时能保证插头2持续插入的过程中保证密闭性能，避免水从壳体之间的间隙流走。
46.在插头2和插座1插接过程中，对排水孔213在插头壳体21上的位置也有一定的要求，排水孔213一定不会设置在插头壳体21的插入端211，在插头2和插座1插接过程中，插座1的插座壳体不会覆盖排水孔213，较为理想的是，插头2和插座1插接完成时，插座1的插座外壳不会覆盖排水孔213或者刚好覆盖排水孔213。插头2和插座1插接过程中，排水孔213不仅起到排水作用同时也是起到泄压和平衡压力的作用，排水孔213在排出水的同时也对因插头2插入所形成的相对密封的空间q进行泄压，降低插头2插入的阻力，以保证插头2和插座1插接的顺畅性；否则，插头2和插座1插接过程，插座1的插座外壳将排水孔213覆盖后，即使插座外壳没有完全将排水孔213堵住，排水孔213处也会产生压力阻碍排水，使相对密封的空间q因插头2插入而导致内压增大，这增加插头2插入的阻力。
47.需要说明的是未作特殊说明的情况下，所描述的轴向、径向均是指以插头壳体21为基准，轴向是指插头壳体21插合过程中所沿的方向，径向是指任一垂直于该轴向的方向。
48.基于上述连接器的记载，在工作方式、工作环境或工作远离等方面做如下补充：
49.(1)在插头2插入插座1之前，插座1里面就已经有海水，插座1内外海水的压力是平衡的，所以在插头2插入插座1时，水底存在阻力不会影响水流从导水槽212流出；
50.(2)在实际连接器连接时，采用机器实现插头2与插座1的插接，插接速度不小于2mm/s；
51.单个导水槽212的排水孔的截面积为6.09mm2，我司产品设有两个导水槽212，总截面积为12.18mm2；
52.插座内腔的截面积为1040.6mm2；
53.导水槽内的水流速度计算公式为：
54.v＝2mm/s*1040.6mm2/12.18mm2＝170.87mm/s，该速度足以让插座内腔内的泥沙随着水流流出。
55.其中，插座1的内腔的直径为36.4mm，截面积s＝πr2＝π(36.4/2)2＝1040.6mm2；
56.排水槽212的截面积s＝π(32.8/2)2*20
°
/360
°‑
π(30.6/2)2*20
°
/360
°
＝6.09mm2，两个排水槽的截面积为12.18mm2。
57.(3)只要导水槽212内的水流速度够大，更容易带出泥沙而不是沉积泥沙。
58.(4)密封圈只有在插头2与插座1对接时刮除泥沙，刚刮除的泥沙是直接与水混合的，处于悬浮状态而不是沉积状态，真好随着插入时产生的流动水从导水槽212排出，不会发生沉积。
59.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

技术特征：
1.一种水下连接器的插头，其与插座配合使用，所述插座包括插座壳体，所述插座壳体具有容纳插头插入的插入腔，其特征在于：所述插头包括插头壳体，所述插头壳体具有一插入端及成型于内部的安装腔，所述插头壳体上具有贯穿所述插头壳体的侧壁并连通所述安装腔的排水孔，所述安装腔的内壁上具有由插入端延伸至排水孔的导水槽，且所述导水槽在插入端上形成豁口；所述插头与插座插接时，所述插头封闭插入腔的开口使插入腔、导水槽、排水孔连通形成排水通道。2.根据权利要求1所述的水下连接器的插头，其特征在于：所述排水孔远离所述插入端设置，所述插头和插座插接过程中，所述插座壳体不会覆盖所述排水孔。3.根据权利要求2所述的水下连接器的插头，其特征在于：所述插头和插座插接完成时，所述插座外壳刚好覆盖所述排水孔。4.根据权利要求2所述的水下连接器的插头，其特征在于：所述插头和插座插接完成时，所述插座外壳不会覆盖所述排水孔。5.根据权利要求1所述的水下连接器的插头，其特征在于：所述插头壳体的外壁上设置有密封圈，所述密封圈的外壁与所述插入腔的内壁过盈配合，所述插头与插座插拔时，所述密封圈的外壁刮擦所述插入腔的内壁。6.根据权利要求5所述的水下连接器的插头，其特征在于：所述密封圈靠近所述插入端设置；或者，所述密封圈与所述豁口之间的距离小于所述所述密封圈与所述排水孔之间的距离。7.根据权利要求1所述的水下连接器的插头，其特征在于：导水槽的延伸路径包括直线、s形折线和螺旋线中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的水下连接器的插头，其特征在于：所述插头壳体与所述插座壳体同轴设置，所述导水槽的延伸路径相对所述插头壳体的轴向具有位移量。9.一种水下连接器，其特征在于：包括插座以及如权利要求1至8任意一项所述的插头，所述插头与所述插座相互插接。

技术总结
本发明公开了水下连接器，包括可插拔连接的插头和插座，所述插头包括插头壳体，所述插头壳体具有一插入端及成型于内部的安装腔，所述插头壳体上具有贯穿侧壁连通至安装腔内的排水孔，所述安装腔的内壁上具有由插入端延伸至排水孔的导水槽，且所述导水槽在插入端上形成豁口；所述插座包括插座壳体，所述插座壳体具有容纳插头插入的插入腔，所述插头与插座插接时，所述插头封闭插入腔的开口使插入腔、导水槽、排水孔连通形成唯一的排水通道，泥沙基本随水流排出而较难沉积，减少插座的插入腔中泥沙的残留及附着。泥沙的残留及附着。泥沙的残留及附着。


技术研发人员：朱赫 李树飞 王敏兴 杜建东 余贵龙 陈慧
受保护的技术使用者：苏州华旃航天电器有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/7/13