CN106463880B - 高压密封式电连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电连接器，其包括壳体、导电销、第一密封件和密封剂。所述壳体具有孔以及在使用时处于不同压力下的第一端和第二端。所述孔在所述第一端与所述第二端之间延伸。所述导电销设置在所述孔内并且构造成在所述第一端与第一线接合、在所述第二端与第二线接合。所述第一密封件设置在所述导向销周围并且接合在所述导电销与所述孔之间以提供其间的密封。所述密封剂设置成充填所述第一端与所述第一密封件之间的孔。所述密封剂可以是基于环氧树脂的密封剂。

Description

高压密封式电连接器
相关申请的交叉引用
本申请在2015年4月29日作为PCT国际专利申请提交，并且要求在2014年4月30日提交的美国专利申请第61/986,380号的优先权，所述美国申请的公开内容通过引用整体结合至本申请中。
背景技术
液压控制***用于许多工业和移动应用中，如挖掘设备、起重机、升降臂和众多类似设备中。此类控制***典型地包括形式为可在孔内滑动的阀芯的控制阀，所述阀芯的位置决定着在任何特定时点，一对输出端口中的哪一个与压力较高的流体连接并且哪一个与低压流体连接。
通常，液压控制***包含处于不同压力下的电气装置。例如，一些电气装置位于大气压力下，而另一些装置被设置成接触处于比大气压力更高的压力下的液压流体。典型地，位于不同压力下的多个电气装置通过电连接器电连接。因此，此类电连接器需要可靠地固定在液压控制***内并且从环境上在不同压力之间得到密封。
发明内容
一般而言，本发明涉及一种在其多个连接端部处承受不同压力的密封式电连接器。在一种可能的构型中并且通过非限制性示例的方式，电连接器使用密封部件和密封剂进行密封。在本发明中描述了各个方面，其中包括但不限于以下方面。
一个方面是一种具有壳体、导电销、第一密封件和密封剂的电连接器。所述壳体具有孔以及第一端和第二端。当所述电连接器被使用时，所述第一端处于第一压力下，而所述第二端处于与所述第一压力不同的第二压力下。所述孔在所述第一端与所述第二端之间延伸。所述导电销设置在所述孔内并且构造成在所述第一端处与第一线接合并且在所述第二端处与第二线接合。所述第一密封件设置在所述导电销周围并且接合在所述导电销与所述孔之间以提供其间的密封。所述密封剂设置成充填在所述第一端与所述第一密封件之间的孔。在一些示例中，所述第一压力大于所述第二压力。所述密封剂可以是基于环氧树脂的密封剂。
所述电连接器还可包括邻近所述第一密封件地设置在所述导电销周围的第二密封件。所述第一密封件位于所述第二密封件与所述密封剂之间，并且所述第二密封件未暴露于所述密封剂。
所述导电销可一体地构成。在另一些示例中，所述导电销包括第一子销和第二子销。所述第一子销设置在所述孔内并且具有第一线端和第一联接端。所述第一线在所述第一端处与所述第一线接合。所述第二子销设置在所述孔内并且具有第二线端和第二联接端。所述第二线端在所述第二端处与所述第二线接合，并且所述第二联接端与所述第一子销的第一联接端接合。
另一方面是一种***，该***包括***壳体、第一电气装置、第二电气装置和电连接器。当所述***被使用时，所述第一电气装置处于第一压力下，并且所述第二电气装置处于第二压力下。所述第一压力可大于所述第二压力。所述电连接器接合在所述***壳体内并且构造成将所述第一电气装置与所述第二电气装置电连接。所述连接器可包括连接器壳体、外密封件、第一线、第二线、导电销、第一内密封件和密封剂。所述连接器壳体具有孔以及第一端和第二端。当所述连接器被使用时，所述第一端处于所述第一压力下，并且所述第二端处于所述第二压力下。所述孔在所述第一端与所述第二端之间延伸。所述外密封件设置在所述连接器壳体周围并且构造成提供在所述连接器壳体与所述***壳体之间的密封。所述第一线与所述第一电气装置电连接。所述第二线与所述第二电气装置电连接。所述导电销设置在所述孔内并且构造成在所述第一端处与所述第一线接合并且在所述第二端处与所述第二线接合。所述第一内密封件设置在所述导电销周围并且接合在所述导电销与所述孔之间以提供其间的密封。所述密封剂充填位于所述第一端与所述第一内密封件之间的孔。
又一方面是一种先导阀***，其包括本体、螺线管组件、控制单元、阀芯组件和电连接器。所述本体具有流体入口和流体出口。所述螺线管组件以第一压力工作。所述控制单元以低于所述第一压力的第二压力工作。所述阀芯组件与所述螺线管组件接合并且适于控制所述流体入口与所述流体出口之间的流体流动。所述电连接器接合在所述本体内并且构造成将所述控制单元与所述螺线管组件电连接。所述连接器包括连接器壳体、外密封件、第一线、第二线、导电销、第一内密封件和密封剂。所述连接器壳体具有孔以及第一端和第二端。当所述连接器被使用时，所述第一端设置在所述第一压力下，并且所述第二端设置在所述第二压力下。所述孔在所述第一端与所述第二端之间延伸。所述外密封件设置在所述连接器壳体周围并且构造成在所述连接器壳体与所述***壳体之间提供密封。所述第一线与所述螺线管组件电连接，并且所述第二线与所述控制单元电连接。所述导电销设置在所述孔内并且构造成在所述第一端处与所述第一线接合并且在所述第二端处与所述第二线接合。所述第一内密封件设置在所述导电销周围并且接合在所述导电销与所述孔之间以提供其间的密封。所述密封剂充填位于所述第一端与所述第一内密封件之间的孔。
附图说明
图1是示例性先导阀***的透视图。
图2是图1的先导阀***的截面图。
图3示出了用于先导阀***中的示例性电连接器。
图4是图3的电连接器的透视图。
图5是图3的电连接器的截面图。
图6是根据本发明的另一示例的电连接器的截面图。
具体实施方式
图1是示例性先导阀***100的透视图。先导阀***100通过控制单独的先导阀的限流控制给送而控制高压和/或高体积流量。在一些示例中,先导阀***100用于双阀芯控制阀装置中，所述控制阀装置用于控制不同类型的液压设备。这种双阀芯控制阀装置的示例在于2009年7月20日提交的、题为“CONTROL ARRANGEMENT(控制装置)”的美国专利申请No.13/386,281和于2009年7月20日提交的、题为“CONTROL ARRANGEMENT”的美国专利申请No.13/386,235中被公开。这些专利申请的公开内容通过引用整体结合于此。在一些示例中，***100包括本体102、致动器104和控制单元106。***100将参考附图2做更详细的说明。
图2是图1的先导阀***100的截面图。如上所述，先导阀***100包括本体102、致动器104和控制单元106。先导阀***100还包括构造成将致动器104和控制单元106电连接的电连接器108。
本体102容纳第一先导阀芯组件110A和第二先导阀芯组件110B，其根据上下文需要以单数或复数形式统称为先导阀芯组件110。在图示的示例中，第一阀芯组件110A和第二阀芯组件110B以相似方式进行控制。此外，本体102的其它构件针对第一阀芯组件110A和第二阀芯组件110B对称地设置，因此将主要针对第一阀芯组件110A或第二阀芯组件110B进行描述。先导阀芯组件110构造成被致动器104沿阀芯室112推动。在一些示例中，先导阀芯组件110包括用于在未由致动器104致动时将组件110保持在中间位置的弹簧机构114。
本体102还包括先导入口116、第一先导出口118和第二先导出口120。如下所述，根据先导阀芯组件110在阀芯室112内的位置，先导入口116与第一先导出口118或第二先导出口120流体连通。因此，先导流体选择性地从先导入口116流到第一先导出口118或第二先导出口120。
致动器104适于控制先导阀芯组件110沿阀芯室112的位置。在所示的示例中，致动器104是电磁致动器，其包括磁体组件124和音圈组件126。在本文中，致动器104也称为螺线管组件。磁体组件124固定在本体102上，本体102限定出音圈组件126在其内移动的致动器腔室128。音圈组件126与先导阀芯组件110联接并且通过电磁力在致动器室128内相对于磁体组件124移动。例如，音圈组件126包括绕组130，电流施加至该绕组以在其周围产生磁场。音圈组件126周围的磁场与相关的磁体组件124的磁场之间相互作用，以驱动先导阀芯组件110移动到期望位置。
在一些示例中，致动器腔室126提供空间，经该空间施加与大气压不同的压力。例如，先导阀***100构造成使返回流体循环通过本体102，并且致动器腔室126构造成暴露于流到储槽的返回流体。在一些示例中，返回流体在返回储槽之前被加压至比大气压高的压力。因此，致动器室126承受比大气压高的压力。
控制单元106能控制施加至音圈组件126的绕组130的电流并因此控制先导阀芯组件110在阀芯室112内的位置。在所示的示例中，控制单元106设置在本体102上并且构造成与其它电气装置或电源连接。在一些示例中，控制单元106向周围环境敞开，由此暴露于大气压。
电连接器108用于将控制单元106与致动器104连接。如上所述，致动器104和控制单元106暴露于不同压力，进而电连接器108在连接端承受不同压力。电连接器108将参考图3-6做更详细的描述。
图3示出用于先导阀***100中的示例性电连接器108。在所示的示例中，电连接器108与音圈组件126连接。电连接器108包括第一对线132和第二对线134。第一对线132将电连接器108与音圈组件126的绕组130电连接。第二对线134将连接器108与控制单元106电连接。因此，电连接器108提供致动器104与控制单元106之间的电连接。然而，显然电连接器108可用于提供两种电气装置之间的任何类型的电连接。
图4是图3的电连接器108的透视图。电连接器108包括连接器壳体138，所述壳体具有沿纵向轴线的第一端142和第二端144。第一对线132从连接器108的第一端142延伸，第二对线134从连接器108的第二端144延伸。
电连接器108还包括围绕连接器108的壳体138的外表面的外密封元件148。如图2所示，外密封元件148构造成密封电连接器108与本体102之间的界面。在一些示例中，密封元件148包括一个或多个O形环。在所示的示例中，密封元件148包括设置在连接器壳体138的外表面周围的两个轴向地间隔开的O形环。在另一些示例中，密封元件148包括其它类型的密封件，例如支撑环、唇封和任何其它合适的密封件。
在一些示例中，电连接器108可采用设置在不同压力下的第一端142和第二端144。例如，如图2所示，电连接器108在先导阀***100的本体102中安装成使得连接器108的第一端142暴露于致动器室126并且第二端144暴露于周围环境。如上所述，在致动器室126处的压力可高于大气压力。
图5是图3的电连接器108的截面图。电连接器108包括孔152、导电销组件154、内密封元件156和密封剂158。在一些示例中，销组件154包括第一子销162和第二子销164。如图5所示，电连接器108可具有用于第一对线132和第二对线134的一对所述构件。在另一些示例中，电连接器108可具有两组以上所述构件，以用于多条线之间的电连接。在又一些示例中，电连接器108可仅具有一组所述构件以用于两条线之间的电连接。为简明起见，以下仅描述一组构件，并且显然，同样的构型和原理适用于其它组构件。
孔152形成在连接器壳体138内，在第一端142与第二端144之间延伸并且在第一端142和第二端144处敞开。孔152构造成将导电销组件154接纳在其中。
导电销组件154设置在孔152内并且构造成在第一端142与第一组线132接合并且在第二端144与第二组线134接合。第一组线132和第二组线134可在第一端142和第二端144以任何方式与导电销组件154电连接。例如，第一组线132和第二组线134被压接在销组件154的第一端142和第二端144。在另一些示例中，线132和134可焊接在销组件154的端部142和144。
在一些示例中，导电销组件154包括第一子销162和与第一子销162电连接的第二子销164。在一些示例中，第一子销162和第二子销164由导电材料制成。第一子销162设置在孔152内并且具有第一线端172和第一联接端174。第一线端172构造成与第一线132电气地接合，并且第一联接端174构造成与第二子销164电气地接合，如下文所述。第二子销164沿纵向轴线与第一子销162串联地设置在孔152内。第二子销164具有第二线端176和第二联接端178。第二线端176构造成与第二线134电气地接合。第二联接端178构造成与第一子销162的第一联接端174电气地接合。第一线端172和第二线端178能以适于将线132和134电气地和机械地连接的任何方式与第一线132和第二线134接合。在一些示例中，线132和134可在第一线端172和第二线端176被压接。第一联接端174和第二联接端178能以任意合适的方式彼此电气地接合。在一些示例中，第一子销162的第一联接端174被构造为导电杆，并且第二子销164的第二联接端178被构造为接纳导电杆并与导电杆电气接触的互补导电插座。
内密封元件156设置在销组件154周围，以在孔152与销组件154之间的界面处提供密封。在一些示例中，内密封元件156可以是设置在销组件154的外表面周围的一个或多个O形环。在所示的示例中，内密封元件156包括两个O形环。在一些示例中，销组件154可提供一个或多个凹部182以将内密封元件156布置在适当位置，并且孔152可提供与销组件154的凹部182对应的一个或多个凹部184，以使得内密封元件156设置在孔152与销组件154之间的适当位置。在一些实施例中，内密封元件156可包括仅一个O形环。虽然内密封元件156在本实例中被图示为O形环，但其它类型的密封元件也是可能的，例如支撑环、唇封和任意其它合适的密封件。
除内密封元件156外，可对电连接器108施用密封剂158，以提供附加密封并且帮助将线132和134保持在适当位置。密封剂158在施加时是粘的并且在硬化后具有很小流动性或不具有流动性。密封剂158可属于适合提供密封并且抑制与销组件154连接的线132移动的任意类型。在一些示例中，密封剂158是基于环氧树脂的密封剂。
在一些示例中，密封剂158设置成在销组件154和内密封元件156***至孔152内之后充填孔152。例如，密封剂158可充填沿纵向轴线形成在第一端142与内密封元件156之间的孔152的空间。在内密封元件156包括互相相邻地设置的多个O形环156A和156B(即，第一密封件156A和第二密封件156B)的示例中，密封剂158充填成与比O形环156B更接近第一端142的O形环156A接触，并且密封剂158构造成未与其它O形环156B接触。第一密封件156A(例如，O形环156A)用于将密封剂158与第二密封件156B(例如，O形环156B)隔离。该构型容许远离第一端142设置的其它O形环156B维持它们的柔韧性，由此改善孔152与销组件154之间的密封。在另一些实施例中，虽然第二密封件156B是O形环或任何合适的密封件，但第一密封件156A可以是构造成将密封剂158与第二密封件156B隔离的任何元件(例如，支撑环、唇封或任意合适的构件)。
在另一些示例中，可对内密封元件156的第一密封件156A和第二密封件156B使用其它类型的密封件。例如，第一密封件156A和第二密封件156B中的至少一者可以是支撑环、唇封或适于第一密封件156A和第二密封件156B的目的的任意其它密封件。
密封剂158也可用作线限位装置，使得在第一端142处与销组件154连接的线132固定在孔152内并且维持它们与销组件154的机械和电气连接性。
类似地，密封剂158也可设置成在第二端144处充填孔152。密封剂158在第二端144提供环境密封并且在第二端144将线134保持在适当位置。在一些示例中，密封剂158可仅在第一端142或在第二端144被提供给孔152。在另一些示例中，密封剂158可在第一端142和第二端144两者处被提供给孔152。
图6是根据本发明的另一示例的电连接器208的截面图。由于许多概念和特征与图3-5所示的第一示例相似，针对第一示例的描述特此通过引用结合于此用于第二示例。在示出了相同或相似特征或元件的情况下，在可能的情况下将使用相同的参考标号。以下关于第二示例的描述将主要局限于第一示例与第二示例之间的差别。
在本例中，电连接器208的销组件154一体地形成为一个导电部件。销组件154包括构造成分别与线132和134接合的第一线端172和第二线端176。在一些示例中，如上所述，线132和134可分别在第一线端172和第二线端176被压接，使得线132和134与第一线端172和第二线端176电气地和机械地联接。这样，销组件154在第一线132与第二线134之间提供电连接。因此，电连接器208省去了孔152内的两个子销之间的联接，如图4和5所示，并且因此可改善线132和134之间的电气和机械连接性。
在一些示例中，连接器壳体138包括与第二端144相邻的线通路188。线通路188构造成提供通路，以供线134在孔152的内部与壳体138的外部之间延伸。线通路188可提供用于线134的支承，以将线134保持在适当位置。线通路188可代替如参考图5所述本来用于固定线134的密封剂158。虽然在所示的示例中，线188形成在第二端144附近并且密封剂158设置在第一端142，但在另一些示例中，线通路188可设置在第一端142附近并且密封剂158可设置在第二端144。
上述各种示例仅通过说明的方式提供，而并不应当被解释为限制本发明的范围。本领域的技术人员将容易地认识到各种修改和变更，这些修改和变更可与文中所示出和描述的示例和应用不一致并且不脱离本发明的真实精神和范围。

Claims (19)

1.一种电连接器，包括：
壳体，其具有孔、第一端和第二端，所述孔在所述第一端与所述第二端之间延伸；
导电销，所述导电销设置在所述孔内并且构造成在所述第一端与第一线接合、在所述第二端与第二线接合；
密封剂隔离部件，所述密封剂隔离部件设置在所述导电销周围并且接合在所述导电销与所述孔之间；和
密封剂，所述密封剂在所述第一端与所述密封剂隔离部件之间充填所述孔，以使得密封剂接触所述密封剂隔离部件的面向所述第一端的部分；
邻近所述密封剂隔离部件设置在所述导电销周围的柔性密封件，其中所述密封剂隔离部件位于所述柔性密封件与所述密封剂之间，并且所述密封剂隔离部件将柔性密封件与密封剂隔离，以使得柔性密封件不接触密封剂并且未暴露于所述密封剂。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其中，当所述电连接器被使用时，所述第一端处于第一压力下而所述第二端处于第二压力下，其中所述第一压力大于所述第二压力。
3.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，所述导电销包括：
第一子销，所述第一子销设置在所述孔内并且具有第一线端和第一联接端，所述第一线端在所述第一端处与所述第一线接合；和
第二子销，所述第二子销设置在所述孔内并且具有第二线端和第二联接端，所述第二线端在所述第二端处与所述第二线接合，并且所述第二联接端与所述第一子销的第一联接端接合。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述密封剂是基于环氧树脂的密封剂。
5.根据权利要求1所述的电连接器，还包括外密封件，所述外密封件设置在所述壳体周围并且构造成在所述壳体与所述电连接器安装在其上的设备之间提供密封。
6.根据权利要求1所述的电连接器，还包括：
形成在所述壳体中的第二孔；
设置在所述第二孔内的第二导电销；
第二密封件，所述第二密封件设置在所述第二导电销周围并且接合在所述第二导电销与所述第二孔之间以提供其间的密封；和
第二密封剂，所述第二密封剂在所述第一端与所述第二密封件之间充填所述第二孔。
7.根据权利要求6所述的电连接器，还包括邻近所述第二密封件设置在所述第二导电销周围的第三密封件，其中所述第三密封件位于所述第二密封件与所述第二密封剂之间，并且所述第三密封件未接触所述第二密封剂。
8.根据权利要求6或7所述的电连接器，其中，所述第二导电销包括：
第三子销，所述第三子销设置在所述第二孔内并且具有第三线端和第三联接端；和
第四子销，所述第四子销设置在所述第二孔内并且具有第四线端和第四联接端，所述第四联接端与所述第三子销的第三联接端接合。
9.根据权利要求6所述的电连接器，其中，所述第二密封剂是基于环氧树脂的密封剂。
10.根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述密封剂隔离部件提供所述导电销与所述孔之间的密封，所述密封剂隔离部件包括O形环、支撑环和唇封中的一者。
11.一种***，包括：
***壳体；
设置在第一压力下的第一电气装置；
设置在第二压力下的第二电气装置；和
电连接器，所述电连接器接合在所述***壳体内并且构造成将所述第一电气装置电连接至所述第二电气装置，所述连接器包括：
连接器壳体，所述连接器壳体具有孔、第一端和第二端，所述第一端处于所述第一压力下，所述第二端处于所述第二压力下，并且所述孔在所述第一端与第二端之间延伸；
外密封件，所述外密封件设置在所述连接器壳体周围并且构造成提供所述连接器壳体与所述***壳体之间的密封；
与所述第一电气装置电连接的第一线；
与所述第二电气装置电连接的第二线；
导电销，所述导电销设置在所述孔内并且构造成在所述第一端处与所述第一线接合并且在所述第二端处与所述第二线接合；
密封剂隔离部件，所述密封剂隔离部件设置在所述导电销周围并且接合在所述导电销与所述孔之间；
密封剂，所述密封剂在所述第一端与所述密封剂隔离部件之间充填所述孔，以使得密封剂接触所述密封剂隔离部件的面向所述第一端的部分；和
邻近所述密封剂隔离部件设置在所述导电销周围的柔性内密封件，其中所述密封剂隔离部件位于所述柔性内密封件与所述密封剂之间，并且所述密封剂隔离部件将柔性内密封件与密封剂隔离，以使得柔性内密封件不接触密封剂并且未暴露于所述密封剂。
12.根据权利要求11所述的***，其中，所述第一压力大于所述第二压力。
13.根据权利要求11或12所述的***，其中，所述导电销包括：
第一子销，所述第一子销设置在所述孔内并且具有第一线端和第一联接端，所述第一线端在所述第一端处与所述第一线接合；和
第二子销，所述第二子销设置在所述孔内并且具有第二线端和第二联接端，所述第二线端在所述第二端处与所述第二线接合，并且所述第二联接端与所述第一子销的第一联接端接合。
14.根据权利要求11所述的***，其中，所述密封剂是基于环氧树脂的密封剂。
15.根据权利要求11所述的***，其中，所述密封剂隔离部件提供所述导电销与所述孔之间的密封，所述密封剂隔离部件包括O形环、支撑环和唇封中的一者。
16.一种先导阀***，包括：
本体，所述本体具有流体入口和流体出口；
在第一压力下操作的螺线管组件；
在低于所述第一压力的第二压力下操作的控制单元；
阀芯组件，所述阀芯组件与所述螺线管组件接合并且操作成控制所述流体入口与所述流体出口之间的流体流动；
电连接器，所述电连接器接合在所述本体内并且构造成将所述控制单元与所述螺线管组件电连接，所述连接器包括：
连接器壳体，所述连接器壳体具有孔、第一端和第二端，所述第一端处于所述第一压力下，所述第二端处于所述第二压力下，并且所述孔在所述第一端与第二端之间延伸；
外密封件，所述外密封件设置在所述连接器壳体周围并且构造成提供所述连接器壳体与所述***壳体之间的密封；
与所述螺线管组件电连接的第一线；
与所述控制单元电连接的第二线；
导电销，所述导电销设置在所述孔内并且构造成在所述第一端处与所述第一线接合并且在所述第二端处与所述第二线接合；
密封剂隔离部件，所述密封剂隔离部件设置在所述导电销周围并且接合在所述导电销与所述孔之间；和
密封剂，所述密封剂在所述第一端与所述密封剂隔离部件之间充填所述孔，以使得密封剂接触所述密封剂隔离部件的面向所述第一端的部分；和
邻近所述密封剂隔离部件设置在所述导电销周围的柔性内密封件，其中所述密封剂隔离部件位于所述柔性内密封件与所述密封剂之间，并且所述密封剂隔离部件将柔性内密封件与密封剂隔离，以使得柔性内密封件不接触密封剂并且未暴露于所述密封剂。
17.根据权利要求16所述的先导阀***，其中，所述导电销包括：
第一子销，所述第一子销设置在所述孔内并且具有第一线端和第一联接端，所述第一线端在所述第一端处与所述第一线接合；和
第二子销，所述第二子销设置在所述孔内并且具有第二线端和第二联接端，所述第二线端在所述第二端处与所述第二线接合，并且所述第二联接端与所述第一子销的第一联接端接合。
18.根据权利要求16或17所述的先导阀***，其中，所述密封剂是基于环氧树脂的密封剂。
19.根据权利要求16所述的先导阀***，其中，所述密封剂隔离部件提供所述导电销与所述孔之间的密封，所述密封剂隔离部件包括O形环、支撑环和唇封中的一者。
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