CN110518401B - 一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，包括陶瓷基座、支撑环、插针和注塑件，陶瓷基座沿轴向设有陶瓷基座安装孔，陶瓷基座包括沿轴向连接的第一陶瓷基座台阶和第二陶瓷基座台阶，第一陶瓷基座台阶的一轴端面与所述支撑环的一轴端面相接触，第二陶瓷基座台阶位于支撑环内，第二陶瓷基座台阶与支撑环之间设置有第一O型圈和卡簧，注塑件包裹在插针上，插针贯穿陶瓷基座安装孔，注塑件与陶瓷基座安装孔之间设置有第二O型圈。本发明为注塑和组装两种方式成型，可实现零部件的更换，降低成本；具有耐高压175MPa、耐高温200℃的能力；第一O型圈和第二O型圈起缓冲作用，防止陶瓷基座先着地，支撑环在承压时避免陶瓷基座直接与外界支撑面接触。
Description
技术领域
本发明涉及电连接器技术领域，尤其涉及一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器。
背景技术
目前，石油钻井、天然气开采领域使用的电连接器结构主要分为密封承压结构、非密封承压及非密封非承压结构两种；其中密封承压连接器设计和工艺较为困难，密封承压件从成型大类方向上又分为玻璃烧结连接器承压件、peek注塑连接器承压件、橡胶硫化承压件以及组装承压件，其中，玻璃烧结连接器承压件加工工艺较为复杂，加工成本较高；peek注塑连接器承压件小批量生产成本较高，且承压能力不及玻璃烧结承压件，橡胶硫化承压件承压能力相对前两者较差一些，橡胶属于弹性材料，易发生变形，在高温环境下变形量增加，易引起密封不良等问题。一般组装密封承压件承压能力一般无法达到200℃、175Mpa的使用条件。
由于石油、天然气开采使用的井下电连接器一般需要承受盐、碱、油等腐蚀，以及承受高水压和高温度环境，导致生产成本较高，为了降低生产成本并且满足注塑连接器和玻璃烧结电连接器的性能，故设计一款耐高温、耐高水压抗盐碱油腐蚀且密封效果、绝缘性能极佳的混装多芯电连接器尤为重要。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，本发明提供一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，解决了现有技术中玻璃烧结连接器高温高压条件下绝缘不足、橡胶硫化电连接器承压不足、peek注塑连接器高温高压条件下承压不足的技术问题以及更换连接器成本较高的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，包括陶瓷基座、支撑环、插针和注塑件，所述陶瓷基座沿轴向设有陶瓷基座安装孔，所述陶瓷基座包括沿轴向连接的第一陶瓷基座台阶和第二陶瓷基座台阶，所述第一陶瓷基座台阶的一轴端面与所述支撑环的一轴端面相接触，所述第二陶瓷基座台阶位于所述支撑环内，所述第二陶瓷基座台阶与所述支撑环之间设置有第一O型圈和卡簧，所述注塑件包裹在所述插针上，所述插针贯穿所述陶瓷基座安装孔，所述注塑件与所述陶瓷基座安装孔之间设置有第二O型圈。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述陶瓷基座安装孔包括相连接的第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔的孔径大于所述第二安装孔的孔径。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述第二陶瓷基座台阶的外壁设置有第一密封槽和第一卡簧槽。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述第一陶瓷基座台阶的外壁设置有至少一个第二密封槽。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述支撑环的内壁设置有第二卡簧槽。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述第一卡簧槽与所述第二卡簧槽位置齐平。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述插针包括依次连接的球头段、第一光杆段、周期凹槽段、螺纹段、环台段、第二光杆段和焊杯段，所述环台段与所述第一安装孔相配合。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述第二光杆段上设置有环形槽，所述环形槽内设置有卡圈。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述注塑件的外壁设置有至少一个第三密封槽。
本发明一个较佳实施例中，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器进一步包括所述注塑件凸出所述第一陶瓷基座台阶的另一轴端面。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明的连接器为注塑和组装两种方式成型，组装方式可通过卡簧和卡圈的拆卸与安装实现不同零部件之间的更换，实现有效降低使用成本的作用。
（2）连接器的密封采用第一O型圈和第二O型圈实现，注塑件位于陶瓷基座的第一安装孔内，保证高温高压环境下即使PEEK发生变形，也能保证注塑件与陶瓷基座之间的密封，PEEK料、第一O型圈的橡胶、第二O型圈的橡胶均具有承受高液压及高温度的能力，陶瓷骨架和支撑环作为承压部件，使得连接器具有耐高压175MPa、耐高温200℃的能力。
（3）在跌落时由于重力的作用支撑环或者插针的焊杯段先着地，第一O型圈和第二O型圈起到缓冲的作用，防止陶瓷基座先着地，支撑环同时在承压时避免陶瓷基座直接与外界支撑面接触，通过支撑环起到缓冲压力的作用。
（4）卡簧起到支撑环与陶瓷基座之间的固定，卡圈起到插针与陶瓷基座之间的固定，第一O型圈、第二O型圈、卡簧、卡圈的配合保证连接器的密封性和结构完整性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的结构示意图；
图2是本发明的优选实施例的陶瓷基座的结构示意图；
图3是本发明的优选实施例的支撑环的结构示意图；
图4是本发明的优选实施例的插针的结构示意图；
图5是本发明的优选实施例的注塑件的结构示意图；
图6是本发明的优选实施例的卡簧的结构示意图；
图7是本发明的优选实施例的卡圈的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，包括陶瓷基座1、支撑环2、插针3和注塑件4，陶瓷基座1沿轴向设有陶瓷基座安装孔101，陶瓷基座1包括沿轴向连接的第一陶瓷基座台阶102和第二陶瓷基座台阶103，第一陶瓷基座台阶102的一轴端面与支撑环2的一轴端面相接触，第二陶瓷基座台阶103位于支撑环2内，第二陶瓷基座台阶103与支撑环2之间设置有第一O型圈5和卡簧6，注塑件4包裹在插针3上，插针3贯穿陶瓷基座安装孔101，注塑件4与陶瓷基座安装孔101之间设置有第二O型圈7。卡簧6实现陶瓷基座1与支撑环2之间的固定，防止陶瓷基座1与支撑环2的脱落，陶瓷基座1和支撑环2可沿两者中心轴转动，第一O型圈5实现支撑环2与第二陶瓷基座台阶103之间的密封，第二O型圈7实现注塑件4与陶瓷基座安装孔101之间的密封，支撑环2比陶瓷基座1重量更大，在跌落时由于重力的作用支撑环1或者插针3先着地，第一O型圈、第二O型圈7起到缓冲的作用，防止陶瓷基座1先着地，支撑环2同时在承压时避免陶瓷基座1直接与外界支撑面接触，通过支撑环2起到缓冲压力的作用。
如图2所示，本发明优选第一陶瓷基座台阶102和第二陶瓷基座台阶103均呈圆柱状。优选第一陶瓷基座台阶102的外径与第二陶瓷基座台阶103的外径之差的1/2为支撑环2的壁厚。陶瓷基座安装孔101包括相连接的第一安装孔104和第二安装孔105，第一安装孔104的孔径大于第二安装孔105的孔径，第一安装孔104的孔径略大于注塑件4的外径，第二安装孔105的孔径略大于插针3的外径。优选第二陶瓷基座台阶103的外壁设置有第一密封槽106和第一卡簧槽107，第一O型圈5安装于第一密封槽106内。第一陶瓷基座台阶102的外壁设置有至少一个第二密封槽108，用于安装密封圈。
如图3所示，本发明优选支撑环2为管状结构。支撑环2的内壁设置有第二卡簧槽201，卡簧6安装在第一卡簧槽107和第二卡簧槽201内，用于固定陶瓷基座1与支撑环2，避免因安装第一O型圈5导致陶瓷基座1与支撑环5的分离。优选第一卡簧槽107与第二卡簧槽201位置齐平，便于安装卡簧6，提高安装效率，且进一步提高支撑环2与陶瓷基座1的稳固性。优选第二陶瓷基座台阶103的下轴端面与支撑环2的另一轴端面齐平，第二陶瓷基座台阶103的外径与支撑环2的内径相同。
如图4所示，本发明优选插针3包括依次连接的球头段301、第一光杆段302、周期凹槽段303、螺纹段304、环台段305、第二光杆段306和焊杯段307，环台段305与第一安装孔104相配合。环台段305的外径与注塑件4的外径相等。球头段301、第一光杆段302、周期凹槽段303、第二光杆段306、焊杯段307的外径相等。第二光杆段306上设置有环形槽308，环形槽308内设置有卡圈8。优选环形槽308的端面与第二陶瓷基座台阶103的下轴端面齐平或略凸出第二陶瓷基座台阶103的下轴端面，通过卡圈8实现插针3与陶瓷基座1的固定，从而有效防止注塑件4与陶瓷基座1的轴向位移。
如图4、图5所示，本发明优选注塑件4通过插针3采用PEEK料注塑成型，注塑件4与插针3的周期凹槽段303和螺纹段304接触，插针3的周期凹槽段303和螺纹段304增加插针3与注塑件4之间的接触面积，使得密封性能和承压性能更优，螺纹段304与注塑件4接触能够有效防止注塑件4与插针3之间的轴向转动。注塑段长度大于周期凹槽段303和螺纹段304的长度之和，注塑件4凸出第一陶瓷基座台阶102的另一轴端面，增加相邻插针3之间的爬电距离。注塑件4的外壁设置有至少一个第三密封槽401，第二O型圈7放置在第三密封槽401内，第三密封槽401为一次注塑成型，无需二次加工。同时注塑件4在承受液压后，可更换注塑件4，其插针3可再次回收使用，降低更换连接器的使用成本。
如图6所示，本发明优选卡簧6为环形开口状，通过将环形金属件开矩形口、圆孔、倒圆角加工而成，卡簧6内径大于第一卡簧槽107小径，卡簧6外径大于第二卡簧槽201小径，卡簧6上开的两个圆孔601作为安装孔，使用工装定住两个圆孔601，使卡簧6向内收缩，便于安装卡簧6，卡簧6采用弹性钢材加工。
如图7所示，卡圈8为环形斜开槽状，卡圈8内径略小于插针3的第二光杆段306的外径，卡圈8外径大于第二光杆段306的外径，通过斜开槽实现卡圈8安装的弹性伸展与收缩。
本发明连接器在制作时，首先对插针3进行PEEK注塑，注塑方式为一次注塑成型，在插针3上形成注塑件4；接着，将第二O型圈7装入注塑件4的第三密封槽401内，将安装有第二O型圈7的注塑件4与插针3装入陶瓷基座安装孔101内，插针3的第二光杆段306位于第二安装孔105内，注塑件4的注塑段安装在第一安装孔104内，插针3的环台段305下端面与第一安装孔104的下端面配合接触；再次，注塑件4和陶瓷基座1装配到位后，将卡圈8装入插针3的环形槽308内；最后，陶瓷基座1的第一密封槽106内装入第一O型圈5，再将装入第一O型圈5的陶瓷基座1与支撑环2进行配合安装，使用工装将卡簧6装入第一卡簧槽107内与第二卡簧槽201内，构成了所述多芯电连接器。
本实施例的电连接器为注塑件和零部件组装而成，通过卡簧6和卡圈8的拆卸与安装可实现单个零部件的更换。其承压部件包括注塑件4、陶瓷基座1、支撑环2，插针3的环台段305下端面与第一安装孔104下端面配合，将轴向压力通过环台段305传递给陶瓷基座1，陶瓷基座1再传递给支撑环2；陶瓷基座1顶端承受的压力直接通过陶瓷基座1传递给支撑环2，第一O型圈5和第二O型圈7作为电连接器承压的密封件。本发明的电连接器在高温高压环境使用后，可进行更换第二O型圈7或者注塑件4，确保注塑件4与第一安装孔206之间的密封性，更换注塑件4后，其插针3可再次回收使用，降低更换连接器的使用成本。当电连接器承压使用后，可通过卡簧5的拆卸实现第一O型圈5的更换，确保陶瓷基座1与支撑环2之间的密封。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (8)
1.一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：包括陶瓷基座、支撑环、插针和注塑件，所述陶瓷基座沿轴向设有陶瓷基座安装孔，所述陶瓷基座包括沿轴向连接的第一陶瓷基座台阶和第二陶瓷基座台阶，所述第一陶瓷基座台阶的一轴端面与所述支撑环的一轴端面相接触，所述第二陶瓷基座台阶位于所述支撑环内，所述第二陶瓷基座台阶与所述支撑环之间设置有第一O型圈和卡簧，所述注塑件包裹在所述插针上，所述插针贯穿所述陶瓷基座安装孔，所述注塑件与所述陶瓷基座安装孔之间设置有第二O型圈；
所述陶瓷基座安装孔包括相连接的第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔的孔径大于所述第二安装孔的孔径；
所述插针包括依次连接的球头段、第一光杆段、周期凹槽段、螺纹段、环台段、第二光杆段和焊杯段，所述环台段与所述第一安装孔相配合；
所述第二陶瓷基座台阶的外壁设置有第一卡簧槽。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：所述第二陶瓷基座台阶的外壁设置有第一密封槽。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：所述第一陶瓷基座台阶的外壁设置有至少一个第二密封槽。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：所述支撑环的内壁设置有第二卡簧槽。
5.根据权利要求4所述的一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：所述第一卡簧槽与所述第二卡簧槽位置齐平。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：所述第二光杆段上设置有环形槽，所述环形槽内设置有卡圈。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：所述注塑件的外壁设置有至少一个第三密封槽。
8.根据权利要求7所述的一种陶瓷支撑的混装多芯电连接器，其特征在于：所述注塑件凸出所述第一陶瓷基座台阶的另一轴端面。
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