CN1135664C - 一种连接器 - Google Patents

Abstract

一种和连接接头(17)实现电连接的连接器，包括一个空心导体(1)，导体中有一元件(9)，它能相对导体(1)作相对运动。可以是弹簧的弹性件(12)位于导体(1)和元件(9)之间。在连接器的第一状态下，导体(1)和元件(9)处于一个相对位置，此时弹性件(12)在它们之间施加一个促使它们靠在一起的力；在元件(9)和连接接头(17)之间实现机械连接以后，连接器被置于第二状态，此时由弹性件(12)施加的力造成使导体(1)和元件(9)各朝对方移动的效果，从而在导体(1)和连接接头(17)之间实现电连接；这种情况使实现连接的力最小且无需力矩，适于脆性连接对于在真空中实现连接特别有用。

Description

一种连接器

本发明涉及一种连接器，尤其，但并非仅仅涉及一种可以在真空中与内导体实现电连接的同轴连接器。

有许多种现成的连接器适于使用各种夹子和螺纹接头等实现同轴电路和可能是另一同轴电路的连接件之间的连接，可是在将连接制成特别脆的，例如不能承受大***力或力矩的连接件的普通型式连接器的情况下便遇到了困难。问题也可能在例如装置被抽真空后连接器须装入该装置并在安装后的某个时候实施电连接的场合发生。

本发明出于对用最小***力和力矩在真空中实现电连接的特殊困难的考虑，但可设想它也可用于别的要求不那么高的用途。

按照本发明的第一方面，本发明提出一种与连接接头实现电连接的连接器，它包括：一个具有纵轴线的中空圆柱导体；一个位于导体内部，能和连接接头实现机械连接且和导体沿纵轴线方向进行相对运动的元件；一个位于导体和元件之间的弹性件。连接器处于第一状态时，导体和元件彼此保持在某个位置上，而弹性件在它们之间施加一个力，促使它们在一起。连接器的第二状态是在元件和连接接头实现机械连接后，弹性件施加的力产生了使导体和元件相互朝对方作相对运动的效果，此时，在导体和连接接头的一个零件之间实现电连接。

根据本发明，由于弹性件的作用，导体和被连接接头的一个导电零件实现电连接。弹性件产生的力的大小可以选择，使其以最小必要的力实现和保持电连接，因此，在即使仅以相当小的***力亦能破坏接头的场合，利用本发明也可使电连接安全可靠。此外，实现电连接时无需力矩。

该导体可以是同轴电路中的一个内导体。

元件最好是一根长轴，但可为任何别的形状，只要需要时它可以相对内导体运动，并且由弹性件推动。圆筒形导体的横截面可为任何形状，但一般是圆环形的。

在利用本发明的一个方法中，使元件和导体作相对运动，并在有弹性件作用于它们之上的情况下，用锁闩机构或夹紧装置将它们保持在某个位置上，藉此将连接器置于第一状态。此时连接器被置于安装它的***内的位置上，而元件通过全部或部分接合而和连接接头机械地连接。连接件安装好后，此时便可在***中建立真空。在以后的某个时候，当决定在导体和***相应的零件之间实现电连接时，就将弹性件从其压缩或拉伸状态中释放出来，从而使元件和导体进行相对运动。如果元件只是部分地和连接接头接合，此举亦能使两者之间产生充分接合。由于元件和连接接头接合，弹性件使导体和元件相对运动的动作也使导体和连接元件之间实现电连接。为了在导体和连接元件之间实现电连接，它们两个或其中一个必须是活动的。因此，该连接器连接的部件包括有柔性连接零件的场合，特别在该***已经处于真空状态而要实现电连接的场合，使用本发明特别有利。

本发明的另一个优点是：只要使导体在其第一状态和第二状态之间来回变动，就能重复实现电连接和电分离。

在本发明的一个特别有利的实施例中，弹性件由弹簧构成，但其他的加偏压模式亦可采用。弹性件可以例如是围绕元件的螺旋弹簧，该弹簧的一端靠在元件或附在元件上的凸缘上，其另一端则靠在导体的内壁上。导体的支承表面可为环状凸肩、几个支座或几个将其固定在一定位置上的固定设施。可以提供措施来调节弹性件作用在连接器与之实行电耦合的接头上的力的大小。例如元件可以制成带螺纹的两段，使一段相对于另一段转动便能调节轴向长度，或者可以使用伸缩接头。在另一设计中，附在元件上并且作为弹性件支承的凸缘在沿元件长度上的位置是可调的，一旦张力达到要求，就能在原位锁住。在连接器和处于真空状态的装置一同使用的场合中，当实行电连接时，为调节弹性件而施加的力必须将大气压力的作用考虑在内。虽然弹性件以弹簧最好，但是按照本发明亦可在连接器中使用别的加偏压形式。例如可以采用多个橡胶带或一个用弹性变形物质制成的圆柱或块状物。

最好在元件和导体的内壁之间安置一片膜，用气密密封将它和元件及导体连接。当***处于真空状态时，这片膜就成了真空室的一部分。这片膜可为一简单的平板，但最好设计成波纹管的形状，因为这样可使元件相对于导体进行更大的运动。

和接头部分实行电连接的导体端部最好制成及边的形状。让导体的外端部分实行连接。这样便能促使电流流经导体的外侧，从而避免流经将内导体锁定在接头零件上的元件所带来的损失。

本发明还提供一条将余热通过位于导体内的元件从连接区中带走的途径，这是它的另外一个优点。

使用几种不同机构中的一种可以将元件和连接接头实现机械连接。例如，连接接头上可有一个异形孔，其形状可在元件和孔对齐时让元件自由进入该孔，但当元件相对于孔转动后，元件便不能从孔中出现。元件的端部譬如可以包括一根横杆，而连接板有一条狭长缝，其宽度和长度同横杆相适应。在此情况下，使孔贯穿板的全厚最方便。可是有些结构宁愿有一个盲孔来容纳元件的端部。另外一种结构是让连接接头有一个锁闩机构，它和元件端部的相应零件啮合(反之亦然)从而在它们之间实现机械连接。连接接头譬如可为一实心平圆盘，但在其他的实施例中，它可为一栅网或者甚至为一适于和导体中零件连接的简单的杆状物。

按照本发明的第二方面，和连接接头实行电连接的方法包括如下步骤：提供一个具有纵向轴线的中空圆柱导体的连接器，一个位于导体内且能和连接接头进行机械连接的元件(导体和元件可以在纵轴方向相对运动)和一个位于导体和元件之间的弹性件；

使元件相对于导体移动，从而将连接器置于第一状态，此时弹性件在导体和元件之间施加一个力，使它们保持在它们的相对位置上；

使元件和连接接头接合而在它们之间形成机械连接；

然后，连接器置于第二状态，它允许导体和元件之间产生相对运动，从而弹性件促使它们在轴线方向中互相朝对方移动，于是在导体和连接接头的零件之间实现电连接。

在电连接实现前或后便可建立真空，从而使连接接头处于真空室内。

现在通过实例，并参考附图介绍几种实施本发明的方案，其中：

图1表示本发明一个连接器的剖面；

图2表示图1的连接器在连接到一个装置上去之前处于第一状态的情况；

图3表示图1的连接器在实行电连接之前的情况；

图4表示图1的连接器在实现电连接之后的情况；

图5a和5b表示本发明另一个连接器处于不同状态时的情况。

参看图1，本发明的一个将和装置内连接接头连接的同轴连接器包括一个具有纵轴X-X的内导体1和一个外导体2，在它们之间横向设置两个互相隔开的陶瓷窗3和4。在这个本发明正使用着的特殊实施例中，当连接器装入一个装置中时，准备将陶瓷窗之一的4作为真空室的一部分，而第二个陶瓷窗3则充当万一窗4失效时的后备。如果第一窗4保持其真空完整性，口5和6使像水或空气那样的冷却流体得以进入两个陶瓷窗3和4之间的区域。

外导体2的一端有圆环形法兰7，用以和装置连接，而另一端上的第二法兰8则是当需要时可以将另一零件连接在同轴连接器上。

长轴9位于内导体1内且和纵轴线X-X重合。轴9的一端上有横杆10，且在轴向上相对内导体1运动。内导体的内壁上有用以支承螺旋弹簧12一端的凸肩11，弹簧的另一端则靠在固定于轴9上的法兰13上。一个不锈钢波形膜盒14置于内导体1内，其内圆周和轴9密封连接，内导体的内壁则沿其外周密封。图1所示连接器处于第一状态，此时在轴9和内导体1之间无弹簧12的力作用。轴9分两段，上带螺纹15，轴向长度因而可以调节，弹簧12的张力因此也可以调节。

参看图2，在连接器装入装置内之前，轴9由一个紧定装置(未示出)之作用而在轴向相对内导体1运动，从而使杆10伸出内导体1之端部。装在轴9上的法兰13便沿轴向运动，向凸肩11靠近，压缩弹簧12。波形膜盒在轴9运动同时，还能保持它和轴9及和内导体1之间的密封。紧定装置为一框架件，它固定在连接器的轴9和内导体1上。紧定装置有由齿轮机构控制的活动零件，造成轴9和内导体1之间所要求的相对运动。

紧定机构保持内导体1和轴9的相对位置。在另一实施例(未示出)中，连接器包括一个锁紧机构作为自身的一部分，使连接器处于第一状态。

装连接器的装置部分有一个实现电连接的柔性圆筒接头16，它形成导电途径的一部分。一个金属圆盘构成连接接头17，它位于接头16的端面上方并包括一个具有宽度和长度的贯通孔，让连接器的杆10通过其中。在弹簧12压力下保持第一状态的连接器按箭头所示方向朝柔性接头16运动。连接器外导体2上的法兰7随之和准备与之连接的装置的底座19接触。这些零件的相关尺寸被设计成当法兰7和底座19接触时轴9通过孔18和杆10位于接头17的后面。

然后，连接器旋转90°，从而使杆10和槽18之间的对齐关系发生变化。轴9和连接接头17就这样实现了机械连接。在连接器相对接头16旋转后，零件的位置如图3所示。在法兰7和底座19固定后，包括柔性件16的装置部分抽真空。真空室部分地由陶瓷窗4和波形膜盒14构成。此时，虽然连接器已就位，***且已抽出真空，但是在同轴连接器和柔性接头16之间仍无电连接。

为了实现电连接，松开保持弹簧12压缩状态的紧定装置，使连接器进入第二状态，让弹簧12产生轴9和内导体1之间的相对运动。在此实施例中，内导体1被用螺栓固定在底座19上的法兰7固定，因而企图恢复***平衡的运动全部由按箭头(图4)所示方向移动的轴9进行。由于连接器在杆10通过槽18以后旋转，所以杆10不可能通过槽。这样一来，连接接头17被拉向内导体1，而柔性元件16则配合此运动。内导体1端部的刃边沿***边和板17接触，从而形成一条通过它流向柔性元件16的导电途径。电流势必围绕内导体1和柔性导体16的外边流动。

可以采用别的形状的杆和孔。例如，杆可以呈三角形，只要旋转30°便实现机械连接。当然还有别的许多形状。

如图所示，在连接器装入***后，如果需要解除电连接，只要使轴9相对内导体1向下移动便可，而且在进行这个操作时，仍然保持真空状态。如果需要，可以重复进行电连接和解除电连接。

在另一实施例中，导体1可以运动。例如在法兰7和底座19之间可以加一个变形垫圈。在这种情况下，装置的接头零件可以是刚性和不能活动的，或者在将连接器置入第二状态实现电连接时，可以作某种程度的活动。

图5a和5b表示本发明的另一实施例，图中和图1中相同的零件具有相同的参考号。在此设计中，波形膜盒由一简单的平面膜片代替。弹簧21的端部和轴9及导体1的内壁连接。如图5b所示，当轴9移至第一状态时，弹簧21处于张紧状态。于是将连接器固定在有连接接头的装置上，机械连接和电连接的实现方式和上述图1的连接器相同。

Claims (16)

1.一种和连接接头实现电连接的连接器，它包括：一个具有纵轴线的中空圆柱导体，其特征在于一个位于导体内的元件，该元件包括一根能和连接接头实现机械连接的具有一横杆的轴，该导体和元件沿纵轴线方向作相对运动；位于导体和元件之间的包括能在该导体和元件之间能产生压缩或张力的弹性变形材料的弹性件；该连接器有一个第一状态，在该状态中导体和元件彼此保持在某个位置，而弹性件在它们之间施加一个力，促使它们在一起，连接器还有一个第二状态，在该状态中，当元件和连接表面之间实现机械连接后，由弹性件施加的力使导体和元件产生相向移动的效果，由此在导体和连接接头的一个零件之间实现电连接。

2.按照权利要求1的连接器，其中导体为一同轴电路的内导体。

3.按照权利要求1或2的连接器，其特征在于，连接器在第二状态中时，导体固定在适当位置，而元件向它移动。

4.按照权利要求1或2的连接器，其特征在于，弹性件由弹簧构成。

5.按照权利要求1的连接器，其特征在于，它包括当连接器处于第一状态中时用以调节由弹性件所施加的力的装置。

6.按照权利要求1的连接器，其特征在于，元件是一根沿平行于纵轴线方向伸展的细长轴。

7.按照权利要求1的连接器，其特征在于，元件的形状被设计成当孔和元件对齐时，元件通过连接头上的孔，而当元件和孔不对齐时，元件不能通过该孔。

8.按照权利要求1的连接器，其特征在于，该导体有一刃边，在该刃边上实现元件和连接接头之间的电连接。

9.按照权利要求1的连接器，其特征在于，它包括位于导体内壁和元件之间的膜，在该膜的边界上有气密密封装置。

10.按照权利要求9的连接器，其特征在于，该膜是一个波形膜盒。

11.按照权利要求1的连接器，其特征在于，它包括一个用于将连接器保持在第一状态的可分离闭锁装置。

12.一种在导体和连接接头之间实现电连接的方法，它包括如下步骤：提供一种连接器，它包括一个具有纵轴线的中空圆柱导体，其特征在于包括如下步骤：提供一个位于导体内的且能和连接接头实现机械连接的元件，该导体和元件可沿纵轴线方向作相对移动，还包括一个位于导体和元件之间的弹性件；

使元件相对于导体运动，从而将连接器置于第一状态，在此状态下，弹性件在导体和元件之间施加一个力，而使导体和元件保持其相对位置；

使元件和连接接头接合，从而在它们之间实现机械连接；

然后将连接器置于第二状态，它允许在导体和元件之间产生相对移动，从而弹性件促使它们沿轴线方向靠在一起，由此在导体和连接接头的一个零件之间实现电连接。

13.按照权利要求12的方法，其特征在于，当连接接头位于真空区内时实现电连接。

14.按照权利要求13的方法，其特征在于，连接器被设在第一状态，然后被装入包含连接接头的装置和实现机械连接，该装置然后被抽真空，进入真空状态，再实现电连接。

15.按照权利要求13的方法，其特征在于，实现电连接后，使元件相对于导体移动，来分离电连接，在分离期间，仍保持真空。

16.按照权利要求12至15之一的方法，其特征在于，该连接器按照权利要求1至11中的任何一条所述。

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