技术领域
[0001] 本
发明涉及连接器技术领域，具体是一种耐核级环境的高密度连接器。
背景技术
[0002] 大型先进压
水堆及高温气冷堆核电站下设的CAP系列核电厂核级特殊
电缆和电缆连接器组件要求CAP系列电气连接器需要满足K1类的耐核级环境使用要求，即：高绝缘(1TΩ以上)、耐辐照、耐老化、耐
饱和蒸汽、长寿命(使用寿命60年)。而目前现有普通电气连接器的性能(绝缘5000MΩ以上、使用寿命14年)显然不能满足CAP系列电气连接器耐核级环境的使用要求。
[0003] 核电厂CAP系列电气连接器60年使用寿命的要求对密封寿命也提出了巨大的挑战，长寿命的密封技术也是近年来核电领域的热
门话题。核电厂内各种
阀门、管道结合面的密封由过去的
橡胶密封圈发展到现如今的
石墨密封圈、金属密封圈等无机密封元件实现密封。但是由于电气连接器组件的结构和使用特性的限制，现有的石墨密封圈、金属密封圈无法直接应用到该产品中。
发明内容
[0004] 针对上述
缺陷，本发明提供一种耐核级环境的高密度连接器，实现了绝缘性能的提升，耐辐照、耐老化、耐
饱和蒸汽、使用寿命长，满足K1类核级环境使用要求，为大型先进压水堆及高温气冷堆核电站下设的CAP系列核电厂核级特殊电缆和电缆连接器组件提供了一种适用的CAP系列电气连接器。
[0005] 本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种耐核级环境的高密度连接器，包括插头和与该插头对插的插座，所述插头包括连接螺帽，安装于该连接螺帽内且通过挡圈和第二限位机构限位的
花键壳体，安装于花键壳体内并通过
卡簧和第一限位机构限位的绝缘体部件；所述的绝缘体部件包括绝缘
压板和高绝缘体，绝缘压板和高绝缘体中均开设有穿孔，两者的穿孔数量相等且对应设置，双头插孔
接触件穿装固定在高绝缘体和绝缘压板的穿孔中使高绝缘体和绝缘压板扣合；绝缘压板上的凹槽和高绝缘体上的凹槽连通形成防转凹槽，该防转凹槽与花键壳体内的键台适配，键台卡入防转凹槽内防止绝缘体部件在花键壳体内转动；高绝缘体外壁设置的挡止台阶Ⅰ与花键壳体内设置的挡止台阶Ⅱ配合形成第一限位机构，花键壳体内还设置有卡簧槽，卡簧安装于该卡簧槽；花键壳体外还设置有O型密封圈Ⅰ和棘齿；
[0006] 定义插头与插座插合的一端为插头前端，插座与插头插合的一端为插座前端；连接螺帽后端设置的挡止台阶Ⅲ和花键壳体外壁设置的挡止台阶Ⅳ配合形成所述的第二限位机构，所述的棘齿设置在挡止台阶Ⅳ上；挡圈套装于花键壳体外壁圆周上并位于挡止台阶Ⅲ后端；连接螺帽内还安装有屏蔽条，屏蔽条与棘齿的
位置对应；
[0007] 所述的插座由插座壳体、设置于插座壳体内的玻璃饼Ⅱ、固定于玻璃饼Ⅱ中的双头插针接触件三者通过玻璃
烧结制成一体式结构；双头插针接触件的数量与双头插孔接触件的数量相等且插针与插孔的大小及位置适配。
[0008] 进一步地，双头插孔接触件的一端位于高绝缘体的穿孔中，另一端位于绝缘压板的穿孔中。
[0009] 进一步地，插头还与烧结部件连接，该烧结部件由烧结部件壳体、设置于烧结部件壳体内的玻璃饼Ⅰ、固定于玻璃饼Ⅰ中的接触件A三者通过玻璃烧结制成一体式结构，接触件A为双头插针接触件结构。
[0010] 更进一步地，烧结部件与插头后端对插，两者插合到位后烧结部件壳体与花键壳体的连接处通过激光焊
焊接在一起。
[0011] 进一步地，插座插合端的壳体内壁还安装有O型密封圈Ⅱ。
[0012] 优选地，O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ为特种聚
硅氧烷橡胶材料；花键壳体、连接螺帽壳体、烧结部件壳体、插座壳体、挡圈均为不锈
钢材质；高绝缘体和绝缘压板均为陶瓷材质。
[0013] 进一步地，所述的绝缘压板和高绝缘体表面最好用无水酒精清洗干净并涂覆无机胶。
[0014] 进一步地，插头中双头插孔接触件的数量可以是2个或8个或9个或14个。
[0015] 与
现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0016] (1)本发明通过挡圈的结构及设置可以方便地对O型密封圈Ⅰ进行更换和维护，通过防转凹槽和键台的配合可以防止绝缘体部件在花键壳体内转动，卡簧和第一限位机构可以将绝缘体部件固定在花键壳体内避免其轴向偏移，通过挡圈和第二限位机构可以将花键壳体限位固定在连接螺帽内避免其轴向偏移。插头还可以通过玻璃烧结部件与其它连接端对插，适应性好。
[0017] (2)本发明采用三头
螺纹防松结构，壳体之间通过激光进行焊接密封。
激光焊接是利用高
能量密度的
激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，能量集中、焊接热影响区域小，
焊缝强度等同甚至优于
母材强度。连接器采用激光焊接在满足
密封性能
基础上，还具有抗振、免维护等优势。
[0018] (3)本发明的结构可以实现绝缘性能的提升，耐辐照、耐老化、耐饱和蒸汽、使用寿命长，满足K1类核级环境使用要求，为大型先进压水堆及高温气冷堆核电站下设的CAP系列核电厂核级特殊电缆和电缆连接器组件提供了一种适用的CAP系列电气连接器。
[0019] (4)本发明具有优异的环境耐受性能，可以屏蔽外界环境中诸如热、辐照、蒸汽、压
力、化学
腐蚀等影响。本发明电气连接器所用材料除O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ是有机材料需要定期更换，其它如花键壳体、连接螺帽壳体、烧结部件壳体、插座壳体、挡圈均为
不锈钢材质。高绝缘体和绝缘压板均为陶瓷材质，插座中固定插针接触件的绝缘部件为玻璃饼，为玻璃材质，因而不会受到核电厂高温、高辐照等因素的影响，适应核级环境。且本发明的连接器采用O型密封圈、激光焊接、玻璃烧结等多种方式结合可以实现连接器内部接触件的密封防护，满足核级环境使用要求，可以达到1TΩ以上的绝缘
电阻，受用寿命可以达到60年以上，相比原有绝缘电阻5000MΩ、使用寿命仅14年的电气连接器，性能大大提升，满足了核级特殊环境的使用要求。
附图说明
[0020] 图1是本发明安装有烧结部件的插头的立体图。
[0021] 图2是图1的剖视图。
[0022] 图3是本发明插座的结构示意图。
[0023] 图4是绝缘体部件和双头插孔接触件的装配示意图。
[0024] 图5是绝缘体部件与花键壳体的装配示意图。
[0025] 图6是屏蔽条及连接螺帽装配示意图。
[0026] 图7是花键壳体与连接螺帽及挡圈装配示意图。
[0027] 图8是烧结部件与插头装配示意图。
[0028] 【元件及符号说明】：
[0029] 1：连接螺帽 2：挡圈 3：花键壳体 4：卡簧[0030] 5：绝缘压板 6：高绝缘体 7：双头插孔接触件 8：防转凹槽[0031] 9：键台 10：挡止台阶Ⅰ 11：挡止台阶Ⅱ 12：绝缘压板中的穿孔[0032] 13：挡止台阶Ⅲ 14：棘齿 15：O型密封圈Ⅰ 16：挡止台阶Ⅳ[0033] 17：环槽 18：
铆钉 19：屏蔽条 20：烧结部件壳体[0034] 21：玻璃饼Ⅰ 22：接触件A 23：插座壳体 24：玻璃饼Ⅱ[0035] 25：双头插针接触件 26：O型密封圈Ⅱ 27：高绝缘体中的穿孔 28：铆钉孔具体实施方式
[0036] 为进一步阐述本发明采取的技术手段和技术效果，以下结合附图及
实施例，对本发明进行详细说明。
[0037] 为便于说明，定义插头与插座插合的一端为插头前端，插座与插头插合的一端为插座前端。图2中右端为插头前端，图3中左端为插座前端。
[0038] 本发明包括插头和与该插头对插的插座，插头包括连接螺帽1，安装于该连接螺帽内且通过挡圈2和第二限位机构限位固定的花键壳体3，安装于花键壳体内并通过卡簧4和第一限位机构限位的绝缘体部件，所述的绝缘体部件包括均为陶瓷材质的绝缘压板5和高绝缘体6，绝缘压板和高绝缘体中均开设有穿孔，两者的穿孔大小和数量均相等且对应设置，双头插孔接触件7一端穿装固定在高绝缘体的穿孔27中另一端穿装固定在绝缘压板的穿孔12中使高绝缘体和绝缘压板扣合，双头插孔接触件7的数量与高绝缘体中的穿孔27的数量相等。绝缘压板和高绝缘体上均开设有凹槽，高绝缘体和绝缘压板扣合后绝缘压板上的凹槽和高绝缘体上的凹槽对应形成防转凹槽8，该防转凹槽与花键壳体内的键台9匹配，绝缘体部件装入花键壳体后，花键壳体内的键台9卡入该防转凹槽8内用于防止绝缘体部件在花键壳体内转动。高绝缘体外壁还设置有挡止台阶Ⅰ10，花键壳体内还设置有卡簧槽和挡止台阶Ⅱ11，挡止台阶Ⅰ和挡止台阶Ⅱ配合形成第一限位机构，卡簧4安装于卡簧槽，绝缘体部件通过卡簧和第一限位机构限位固定于花键壳体内并通过防转凹槽和键台的配合防转动。花键壳体外还设置有挡止台阶Ⅳ16，挡止台阶Ⅳ16上还设置有棘齿14，花键壳体外还安装有O型密封圈Ⅰ15，该O型密封圈Ⅰ是位于挡止台阶Ⅳ之前。
[0039] 连接螺帽后端还设置有挡止台阶Ⅲ13，挡止台阶Ⅲ和挡止台阶Ⅳ形成所述的第二限位机构，花键壳体安装入连接螺帽之后，花键壳体后端从连接螺帽后端穿出，挡圈套装在花键壳体外壁圆周上并位于挡止台阶Ⅲ后端，通过挡圈和第二限位机构使花键壳体限位固定在连接螺帽内防止花键壳体在连接螺帽内轴向偏移，该挡圈可用专用工装拆卸，方便对花键壳体上O型密封圈Ⅰ的更换维护。连接螺帽内还设置有环槽17，环槽17设置于挡止台阶Ⅲ13前端与挡止台阶Ⅳ16位置对应，该环槽内通过铆钉18安装有屏蔽条19，铆钉的安装方式见图6所示。铆钉穿过屏蔽条上的穿孔后固定入连接螺帽上的铆钉孔28中，实现插头
外壳的屏蔽，屏蔽条19的位置与棘齿14的位置对应，花键壳体周向转动时，屏蔽条上的多个凸起与棘齿之间
摩擦力增大，两者(屏蔽条与棘齿)配合可以起到螺纹防松的作用。
[0040] 进一步地，花键壳体的长度大于连接螺帽壳体长度，绝缘体部件的总长度大于连接螺帽壳体长度，花键壳体后端穿出连接螺帽后端，绝缘压板后端面相对于花键壳体后端面凹陷。
[0041] 所述的插头还可以通过连接玻璃烧结部件与其它连接端连接，该烧结部件包括烧结部件壳体20、玻璃饼Ⅰ21和接触件A22，烧结部件壳体、玻璃饼Ⅰ和接触件A通过玻璃烧结制成一体式结构，接触件A为双头插针接触件或者是单头插针接触件，单头插针接触件另一端为插孔结构。烧结部件的插针端插入插头后端的插孔中并与其中的双头插孔接触件接触，绝缘压板后端面相对于花键壳体后端面凹陷，烧结部件与插头后端插合到位之后烧结部件壳体20与花键壳体3的连接处通过激光焊焊接在一起实现尾部密封。
[0042] 本发明连接器的插座包括插座壳体23、设置于插座壳体内的玻璃饼Ⅱ24和固定于玻璃饼Ⅱ中的双头插针接触件25，插座壳体、玻璃饼Ⅱ和双头插针接触件三者通过玻璃烧结制成一体式结构，且插座插合端的壳体内壁还安装有O型密封圈Ⅱ26用于插头和插座对插后起到密封作用。
[0043] 进一步，插头高绝缘体中的穿孔27的数量不限，可以是2个或8个或9个或14个，相应地，双头插孔接触件7分别为2个或8个或9个或14个，分别对应2芯或8芯或9芯或14芯的插头，对应地，插座中双头插针接触件25的数量分别为2个或8个或9个或14个。2芯插头的壳体可以做成外径尺寸为23mm，8芯或9芯插头的壳体可以做成外径尺寸为30mm，4芯插头的壳体可以做成外径尺寸为33mm，但本发明不限定于上述芯数和尺寸，根据实际情况可以灵活多变。
[0044] 进一步，挡圈2为设有小开口的环状结构，不受力状态下挡圈内径小于花键壳体尾端外径，受力时挡圈上的小开口给挡圈提供
变形空间便于挡圈的安装和拆卸，安装后挡圈紧紧卡固在花键壳体外壁起固定作用。使用工装将挡圈拆卸后花键壳体可以从连接螺帽中取出便于维护更换O型密封圈Ⅰ。
[0045] 进一步，绝缘压板和高绝缘体表面需用无水酒精清洗干净并涂覆无机胶，避免绝缘体部件表面因天气、灰尘和水汽等因素降低绝缘电阻影响绝缘性能或使绝缘性能不稳定。
[0046] 进一步，O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ均为耐高温耐辐照老化的特种聚硅氧烷橡胶材料。O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ的数量不限，图2所示O型密封圈Ⅰ为两个，图3所示O型密封圈Ⅱ为一个。
[0047] 插头装配时，先将双头插孔接触件装入高绝缘体内使双头插孔接触件的一端位于高绝缘体内，然后将双头插孔接触件另一端装入绝缘压板的穿孔中使绝缘压板和高绝缘体扣合，安装绝缘压板时应使绝缘压板上的凹槽与高绝缘体上的凹槽对应后再穿入双头插孔接触件以便形成防转凹槽。将绝缘压板和高绝缘体形成的绝缘体部件从花键壳体后部向前装入花键壳体内(图5所示为从左到右)，高绝缘体外壁的挡止台阶Ⅰ被花键壳体内的挡止台阶Ⅱ限位形成第一限位机构，安装绝缘体部件的同时将卡簧安装进花键壳体内的卡簧槽中，安装的同时使花键壳体内的键台卡入防转凹槽中。将屏蔽条用铆钉安装入连接螺帽的环槽中固定好，再将安装好绝缘体部件的花键从连接螺帽前端向后(图7所示为从左到右)装入连接螺帽中，花键上的挡止台阶Ⅳ被连接螺帽后端设置的挡止台阶Ⅲ限位形成第二限位机构，花键后端从连接螺帽后端穿出，在花键后端外壁安装挡圈且挡圈位于挡止台阶Ⅲ后端，通过挡圈和第二限位机构防止花键在连接螺帽内轴向偏移，棘齿和屏蔽条上的凸起配合起到螺纹防松的作用，最终装配成插头。插头前端为插合端与插座插合端(插座前端)对插形成电气连接。插头后端还可以通过插装玻璃烧结部件与其它连接端电气连接。玻璃烧结部件中接触件A的插针端与插头后端对插，另一端与其它连接部件的插孔(接触件A另一端也是插针)或插针(接触件A另一端是插孔)对插。
[0048] 进一步，本发明连接器的所有壳体均为不锈钢材质，比如花键壳体、连接螺帽壳体、烧结部件壳体、插座壳体。挡圈为不锈钢材质。高绝缘体和绝缘压板均为陶瓷材质，玻璃饼Ⅰ和玻璃饼Ⅱ均为玻璃材质，本发明的连接器除了O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ是有机材料需要定期更换，其它部件分别是不锈钢、玻璃、陶瓷，不会受到核电厂高温、高辐照等因素的影响，适应核级环境。且本发明的连接器采用O型密封圈、激光焊接、玻璃烧结等多种方式结合可以实现连接器内部接触件的密封防护，满足核级环境使用要求，可以达到1TΩ以上的绝缘电阻，受用寿命可以达到60年以上，相比原有绝缘电阻5000MΩ、使用寿命仅14年的电气连接器，性能大大提升，满足了核级特殊环境的使用要求。
[0049] 以上所述仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明还可以根据以上结构和功能具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
