一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器的制作方法

专利2022-06-29  159


本实用新型属于连接器技术领域,涉及一种连接器,特别涉及一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器。



背景技术:

连接器广泛运用于生物、医药、化工、石油勘探、航空航天和国防等领域的各种电子仪器以及密封容器的电子设备,是一种用于连接两个有源器材的器材,可以传输电流或信号。常用连接器的外壳材料为pet、pa、pps、lcp、ppa、abs等塑料,插针的材料为黄铜、镍镀锡等,连接器使用温度不超过200℃。目前,已有耐温较高的连接器外壳为不锈钢,插针为可伐合金,采用玻璃封装的工艺,但使用温度不超过500℃。

专利cn202434740u公开了一种高温连接器,采用不锈钢保护套管,套管上有绝缘的聚四氟乙烯层,连接器能在260℃下正常工作;专利cn108321643a公布了一种耐高温辐照的双同轴连接器,连接器座中心绝缘陶瓷包裹插针,可实现在高温300℃、辐照量级1×106gy环境下长期可靠连接;上述两件专利的连接器虽然都能在一定的温度下使用,但是耐高温性能较差,无法满足在一些更高温度场合下的应用;专利cn103280677a公布了一种耐超高温无极性射频同轴电连接器,其插头弹簧、卡套、插座弹簧均采用镍基高温合金gh145,射频连接器插头和射频连接器插座的内导体及外壳与7070玻璃采用一体烧结的形式进行支撑固定,可耐650℃的高温。

由此可知,现有技术的连接器最高使用温度为650℃,但是特殊场合需要连接器能长期耐受800℃的高温,而且还要能稳定地传输信号。

因此,研究一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器具有十分重要的意义。



技术实现要素:

本实用新型的目的是解决现有技术中连接器不能长期耐800℃的高温的问题,提供一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器。

为达到上述目的,本实用新型采用的方案如下:

一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,包括第一连接器、屏蔽导线和第二连接器,第一连接器包括连接器壳体和插针,还包括信号电缆和冷端;

第一连接器的连接器壳体和插针为高温合金连接器壳体和高温合金插针;信号电缆为耐高温铠装信号电缆;

插针的尾部设有盲孔,头部为n等份切割缩口结构,即将头部沿长度方向切割成n等份后缩径加工成锥体形状后所得的结构,n为3或4;

耐高温铠装信号电缆的内导体一端插入插针的尾部的盲孔内,由盲孔的孔壁夹紧,同时内导体插入盲孔内的部分与盲孔的孔壁焊接,另一端与屏蔽导线焊接;耐高温铠装信号电缆的外管与冷端焊接;耐高温铠装信号电缆的内导体与屏蔽导线的焊接点通过密封胶固定在冷端内。

本实用新型的连接器具有优良的耐高温性能,主要原因为:

(1)结构上增加了信号电缆,信号电缆为耐高温铠装信号电缆,其外管采用耐高温合金,可长期在800℃-1000℃温度下工作,其绝缘体即矿物绝缘材料,可长期在1000℃温度下工作,其内导体采用纯镍或高温合金,可长期在800℃-1000℃温度下工作;

(2)结构上增加了冷端,为高温区和低温区提供了过渡区;

(3)第一连接器的连接器壳体和插针为高温合金连接器壳体和高温合金插针;

(4)插针的头部为三等份或四等份切割缩口结构,该结构插入方便,因为有缩口,缩口后尺寸与要插入的公头插头配合紧密,而且有一定弹性的压力(也称弹力),因此插入后每一片对公头插头都有一个抱紧的压力(弹力),可以提高在高温下的接触性能;

(5)插针的尾部设有盲孔,耐高温铠装信号电缆的内导体一端插入插针尾部的盲孔内,由盲孔的孔壁夹紧,同时内导体插入盲孔内的部分与盲孔的孔壁焊接,即信号电缆的内导体与插针采用了夹持 焊接的连接方式,相对于单一的焊接方式,夹持 焊接的连接方式能够提高连接器的稳定性、耐用性和可靠性,主要原因是:a)夹持 焊接使得焊接点处能够发生小幅度弯曲,增大了焊接点处信号电缆的内导体与插针的接触面积,保证了信号电缆的内导体与插针始终处于接触状态,不随高温和高频振动发生改变;b)夹持 焊接削弱了不同材料的信号电缆的内导体和插针发生应变的能力,降低了由于应力不平衡导致信号电缆脱落的可能性;c)夹持 焊接增加了固定点,增加夹持结构之前,固定点仅指焊点,增加夹持结构之后,固定点还包括盲孔的孔壁与信号电缆的内导体和焊点接触的点,固定点的增加增强了连接强度;d)夹持 焊接对信号电缆的内导体起到了一定的固定作用,削弱了其在高温和高频振动作用下的活动能力,进而减少了其活动对焊接结构造成的不利影响,在一定程度上缓解了高温和高频振动对焊点的直接冲击,进而延缓连接器在高低温膨胀收缩下的疲劳,提高抗振能力。

作为优选的方案:

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,第一连接器的插针表面含金镀层,使得具有较好的抗氧化性能且可以耐受非常高的温度。

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,第一连接器主要由外壳体、螺母以及位于外壳体内部的陶瓷件i、陶瓷件ii和插针(插针的材质为inconel600、inconel601、inconel625、inconel718、gh747或310s)组成,陶瓷件i、陶瓷件ii在高温下绝缘性能优异,在800℃时,绝缘电阻大于20mω,输送信号稳定,干扰少,外壳体由连接器壳体(连接器壳体的材质为inconel600、inconel601、inconel625、inconel718、gh747、310s)、冷端套管和冷端套顺序激光焊接而成,陶瓷件i填充在连接器壳体内部,陶瓷件ii填充在连接器壳体和冷端套管的连接处,插针的数量为1~24根且穿过陶瓷件ii插入陶瓷件i中,螺母套在冷端套管上。

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,耐高温铠装信号电缆主要由外管(外管的材质为inconel600、inconel601、inconel625、inconel718、gh747或310s)、内导体(内导体的材质为无氧铜、镍、inconel600、inconel601、铂金丝等)和绝缘体(绝缘体的材质为氧化镁、氧化铝、氧化硼、氮化硼、氧化硅和氧化锆中的一种以上)组成,内导体穿过外管,绝缘体填充在外管和内导体之间;外管为无缝的金属管,屏蔽性能好,抗干扰能力强,绝缘体的介电常数在1.6左右,信号传输时能量损耗低。

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,内导体的数量为1~24根,内导体的数量大于1时,多根内导体相互平行或对绞。

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,内导体的数量为2,即耐高温铠装信号电缆为二芯结构,其中一根芯是通信号,另外一根芯是与外壳及屏蔽层连在一起,使屏蔽效果更好,可抵抗外部信号干扰。

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,耐高温铠装信号电缆的外管的一端插入第一连接器的冷端套内,另一端插入冷端内。

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,屏蔽导线与第二连接器焊接。

如上所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,第二连接器为同轴连接器。

有益效果:

(1)本实用新型的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,使用温度范围为-273℃~1000℃,在高温下具有良好的抗氧化性和机械性能;

(2)本实用新型的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,插针为高温合金材质,表面进行镀金处理,在高温下具有良好的抗氧化性和机械性能,保证良好的电气接触性能;

(3)本实用新型的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,具有良好的绝缘特性,在常温下绝缘电阻大于10gω·m,在800℃时绝缘电阻大于10mω·m;

(4)本实用新型的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,包含耐高温铠装信号电缆,采用铠装对绞信号电缆,可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰,也可以降低多对绞线之间的相互干扰;双绞线的作用是使外部干扰在两根导线上产生的噪声(在专业领域里,把无用的信号叫做噪声)相同,以便后续的差分电路提取出有用信号,差分电路是一个减法电路,两个输入端同相的信号(共模信号)相互抵消(m-n),反相的信号相当于x-(-y),得到增强。理论上,在双绞线及差分电路中m=n,x=y,相当于干扰信号被完全消除,有用信号加倍;

(5)本实用新型的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,耐高温铠装信号电缆的绝缘材料选用氧化镁、氧化铝、氧化硼、氮化硼、氧化硅和氧化锆中一种或两种,形成一种具有合理介电常数的绝缘体,从而使电缆有阻抗特性,符合传输信号的要求。

附图说明

图1为本实用新型的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器的示意图;

图2为本实用新型的信号电缆与第一连接器的连接示意图;

图3为本实用新型的信号电缆、冷端和屏蔽导线的连接示意图;

图4为本实用新型的铠装对绞信号电缆与第一连接器的连接示意图;

图5为本实用新型的插针的结构示意图;

其中,1-第一连接器,1.1-连接器壳体,1.2-陶瓷件i,1.3-陶瓷件ii,1.4-插针,1.4.1-尾部,1.4.2-头部,1.5-螺母,1.6-冷端套管,1.7-冷端套,2-信号电缆,2.1-外管,2.2-内导体,2.3-绝缘体,3-冷端,4-屏蔽导线,5-第二连接器,6-密封胶,7-焊接点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式,进一步阐述本实用新型。应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,如图1所示,包括第一连接器1、信号电缆2、冷端3、屏蔽导线4和第二连接器5;第一连接器1由外壳体、螺母1.5以及位于外壳体内部的陶瓷件i1.2、陶瓷件ii1.3和插针1.4组成,外壳体由连接器壳体1.1、冷端套管1.6和冷端套1.7顺序激光焊接而成,连接器壳体1.1为高温合金连接器壳体,陶瓷件i1.2填充在连接器壳体1.1内部,陶瓷件ii1.3填充在连接器壳体1.1和冷端套管1.6的连接处,螺母1.5套在冷端套管1.6上,插针1.4为高温合金插针,表面含金镀层,插针1.4的数量为1~24根且穿过陶瓷件ii1.3插入陶瓷件i1.2中,如图5所示,插针1.4的尾部1.4.1设有盲孔,头部1.4.2为三等份或四等份切割缩口结构;第二连接器5为同轴连接器,屏蔽导线4与第二连接器5焊接;信号电缆2为耐高温铠装信号电缆,如图2所示,主要由外管2.1、内导体2.2和绝缘体2.3组成,内导体的数量为1~24根,当内导体的数量大于1时,多根内导体相互平行或对绞,图4为2根内导体2.2相互对绞连接的示意图,内导体2.2一端插入插针1.4的尾部1.4.1的盲孔内,由盲孔的孔壁夹紧,同时内导体2.2插入盲孔内的部分与盲孔的孔壁焊接,另一端与屏蔽导线4焊接,焊接点7通过密封胶6固定在冷端3内,内导体2.2穿过外管2.1,如图3所示,外管2.1的一端插入第一连接器1的冷端套1.7内,另一端插入冷端3内且与冷端3焊接,绝缘体2.3填充在外管2.1和内导体2.2之间。


技术特征:

1.一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,包括第一连接器、屏蔽导线和第二连接器,第一连接器包括连接器壳体和插针,其特征是:还包括信号电缆和冷端;

第一连接器的连接器壳体和插针为高温合金连接器壳体和高温合金插针;信号电缆为耐高温铠装信号电缆;

插针的尾部设有盲孔,头部为n等份切割缩口结构,即将头部沿长度方向切割成n等份后缩径加工成锥体形状后所得的结构,n为3或4;

耐高温铠装信号电缆的内导体一端插入插针的尾部的盲孔内,由盲孔的孔壁夹紧,同时内导体插入盲孔内的部分与盲孔的孔壁焊接,另一端与屏蔽导线焊接;耐高温铠装信号电缆的外管与冷端焊接;耐高温铠装信号电缆的内导体与屏蔽导线的焊接点通过密封胶固定在冷端内。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,第一连接器的插针表面含金镀层。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,第一连接器主要由外壳体、螺母以及位于外壳体内部的陶瓷件i、陶瓷件ii和插针组成,外壳体由连接器壳体、冷端套管和冷端套顺序激光焊接而成,陶瓷件i填充在连接器壳体内部,陶瓷件ii填充在连接器壳体和冷端套管的连接处,插针的数量为1~24根且穿过陶瓷件ii插入陶瓷件i中,螺母套在冷端套管上。

4.根据权利要求3所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,耐高温铠装信号电缆主要由外管、内导体和绝缘体组成,内导体穿过外管,绝缘体填充在外管和内导体之间。

5.根据权利要求4所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,内导体的数量为1~24根,内导体的数量大于1时,多根内导体相互平行或对绞。

6.根据权利要求5所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,内导体的数量为2。

7.根据权利要求4所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,耐高温铠装信号电缆的外管的一端插入第一连接器的冷端套内,另一端插入冷端内。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,屏蔽导线与第二连接器焊接。

9.根据权利要求1所述的一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,其特征在于,第二连接器为同轴连接器。

技术总结
本实用新型涉及一种耐高温抗氧化高绝缘的连接器,包括第一连接器、屏蔽导线、第二连接器、信号电缆和冷端,第一连接器包括连接器壳体和插针;第一连接器的连接器壳体和插针为高温合金连接器壳体和高温合金插针;信号电缆为耐高温铠装信号电缆;插针的尾部设有盲孔,头部为n等份切割缩口结构;耐高温铠装信号电缆的内导体一端插入插针的尾部的盲孔内,由盲孔的孔壁夹紧,同时内导体插入盲孔内的部分与盲孔的孔壁焊接,另一端与屏蔽导线焊接,其外管与冷端焊接,内导体与屏蔽导线的焊接点通过密封胶固定在冷端内。本实用新型的连接器使用温度范围为‑273℃~1000℃,在高温下具有良好的抗氧化性和机械性能且能稳定地传输信号。

技术研发人员:陆炅;赵志鹏;朱文华;韩磊
受保护的技术使用者:浙江泰索科技有限公司
技术研发日:2019.09.04
技术公布日:2020.06.09

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