本发明属于连接器,具体涉及一种高温高压连接器及其制备方法。
背景技术:
1、如图1a至图2所示,是应用于石油勘探、测井领域的高温高压连接器,其上分布多个插针,就单个插针所在的插装孔而言,插装孔内的插针部件主要包括插针1(1件、金属材质)、玻璃管3(1件)、陶瓷管4(2件)。该连接器应用于高温230℃的环境中,左端到右端承受206mpa的水压,并且不得出现泄漏和结构破坏,同时应保证所有的插针1与壳体2之间在高温高水压条件下,绝缘电阻不低于100mω。
2、图3所示的单个插针部件的剖面图中,插针1穿设在壳体2的插装孔中,插针1上套设玻璃管3,通过烧结玻璃管3将插针1与壳体2紧密地连接在一起,起到承受高压230mpa的功能。陶瓷管4套设在插针1上且陶瓷管4位于玻璃管3的两侧,陶瓷管4与插针1、壳体2之间均有适量的间隙。
3、陶瓷管4有3个作用:
4、1)陶瓷管4凸出壳体2,起到增加插针1与壳体2之间爬电距离的作用;
5、2)陶瓷管4自身在高温条件下是绝缘的,用于隔离插针1和壳体2;
6、3)玻璃管4的左右两端各设置一个陶瓷管4,在烧结时,避免玻璃管4沿轴向外溢,属工艺性需求,无需其他的石墨烧结模具,降低烧结难度,同时,插装孔开口到玻璃管的深度过大,不能采用现有的石墨烧结模具,采用陶瓷管抵在玻璃管上直接烧结,可以起到石墨烧结模具的作用。
7、由于玻璃管3与陶瓷管4之间有结合面,且玻璃管3、陶瓷管4采用不同种材料制成,无法结合得非常紧密,烧结后容易出现缝隙,在206mpa的压力作用下,玻璃管3、陶瓷管4之间会出现贯穿性的裂纹,导致插针1的外壁与壳体2对应插装孔的内壁之间直通,小于规定的爬电距离,从而在高电压作用下,出现电击穿。在高温和高水压作用下,带有杂质的水侵入缝隙,进一步导致绝缘电阻不合格的现象发生。
8、为了弥补玻璃管3与陶瓷管4之间潜在的裂纹,目前常用的方案是:用一种耐高温的胶,灌注在陶瓷管4与插针1、壳体2之间的缝隙中,而由于缝隙宽度仅仅为0.1mm,深度为8mm,并且该缝隙是封闭的圆环腔,无论采用正高压压入发、负压排气法等方式,都无法实现胶液完全、均匀地涂抹在插针1外壁上和壳体2插装孔内壁上,也就是说:无法实现电的隔离,不能解决高温高水压条件下绝缘电阻不合格的问题。
9、综上所述,现有的高温高压连接器的缺陷如下:
10、1)由于玻璃管3与陶瓷管4之间的潜在裂纹无法处理掉,导致连接器的插针1与壳体2之间的爬电距离不足,容易出现高温高水压条件下绝缘电阻不合格的问题,导致连接器无法实现既定的功能;
11、2)虽然采用现有技术的方案来消除潜在的裂纹,能勉强有少量的合格产品,但合格率仅仅10%不到,废品率高,导致连接器产品售价高,市场无法推广。
技术实现思路
1、为解决连接器高温高压条件下绝缘电阻不合格、成本高的技术问题,本发明提供一种高温高压连接器及其制备方法。
2、本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种高温高压连接器,包括壳体、插装在壳体上对应插装孔内的插针,所述壳体的插装孔内固定设有玻璃管,插针穿设并固定在玻璃管内;所述玻璃管、壳体以及插针之间围成凹设于壳体对应端面的凹孔,凹孔的内壁以及处于凹孔内的插针外壁上均设有绝缘保护膜。
3、在插装孔中设置玻璃管,可根据需要设置多个玻璃管,以减小玻璃管的外端面与壳体对应对插面的距离,因此可以采用成熟的烧结工艺及石墨烧结模具来避免玻璃管外溢,在玻璃管烧结后,玻璃管与插装孔形成的凹孔内暴露出来的插针的外壁、插装孔的内壁与壳体对插面的距离较小,很方便进行绝缘保护膜的制备,在凹孔的内壁涂抹聚酰亚胺绝缘漆,从而解决高温高压条件下的绝缘电阻不合格问题。
4、进一步的,所述凹孔内固定有套设在插针上的绝缘套。
5、通过在玻璃管与插装孔形成的凹孔内设置绝缘套,对绝缘保护膜进行防护,防止绝缘保护膜被破坏,增强其稳定性。
6、进一步的,所述绝缘套过盈装配在凹孔内,绝缘套与插针间隙配合。
7、通过绝缘套与插装孔过盈配合将绝缘套固定在插装孔内。
8、进一步的,所述绝缘套采用聚四氟乙烯制成。
9、采用聚四氟乙烯制成的绝缘套插装在插装孔内,可以避免对绝缘保护膜产生破坏,同时对绝缘保护膜进行保护。
10、进一步的,所述凹孔呈环形。
11、进一步的,所述绝缘套一端抵在玻璃管端面、另一端凸出凹孔。
12、绝缘套凸出插装孔,可以增加爬电距离。
13、进一步的,所述插装孔内固定设有多个相互衔接的玻璃管。
14、通过设置多个玻璃管,可以减小玻璃管的外端面与壳体对应对插面的距离,因此可以采用成熟的烧结工艺及石墨烧结模具来避免玻璃管外溢。
15、进一步的,所述玻璃管、壳体、插针烧结为一体并形成烧结部件。
16、在烧结后壳体、插针、玻璃管形成烧结部件,从而将各个插针通过玻璃管固定在壳体上。
17、进一步的,所述绝缘保护膜采用聚酰亚胺绝缘漆制成。
18、聚酰亚胺绝缘漆具有耐高温的特性,在高温条件下,依然可以保持其绝缘的特性,保证绝缘电阻满足要求。
19、一种高温高压连接器的制备方法,包括以下步骤:
20、将插针插装在玻璃管内、玻璃管插装在连接器壳体的插装孔内后进行烧结,形成烧结部件;
21、在玻璃管的端面至壳体对应的对插面之间的插装孔内壁及插针外壁涂覆聚酰亚胺绝缘漆,并形成绝缘保护膜;
22、在玻璃管的端面至壳体对应的对插面之间的插装孔内压装绝缘套。
23、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
1.一种高温高压连接器,包括壳体(2)、插装在壳体(2)上对应插装孔内的插针(1),其特征在于:所述壳体(2)的插装孔内固定设有玻璃管(3),插针(1)穿设并固定在玻璃管(3)内;所述玻璃管(3)、壳体(2)以及插针(1)之间围成凹设于壳体(2)对应端面的凹孔(8),凹孔(8)的内壁以及处于凹孔(8)内的插针(1)外壁上均设有绝缘保护膜(7)。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述凹孔(8)内固定有套设在插针(1)上的绝缘套(6)。
3.根据权利要求2所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述绝缘套(6)过盈装配在凹孔(8)内,绝缘套(6)与插针(1)间隙配合。
4.根据权利要求2所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述绝缘套(6)采用聚四氟乙烯制成。
5.根据权利要求1或2所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述凹孔(8)呈环形。
6.根据权利要求2所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述绝缘套(6)一端抵在玻璃管(3)端面、另一端凸出凹孔(8)。
7.根据权利要求1所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述插装孔内固定设有多个相互衔接的玻璃管(3)。
8.根据权利要求1或6所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述玻璃管(3)、壳体(2)、插针(1)烧结为一体并形成烧结部件(5)。
9.根据权利要求1所述的一种高温高压连接器,其特征在于:所述绝缘保护膜(7)采用聚酰亚胺绝缘漆制成。
10.一种高温高压连接器的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: