具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于水下湿插拔连接器，由于实现光纤连接的难度要远大于电连接，因而下面以光纤连接器作为实施例。

如图1和2所示，一种水下湿插拔充油压力平衡连接器，包括插座连接器100和插头连接器200。

插座连接器100包括插座外壳1和设置在插座外壳1内的插座基座2，插座基座2内设置有插座组件，具体地，插座组件包括设置在插座基座2内的插座3和设置在插座3对应孔内的第一插芯4，第一插芯4上安装有对准套筒5。

插头连接器200包括插头外壳6和设置在插头外壳6内的基座组件，基座组件内设置有插针组件，具体地，插针组件包括设置在基座组件内的插针7和设置在插针7对应孔内的第二插芯8。

上述插芯和对准套筒5均采用氧化锆陶瓷，上述插座3和插针7均采用聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone，PEEK)或其他适合的绝缘材料。

在插座连接器100中，光纤300的一端剥开包层安装在第一插芯4中，在插头连接器200中，光纤300的一端剥开包层安装在第二插芯8中。在插头连接器100与插座连接器200连接时，插头连接器200中的光纤300与插座连接器100中的光纤300在对准套筒5中完成耦合连接。对准套筒5可采用超物理接触式(ultra-physical contact，UPC)或角物理接触式(angled-physical contact，APC)。对准套筒5的内部结构可采用圆柱形或圆锥形的对准结构，本实施例中采用圆锥形对准结构。

本申请亦可采用扩束式光纤耦合方式，即通过光学透镜辅助完成光连接。具体实施中，可以采用一片准直透镜将一段光纤中发射出来的光变为平行光，这些平行光射入另一端的聚焦透镜后会聚在另一段光纤中，以此完成光连接；亦可采用一片集成准直/聚焦功能的透镜实现上述功能。

在插座连接器100中，插座3后部安装有弹簧9，弹簧9的后端安装有挡板10，挡板10通过挡圈11固定在插座基座2上，进而使得插座3可以通过弹簧9在小范围内往复移动。

设置弹簧9的目的为：当插头连接器200与插座连接器100连接时，插头连接器200中的插针7会推动插座连接器100中的插座3并压缩弹簧9产生一个较小的变形量，进而弹簧9产生一定的反作用力，提高光纤连接的可靠性，降低插入损耗。

在插头连接器200中，基座组件包括固定基座27、设置在固定基座27外侧的活动基座28以及设置在固定基座27和活动基座28之间的复位件12；固定基座27上安装有后挡块13，活动基座28上安装有前挡块14，插针7穿过后挡块13、固定基座27和活动基座28上相应的孔。插针7上设有径向尺寸较大的轴肩段，用于安装复位件12，复位件12具体可采用弹簧，通过挡圈15将插针7固定在后挡块13上。

在插座连接器100中，插座外壳1和插座基座2之间位于插拔端设置有第一弹性软囊16，第一弹性软囊16端面上设置有可穿透密封体17。插座基座2上设置有相应的轴肩及凹槽以支撑和固定第一弹性软囊16，插座基座2通过挡圈18固定在插座外壳1上。第一弹性软囊16材料为氟硅橡胶。

在插座连接器100中，第一弹性软囊16与插座基座2之间形成第一充油腔19，其内部充满绝缘油液。绝缘油液应选用与光纤折射率相匹配的介质以降低插入损耗，例如可采用Dow Corning公司生产的XIAMETER PMX-200绝缘硅油。

在插座连接器100中，第一充油腔19中的油液通过第一弹性软囊16、可穿透密封体17以及设置在挡板10上的O形密封圈20密封。插座3与插座基座2之间不设置密封，以使油液可以进入弹簧9所在的空间中，使弹簧9亦处于充油的保护之下，避免腐蚀失效。

在插座连接器100中，插座外壳1上设有开孔以将海水引入连接器内部。外界压力通过第一弹性软囊16传递给第一充油腔19中的油液，使内部油压升高至接近海水压力的水平，以此实现压力平衡。

在插头连接器200中，插头外壳6和活动基座28之间位于插拔端设置有第二弹性软囊21，基座组件的外侧设置有第三弹性软囊22。第二弹性软囊21端面上亦设置有可穿透密封体17。活动基座28上设置相应的轴肩及凹槽以支撑和固定第二弹性软囊21；活动基座28通过其轴肩在插头外壳6中限位，活动基座28上的前挡块14用于压紧第二弹性软囊21；活动基座28上的前挡块14和固定基座27上的后挡块13用于压紧第三弹性软囊22。第二弹性软囊21和第三弹性软囊22材料同样为氟硅橡胶。

在插头连接器200中，插针7与活动基座28之间以及活动基座28与固定基座27之间不设置密封，并在活动基座28上设有通孔。这样，第二弹性软囊21和第三弹性软囊22共同形成了一个连通的第二充油腔23，其内部充满相同的前述绝缘油液。

在插头连接器200中，设置第三弹性软囊22的目的是使复位件12始终处于充油的保护之下，避免腐蚀失效。第二充油腔23中的油液通过第二弹性软囊21、第三弹性软囊22、可穿透密封体17以及设置在插针7靠近固定基座27一端上的O形密封圈24密封。

在插头连接器200中，插头外壳6上亦设有通孔以将海水引入连接器内部，外界压力通过第二弹性软囊21和第三弹性软囊22传递给第二充油腔23中的油液使内部油压升高至接近海水压力的水平，以此实现压力平衡。

本实施例所采用的可穿透密封体17具有自密封的功能，如图5所示，其结构特点为：在一块橡胶体上开孔，开孔时不切透橡胶，以形成可穿透密封体17。可穿透密封体17与橡胶体相连，未从其上彻底断开，这是可穿透弹性自密封最重要的特点。

可穿透弹性自密封的基本原理为：可穿透密封体17的中段为等直径圆柱体，两端呈圆台形，如图6所示，这使得可穿透密封体本身就具备一定的静密封能力；可穿透密封体17的一部分与橡胶本体相连，使其能够在插针7拔出时及时回复到初始位置。当插针7插入时，插针7可以通过可穿透密封体17穿过橡胶体，并与可穿透密封体17形成有效动密封；当插针7拔出时，由于可穿透密封体17连在橡胶体上，其可以及时恢复至原始位置，进而保证插针7拔出时以及拔出后的密封性能。与可穿透弹性自密封相配合的插针7，其直径应略大于开孔的直径。

前述橡胶体上的开孔可以通过定制的成型冲头来实现。本实施例给出了一种成型冲头400，如图5所示。成型冲头400的刀刃上开有一小段豁口，豁口即可使成型冲头400不能彻底切断橡胶体，并形成前述可穿透密封体。

前述可穿透密封体17可与前述弹性软囊做成一体，亦可分开设计。本实施例中采用整体式设计，如图4所示。

如图3所示，当插头连接器200与插座连接器100连接时，插座连接器100中的端面与插头连接器200中第二弹性软囊21的端面首先发生接触，插座连接器100推动插头连接器200中的第二弹性软囊21进入插头连接器200内部，进而压缩复位件12。随着复位件12的不断压缩，插针7穿过第二弹性软囊21上的可穿透密封体17，并随之穿过第一弹性软囊16上的可穿透密封体17进入插座连接器100中的第一充油腔19内。在此过程中，可穿透密封体17还会将插针7、光纤300端面以及第二插芯8“擦拭”干净，以防止海水、淤泥、沙砾等污染物进入充油腔，确保光纤连接始终处于清洁、干净的状态。最终，插头连接器200上的第二插芯8与插座连接器100上的第一插芯4在对准套筒5中完成耦合连接。此时，在插头连接器200中，活动基座28到达固定基座27对其的限定位。

需要指出的是，当插头连接器200与插座连接器100连接时，由于第一弹性软囊16和第二弹性软囊21的端面紧密贴合形成有效的轴向密封，可穿透密封体17在润滑的作用下只能被压缩到各弹性软囊的内部。

本实施例中插座连接器100和插头连接器200的充油方式非常简单。充油设备可以采用医用或特质的毛细注射器，注射器的口径应与插头连接器200中的插针7的口径相一致，或与可穿透密封体17形成有效密封。充油时，将注射器通过可穿透密封体17插入至充油腔内部，抽净内部空气，然后将预先确定的油液充入。为提高充油压力平衡的性能及可靠性，一般在充油时应充入稍微过量的油液，使第三弹性软囊22在压缩产生波浪式变形时仍然具备压力平衡的作用。

本实施例中，在插座连接器100的插座外壳1上设有对准键；在插头连接器200的插头外壳6上设有相应的键槽。当插头连接器200与插座连接器100连接时，通过对准键和键槽来实现连接器的对准，并限制连接器间的轴向转动。

前述可穿透弹性自密封适用于多芯布置的连接器，仅需在橡胶体或弹性软囊的端面设置多个前述开孔即可。前述可穿透弹性自密封无论对于光纤连接还是电连接都能够实现真正意义上的在线有源湿插拔，即在水下环境中进行插拔时无需断开光/电源。前述可穿透弹性自密封亦适用于光电混合连接。

本实施例中，插座连接器100的插座外壳1上设有可转动的锁紧套筒25，锁紧套筒25内设有内螺纹，插头连接器200的插头外壳6上设有一段螺纹。当插头连接器200与插座连接器100连接时，锁紧套筒25与插头外壳6上的螺纹配合完成连接后的锁紧功能。本发明亦可采用其他锁紧方式以适配水下不同的插拔方式。其中，锁紧套筒25通过开口挡圈(E形圈)26固定在插座连接器100的插座外壳1上。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。