玻璃烧结气密封光纤连接器及其玻璃烧结插针部件的制作方法

阅读：评论：0

1.本发明属于光纤连接器技术领域，特别涉及一种玻璃烧结气密封光纤连接器及其玻璃烧结插针部件。

背景技术：

2.在一些气密封场景中，为了保证使安装在该场景中的仪器设备能够正常工作，就需要密封舱具备一定的密封能力，因此安装在密封舱上实现舱内外光信号传输的光纤连接器需要安装后满足一定的泄漏率指标要求。传统的穿舱气密封光纤连接器一般采用灌胶密封结构、o型圈密封结构或者扩束型密封结构，但这些连接器具有耐环境性能差、可靠性低或工艺实现难度大的问题。现有穿舱气密封光纤连接器一般采用光纤插头尾部灌胶密封结构、光纤接触件与壳体采用o型圈密封结构以及采用中间透镜的扩束型气密光纤连接器。灌胶密封类气密封光纤连接器无法实现较高的密封性能，耐环境性能差，容易漏气，且胶水工作温度范围有限，无法承受高温。o型圈类气密封光纤连接器同样存在耐环境性能差的缺点，密封性能有限，且o型圈容易脆化、老化，发生失效，可靠性不高。扩束型气密光纤连接器的机械性能差，透镜的耦合对准工艺实现难度大，较小的角度偏差即可引起较大的损耗，结构相对复杂、成本高。

技术实现要素：

3.为解决现有技术问题，本发明提出一种玻璃烧结气密封光纤连接器及其玻璃烧结插针部件。
4.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的玻璃烧结插针部件，包括陶瓷插针、玻璃管和烧结套筒，所述烧结套筒的两端为用于套装对应陶瓷插针的接口部，玻璃管套装在烧结套筒内，玻璃管上设有供光纤穿过的光纤通孔，光纤两端分别穿装于对应的陶瓷插针中，通过烧结所述玻璃管实现光纤与烧结套筒的气密封连接。
5.进一步的，烧结套筒的外周面上设有用于与法兰盘固定连接的圆盘结构，圆盘结构与法兰盘的接缝处采用激光焊接，以实现二者的气密封连接。
6.进一步的，陶瓷插针采用强装的方式固定在对应的接口部内。
7.进一步的，烧结套筒的外周面上设有便于加热设备靠近所述玻璃管的烧结避让槽。
8.进一步的，陶瓷插针的前端为与适配连接器导通的插接端，陶瓷插针的内孔包括连通的粗孔段、细孔段，细孔段位于粗孔段的前方，细孔段内的光纤进行剥纤处理。
9.进一步的，玻璃管一侧设有用于阻止玻璃管位移的陶瓷支撑套。
10.进一步的，圆盘结构上设有用于提高烧结套筒和空气接触面积的散热槽。
11.进一步的，散热槽为绕圆盘结构的中心轴周向延伸的环槽
12.进一步的，当散热槽设有两个以上时，径向相邻的两个散热槽处于圆盘结构的不
同端面上，且径向相邻的两个散热槽的深度之和大于圆盘结构的厚度。
13.进一步的，接口部包括分体设置的子接口部及挡圈。
14.玻璃烧结气密封光纤连接器，包括法兰盘及设置在法兰盘的安装孔中的玻璃烧结插针部件，玻璃烧结插针部件为上述任一所述的玻璃烧结插针部件，不再赘述。
15.进一步的，陶瓷插针外套装有陶瓷套管，陶瓷套管外套装有接口套筒。
16.本发明的有益效果是：本发明采用分体式设计，将玻璃烧结插针部件单独研磨，再装配其他零件以组成光纤穿舱连接器，与现有先组装成连接器再进行光纤端面研磨的方式相比，解决了光纤穿舱连接器烧结后光纤插针研磨难题；玻璃烧结插针部件与法兰盘采用激光焊接，气密封性能优异；烧结套筒采用一体化设计，将陶瓷插针的尾柄直接合成在烧结套筒两端，从而实现将两端的陶瓷插针压接在一个零件上，减少零件数量，降低剥纤难度；烧结套筒设置有较大散热面积的圆盘结构，可减少甚至避免玻璃烧结插针部件与法兰盘焊接热量传递向玻璃管，避免玻璃管二次融化。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能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。
附图说明
18.图1是本发明玻璃烧结气密封光纤连接器的结构示意图。
19.图2是本发明玻璃烧结气密封光纤连接器的立体图。
20.图3是本发明中烧结套筒的立体图。
21.图4是本发明中陶瓷插针的剖面图。
22.图5是本发明中陶瓷支撑套的剖面图。
23.图6是本发明中玻璃烧结插针部件的立体图。
24.图7是含有挡圈的玻璃烧结气密封光纤连接器的结构示意图。
25.图8是本发明中挡圈的立体图。
具体实施方式
26.以下结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
27.玻璃烧结气密封光纤连接器的实施例一：
28.如图1至图6所示，玻璃烧结气密封光纤连接器包括法兰盘1、陶瓷套管2、接口套筒3和玻璃烧结插针部件。
29.玻璃烧结插针部件包括陶瓷插针4、玻璃管5、陶瓷支撑套6、烧结套筒7。其中，烧结套筒7整体呈中空套筒状，烧结套筒的两端均为用于套装对应陶瓷插针的接口部71，烧结套筒的外周面上设置有径向延伸并用于与法兰盘1固定连接的圆盘结构72，圆盘结构72位于烧结套筒两端的接口部之间。为保证烧结套筒7与法兰盘1的密封性，圆盘结构72通过激光焊接的方式嵌装在法兰盘1上，即二者接缝处通过激光圆周连续焊接实现气密封连接。玻璃管5套装在烧结套筒7内，玻璃管5内具有供光纤穿过的光纤通孔51。陶瓷插针4可以采用强装的方式固定在对应接口部71内，光纤8两端分别穿装于对应的陶瓷插针4中，玻璃管5通过烧结、固化后与玻璃管位置处内部的光纤及烧结套筒烧结为一体结构，以实现光纤与烧结
套筒之间的气密封。为了便于实现较佳的烧结效果，在烧结套筒的外周面上开设有烧结避让槽73，烧结避让槽73位于玻璃管所在位置处，以利于加热设备更靠近玻璃管，从而进行高效可控的高质量烧结。
30.本实施例中，烧结套筒7采用一体化设计，即将陶瓷插针的尾柄直接合成在烧结套筒7两端，从而实现将两端的陶瓷插针压接在一个零件上，减少零件数量，降低剥纤难度，剥纤此处指的是将光纤的纤芯外的涂覆层剥除。而现有技术中的陶瓷插针均安装在配套的法兰盘里，形成一个陶瓷插针部件来使用；本发明中陶瓷套筒集成了法兰盘的功能，陶瓷插针压在烧结套筒的接口部内，无需额外的法兰盘零件。此外，陶瓷插针4的内孔采用前细后粗的结构，陶瓷插针的前端为与适配连接器对接的插接端，在陶瓷插针的粗孔段41内可以不用剥纤，减少剥纤长度、降低剥纤难度，细孔段42内的光纤需要进行剥纤处理，剥纤长度与细孔段的长度相当。
31.玻璃管5的一端设有所述陶瓷支撑套6，陶瓷支撑套6套设在烧结套筒7中，陶瓷支撑套6的小孔径段61与光纤通孔51的直径相当，用于光纤在装配过程中的扶正及支撑，利于引导光纤穿装于光纤通孔；陶瓷支撑套的大孔径段62可以用于光纤的粘接固定，便于穿装；安装时，用压接工装将陶瓷支撑套从烧结套筒上端开口装入烧结套筒中，将玻璃管从烧结套筒下端开口装入烧结套筒中，然后利用加热设备对烧结套筒中的玻璃管进行玻璃烧结。此外，由于光纤玻璃烧结一般采用立式加热方式，本发明在烧结状态下的玻璃管下方安装一个陶瓷支撑套，用于周转过程中防止断纤和烧结过程中阻止玻璃管下滑脱落。
32.玻璃烧结插针部件固定装配在法兰盘1的安装孔11中，烧结避让槽73位于安装孔11的内部，圆盘结构与法兰盘的接缝处采用激光焊接，确保气密封性能；圆盘结构72的表面与法兰盘的表面齐平。由于烧结套筒上设置的圆盘结构具有较大的散热面积，可避免激光焊接产生的热量传递向玻璃管，避免玻璃管二次融化。为了更好的提升散热效果，可在圆盘结构上设置散热槽721，提高烧结套筒和空气接触面积，增加散热效果；当圆盘结构表面积的数值与圆盘直径的数值之比大于27时，可显著增加散热效果，但圆盘结构表面积的计量单位应与圆盘直径的计量单位为同级别的计量单位，即当圆盘结构表面积为平方厘米时，圆盘直径为厘米；当圆盘结构表面积为平方毫米时，圆盘直径为毫米。进一步的，散热槽为绕圆盘结构的中心轴周向360
°
延伸的环槽，当散热槽设有两个以上时，径向相邻的两个散热槽处于圆盘结构的不同端面上，且径向相邻的两个散热槽的深度之和大于圆盘结构的厚度；例如图1所示，在圆盘结构的前后两个端面上各设置一个散热槽，两个散热槽在径向上错位，且径向相邻两个散热槽的深度之和大于圆盘结构的厚度，从而在圆盘结构上形成s形的热量传递路径，迫使圆盘结构与法兰盘之间形成的焊缝9在无缝焊接发热时具备更长的爬热路径(即在圆盘结构上形成s形的热量传递路径)才能到达玻璃管，相当于增加与空气接触面积的情况下延长了热量传递路径。如图7所示，设置三个散热槽时，可以在圆盘结构与法兰盘接触的端面上设置两个散热槽，在另一相背的端面上设置一个径向上处于后方两个散热槽之间的散热槽，且径向相邻两个散热槽的深度之和大于圆盘结构的厚度，但此时可以构成连续s形热量传递路径。
33.陶瓷套管2套装在对应的陶瓷插针4外侧，安装到位时，陶瓷套管与对应的接口部端面抵接。接口套筒3套装在对应的陶瓷套管外侧，且接口套筒3与烧结套筒采用激光焊接固定，以实现气密封连接。陶瓷套管、接口套筒和玻璃烧结插针部件组成密封插座部件，密
封插座部件和法兰盘1采用激光焊接的方式装配，焊接操作简单、焊接质量高、气密封性好。接口套筒3可采用fc接口、sma接口等，使本发明能够对接fc光纤连接器、sma光纤连接器等，标准接口使其实用性提高，适用范围增广，便于市场推广。法兰盘为标准法兰盘，可以根据密封舱接口尺寸，选择对应尺寸的法兰盘。
34.本实施例中玻璃烧结气密封光纤连接器的装配步骤如下：
35.玻璃烧结气密封光纤连接器包含法兰盘、陶瓷套管、接口套筒和玻璃烧结插针部件，首先用压接工装将陶瓷支撑套从烧结套筒一端开口装入烧结套筒中，将玻璃管从烧结套筒另一端开口装入烧结套筒中，然后利用加热设备对烧结套筒中的玻璃管进行玻璃烧结，烧结完成后即可实现光纤和烧结套筒之间的气密封；然后对陶瓷插针进行穿纤，压接入烧结套筒上下接口部中，再进行陶瓷插针插合端面研磨，研磨完成后即实现玻璃烧结部件的装配。再将陶瓷套管依次沿陶瓷插针外圆装入，然后将接口套筒沿陶瓷套管外圆装入，并利用激光焊接将接口套筒与烧结套筒进行焊接固定，从而完成密封插座部件的安装。法兰壳体中心开设有安装孔，将密封插座部件放入法兰壳体中，利用激光焊接将烧结套筒与法兰盘进行焊接密封，至此整个产品的装配完成，形成一个封严整体。
36.本实施例采用分体式设计，玻璃烧结气密封光纤连接器的整个产品尺寸较大，做成分体的形式，可先把玻璃封接部件做好，再装配其他零件，将玻璃烧结插针部件单独研磨，解决光纤穿舱连接器烧结后光纤插针研磨难题，且降低装配难度。
37.玻璃烧结气密封光纤连接器的实施例二：
38.如图7，与上述实施例一的区别在于：为了在烧结后进一步降低剥纤难度，将烧结套筒两端压接陶瓷插针的接口部做成分体结构，此时接口部包括分体设置的子接口部711及挡圈712，安装完陶瓷插针后再套装挡圈，相当于减短烧结套筒两端接口部的长度，并增加一个挡圈712，且本实施例的挡圈与子接口部的长度之和与实施例一中的接口部长度相同。具体而言，若不设置挡圈时，陶瓷插针装配时压接的深度要深一点(如实施例一中的方案)，这样光纤漏出于接口部前端面的长度就比较短，剥纤难度就大，设剥纤长度为l，l也为陶瓷插针细孔段的长度，l的值是固定的，但是剥纤需要操作空间，也就是说没有挡圈时，剥纤长度l这一段光纤离接口部会更近，剥纤操作起来难度会增大；如果剥纤长度l这一段光纤离接口部很远，剥纤操作起来就容易很多，本实施例采用剥纤完成后安装陶瓷插针，然后再安装挡圈的装配步骤，能增大剥纤操作空间。此外，如果陶瓷插针较实施例一中的陶瓷插针长，则需要剥纤的l段光纤也可以离接口部更远，进而增大剥纤空间，因此本实施例不选择加长陶瓷插针来实现剥纤空间的增大，而是将接口部设计为分体式结构，也利于实现光纤连接器的小型化。
39.本实施例中，玻璃烧结气密封光纤连接器的其它结构同实施例一，不再赘述。
40.玻璃烧结插针部件的实施例：
41.玻璃烧结插针部件与上述玻璃烧结气密封光纤连接器的实施例一或二中所述的玻璃烧结插针部件相同，此处不再赘述。
42.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，未详述之处为现有技术，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做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

1.玻璃烧结插针部件，其特征在于：包括陶瓷插针、玻璃管和烧结套筒，所述烧结套筒的两端为用于套装对应陶瓷插针的接口部，玻璃管套装在烧结套筒内，玻璃管上设有供光纤穿过的光纤通孔，光纤两端分别穿装于对应的陶瓷插针中，通过烧结所述玻璃管实现光纤与烧结套筒的气密封连接。2.根据权利要求1所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：烧结套筒的外周面上设有用于与法兰盘固定连接的圆盘结构，圆盘结构能够与法兰盘的接缝处激光焊接，以实现二者的气密封连接。3.根据权利要求1所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：陶瓷插针采用强装的方式固定在对应的接口部内。4.根据权利要求1所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：烧结套筒的外周面上设有便于加热设备靠近所述玻璃管的烧结避让槽。5.根据权利要求1所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：陶瓷插针的前端为与适配连接器导通的插接端，陶瓷插针的内孔包括连通的粗孔段、细孔段，细孔段位于粗孔段的前方，细孔段内的光纤进行剥纤处理。6.根据权利要求1所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：玻璃管一侧设有用于阻止玻璃管位移的陶瓷支撑套。7.根据权利要求2所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：圆盘结构上设有用于提高烧结套筒和空气接触面积的散热槽。8.根据权利要求7所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：散热槽为绕圆盘结构的中心轴周向延伸的环槽。9.根据权利要求8所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：当散热槽设有两个以上时，径向相邻的两个散热槽处于圆盘结构的不同端面上，且径向相邻的两个散热槽的深度之和大于圆盘结构的厚度。10.根据权利要求1所述的玻璃烧结插针部件，其特征在于：接口部包括分体设置的子接口部及挡圈。11.玻璃烧结气密封光纤连接器，包括法兰盘及设置在法兰盘的安装孔中的玻璃烧结插针部件，其特征在于：玻璃烧结插针部件为权利要求1-10中任一项所述的玻璃烧结插针部件。12.根据权利要求11所述的玻璃烧结气密封光纤连接器，其特征在于：陶瓷插针外套装有陶瓷套管，陶瓷套管外套装有接口套筒。

技术总结

本发明涉及一种玻璃烧结气密封光纤连接器及其玻璃烧结插针部件，玻璃烧结气密封光纤连接器包括法兰盘及设置在法兰盘的安装孔中的玻璃烧结插针部件，玻璃烧结插针部件包括陶瓷插针、玻璃管和烧结套筒，所述烧结套筒的两端为用于套装对应陶瓷插针的接口部，玻璃管套装在烧结套筒内，玻璃管上设有供光纤穿过的光纤通孔，光纤两端分别穿装于对应的陶瓷插针中，通过烧结所述玻璃管实现光纤与烧结套筒的气密封连接。本发明采用分体式设计，将玻璃烧结插针部件装配完成后进行对插端的端面研磨，解决光纤穿舱连接器烧结后光纤插针研磨难题，降低装配难度；陶瓷插针的尾柄直接合成在烧结套筒两端，减少零件数量，降低剥纤难度。降低剥纤难度。降低剥纤难度。