ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H01R13/52 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для соединения и разъединения электрических цепей стационарного и отрывного объектов, находящихся в условиях воздействия повышенного давления окружающей среды.

Из известных электрических соединителей наиболее близким по назначению и технической сущности к предлагаемому соединителю является электрический соединитель, который содержит две ответные части, корпуса которых в сочлененном положении образуют замкнутую герметичную полость, заполняемую электропроводной жидкостью, и поршень, установленный в полости одного из корпусов и взаимодействующий с электропроводной жидкостью.

Использование такого электрического соединителя обеспечивает достаточно надежное контактирование электрических цепей, однако, при воздействии давления внешней среды для расчленения требуются значительные усилия. Другим недостатком этого электрического соединителя является необходимость после каждого сочленения-расчленения заполнять полость электропроводной жидкостью, а также контролировать ее состояние в процессе эксплуатации, что в условиях ограниченного пространства не всегда доступно. Кроме этого, наличие электропроводной жидкости в герметичной плоскости снижает температурный интервал работоспособности соединителя. Эти недостатки сужают эксплуатационные возможности соединителя.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей соединителя при одновременном повышении надежности.

Сущность изобретения заключается в том, что в электрическом соединителе, содержащем две ответные части в корпусах, образующих в сочлененном положении замкнутую герметичную полость, и поршень, установленный в полости одного из корпусов, поршень выполнен ступенчатым и герметично уплотнен с корпусом, в котором он установлен по ступени большего диаметра, причем в этом корпусе выполнено отверстие, соединяющее внутреннюю полость, образованную внешним торцом этой ступени и стенками корпуса, с внешней средой, при этом другой торец поршня упирается в ответную часть.

Для уравнивания усилия расчленения с силой воздействия внешней среды площадь поперечного сечения ступени поршня большего диаметра соответствует площади сечения сочленяемых частей корпусов.

На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого электрического соединителя с угловым вводом кабеля; на фиг. 2 то же, с прямым вводом кабеля.

Электрический соединитель (см. фиг. 1) состоит из двух ответных частей: вилки 1 и розетки 2, которые размещены в корпусах 3 и 4, выполненных в виде стаканов с угловыми кабельными вводами. В корпусах закреплены изоляторы 5 и 6 с контактами. В канавке корпуса 4 расположено уплотнительное резиновое кольцо 7. В сочлененном положении корпус 3 своей стыкуемой частью охватывает корпус 4, и они с помощью уплотнительного резинового кольцо 7 и соответствующих уплотнителей 8 кабельных вводов образуют замкнутую герметичную полость, необходимую для работы электрических цепей.

В полости корпуса 3 установлен с возможностью перемещения вдоль оси соединителя поршень 9, выполненный ступенчатым. Большая ступень этого поршня с помощью резинового кольца 10, расположенного в канавке поршня, герметично уплотнена с сопряженной поверхностью корпуса 3. В корпусе 3 выполнено отверстие 11, которое соединяет внутреннюю полость, образованную торцом большей ступени поршня и стенками корпуса, с окружающей средой. Торец меньшей ступени поршня упирается в изолятор в ответной части.

Предлагаемый электрический соединитель для прямого ввода кабеля может быть выполнен иначе (см. фиг. 2). Корпус 3 в этом случае конструктивно выполнен сборным, состоит из оболочки, внутри которой концентрично закреплены втулка с фланцем. Внутри втулки закреплен изолятор 5 с контактами.

В полости корпуса 3 установлен кольцевой ступенчатый поршень 9, охватывающий втулку. Поршень герметично уплотнен резиновыми кольцами 10 по сопрягаемым с корпусом 3 диаметрам, т.е. с оболочкой и втулкой. Во фланце втулки выполнены отверстия 11, соединяющие внутреннюю полость, образованную торцом уплотненной ступени и стенками корпуса, с окружающей средой. Торец меньшей ступени поршня упирается в корпус 4 ответной части. Для достижения равенства силы, действующей на корпуса при давлении внешней среды и препятствующей расчленению, с силой, действующей на поршень и помогающей расчленению, необходимо, чтобы площадь уплотненного сечения поршня соответствовала площади сечения места сопряжения корпусов. На практике для компенсации сил трения контактов и корпусов при расчленении соединителя допустимо некоторое увеличение площади уплотненного сечения поршня по сравнению с площадью сечения места сопряжения корпусов. В этом случае при достижении определенного давления внешней среды может произойти саморасчленение соединителя, если части соединителя не имеют дополнительной фиксации друг с другом. Для уравнения усилия расчленения с силой, возникающей от давления внешней среды на всем пути расчленения корпусов, т.е. до выхода корпуса 4 из корпуса 3, необходимо, чтобы ход поршня с учетом корпуса 4 был не менее этого пути.

Электрический соединитель работает следующим образом.

Давление внешней среды (газ, жидкость) через отверстие 11 в корпусе 3 воздействует на поршень 9, который упирается в ответную часть и стремится вытолкнуть корпус 4 из корпуса 3. Одновременно это же давление действует на корпус 4 и стремится затолкнуть его в корпус 3. Таким образом, при равенстве площади сечения места сопряжения корпуса 4 с корпусом 3 и площади уплотненного сечения поршня 9 действующие на поршень 9 и корпус 4 силы уравновешиваются.

Достаточно к корпусам 3 и 4 приложить усилие расчленения, преодолевающее силы трения по контактам и корпусам, и соединитель расчленится. При таком расчленении поршень 9, упираясь в ответную часть, с корпусом 4 продвигается в корпусе 3 до момента расчленения корпусов.

Положительным техническим эффектом от использования изобретения по сравнению с прототипом является снижение практически до нулевого значения усилия расчленения соединителя в условиях повышенного давления окружающей среды. Соединитель при сочленении и эксплуатации не требует проведения наладочных работ. Благодаря этому электрический соединитель может устанавливаться в такие места, где доступ обслуживающего персонала невозможен. Кроме того, предлагаемый электрический соединитель в отличие от прототипа может эксплуатироваться в условиях более широкого диапазона температуры окружающей среды, например от минус 60 до плюс 200^оС, так как в своем составе не содержит компонентов, которые не выдерживают указанный диапазон температур, например, диэлектрической жидкости. Такие свойства соединителя расширяют его эксплуатационные возможности и одновременно повышают его надежность.

Электрический соединитель содержит две ответные части с корпусами, в сочлененном положении образующими замкнутую герметичную полость, и поршень, установленный в полости одного из корпусов. Поршень выполнен ступенчатым и герметично уплотнен с корпусом по ступени большего диаметра, причем в корпусе выполнено отверстие, соединяющее внутреннюю полость, образованную торцом этой ступени и стенками корпуса, с внешней средой, при этом другой торец поршня упирается в ответную часть. Кроме того, для уравновешивания усилия расчленения с силой воздействия внешней среды площадь ступени большего диаметра поршня соответствует площади сечения сочленяемых частей корпусов. 2 ил.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬ, содержащий две ответные части с корпусами, в сочлененном положении образующими замкнутую герметичную полость, и поршень, установленный в полости корпуса одной из ответных частей, отличающийся тем, что поршень выполнен ступенчатым и герметично уплотнен по ступени большего диаметра с корпусом, в котором он установлен, причем в указанном корпусе выполнено отверстие, соединяющее внутреннюю полость, образованную внешним торцом ступени поршня большего диаметра и стенками корпуса, с внешней средой, торец ступени поршня меньшего диаметра упирается в сочлененном положении в другую ответную часть, а площадь поперечного сечения поршня большего диаметра соответствует площади поперечного сечения сочленяемых частей корпусов.