ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ РАЗЪЕМ Российский патент 2010 года по МПК H01R13/527 

Настоящее изобретение относится к взрывобезопасному разъему, содержащему вилку и розетку, причем вилка содержит корпус по меньшей мере с двумя штыревыми контактами, установленными во вставке вилки, а розетка содержит корпус с расположенными в ее вставке ответными гнездовыми контактами.

Такой взрывобезопасный разъем известен из DE 20013819. Для того чтобы можно было отсоединить вилку и розетку друг от друга в опасной зоне без отключения напряжения, уже до разъединения их корпусов прерывается электрический контакт между штыревыми контактами и гнездовыми контактами. Для этого корпус вилки выполнен так, что перед полным разъединением он удерживается в некотором положении, при котором между корпусами вилки и розетки и, соответственно, между штыревыми и гнездовыми контактами образуется по существу изолированное от внешней среды внутреннее пространство.

Такой взрывобезопасный разъем удобен для использования в опасных зонах и надежно предотвращает ситуацию, когда искра, которая может возникнуть при размыкании контактов, воспламеняет взрывоопасную среду, присутствующую в опасной зоне.

С учетом DE 20013819, целью данного изобретения является улучшение взрывобезопасного разъема посредством простых конструктивных мер так, чтобы с ним можно было более удобно обращаться, особенно при разъединении вилки и розетки, при сохранении взрывобезопасности.

Эта цель достигается признаками п.1 формулы изобретения.

Согласно изобретению, один из корпусов вилки или розетки содержит наружную втулку. Эта втулка разъемно соединена с другим корпусом, при этом еще до создания или прерывания электрического контакта между штыревыми контактами и гнездовыми контактами образуется первый зазор между наружной втулкой и другим корпусом и второй зазор между наружной втулкой и соответствующей вставкой, т.е. вставкой вилки или вставкой розетки, чтобы осуществить защиту типа d, создание огнестойкой оболочки, и защиту типа е, повышение безопасности, соответственно.

Таким образом, с помощью наружной втулки можно легко выполнить соединение вилки с розеткой, а благодаря двум зазорам гарантируется безопасность от взрыва, поскольку пространство внутри разъема, которое может быть наполнено взрывоопасной средой, сообщается с пространством снаружи разъема только через эти зазоры.

Чтобы обеспечить простое разъемное соединение между наружной втулкой и другим корпусом разъема, наружная втулка может быть выполнена в виде резьбовой втулки с внутренней резьбой на ее навинчиваемом конце. Между этой внутренней резьбой и другим корпусом образуется соответствующий первый зазор.

Наружная втулка или резьбовая втулка может быть частью вилки. Однако соединение и разъединение вилки и розетки осуществляются проще, если наружная втулка является частью корпуса розетки и установлена с возможностью поворота относительно вставки розетки. Это связано с тем, что розетка обычно стационарно закреплена на каком-либо устройстве в опасной зоне, а ответную вилку можно поднести к розетке и соединить с ней, например в случае подсоединения подвижного кабеля.

Для надежной электрической изоляции гнездовых контактов друг от друга, а также для того, чтобы при использовании в опасной зоне их можно было соединять с соответствующими электрическими контактными элементами, вставка розетки может быть выполнена из пластмассы и залита вокруг гнездовых контактов и их электрических контактных элементов с обеспечением герметичности и огнестойкости. Такими электрическими контактными элементами являются, например, кабель с расположенными в нем контактными проводами.

Для создания второго зазора безопасным образом, особенно в отношении его ширины и формы, вставка розетки на своей наружной поверхности, обращенной к внутренней поверхности наружной втулки, может иметь металлическое кольцо, а второй зазор может быть образован между этим кольцом и внутренней поверхностью втулки.

В другом варианте осуществления изобретения вставка розетки и вставка вилки могут быть выполнены из пластмассы, а гнездовые и штыревые контакты установлены в пластмассе подвижно с образованием взрывобезопасного зазора. В результате достигается плавающая заделка штырей или контактов, что также возможно, если зазор имеет максимальную ширину, допустимую действующими нормами. Посредством такого люфта могут быть компенсированы радиальные допуски на обработку.

Радиальная компенсация может быть также обеспечена посредством упругого контакта внутри гнездовых контактов.

Целесообразно, если наружная поверхность вставки розетки, обращенная к внутренней поверхности втулки, образует второй зазор в определенной зоне непосредственно с внутренней поверхностью втулки.

Для точной фиксации металлического кольца относительно вставки розетки вставка розетки в зоне металлического кольца может быть выполнена с выступающим радиально наружу кольцевым фланцем, на который опирается нижняя поверхность горизонтальной полки Т-образного профиля, обращенная от внутренней поверхности втулки. Размер кольцевого фланца в продольном направлении вставки розетки может соответствовать ширине горизонтальной полки.

Для того чтобы резьбовую втулку нельзя было снять со вставки розетки, внутренняя резьба резьбовой втулки может проходить от ее навинчивающегося конца до металлического кольца. Резьба, например, благодаря контакту с металлическим кольцом не дает резьбовой втулке соскользнуть, а ее удерживание с возможностью поворота может быть обеспечено, например, посредством кольцевого фланца, выступающего радиально внутрь и доходящего до наружной поверхности вставки розетки.

При этом металлическое кольцо может быть установлено между внутренней резьбой резьбовой втулки и кольцевым фланцем.

Для упрощения конструкции корпус вилки может иметь по существу чашеобразную форму с наружной резьбой на свободном конце. В этом случае корпус вилки можно вставить в резьбовую втулку и привинтить к ней, образуя разъемное соединение. Таким образом, первый зазор создается между резьбами.

Для того чтобы первый зазор создавался еще до образования электрического контакта между штыревыми и гнездовыми контактами, вставка розетки проходит в направлении штыревых контактов на соответственно большую длину, так что при навинчивании втулки на корпус вилки штыревые контакты оказываются уже вставлены в отверстия вставки розетки, но еще не доходят в этих отверстиях до гнездовых контактов и не находятся в электрическом контакте с ними.

Из соображений взрывобезопасности предпочтительно, чтобы корпус вилки и наружная втулка были выполнены из металла, по меньшей мере, в зоне резьбы. Это относится и к наружной втулке, которая в зоне металлического кольца тоже предпочтительно выполнена из металла.

Для электрической изоляции штыревых контактов относительно металлического корпуса вилки по меньшей мере между корпусом вилки и штыревыми контактами в качестве вставки вилки может быть установлена изолирующая втулка.

Для того чтобы можно было осуществить электрический контакт штыревых контактов внутри изолирующей втулки простым и безопасным образом, между ней и электрическими проводами, идущими к штыревым контактам, может быть залита пластмасса с обеспечением непроницаемости и огнестойкости.

Для того чтобы при необходимости к вилке можно было легко присоединить другие средства, ее корпус может иметь винтовой конец, противоположный его свободному концу, причем через этот винтовой конец проходят электрические провода, залитые пластмассой для непроницаемости и огнестойкости.

Для упрощения стыковки штыревых и гнездовых контактов свободный конец корпуса вилки может быть расположен заподлицо с концами штыревых контактов. В этом случае штыревые контакты хорошо видны и их легко вставить в соответствующие отверстия вставки розетки и в гнездовые контакты. Эту операцию можно еще больше упростить, если вставка розетки выступает из навинчиваемого конца резьбовой втулки.

Предлагаемый разъем в принципе может быть выполнен из пластмассы с вставленными металлическими деталями для образования зазора, из цельной пластмассы или с использованием металлических резьбовых втулок. Например, детали, имеющие резьбу, выполнены из металла, а внутренние детали из изоляционной пластмассы. Также возможен вариант разъема, выполненного целиком из пластмассы. При этом заделка токопроводящих деталей в изоляционном материале должна быть выполнена в соответствии с действующими правилами.

Ниже более подробно описан вариант осуществления изобретения со ссылками на чертежи, где

на фиг.1 показан продольный разрез взрывобезопасного разъема, в соответствии с изобретением, с отделенными друг от друга вилкой и розеткой и

на фиг.2 - продольный разрез, аналогичный фиг.1, с вилкой, частично вставленной в розетку.

На фиг.1 показан продольный разрез разъема 1 согласно изобретению. Разъем 1 содержит вилку 2 и розетку 3, которые на фиг.1 отсоединены друг от друга. Вилка 2 содержит металлический корпус 4 приблизительно чашеобразной формы. Корпус 4 вилки имеет на своем свободном конце 25 наружную резьбу 24, а на винтовом конце 29, противоположном свободному концу 25, - участок уменьшенного диаметра, на котором тоже есть наружная резьба. В этот винтовой конец 29 залита, с обеспечением непроницаемости и огнестойкости, пластмасса 28, окружающая электрические провода 27. Электрические провода проходят через залитую пластмассу 28 к контактным штырям 6, с которыми они электрически соединены. Пластмасса 28 в зоне соответствующих концов контактных штырей 6 находится в изолирующей втулке 26, образующей вставку 5 вилки, выполненную из электроизоляционной пластмассы. Изолирующая втулка 26 окружает концы штыревых контактов 6 и электрически изолирует их друг от друга.

Штыревые контакты 6 выступают из изолирующей втулки 26 в сторону свободного конца 25 корпуса 4 вилки и расположены заподлицо с этим свободным концом 25.

Корпусом 7 розетки 3 служит наружная втулка 10, имеющая на своей внутренней поверхности 17 (см. также фиг.2) внутреннюю резьбу 14, проходящую от навинчиваемого конца 15 до металлического кольца 19. На своем конце, противоположном навинчиваемому концу 15, наружная втулка 10 имеет выступающий радиально внутрь кольцевой фланец, предназначенный для ее удерживания с возможностью поворота относительно вставки 8 розетки. Вставка 8 розетки выполнена из пластмассы, которой залиты, с обеспечением герметичности и огнестойкости, гнездовые контакты 9 и электрические контактные элементы 16 для гнездовых контактов. В зоне металлического кольца 19 (см. также фиг.2) на наружной поверхности 18 вставки 8 розетки выполнен выступающий радиально наружу кольцевой фланец 22, с которым контактирует внутренняя поверхность 23 металлического кольца 19. Металлическое кольцо 19 имеет в сечении по существу Т-образный профиль с горизонтальной полкой 20 и вертикальной полкой 21. Горизонтальная полка 20 Т-образного профиля имеет нижнюю поверхность 23, а вертикальная полка 21 залита пластмассой для присоединения к вставке 8 розетки.

Между внутренней поверхностью 17 втулки и верхней поверхностью горизонтальной полки 20 образован второй зазор 12, а между наружной резьбой 24 вилки 2 и ее корпусом 4, с одной стороны, и внутренней резьбой 14 наружной втулки 10, с другой стороны, образован первый зазор 11, см. фиг.2. Эти два зазора, каждый из которых находится между соответствующими металлическими поверхностями, не дают проскочить искре, которая может возникнуть внутри разъема 1. Поэтому предлагаемый разъем можно использовать в опасных зонах и зазоры 11,12 обеспечивают соответствие критериям "огнестойкая оболочка, d" или "повышенная безопасность, е", соответственно.

Вставка 8 розетки содержит гнездовые контакты 9, количество и расположение которых соответствует количеству и расположению штыревых контактов 6. Внутренние отверстия 31 во вставке 8 розетки, открытые со стороны штыревых контактов 6, заканчиваются в гнездовых контактах.

На фиг.2 штыревые контакты 6 хотя и вставлены в отверстия 31, но еще не вошли в электрический контакт с гнездовыми контактами 9. При такой частичной вставке вилки 2 в розетку 3 электрический ток еще отсутствует, но зазоры 11 и 12 уже образованы.

Соединение вилки 2 с розеткой 3 осуществляется посредством наружной втулки 10, выполненной в виде резьбовой втулки 13, которая навинчивается своей внутренней резьбой 14 на наружную резьбу 24 корпуса 4 вилки. При навинчивании резьбовой втулки 3 на корпус 4 вилки штыревые контакты 6 и гнездовые контакты 9 приближаются друг к другу до тех пор, пока концы 30 штыревых контактов 6 не войдут в контакт с металлическими гнездовыми контактами 9 для установления электрического соединения. По окончании навинчивания штыревые контакты будут вставлены в гнездовые контакты 9 настолько, насколько это возможно. Операция вставки может осуществляться до упора свободного конца 25 в выступающий радиально наружу фланец 22 или металлическое кольцо 19. Для этого внутренняя резьба 14 резьбовой втулки 13 выполнена на участке от навинчиваемого конца 15 почти до металлического кольца 19.

Вставка 8 розетки тоже выполнена из пластмассы, которая залита вокруг гнездовых контактов 9 и соответствующих электрических контактных элементов 16, например кабеля.

Взрывобезопасный разъем согласно изобретению позволяет разомкнуть электрическое соединение между вилкой и розеткой без отключения от источника электропитания и без привлечения квалифицированного персонала. Для этого необходимо, чтобы до установления или после разъединения электрических соединений между штыревыми и гнездовыми контактами уже было образовано или все еще сохранялось соединение между корпусами вилки и розетки разъема, а пространство внутри разъема сообщалось с пространством снаружи разъема только через первый и второй зазоры, тогда как все другие детали разъема герметично заключены в пластмассу с обеспечением огнестойкости.

Первая операция по сборке разъема состоит из навинчивания одной резьбы на другую. При этом создается огнестойкая оболочка для пространства, в котором находятся контактные элементы. Контакт между штыревыми и гнездовыми контактами достигается при последующем навинчивании. Возникающая электрическая дуга может воспламенить газы, которые могут находиться внутри корпуса, но предусмотренные зазоры и механическая прочность огнестойкой оболочки предотвращают воспламенение окружающей газовой атмосферы.

Взрывобезопасный разъем (1) содержит вилку (2) и розетку (3). Вилка (2) содержит корпус (4) по меньшей мере с двумя штыревыми контактами (6), расположенными во вставке (5) вилки, а розетка (3) содержит корпус (7) с ответными гнездовыми контактами (9), расположенными во вставке (8) розетки. Один из корпусов (4, 7) снабжен наружной втулкой (10), которая может быть разъемно соединена с другим корпусом (7, 4). Для обеспечения защиты типа «d», огнестойкая оболочка, и защиты типа «е», повышенная безопасность, еще до введения штыревых контактов (6) в электрический контакт с гнездовыми контактами (9) между наружной втулкой (10) и другим корпусом (7, 4) образуется первый зазор (11), а между наружной втулкой (10) и соответствующей вставкой (4, 8) образуется второй зазор (12). Технический результат - повышение удобства в обращении с разъемом, в особенности при отсоединении вилки от розетки, при сохранении его взрывобезопасности. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Взрывобезопасный разъем (1), содержащий вилку (2) и розетку (3), причем вилка (2) содержит корпус (4) по меньшей мере с двумя штыревыми контактами (6), установленными во вставке (5) вилки, а розетка (3) содержит корпус (7) с ответными гнездовыми контактами (9), установленными во вставке (8) розетки, отличающийся тем, что корпус вилки имеет наружную резьбу, а корпус (7) розетки имеет наружную втулку (10), имеющую внутреннюю резьбу и выполненную с возможностью разъемного соединения путем навинчивания с корпусом (4) вилки с образованием при этом первого зазора (11) между внутренней резьбой (14) наружной втулки (10) и наружной резьбой (24) корпуса (4) вилки и второго зазора (12) между наружной втулкой (10) розетки и ее вставкой (8) еще до введения штыревых контактов (6) в электрический контакт с гнездовыми контактами (9), так что между корпусами вилки и розетки и соответственно штыревыми и гнездовыми контактами образуется, по существу, изолированное от внешней среды внутреннее пространство для обеспечения защиты типа «d» создания огнестойкой оболочки и защиты типа «е» повышенной безопасности соответственно, а наружная втулка (10) и корпус (4) вилки имеют стандартные правые резьбы соответственно в качестве внутренней резьбы (14) и наружной резьбы (24).

2. Взрывобезопасный разъем по п.1, отличающийся тем, что вставка (8) розетки выполнена из пластмассы и залита вокруг гнездовых контактов (9) и их электрических контактных элементов (16) с обеспечением непроницаемости и огнестойкости.

3. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что вставка (8) розетки выполнена из пластмассы, а гнездовые контакты (9) установлены в ней подвижно с образованием взрывобезопасного зазора.

4. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что вставка (5) вилки выполнена из пластмассы, а штыревые контакты (6) установлены в ней подвижно с образованием взрывобезопасного зазора.

5. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что вставка (8) розетки на своей наружной поверхности (18), обращенной к внутренней поверхности (17) втулки, имеет металлическое кольцо (19), а указанный второй зазор (12) образован между этим кольцом и внутренней поверхностью (17) втулки.

6. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что наружная поверхность вставки (8) розетки, обращенная к внутренней поверхности (17) втулки, образует указанный второй зазор (12) в определенной зоне непосредственно с внутренней поверхностью (17) втулки.

7. Взрывобезопасный разъем по п.5, отличающийся тем, что вставка (8) розетки в зоне металлического кольца (19) имеет выступающий радиально наружу кольцевой фланец (22), на который своей нижней поверхностью (23), обращенной от внутренней поверхности (17) втулки, опирается горизонтальная полка (20) Т-образного профиля.

8. Взрывобезопасный разъем по п.5, отличающийся тем, что внутренняя резьба (14) резьбовой втулки (13) проходит от навинчиваемого конца (15) до металлического кольца (19).

9. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус (4) вилки имеет, по существу, чашеобразную форму с указанной наружной резьбой (24) на свободном конце (25).

10. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус (4) вилки и наружная втулка (10) выполнены из металла по меньшей мере в зоне резьбы (14, 24).

11. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере между корпусом (4) вилки и штыревыми контактами (6) установлена изолирующая втулка (26), служащая в качестве вставки (5) вилки.

12. Взрывобезопасный разъем по п.11, отличающийся тем, что между изолирующей втулкой (26) и электрическими проводами (27), идущими к штыревым контактам (6), залита пластмасса (28) с обеспечением непроницаемости и огнестойкости.

13. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус (4) вилки имеет винтовой конец (29), противоположный его свободному концу (25), причем через винтовой конец (29) проходят электрические провода (27), залитые пластмассой (28) с обеспечением непроницаемости и огнестойкости.

14. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что свободный конец (25) корпуса (4) вилки расположен заподлицо с концами (30) штыревых контактов (6).

15. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что вставка (8) розетки выступает из навинчиваемого конца (15) резьбовой втулки (13).

16. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что детали, имеющие резьбу, выполнены из металла, а внутренние детали из изоляционной пластмассы.

17. Взрывобезопасный разъем по п.1 или 2, отличающийся тем, что он весь выполнен из пластмассы.