УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЯ СЕРВОПРИВОДА, ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ, С ОДНИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ КАБЕЛЕМ Российский патент 2013 года по МПК H01R13/58 

Настоящее изобретение относится к устройствам присоединения сервопривода, по крайней мере, к одному электрическому кабелю. Также предметом изобретения является сервопривод, снабженный таким устройством.

Сервопривод разработан так, чтобы создавать определенное движение механической составляющей, например промышленного клапана, в соответствии с внешним устройством управления. Сервопривод также является объединенной в единый агрегат с электродвигателем системой, способной достигать заранее определенных положений, а затем удерживать их. Таким положением в случае сервопривода вращательного движения является угловая позиция, а в случае сервопривода линейного движения позиция расстояния. Установка и сохранение определенного положения задаются при помощи внешнего устройства управления посредством, по крайней мере, одного электрического кабеля.

Для того чтобы присоединить сервопривод к кабелю, обычно используют соединитель. Применяемый для таких целей соединитель, как правило, включает, по крайней мере, один кабельный ввод, так же как и отверстие, выполненное с возможностью закрытия электрическим соединительным элементом для присоединения к сервоприводу.

В некоторых случаях, например в случае аварии на атомной станции, корпус сервопривода может оказаться под высоким давлением водяного пара. От перепада давления между внешней и внутренней частями соединителя, водяной пар может проникнуть в кабель и попасть через оболочку кабеля в соединитель, а затем и в сервопривод, что может сильно повредить электрическое оборудование сервопривода.

Известный метод, позволяющий избежать проникновения водяного пара, состоит в том, чтобы залить смолистое вещество в соединитель, так же как и внутрь оболочки кабеля таким образом, чтобы провода кабеля были покрыты смолистым веществом.

Такая технология, однако, сложна в реализации и дорогостояща. Кроме того, из-за наличия смолистого вещества, проникновение в кабель становится невозможным.

Задачей заявляемого изобретения явлется устранение этих недостатков.

Согласно изобретению заявляется устройство для соединения сервопривода, по крайней мере, с одним электрическим кабелем, выполненное с возможностью значительного ограничения проникновение жидкости от оболочки кабеля в соединительное устройство, при этом устройство для соединения конструктивно просто и экономично в изготовлении.

Изобретение относится к устройству для соединения сервопривода, по крайней мере, с одним электрическим кабелем, которое имеет внешний корпус, по крайней мере, с одним кабельным вводом, выполненным с возможностью ввода кабеля в эксплуатационной конфигурации устройства (рабочем состоянии устройства), а также отверстие, выполненное с возможностью закрытия электрическим соединительным элементом, образующим контактную поверхность сервопривода, при этом электрический соединительный элемент включает пластину, выполненную из изоляционного материала, снабженную электрическими контактами вытянутой формы, пересекающими пластину в перпендикулярном направлении, при этом каждый электрический контакт включает внутренний по отношению к устройству разъем, выполненный с возможностью присоединения к электрическому кабелю, и внешний по отношению к устройству разъем, выполненный с возможностью присоединения к соответствующему электрическому контакту сервопривода.

В заявляемом устройстве согласно изобретению внешний корпус выполнен с отверстием для проникновения жидкости, находящуюся внутри устройства в его эксплуатационной конфигурации, и пластину электрического соединительного элемента, расположенную вдоль внутреннего разъема электрических контактов.

Наличие отверстия, пропускающего жидкость, во внешнем корпусе позволяет мгновенно сбалансировать давление между внешней и внутренней частями устройства для соединения, что сокращает риск проникновения водяного пара через оболочку кабеля в устройство.

Кроме того, особое расположение пластины позволяет увеличить расстояние распространения электрического тока между электрическими контактами.

В целях усиления герметичности устройства каждый электрический контакт может включать промежуточный участок, расположенный между внутренним и верхним разъемами и снабженный кольцевой прорезью, при этом вышеупомянутая пластина расположена с возможностью закрытия вышеуказанных прорезей.

Также для того, чтобы увеличить расстояние распространения электрического тока, по крайней мере, один разделительный элемент, выступающий от пластины металлического соединительного элемента, может быть расположен между внутренними разъемами электрических контактов.

Внешний разъем электрических контактов устройства может представлять собой гнездовую часть соединителя (штепсельную розетку), выполненную с возможностью присоединения к штыревой части соединителя (штепсельной вилке) соответствующего электрического контакта сервопривода.

Розетка может быть окружена коаксильным элементом из изоляционного материала для улучшения ее электроизоляции.

Внешний корпус может иметь разъем для кабеля электрического питания и разъем для кабеля передачи данных.

Предметом изобретения также является сервопривод, соединенный с устройством, описанным выше.

Наконец, предметом изобретения является применение такого сервопривода на атомной станции.

Другие цели, характеристики и преимущества изобретения станут ясны из последующего описания, приведенного лишь в качестве неограничивающего объем правовой охраны примера, и выполненного со ссылками на приложенные изображения, при этом:

- на фиг.1 схематично представлено устройство, выполненное согласно изобретению, присоединенное к сервоприводу,

- на фиг.2-5 представлены детальные виды отдельных частей устройства и сервопривода.

Как показано на фиг.1, устройство 1 для соединения, выполненное в соответствии с изобретением, соединено с сервоприводом 2. Устройство 1 включает внешний корпус 9, содержащий два кабельных ввода 3, 4. Ввод 3 может быть предназначен для присоединения, например, кабеля электрического питания двигателя, а ввод 4 - для кабеля передачи данных. Хотя оба ввода 3, 4 представлены на фиг.1, устройство 1 может включать только один ввод, который может присоединен с одним из электрических кабелей. Вводы 3, 4 дополнительно снабжены кабельными уплотнителями для обеспечения герметичности между кабелем и вводами 3, 4.

Устройство 1 также включает герметичный электрический соединительный элемент 5, представляющий собой, например, пластину, выполненную главным образом из пластмассы, с возможностью присоединения к электрическому соединительному элементу 6, выполненному, например, в виде пластины, сервопривода 2. Электрический соединительный элемент 6 соединен с внешним корпусом 12 сервопривода 2.

Элемент 5 включает пластину 11 и электрические контакты 7, пересекающие пластину 11. Электрические контакты 7 предназначены для подключения электрической цепи электрических кабелей и присоединяют их к соответствующим электрическим контактам 8 электрического соединительного элемента 6 сервопривода 2.

В соответствии с изобретением внешний корпус 9 устройства 1 включает отверстие 10, расположенное в нижней части внешнего корпуса 9 в эксплуатационной конфигурации устройства 1, и выполненное с возможностью протекания жидкости в случае ее наличия в устройстве 1.

Например, в случае аварии на атомной станции вода может попасть внутрь устройства 1 через электрический кабель. Во время аварии давление водяного пара резко увеличивается, но отверстие 10 позволяет мгновенно сбалансировать давление между внешней и внутренней частями устройства 1, что ограничивает проникновение водяного пара от кабеля или кабелей к устройству 1. На самом деле, если бы отверстие 10 отсутствовало, внутренняя часть устройства 1 находилась бы под атмосферным давлением, что способствовало бы перемещению водяного пара к внутренней части устройства 1 из-за большого перепада давления между внешней и внутренней частями устройства 1.

Если водяной пар попадет в устройство 1 через отверстие 10, он сконденсируется на внутренней части устройства 1. Образовавшаяся таким образом вода затем вытечет на внешнюю часть устройства через отверстие 10.

На фиг.2 и 3 детально представлены электрические контакты 7 и 8 соответственно. Электрический контакт 7 имеет продольную форму и расположен перпендикулярно пластине 11 элемента электрического соединения 5. Контакт 7 имеет внутренний по отношению к устройству разъем с внутренним отверстием, не представленным на чертежах, и внешний по отношению к устройству разъем с внешним отверстием 7b. Внутреннее и внешнее отверстия 7b выполнены в единой металлической детали цилиндрической формы электрического контакта 7. Металлическая деталь окружена пластическим материалом пластины 11.

Внутреннее отверстие расположено на внутренней части устройства 1. Провод от кабеля электрического питания вставляется во внутреннее отверстие и плотно привинчивается к контакту 7. Отверстие 7b расположено на внешней стороне устройства 1. Отверстие 7b представляет собой (контактное гнездо) розетку, в которую вставляется вилка 8b соответствующего элемента соединения 6 сервопривода 2. Отверстие 7b окружено коаксиальным элементом 11с, выполненным из пластического материала.

Для усиления герметичности между внутренним и внешним отверстиями 7b пластины 11, электрический контакт 7 дополнительно содержит прорезь 15, расположенную между внутренним и внешним разъемами электрического контакта 7, и выполненную, предпочтительно, по всему периметру металлической пластины 7, в форме паза 15. Во время отливки пластмассы для пластины 11, вытяжка приводит к продольному и радиальному расширению материала по отношению к оси электрического контакта 7. Благодаря наличию паза 15 пластический материал опирается на плоскости, перпендикулярные оси контакта 7. Паз 15, таким образом, выполнен и заполнен пластическим материалом и обеспечивает герметичность пластины 11 даже после вытяжки.

Также возможно в целях усиления герметичности расположить оболочку, например, термоусадочную оболочку, на проводах кабеля и на внутренних разъемах контактов 7. Также можно предусмотреть заполнение устройства 1 наполнителем, желательно смолистым веществом. Заполнение может быть осуществлено через специальное отверстие, не представленное на чертежах, расположенное во внешнем корпусе 9 устройства 1.

Пластина 11 находится посредством части 11а на части внутреннего разъема электрического контакта 7. В этом случае расстояние распространения электрического тока между двумя электрическими контактами 7 увеличивается. Как следствие, увеличивается расстояние электроизоляции между электрическими контактами 7.

Более того, разделительный элемент 11b выступающий от пластины 11 предназначен для увеличения расстояния распространения электрического тока между электрическими контактами 7.

Электрический соединительный элемент 6, как показано на фиг.3, включает пластину 13 и металлические электрические контакты 9, расположенные перпендикулярно пластине 13, и выступающие по обе стороны пластины 13. Каждый электрический контакт 8 имеет со стороны устройства 1, штепсель 8b, который может вставляться в соответствующую розетку 7b элемента электрического присоединения 5 устройства 1. Для того чтобы упростить ввод штепселей 8b в розетки 7b, штепсели 8b находятся в плавающем контакте с пластиной 13 элемента 6. Внутренний соединитель сервопривода 2 выполнен из элементов соединения 16, например, из цилиндрических наконечников провода, с или без изоляционного материала, которые, например, присоединены при помощи штепселей или клипс к внутреннему разъему электрических контактов 8.

На фиг.4 представлен вид спереди на электрический соединительный элемент 5. Элемент 5 имеет три концентрических ряда электрических контактов 7. Два внешних ряда электрических контактов 7 предназначены для передачи данных от сервопривода 2 устройству внешнего управления, а именно данных, касающихся положения механического элемента, приводимого в движение сервоприводом 2, и/или данные, касающиеся гальванического элемента механического элемента. Внутренний ряд электрических контактов 7 имеет три контакта 7, обеспечивающих электропитание трехфазного двигателя, также как и заземленный электрический контакт 7. Элемент 5, кроме того, имеет отверстия 17 для привинчивания элемента электрического присоединения 5 к внешнему корпусу 9 устройства 1.

На фиг.5 показана фиксация элемента электрического присоединения 5 на внешнем корпусе 9 устройства 1. После присоединения электрических кабелей к элементу 5, последний закрепляют на корпусе 9 при помощи болта 18 с герметичными уплотнениями 19, 20. Устройство 1 затем присоединяют к элементу 6 сервопривода 2. Защитное устройство, благодаря форме электрического соединительного элемента 5, предотвращает плохую установку. Наконец, внешний корпус 9 устройства 1 привинчивают к внешнему корпусу 12 сервопривода 2.

Устройство для соединения сервопривода, по крайней мере, с одним электрическим кабелем имеет внешний корпус, по крайней мере, с одним кабельным вводом, выполненным с возможностью ввода кабеля в рабочем состоянии устройства, а также отверстие, выполненное с возможностью закрытия электрическим соединительным элементом, образующим контактную поверхность сервопривода. Электрический соединительный элемент включает пластину, выполненную из изоляционного материала, снабженную электрическими контактами вытянутой формы, пересекающими пластину в перпендикулярном направлении. Каждый электрический контакт включает внутренний по отношению к устройству разъем, выполненный с возможностью присоединения к электрическому кабелю, и внешний по отношению к устройству разъем, выполненный с возможностью присоединения к соответствующему электрическому контакту сервопривода. Внешний корпус выполнен с отверстием для проникновения жидкости, находящейся внутри устройства в его эксплуатационной конфигурации, и пластину электрического соединительного элемента, расположенную вдоль внутреннего разъема электрических контактов. Технический результат - ограничение проникновения в устройство соединения через кабель или кабели водяного пара в случае аварии на атомной станции, в которой используется сервопривод, снабженный таким устройством, и обеспечение вытекания из устройства воды, образованной путем конденсации водяного пара, проникшего в устройство. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство (1) для соединения сервопривода (2), по крайней мере, с одним электрическим кабелем, включающее внешний корпус (9), снабженный, по крайней мере, одним кабельным вводом (3, 4), выполненным с возможностью ввода кабеля в рабочем состоянии устройства (1), снабженный отверстием, выполненным с возможностью закрытия электрическим соединительным элементом (5), образующим контактную поверхность сервопривода (2), при этом электрический соединительный элемент (5) содержит пластину (11), выполненную из изоляционного материала и снабженную электрическими контактами (7) вытянутой формы, размещенными перпендикулярно пластине (11), а каждый электрический контакт (7) имеет внутренний, по отношению к устройству (1), разъем, выполненный с возможностью присоединения к электрическому кабелю, и внешний, по отношению к устройству (1), разъем, выполненный с возможностью присоединения к соответствующему электрическому контакту (8) сервопривода (2), отличающееся тем, что внешний корпус (9) имеет отверстие (10), предназначенное для протекания жидкости, присутствующей внутри устройства (1) в рабочем состоянии устройства (1), при этом пластина (На) электрического соединительного элемента (5) расположена на части внутреннего разъема электрических контактов (7).

2. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что каждый электрический контакт (7) включает промежуточный участок, расположенный между внутренним и внешним разъемами и имеющий осевую прорезь (15), при этом пластина (11) расположена с возможностью закрытия вышеуказанной прорези (15).

3. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, один разделительный элемент (11b), выступающий от пластины (11) металлического соединительного элемента (5), расположен между внутренними разъемами электрических контактов (7).

4. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что внешний разъем электрических контактов (7) устройства (1) представляет собой розетку (7b), выполненную с возможностью соединения с вилкой (8b) соответствующего электрического контакта (8) сервопривода (2).

5. Устройство (1) по п.4, отличающееся тем, что розетка (7b) окружена коаксиальным элементом (11с), выполненным из изоляционного материала.

6. Устройство (1) по п.5, отличающееся тем, что внешний корпус (9) имеет кабельный ввод (3) электропитания и ввод (4) для кабеля передачи данных.

7. Сервопривод (2), отличающийся тем, что он присоединен к устройству (1), выполненному в соответствии с пп.1-6.

8. Применение сервопривода (2), выполненного в соответствии с п.7 на атомной станции.