БЫСТРО ВСТАВЛЯЕМОЕ МОДУЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Российский патент 2014 года по МПК H02B1/52 

Настоящее изобретение относится к быстро вставляемому модульному электрическому оборудованию.

В маломощных домашних, коммунальных и промышленных электрических системах используются модульные электрические устройства, например, выключатели, которые быстро вставляются в электрические распределительные и предохранительные щитки и/или шкафы. Такие электрические устройства устанавливаются с возможностью отсоединения рядом друг с другом на опорных направляющих, прикрепленных к внутренней раме щитка.

Такие электрические устройства имеют коробчатую форму с двумя параллельными плоскими сторонами, передней частью, на которой расположен элемент управления или индикации, и задней частью, образующей посадочное место для присоединения к направляющей. Прикрепление устройства к направляющей осуществляется с помощью двух расположенных друг напротив друга крюкообразных захватов, которые с возможностью перемещения установлены в посадочных местах коробчатого корпуса устройства.

На задней части электрического устройства расположен основной входной разъем, имеющий вид вставного соединителя, а на нижней части электрического устройства расположен выходной разъем, имеющий вид зажима; более того, в верхней части такого устройства расположен второй входной разъем, имеющий вид зажима, который может использоваться или не использоваться в соответствии со способом применения устройства.

Несколько электрических устройств, расположенных рядом друг с другом, присоединены к ряду электрических распределительных шин. В частности, предусмотрен ряд параллельных проводящих шин, которые установлены в специальных посадочных местах конструкции из изоляционного материала, также расположенной внутри щитка или шкафа.

Обычно ряд устройств присоединен к соответствующему ряду шин. Например, в случае трехфазного электрического тока предусматривают четыре выключателя, которые присоединены к четырем различным шинам, то есть три выключателя для трех фаз и один выключатель для нуля.

Ясно, что необходимость присоединения устройств к различным шинам приводит к конструктивной многовариантности электрического соединения устройство-шина, что усложняет конструкцию таких устройств с точки зрения модульного исполнения, а также требуется уменьшение стоимости изготовления.

Надо добавить, что должны быть соблюдены требования электробезопасности, согласно которым в момент, когда такие электрические устройства отсоединены от распределительных шин, не должно быть открытых проводящих элементов, находящихся под напряжением.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить модульное электрическое оборудование, которое сочетает упомянутую выше конструктивную многовариантность электрического соединения между устройством и шинами при сравнительно невысокой стоимости изготовления и одновременном выполнении упомянутого выше требования электробезопасности.

Такая цель достигается с помощью модульного электрического оборудования, соответствующего пункту 1 формулы изобретения.

Чтобы лучше понять изобретение, ниже, для примера, приведен не ограничивающий изобретение вариант его осуществления, с приложенными чертежами, на которых:

фиг.1 - вид в перспективе модульного электрического оборудования, соответствующего изобретению;

фиг.2 - частичный вид сверху оборудования с фиг.1;

фиг.3 - вид в перспективе оборудования с фиг.1 с пространственным разделением деталей;

фиг.4, 5 - два различных вида в перспективе съемного компонента оборудования с фиг.1;

фиг.6 - вид в перспективе корпуса компонента с фиг.4, 5;

фиг.7, 8 - два различных вида в перспективе контактного элемента компонента с фиг.4, 5;

фиг.9 - вид в перспективе закрывающего элемента компонента с фиг.4, 5;

фиг.10, 11 - вид в перспективе альтернативного варианта контактного элемента компонента с фиг.4, 5;

фиг.12 - вид в перспективе узла контактной шины;

фиг.13 - вид сбоку узла контактной шины с фиг.12;

фиг.14, 15 - два различных вида в перспективе оборудования с фиг.1, установленного на направляющей и соединенного с узлом контактной шины.

Модульное электрическое оборудование на фиг.1, 2, 3 содержит, например, электрический выключатель 10 с термомагнитным расцеплением в случае чрезмерного тока.

Выключатель 10 содержит коробчатый корпус 11 из изоляционного материала, в котором расположены известные электрические и механические приборы известного типа, обеспечивающие переключение.

Коробчатый корпус 11 содержит две параллельные плоские боковые части L, переднюю часть A, в которой расположен рычаг 12 управления, и заднюю часть P, предназначенную для механического и электрического соединения выключателя. Верхняя и нижняя части обозначены позициями S и I соответственно.

Как показано на фиг.3, для механического соединения в задней части Р выключателя 10 предусмотрено устройство сцепления, которое состоит из «C»-образного посадочного места 13 и двух расположенных напротив друг друга крюкообразных захватов 14, которые выполнены с возможностью перемещения в «C»-образном посадочном месте.

Для электрического соединения в задней части Р выключателя 10 также предусмотрен основной входной разъем, который состоит из вставного соединителя 15, в нижней части I расположен выходной разъем (не показан), который выполнен в виде зажима; кроме того, в верхней части S выключателя 10 предусмотрен второй входной разъем, выполненный в виде зажима 16, который может использоваться или не использоваться в зависимости от типа применяемого электрического соединения. Все эти электрические соединения, используемые в описанных и показанных выключателях, известны сами по себе.

Соединительная прорезь 17 также расположена в верхней части коробчатого корпуса 11 выключателя 10, как будет ясно из последующего описания.

Выключатель 10 содержит съемное дополнительное приспособление 20, представляющее собой прямоугольную конструкцию из изоляционного материла, которая установлена на углу выключателя 10 и, в частности, оно установлено на задней Р и верхней S частях выключателя 10.

Такое дополнительное приспособление 20 подробно показано на фиг.4, 5 и состоит из соединительной части 21 и контактной несущей части 22.

Соединительная часть 21 состоит из двух выступов 21A, поддерживающих плоскую стенку 21В с хрупкой частью 21C, при этом конец плоской стенки 21B снабжен зубцом 21D.

Конструкция части 22 такова, что в нее может вставляться соединитель, образуя единое целое с указанной частью. Более подробно, как показано на фиг.6, на одной стороне части 22 расположено посадочное место 22A, а на другой стороне расположен захват 22B с прорезью 22C, сообщающейся с посадочным местом 22A.

Соединитель, обозначенный позицией 23, хорошо показан на фиг.7, 8 и представляет собой плоский контактный элемент 23A и стыковочный контактный элемент 23B, которые объединены соединительной частью 23 С; контактные элементы 23A и 23B расположены в двух соответствующих контактных плоскостях, которые взаимно перпендикулярны, а соединительная часть 23 С расположена в плоскости, которая перпендикулярна обеим двум указанным выше контактным плоскостям. Такой соединитель 23 может быть выполнен из подходящим образом отрезанной и изогнутой многослойной структуры.

Кроме того, предусмотрен закрывающий элемент 24, который подробно показан на фиг.9 и который, в общем, имеет симметричную форму, на одной стороне указанного закрывающего элемента 24 расположено посадочное место 24A, а на другой стороне находится ряд из трех параллельных ребер 24B и прорезь 24C, параллельная ребрам 24B и сообщающаяся с посадочным местом 24A.

На этапе сборки, соединитель 23 вставляют в закрывающий элемент 24, при этом стыковочный контактный элемент 23B пропускают через прорезь 24C указанного закрывающего элемента, далее плоский контактный элемент 23A пропускают в прорезь 22C захвата 22B контактной несущей части 22 и, наконец, закрывающий элемент 24 защелкивают в посадочном месте 22A контактной несущей части 22, объединяя, таким образом, указанные узлы.

Из фиг.4, ясно, что плоский контактный элемент 23A выступает с одной стороны дополнительного приспособления 20, а стыковочный контактный элемент 23B выступает с другой стороны дополнительного приспособления 20.

Присоединение дополнительного приспособления 20 к корпусу 11 выключателя 10 показано на фиг.3. Фактически, плоский контактный элемент 23A дополнительного приспособления 20 вставляется во вставной соединитель 15 выключателя 10 и зубец 21D дополнительного приспособления 20 (фиг.4, 6) защелкивается в прорези 17 коробчатого корпуса 11. Таким образом, дополнительное приспособление 20 оказывается установленным с возможностью съема на коробчатом корпусе 11 выключателя 10.

Хрупкая часть 21C дополнительного приспособления 20 расположена на зажиме 16 выключателя 10 и предотвращает доступ к этому зажиму. В случае, когда зажим 16 необходимо использовать, часть 21C ломают и удаляют, чтобы получить свободный доступ к зажиму.

Из фиг.1 ясно, что стыковочный контактный элемент 23B выступает из дополнительного приспособления 20 в заданном положении, то есть в нижнем положении в рассматриваемом примере. В любом случае, благодаря симметрии закрывающего элемента 24, возможно так установить закрывающий элемент, с поворотом на 180° в плоскости соединения, что стыковочный контактный элемент 23B будет выступать из дополнительного приспособления 20 в том же направлении, что и раньше, но в другом заданном положении, которое параллельно предыдущему, то есть в верхнем положении в рассматриваемом примере.

Другой соединитель показан на фиг.10, 11, он обозначен позицией 25 и является альтернативным вариантом по отношению к предыдущему соединителю 23. Он также содержит плоский контактный элемент, обозначенный позицией 25A и стыковочный контактный элемент, обозначенный позицией 25B, которые соединены соединительной частью 25C. Контактные элементы 25A и 25B также расположены в двух соответствующих контактных плоскостях, которые перпендикулярны друг другу, а соединительная часть 25C расположена в плоскости, которая перпендикулярна обеим двум указанным выше контактным плоскостям. Различие по сравнению с соединителем 23 состоит в том, что соединительная часть 25C короче в соединителе 25. Такой соединитель 25 также может быть выполнен из подходящим образом отрезанной и изогнутой многослойной структуры.

Для применения соединителя 25 закрывающий элемент должен быть немного модифицирован по сравнению с предыдущим закрывающим элементом и должен содержать прорезь, такую как прорезь 24C показанного закрывающего элемента, но на одном из двух средних ребер 24B из-за того, что длина соединительной части короче. Таким образом, аналогично замечанию для соединителя 23, при применении соединителя 25, стыковочный соединительный элемент 25B может выступать из дополнительного приспособления 20 в одном из двух средних заданных положений по сравнению с нижним и верхним положениями для соединителя 23, в зависимости от одного или другого, повернутого на 180° положения закрывающего элемента.

Выключатель 10 предназначен для механической установки на направляющую и для электрического подключения к узлу шины внутри электрического распределительного и предохранительного щитка или шкафа.

Узел 26 шины показан на фиг.12, 13, к нему электрически подключают ряд выключателей 10, чтобы включить их в трехфазную электрическую цепь. Узел 26 шины состоит из четырех параллельных проводящих шин 26A, прикрепленных к опорной конструкции 26B из изоляционного материала, при этом проводящие шины 26A расположены в специальных, по существу, «U»-образной формы посадочных местах 26C указанной конструкции 26B. Посадочные места 26C имеют определенную глубину, а минимальная ширина такова, чтобы пальцы не могли достать до проводящих шин. Опорная конструкция содержит профили 26D, 26E, предназначенные для соединения этой конструкции.

На фиг.14, 15 показана известная в технике составная направляющая 27, на которую известным образом устанавливают выключатель 10 и узел 26 шины. На направляющей 27 выполнен по существу «C»-образный профиль 27A, к которому присоединяют выключатель 10; в частности, посадочное место 13 (фиг.1, 3) корпуса 11 выключателя 10 присоединяют к профилю 27A направляющей 27, а два крюкообразных захвата 14 (фиг.1, 3) присоединяют к двум выступам 27B профиля 27A. Кроме того, на направляющей 27 выполнен по существу «L»-образный профиль 27C, при этом профили 26D, 26E узла 26 шины присоединяют к специальным выступам 27D профиля 27C.

Из фиг.15 ясно, что стыковочный контактный элемент 23B выключателя 10 и дополнительного приспособления 20 вставляют в посадочное место 26C узла 26 шины и соединяют с нижней шиной 26A. Три ребра 24B дополнительного приспособления 20 частично вставляют в другие три посадочных места 26C узла 26 шины.

Другие три электрических выключателя 10 присоединяют к показанному узлу 26 шины так, что стыковочные контактные элементы 23B соединяются соответственно с другими тремя шинами 26A. Выше описан способ реализации конструкции этих стыковочных контактов 23B.

Как уже отмечено, при вводе конструктивной многовариантности электрического соединения устройство-шина описанное и показанное электрическое оборудование оказывается очень простым с точки зрения модульности исполнения. Фактически, ясно, что выключатель 10 остается одним и тем же, и только дополнительное приспособление 20 в закрывающем элементе и соединитель немного меняются от оборудования к оборудованию. В частности, изменение закрывающего элемента минимально и касается положения прорези 24C, через которую проходит стыковочный контактный элемент 23B или 25B и, следовательно, имеется только два типа закрывающего элемента; и изменение соединителя 23 или 25 также минимально, так как имеется только два типа соединителя:

короткий и длинный. Также очень легко присоединить дополнительное приспособление 20 к выключателю 10, при этом требуется выполнить простую операцию вставки. Очевидно, что это подразумевает низкую стоимость изготовления устройства. Аналогично в случае отказа или разрушения дополнительного приспособления 20 его очень легко заменить.

Необходимо добавить, что также полностью выполняется требование электробезопасности, которое заключается в отсутствии каких-либо находящихся под напряжением проводящих элементов, открытых в момент отсоединения электрического выключателя от распределительных шин. Фактически, в момент, когда выключатель 10 отсоединен, как отмечено выше пальцы не могут достать до распределительных шин 26A. Более того, хрупкая часть 21C дополнительного приспособления 20 предотвращает доступ к зажиму 16, который обычно находится под напряжением.

Ясно, что возможны изменения и/или дополнения к описанному и показанному выше.

Хотя в качестве примера показан электрический выключатель, аналогичным образом описанное может быть применено к любому электрическому устройству, например, устройствам индикации или защитным устройствам, присоединяемым к электрическим распределительным шинам.

Ясно, что общая конструкция электрического устройства может изменяться.

Также общая конструкция дополнительного приспособления, прикрепленного к корпусу электрического устройства с возможностью отсоединения, и его части могут изменяться, например, в зависимости от конструкции корпуса устройства и конструкции распределительных шин. Описанная и показанная выше конструкция дополнительного приспособления и его частей очень проста и функциональна.

Соединение дополнительного приспособления и корпуса устройства также может быть различным. Так или иначе, в этом случае также описанное и показанное соединение оказывается очень простым и функциональным.

В зависимости от числа применяемых устройств могут быть реализованы однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные системы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных домашних, коммунальных и промышленных электрических системах. Технический результат состоит в увеличении конструктивных вариантов при сохранении невысокой стоимости изготовления и электробезопасности. Быстро вставляемое модульное электрическое оборудование содержит устройство (10) с коробчатым корпусом (11), вмещающим электрические приборы, указанное оборудование выполнено с возможностью съемной установки на опорной направляющей и приспособлено для подключения к одной из множества параллельных электрических распределительных шин. Для обеспечения модульности исполнения и безопасности предусмотрено дополнительное приспособление (20), которое съемно прикреплено к коробчатому корпусу (11) и несет первый соединительный элемент (23A), соединенный с электрическими приборами, и второй соединительный элемент (23B), электрически соединенный с первым соединительным элементом (23A) и приспособленный для подключения к указанной электрической распределительной шине. 6 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Быстро вставляемое модульное электрическое оборудование, содержащее: устройство (10) с коробчатым корпусом (11), вмещающим электрические приборы, выполненное с возможностью съемной установки на опорной направляющей (27) и приспособленное для подключения к одной из множества параллельных электрических распределительных шин (26A); дополнительное приспособление (20), которое съемно прикреплено к коробчатому корпусу (11) и несет первый соединительный элемент (23A, 25A), соединенный с указанными электрическими приборами, и второй соединительный элемент (23B, 25B), электрически соединенный с первым соединительным элементом (23A, 25A) и приспособленный для соединения с указанной электрической распределительной шиной (26A), причем указанное дополнительное приспособление (20) имеет прямоугольную конфигурацию с тем, чтобы размещаться на углу коробчатого корпуса (11), при этом дополнительное приспособление (20) содержит соединительную часть (21) и контактную несущую часть (22), отличающееся тем, что дополнительно содержит закрывающий элемент (24), выполненный с возможностью принимать указанные первый соединительный элемент (23A, 25A) и второй соединительный элемент (23B, 25B), при этом закрывающий элемент выполнен с возможностью защелкиваться в контактной несущей части (22) дополнительного приспособления (20).

2. Оборудование по п.1, в котором соединительная часть (21) соединена с коробчатым корпусом (11) посредством соединения, состоящего из прорези (17) и зубца (21D).

3. Оборудование по п.1 или 2, содержащее основной вставной соединитель (15), подключенный к указанным электрическим приборам, при этом указанная контактная несущая часть несет указанные первый (23A, 25A) и второй (23B, 25B) соединительные элементы, причем первый соединительный элемент (23A, 25A) соединен с основным вставным соединителем (15).

4. Оборудование по п.3, в котором указанные первый (23A, 25A) и второй (23B, 25B) соединительные элементы соединены с помощью соединительной части (23C, 25C) и расположены в двух соответствующих контактных плоскостях, перпендикулярных друг другу, при этом соединительная часть (23C; 25C) расположена в плоскости, которая перпендикулярна двум указанным контактным плоскостям.

5. Оборудование по п.4, в котором указанные первый (23A, 25A) и второй (23B, 25B) соединительные элементы выступают с противоположных сторон относительно указанной соединительной части (23C, 25C).

6. Оборудование по п.5, в котором первый соединительный элемент (23A, 25A) выступает из прорези (22C) контактной несущей части (22), а второй соединительный элемент (23B, 25B) выступает из прорези (24C) закрывающего элемента (24), имеющего симметричную конфигурацию по отношению к контактной несущей части (22).

7. Оборудование по п.1 или 2, содержащее дополнительное устройство (16), предназначенное для электрического подключения к указанным электрическим приборам, при этом указанная соединительная часть (21) содержит хрупкую часть (21C), закрывающую указанное дополнительное устройство (16).