ДВУХШТЫРЬКОВАЯ МОНОЛИТНАЯ ШТЕПСЕЛЬНАЯ ВИЛКА С ЗАЗЕМЛЯЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК H01R13/66 

Изобретение относится к электроустановочным изделиям для использования их в квартирах, в которых отсутствуют заземляющие РЕ-проводники, в частности к изготовлению штепсельных вилок, в которых заземляющий контакт бытового электрооборудования присоединен к нулевому рабочему проводу электросети.

Известен адаптер для включения в электрическую двухконтактную розетку трехконтактной вилки европейского типа, содержащий заземляющий контакт такой же конструкции, как у трехконтактной розетки европейского образца, присоединенный через резистор к одному из своих штыревых контактов, который по цвету или иным образом отличается от второго штыревого контакта (патент РФ №34753, БИ №34, 2003 г.).

Недостатком известного адаптера является отсутствие возможности точного определения правильности подключения его заземляющего контакта именно к нулевому рабочему проводнику без использования дополнительных приборов, например индикатора фазы.

Известен шнур питания компьютера, содержащий обычную двухконтактную вилку с тонкими штырями, внутри которой находится резистор, один конец которого присоединен к заземляющей жиле кабеля, а второй - к тому из штырей вилки, который в дальнейшем будет подключен к гнезду двухконтактной розетки, подсоединенному к нулевому рабочему проводнику электросети, причем указанный штырь должен иметь цветовое или иное отличие, а гнездо розетки определено с помощью обычного индикатора напряжения, например с неоновой лампочкой, по отсутствию ее свечения (№34755, БИ №34, 2003 г.).

Недостатком известного шнура питания компьютера является отсутствие индикации правильности его подключения к нулевому рабочему проводнику сети.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является двухштырьковая штепсельная вилка, включающая обычную штепсельную вилку с корпусом из изоляционного материала и двумя тонкими штырями, внутри корпуса которой находится рестрикционный элемент (резистор), один конец которого присоединен к штырю вилки, который в дальнейшем должен быть подключен к тому из двух гнезд розетки, которое соединено с нулевым рабочим проводом электросети, а второй конец рестрикционного элемента служит для присоединения к нему заземляющего проводника трехжильного электрошнура бытового электроприбора, и содержащая миниатюрную неоновую лампочку, один вывод которой присоединен к металлическому контакту, установленному на корпусе вилки, а второй - к концу рестрикционного элемента, который служит для присоединения к нему заземляющего проводника трехжильного электрошнура бытового электроприбора, причем резистор одновременно выполняет две функции - служит для заземления электроприбора и ограничивает ток через неоновую лампочку, а в корпусе штепсельной вилки имеется отверстие, через которое можно наблюдать свечение неоновой лампочки при прикосновении пальцем руки к металлическому контакту (№2253171, БИ №15, 2005 г.).

К недостаткам прототипа относятся сравнительная сложность изготовления, связанная с необходимостью устанавливать в корпус вилки резистор, а затем производить пайку или болтовое соединение его концов, и сравнительно невысокий уровень его автоматизации, что при массовом производстве тормозит процесс изготовления.

Задачей является обеспечение надежного и безопасного заземления электрооборудования в двухпроводных сетях с использованием двухполюсной вилки с заземляющим элементом при полной автоматизации ее изготовления со снижением числа технологических операций.

В результате использования предлагаемой изобретения исключается доступ во время эксплуатации неразборной двухштырьковой штепсельной вилки к электрическим контактам, расположенным внутри корпуса, и к скрытой токопроводящей области, выполняющей роль рестрикционного (ограничивающего) элемента без разрушения корпуса с полной потерей функционального предназначения вилки.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой двухштырьковой монолитной штепсельной вилке с заземляющим элементом, представляющей собой штепсельную вилку с корпусом из изоляционного материала и двумя тонкими штырями, внутри корпуса которой находится рестрикционный элемент, один конец которого присоединен к штырю вилки, который соединен с нулевым рабочим проводом электрической сети, а второй конец рестрикционного элемента служит для присоединения к нему заземляющего проводника трехжильного электрошнура бытового электроприбора, и содержащей миниатюрную неоновую лампочку, один вывод которой присоединен к металлическому контакту, установленному на корпусе вилки, а второй - к концу рестрикционного элемента, присоединенного к заземляющей жиле электрошнура бытового электроприбора, предназначенную для сигнализации соединения штыря вилки и рестрикционного элемента именно с нулевым рабочим проводом по отсутствию свечения неоновой лампочки в отверстии корпуса штепсельной вилки при прикосновении пальцем руки к металлическому контакту, рестрикционный элемент выполнен в виде скрытой цилиндрической полости диаметром не менее 2 мм, заполненной токопроводящим материалом, внутри корпуса монолитной неразборной двухштырьковой штепсельной вилки, при этом также внутри неразборного монолитного корпуса выполнена полость с отверстием наружу и двумя надежными электрическими контактами для размещения в ней заменяемой миниатюрной неоновой лампочки.

Технический результат достигается также тем, что в предлагаемом способе изготовления двухштырьковой монолитной штепсельной вилки с заземляющим элементом, включающем изготовление корпуса из изолирующего материала, установку двух тонких штырей в корпусе и размещение в корпусе рестрикционного элемента, один конец которого присоединяют к штырю вилки, который соединяют с нулевым рабочим проводом электрической сети, а второй конец рестрикционного элемента присоединяют к заземляющему проводнику трехжильного электрошнура бытового электроприбора, и установку миниатюрной неоновой лампочки для сигнализации правильности соединения штыря вилки и рестрикционного элемента именно с нулевым рабочим проводом питающей электрической сети, при автоматизарованном изготовлении монолитной двухштырьковой штепсельной вилки в промышленном цикле изготовления модифицированных установочных изделий рестрикционный элемент выполняют в виде скрытой цилиндрической полости диаметром 2 мм в неразборном монолитном корпусе вилки и заполняют полость токопроводящим материалом с сопротивлением от 10 до 100 кОм, причем заменяемую миниатюрную неоновую лампочку размещают в полости, выполненной с отверстием наружу и двумя электрическими контактами в монолитном корпусе вилки.

Предлагается использовать скрытую токопроводящую полость внутри корпуса монолитной неразборной двухштырьковой штепсельной вилки - полость, заполненную токопроводящим материалом, вместо известного резистора в качестве рестрикционного (ограничивающего) элемента, один конец которой надежно электрически соединен при помощи пайки или точечной сварки с нулевым рабочим проводом электрической сети, а второй конец скрытой токопроводящей области присоединяют к заземляющему проводнику трехжильного шнура, служащего для заземления бытового электроприбора.

В корпус монолитной неразборной двухштырьковой штепсельной вилки встроена заменяемая миниатюрная неоновая лампочка, один вывод которой присоединен к металлическому контакту, установленному на корпусе вилки, а второй - к концу скрытой токопроводящей области, присоединенному к заземляющей жиле электрошнура бытового электроприбора и ограничивающему ток через неоновую лампочку, предназначенную для определения соединения штыря вилки и скрытой токопроводящей области именно с нулевым рабочим проводом по отсутствию свечения неоновой лампочки в отверстии корпуса штепсельной вилки при прикосновении пальцем руки к металлическому контакту. Заменяемая миниатюрная неоновая лампочка подключается с использованием специальных надежных электрических контактов, размещаемых в полости, выполненной с отверстием наружу в монолитном корпусе вилки.

В качестве токопроводящего материала, помещаемого, например, в цилиндрическую полость диаметром не менее 2 мм, внутри корпуса монолитной неразборной двухштырьковой штепсельной вилки, используют например, токопроводящий пластик, пластмассу или иной эластичный нехрупкий токопроводящий материал с сопротивлением объема полости от 10 до 100 кОм.

Диаметр цилиндрической полости для размещения в ней токопроводящего материала выполняют не менее 2 мм, что обеспечивает необходимую электропроводность и механическую устойчивость.

На чертеже представлена общая схема предлагаемой двухштырьковой монолитной неразборной штепсельной вилки с заземляющим элементом.

Двухштырьковая монолитная штепсельная вилка с заземляющим элементом включает выполненный из изоляционного материала монолитный неразборный корпус 1 с закрепленными в нем металлическими штырями 2 и 3, рестрикционный элемент в виде скрытой цилиндрической полости 4 в корпусе вилки, заполненной токопроводящим материалом 5, металлический контакт 6, миниатюрную неоновую лампочку 9 в полости 7 с отверстием наружу 8 и электрическими контактами 14 и 15 для подключения неоновой лампочки в корпусе вилки, через которое наблюдается свечение неоновой лампочки 9, заземляющий контакт 10 для крепления заземляющего проводника 11 электрошнура бытового электроприбора, нулевой рабочий проводник 12 и фазный проводник 13 электрошнура бытового электроприбора.

Рестрикционный элемент в виде скрытой цилиндрической полости 4 в корпусе вилки, заполненной токопроводящим материалом 5, соединен с металлическим штырем 3 вилки и заземляющим контактом 10. Один вывод миниатюрной неоновой лампочки 9 присоединен через электрический контакт 14 к металлическому контакту 6, установленному на корпусе 1 вилки, а второй - через электрический контакт 15 к заземляющему контакту 10, который служит для присоединения к нему заземляющего проводника 11 электрошнура бытового электроприбора. Заменяемую неоновую лампочку 9 размещают в полости 7 с отверстием наружу 8. Полость с отверстием наружу 8 выполняют в монолитном корпусе 1 вилки с двумя электрическими контактами 14 и 15 для надежного подключения заменяемой неоновой лампочки 9.

Работает двухштырьковая монолитная неразборная штепсельная вилка с рестрикционным элементом в виде скрытой полости в корпусе вилки, заполненной токопроводящим материалом, следующим образом.

Вилку вставляют в обычную двухконтактную розетку, а затем пальцем руки прикасаются к металлическому контакту 6 на корпусе 1 вилки и через отверстие 8 в корпусе 1 определяют наличие или отсутствие свечения неоновой лампочки 9. Наличие свечения лампочки 9 свидетельствует о неправильном подключении вилки. Вилку следует установить заново, повернув на 180 градусов, т.е. поменять местами штыри 2 и 3. При этом неоновая лампочка не должна светиться, что будет свидетельствовать о правильном заземлении бытового электроприбора через заземляющий проводник 11 электрошнура бытового электроприбора. Заменяемая неоновая лампочка 9, помещаемая в полость 7 с отверстием наружу 8 и электрическими контактами 14 и 15 для подключения неоновой лампочки в корпусе 1 вилки, может быть заменена при ее неисправности или механическом разрушении. Электрошнур бытового электроприбора включает три проводника - заземляющий проводник 11, нулевой рабочий проводник 12 и фазный проводник 13. Рестрикционный элемент в виде скрытой полости 4 в корпусе 1 вилки, которая заполнена токопроводящим материалом 5, является ограничивающим элементом в цепи заземления бытового электроприбора и ограничивает ток через неоновую лампочку 7 при прикосновении пальцем руки к металлическому контакту 6 на корпусе вилки.

Двуштырьковую монолитную штепсельную вилку с заземляющим элементом изготавливают следующим образом.

Неразборный монолитный корпус вилки выполняют автоматизированно известным способом. При этом внутри неразборного монолитного корпуса устанавливают два тонких штыря, выполняют цилиндрическую полость диаметром 2 мм, которую заполняют эластичным нехрупким токопроводящим материалом, надежно электрически соединяют заполненную полость с одним из штырей вилки и заземляющим контактом, к которому надежного присоединяют защитный проводник трехжильного электрошнура бытового электроприбора. При этом также внутри неразборного монолитного корпуса выполняют полость с отверстием наружу и двумя надежными электрическими контактами для размещения в ней заменяемой миниатюрной неоновой лампочки. После полного изготовления двуштырьковой штепсельной вилки с заземляющим элементом в полость для лампочки помещают заменяемую миниатюрную неоновую лампочку и надежно соединяют ее с заземляющим контактом и металлическим контактом на корпусе вилки.

Двухштырьковая монолитная штепсельная вилка содержит неразборный монолитный изоляционный корпус, внутри которого находится рестрикционный элемент, выполненный в виде скрытой цилиндрической полости, заполненной эластичным токопроводящим материалом. Один конец рестрикционного элемента присоединен к штырю вилки, соединенному с нулевым рабочим проводом сети, а второй конец служит для присоединения к нему заземляющего проводника трехжильного электрошнура бытового электроприбора. Также внутри корпуса выполнена полость с отверстием наружу и двумя электрическими контактами для размещения в ней заменяемой миниатюрной неоновой лампочки. Один вывод лампочки присоединен к металлическому контакту, установленному на корпусе вилки, а второй - к концу рестрикционного элемента, присоединенного к заземляющей жиле электрошнура бытового электроприбора. Технический результат - обеспечение надежного и безопасного заземления электрооборудования с использованием двухполюсной вилки при полной автоматизации ее изготовления со снижением числа технологических операций. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Двухштырьковая монолитная штепсельная вилка с заземляющим элементом, представляющая собой штепсельную вилку с корпусом из изоляционного материала и двумя штырями, внутри корпуса которой находится рестрикционный элемент, один конец которого присоединен к штырю вилки, который соединен с нулевым рабочим проводом электрической сети, а второй конец рестрикционного элемента служит для присоединения к нему заземляющего проводника трехжильного электрошнура бытового электроприбора, и содержащая миниатюрную неоновую лампочку, один вывод которой присоединен к металлическому контакту, установленному на корпусе вилки, а второй - к концу рестрикционного элемента, присоединенного к заземляющей жиле электрошнура бытового электроприбора, предназначенную для сигнализации соединения штыря вилки и рестрикционного элемента именно с нулевым рабочим проводом по отсутствию свечения неоновой лампочки в отверстии корпуса штепсельной вилки при прикосновении пальцем руки к металлическому контакту, отличающаяся тем, что рестрикционный элемент выполнен в виде скрытой цилиндрической полости диаметром не менее 2 мм, заполненной токопроводящим материалом, внутри корпуса монолитной неразборной двухштырьковой штепсельной вилки, при этом также внутри неразборного монолитного корпуса выполнена полость с отверстием наружу и двумя электрическими контактами для размещения в ней заменяемой миниатюрной неоновой лампочки.

2. Способ изготовления двухштырьковой монолитной штепсельной вилки с заземляющим элементом, включающий изготовление корпуса из изолирующего материала, установку двух штырей в корпусе и размещение в корпусе рестрикционного элемента, один конец которого присоединяют к штырю вилки, который соединяют с нулевым рабочим проводом электрической сети, а второй конец рестрикционного элемента присоединяют к заземляющему проводнику трехжильного электрошнура бытового электроприбора, и установку миниатюрной неоновой лампочки для сигнализации правильности соединения штыря вилки и рестрикционного элемента именно с нулевым рабочим проводом питающей электрической сети, отличающийся тем, что при автоматизарованном изготовлении монолитной двухштырьковой штепсельной вилки рестрикционный элемент с сопротивлением от 10 до 100 кОм выполняют в виде скрытой цилиндрической полости диаметром 2 мм в неразборном монолитном корпусе вилки, которую заполняют эластичным токопроводящим материалом, причем заменяемую миниатюрную неоновую лампочку размещают в полости, выполненной с отверстием наружу и двумя электрическими контактами в монолитном корпусе вилки.