ТОКОНЕСУЩИЙ ПРОВОД И ШТЕКЕРНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ С ТАКИМ ПРОВОДОМ Российский патент 2016 года по МПК H01R13/52 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к токонесущему проводу, а также к штекерному соединителю с таким токонесущим проводом.

Уровень техники

Известны токонесущие провода, представляющие собой соединительные выводы и нагревательные ленты, образующие вместе штекерный соединитель. При помощи нагревательных лент поддерживают температуру труб, контейнеров, каналов и т.д. на необходимом уровне. Например, нагревательные ленты крепят на подающий трубопровод для поддержания определенной температуры подаваемой по трубопроводу среды, чтобы обеспечить ее протекание или текучесть. Часто на концах нагревательной ленты находится жидкость, за счет чего изменяется трекингостойкость нагревательной ленты. Жидкость проникает внутрь под действием капиллярных сил, в частности, при эксплуатации во влажной или сырой среде или из-за эффекта накачки, возникающего при охлаждении или нагревании. Между жилами нагревательной ленты возникают скопления влаги, размер которых постепенно увеличивается с течением времени, в результате чего возникают токи утечки. Из-за этого возникает опасность возникновения легких следов прижога между обеими жилами нагревательной ленты; постепенно устойчивость к токам утечки может понизиться настолько, что сможет возникнуть короткое замыкание.

Кроме того, необходимо защищать место соединения нагревательной ленты и соединительного провода во избежание короткого замыкания, вызываемого попаданием жидкости между потенциалами жил.

Известно, что для этого используют сальники с подогнанной гайкой, через которые проходит электрический провод. Сальник эластично загнут по периметру внутрь таким образом, чтобы плотно прилегать к нагревательной ленте. При такой деформации сальника возникает деформация по периметру, что приводит к уменьшению уплотняющего эффекта, так как из-за деформирующего движения образуются каналы, ведущие внутрь штекерного соединителя. Таким образом, жидкость может попасть снаружи через сальник и привести к указанным проблемам в штекерном соединителе.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение отсутствия токов утечки, возникающих из-за жидкости в штекерном соединителе, при сохранении простой конструкции и небольших затратах на монтаж.

Для достижения данного эффекта предложен токонесущий провод, отличающийся тем, что в его электроизоляцию встроен резервуар, содержащий изолирующую среду. Предпочтительно, изолирующей средой является электроизолирующий гель, предотвращающий накопление жидкости на конце нагревательного кабеля или соединительного провода. Резервуар закрыт толкателем таким образом, что уплотнительная среда не может выйти наружу. При вхождении толкателя в резервуар находящаяся там изолирующая среда через выпускное сопло выталкивается в полость сальниковой коробки, где она распределяется в критическом пространстве и таким образом предотвращает скопление жидкости между жилами. Объем резервуара зависит от объема уплотнительной камеры, изолирующая среда в любом случае должна полностью заполнять ее пространство. Уплотнительная камера расположена перед изолированным концом нагревательной ленты или кабеля. Через зону уплотнения проходят жилы, которые окружены электроизоляцией.

Электроизоляция предпочтительно представляет собой изолятор, окружающий зачищенные жилы на протяжении части их длины, обеспечивая их изоляцию и механическую защиту, и крепящийся к нагревательному кабелю или соединительному проводу.

По крайней мере в одном положении толкатель предпочтительно защищен от смещения. Толкатель зафиксирован по меньшей мере в задвинутом положении, что гарантирует невозможность попадания изолирующей среды в резервуар из уплотнительной камеры.

Однако можно зафиксировать толкатель в исходном положении при полном резервуаре. В таком случае толкатель закрывает резервуар снаружи, оставаясь на месте.

Предпочтительно, перемещение толкателя происходит только после установки штекерного соединителя, чтобы только уплотняющая среда вытеснялась из резервуара в уплотнительную камеру лишь в этот момент.

Штекерный соединитель по изобретению имеет уплотняющий механизм, который надежно защищает место соединения нагревательной ленты и соединительного провода от воздействия окружающей среды. Уплотняющий механизм имеет корпус с эластично деформируемой уплотняющей частью. При возникновении силы, действующей в направлении вдоль провода, она эластично деформируется перпендикулярно этой продольной оси, прилегая таким образом к внешней стороне соединительного провода и уплотняя ее. Благодаря такой эластичной деформации не возникает деформации по периметру, которая может привести к образованию путей прохождения влаги. Уплотняющая часть эластически деформируется по крайней мере одним клиновым затвором. С его помощью сила, действующая вдоль продольной оси провода, может быть перенаправлена перпендикулярно продольной оси провода, тем самым прижимая уплотняющую часть к электроизоляции для ее уплотнения. Уплотняющая часть имеет коническую поверхность, взаимодействующую с конической поверхностью клинового затвора. Для надежной деформации уплотняющей части клиновым затвором его вводят в удерживающую деталь. При эластичной деформации уплотняющей части удерживающая деталь обеспечивает сохранение положения корпуса уплотняющего механизма относительно его оси. По крайней мере один пружинный элемент подвергает клиновой затвор предварительному напряжению вдоль оси, обеспечивая уплотнение в широком диапазоне температур. Так как при соответствующих температурах изменяются свойства материалов и размеры деталей, предварительно напряженный клиновой затвор гарантирует то, что уплотняющая часть всегда уплотняюще прилегает к электрическому проводу. Пружинный элемент приводится в действие посредством по крайней мере одного упора. Таким образом, пружинный элемент опирается на клиновой затвор и на упор, создающий силу, воздействующую на клиновой затвор.

Корпус уплотняющего механизма предпочтительно защищен от поперечного смещения в коннекторе штекерного соединителя. Таким образом, защита от поперечного смещения и удерживающая деталь обеспечивают сохранение положения корпуса уплотняющего механизма при эластичной деформации уплотняющей части, а также в монтажном положении.

Упор предпочтительно расположен таким образом, чтобы приводиться в действие при введении контактного блока.

Исполнительный элемент предпочтительно представляет собой часть такого контактного блока штекерного соединителя.

В штекерном соединителе после уплотняющего механизма предпочтительно подсоединено устройство для разгрузки провода от натяжения.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения удерживающая деталь имеет кольцевую стенку, прилегающую к внутренней стенке принимающей полости коннектора штекерного соединителя.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения клиновой затвор расположен между удерживающей деталью и уплотняющей частью, за счет чего уплотняющая часть прижимается к уплотняемому проводу еще сильнее.

Клин клинового затвора предпочтительно имеет прямую во внешнем сечении внешнюю сторону, которой клин и прилегает к соответствующей внутренней поверхности удерживающей детали. Благодаря этому удается избежать деформации удерживающей детали, направленной по периметру внутрь.

Пружинный элемент предпочтительно входит в углубление на торце клинового затвора.

Штекерный соединитель по изобретению содержит по крайней мере один компенсатор натяжения провода, который создает опору для провода в нескольких точках. Компенсатор (устройство для разгрузки натяжения) расположен в штекерном соединителе таким образом, чтобы не допускать воздействия возможных растягивающих сил на соединение и расположенный после него уплотняющий механизм. Выравнивание в нескольких точках позволяет центрировать электрический провод, который может представлять собой нагревательную ленту или соединительный провод. Если уплотняющий механизм расположен после компенсатора натяжения для уплотнения освобожденного от натяжения провода, то в результате центрирования обеспечивается оптимальное уплотнение. Упоры компенсаторов натяжения расположены попарно друг напротив друга, при этом один из расположенных таким образом упоров находится под углом к двум другим упорам, расположенным попарно друг напротив друга. Два упора, расположенные друг напротив друга, осуществляют принудительный привод двух других противоположных друг другу упоров. За счет этого при движении двух противоположных друг другу упоров все упоры передвигаются в сторону электрического провода или от него. Это позволяет легко закрепить электрический провод между упорами для разгрузки натяжения или повторно освободить его. Подобное перемещение позволяет выполнить автоматическое выравнивание провода, благодаря чему достигается его оптимальное уплотнение.

Необходимое принудительное перемещение происходит в том случае, когда выступы упоров входят в направляющие других противоположных друг другу упоров. Благодаря такому замыканию упоров обеспечивается их надежная равномерная регулировка.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено расположение направляющих других упоров на боковых поверхностях этих упоров под наклоном друг к другу. Благодаря этому обеспечивается движение упоров в направлении от провода или к нему.

Для надежного расположения провода между упорами целесообразно предусмотреть две нажимных пружины, расположенных друг напротив друга. Они создают нагрузку на эти упоры, которая позволяет сместить их от провода. За счет подобного принудительного перемещения смещаются и два других упора. Таким образом, нажимные пружины разводят упоры друг от друга.

Нажимные пружины предпочтительно расположены на соединителях, соединяющих упоры, расположенные друг напротив друга.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения противоположные друг другу упоры передвигаются вертикально по отношению к другим противоположным друг другу упорам.

Другие отличительные особенности настоящего изобретения станут очевидны после ознакомления с формулой изобретения, описанием предпочтительных вариантов осуществления изобретения и сопроводительных чертежей.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет подробно рассмотрено на примерах, представленных со ссылкой на сопроводительные чертежи. На чертежах изображено следующее:

Фиг. 1 - штекерный соединитель по изобретению с двумя коннекторами до соединения, показанный в разрезе;

Фиг. 2 - штекерный соединитель с Фиг. 1 с соединенными коннекторами;

Фиг. 3-5 - различные этапы сборки коннекторов, в разрезе;

Фиг. 6 и 7 - отдельные этапы сборки другого коннектора в разрезе;

Фиг. 8 - увеличенный вид места соединения нагревательной ленты, соединяемой с коннектором, перед креплением на этот коннектор, без перемещения толкателя;

Фиг. 9 - нагревательная лента после крепления на коннектор с прижатым толкателем;

Фиг. 10 - разрез и увеличенный вид уплотняющего механизма для герметизации нагревательной ленты или соединительного провода внутри одного из коннекторов штекерного соединителя по изобретению, в первом положении;

Фиг. 11 - уплотняющий механизм с Фиг. 10 во втором положении;

Фиг. 12 и 13 - второй вариант выполнения уплотняющего механизма, вид аналогичен Фиг. 10 и 11;

Фиг. 14 - увеличенный вид компенсатора натяжения в штекерном соединителе по изобретению, в разобранном виде;

Фиг. 15 - увеличенный вид компенсатора натяжения с Фиг. 14 в первом положении;

Фиг. 16 - компенсатор натяжения с Фиг. 14, во втором положении.

Осуществление изобретения

Штекерный соединитель предназначен для электрического соединения соединительного провода и нагревательной ленты. Теплоотдача нагревательной ленты поддерживает температуру трубок или поверхностей постоянной и на требуемом уровне, и частично компенсирует разницу с температурой окружающей среды.

Штекерный соединитель включает в себя два коннектора (вывода) 1, 2, показанных на Фиг. 1 в разобранном виде, а на Фиг. 2 - в собранном виде. Коннектор 1 соединен с соединительным проводом 3, по которому подается ток/напряжение к разъемам 4.

Коннектор 2 соединен с нагревательной лентой 5, которая, как и соединительный провод 3, выходит из коннектора. Нагревательная лента 5 образует электрическое соединение со штекерами 6, которые входят в разъемы 4 после стыковки коннекторов 1, 2 (Фиг. 2).

Разъемы 4 коннектора 1 частично проходят в приемную область 7, ограниченную частью корпуса 8 коннектора 1. Коннектор 2 сцепляется с головной частью 9 в приемной области 7. Головная часть 9 удерживается в приемной области 7 с кинематическим замыканием и своей внешней стенкой 10 соприкасается с внутренней стенкой 11 приемной области 7.

На внешней стороне головной части 9 имеется краевое уплотнение 12, помещающееся в кольцевую канавку 13, обращенную открытой стороной к торцу головной части 9. Уплотнение 12 также закрывает часть торца 14 головной части 9. В собранном состоянии уплотнение 12 герметично прилегает к внутренней стенке 11 приемной области 7.

Коннектор 2 состоит из трех блоков 15-17 (Фиг. 3). Блок 17 имеет приемную область 18, открытую с торца и закрытую со стороны дна 19. Через него нагревательная лента 5 проходит в приемную область 18. В блоке 17 имеется головная часть 9 с описанным выше уплотнением 12.

В блок 17 вставлен блок 16, расположенный в приемной области 18 с кинематическим замыканием. Блок 16 вставлен до прилегания своим торцом 20 к дну 19 блока 17 (Фиг. 4). В блоке 16 расположен уплотняющий механизм 36, герметизирующий нагревательную ленту 5 в месте ввода в блок 16 описываемым ниже способом (Фиг. 10-13). Данное устройство выполнено таким образом, чтобы нагревательная лента 5 сначала свободно проходила в сквозное отверстие 21, где ее можно легко соединить со штекерами 6.

Блок 16 включает в себя фасонное уплотнение 22, герметизирующее нагревательную ленту 15. Также фасонное уплотнение 22 герметизирует блок 16 относительно блока 17 в области рядом с дном 19.

Блок 16 полностью расположен внутри приемной области 18. На последнем этапе сборки в приемную область 18 вставляют блок 15 с штекерами 6. Блок 15 имеет крышку 23, которая в собранном состоянии (Фиг. 6) при промежуточном положении уплотнения 12 прилегает к торцу верхней части 9 блока 17. Крышка 23 выступает из-за части 24 корпуса, которая суженным концом 25 проходит между свободным концом 25 (Фиг. 3) блока 16 и внутренней стенкой 27 (Фиг. 3) приемной области 18. В области перехода к свободному концу 25 в части 24 корпуса имеется периферийный выступ 28, которым блок 25 прилегает к выступу 29 на внутренней стенке 27 блока 18.

На торце верхней части 9 блока 17 имеется по крайней мере один стопорный элемент 31, фиксирующий блок 15 в собранном положении. Крышка 23 блока 15 оборудована по крайней мере одним противостопорным элементом (не показан на фигуре), взаимодействующим со стопорным элементом 31. Через крышку 23 блока 15 проходят штекеры 6.

Блоки 15, 16 выполнены в виде контактных блоков, которые устанавливаются путем простой вставки в блок 17.

Коннектор 1 (Фиг. 6 и 7) включают в себя блок 32, в который вставляется блок 33. Блок 32 имеет корпус 35 с приемной областью 36 для блока 33 и уплотняющим механизмом 36, более подробно представленные на Фиг. 10-13. Уплотняющий механизм 36 вставляется в приемную область 36 таким образом, чтобы прилегать к дну 37 приемной области 36.

Блок 33 имеет практически такую же конструкцию, как и блок 15. Блок 33 имеет крышку 38, выступающую со всех сторон относительно части 39 корпуса, которая в собранном положении (Фиг. 7) прилегает к периферийному выступу 40 на внутренней стенке 41 приемной области 35. Часть 39 корпуса расположена на внутренней стенке 41 приемной области 35 между выступом 40 и уплотняющим механизмом 36. Суженный свободный конец 42 части 39 корпуса прилегает к внешней стороне упорной гильзы (удерживающей детали) 43 уплотняющего механизма 36.

Через отверстие 45 в дне 37 корпуса 34 блока 32 проходит соединительный провод 3, провода которого образуют электрическое соединение с разъемами 4. Уплотняющий механизм 36 надежно герметизирует соединительный провод 3 внутри приемной области 35.

В дне корпуса 34 расположен компенсатор 44 натяжения, который более подробно будет рассмотрен со ссылкой на Фиг. 14-16. Крышка 38 блокируется частью 39 корпуса так же, как было сказано со ссылкой на блок 15.

На одном конце нагревательной ленты 5 (Фиг. 8 и 9) удалена изоляция. На этот зачищенный конец 46 насаживают изолирующий элемент 47. В изолирующем элементе имеется гильза 48, подогнанная под объем зачищенного конца 46 и крепко сидящая на нагревательной ленте 5. В нагревательной ленте 5 имеются две жилы 49, 50, образующие электрическое соединение со штекерами 6. Зачищенные части жил 49, 50 на большей части своей длины окружены трубчатыми изоляторами 51, 52, предпочтительно образующими с ними цельную конструкцию, с гильзой 48. Изоляторы 51, 52 жестко сидят на жилах 49, 50.

Между изоляторами 51, 52 предусмотрен изолирующий элемент 47 с резервуаром 53 для электроизолирующей уплотняющей среды 54. Уплотняющая среда предпочтительно представляет собой электроизолирующий гель.

Резервуар 53 закрывается толкателем 55. Резервуар 53 расположен в средней части 56 изолирующего элемента 47. Средняя часть 56 предпочтительно находится между изоляторами 51, 52 и предпочтительно образует с ними цельную конструкцию. Толкатель 55 закрывает резервуар 53 со стороны свободного конца средней части 56. На другом конце резервуара 53 имеется отверстие 57 с небольшим диаметром, проходящее через дно средней части 56.

Средняя часть 56 находится на некотором расстоянии от нагревательной ленты таким образом, что между ними образуется уплотнительная камера 58, являющаяся пустой при соединении нагревательной ленты 5 и штекеров 6. Через уплотнительную камеру 58 проходят жилы 49, 50. Уплотнительная камера 58 имеет конические уплотнительные полости 59, 60, через которые проходят жилы 49, 50.

Если нагревательный элемент соединен со штекерами 6, то толкатель 55 своей верхней частью 61 упирается в дно 62 части 25 корпуса блока 15. При монтаже толкатель 55 проталкивают в резервуар 53 таким образом, чтобы после монтажа нагревательной ленты 5 он прилегал верхней частью 61 к торцу 63 средней части 56. Размеры рассчитаны таким образом, чтобы верхняя часть 61 прилегала как к дну 62 части 24 корпуса, так и к торцу 63 средней части 56 (Фиг. 9). Толкатель 55 вытесняет находящуюся в резервуаре 53 уплотняющую среду 54 в уплотнительных камерах 58-60 через отверстие 57. Количество уплотняющей среды 54, а также объем уплотнительных камер 58-60 соотносятся друг с другом таким образом, чтобы уплотняющая среда 54 полностью заполняла полости уплотнительной камеры. Данная уплотняющая среда предотвращает накопление влаги в камерах 58-60. Благодаря этому при эксплуатации во влажных или сырых условиях удается избежать проникновения жидкости под действием капиллярных сил, которая может привести к появлению электрических и токонесущих путей утечки между обеими жилами 49, 50 и тем самым вызвать опасные токи утечки. В худшем случае уплотняющая среда 54 предотвращает короткое замыкание, которое может повредить нагревательную ленту 5, а вместе с ней и весь штекерный соединитель.

Толкатель 55 расположен на стенке средней части 56 таким образом, чтобы обеспечить полное вытеснение уплотняющей среды 54.

Как показано на Фиг. 8, толкатель 55 закреплен в исходном положении. На свободном конце средней части 56 предусмотрена кромка 64, направленная внутрь по периметру и входящая в кольцевую канавку 65 по периметру толкателя 55.

Толкатель 55 имеет по крайней мере одну кольцевую канавку 65 в дне головки 61. Кромка 64 средней части 56 входит в нее при соединении жил 49, 50 со штекерами 6.

В одном примере осуществления настоящего изобретения толкатель 55 также имеет еще одну кольцевую канавку 65 для остановки в промежуточном положении.

Как показано на Фиг. 9, в конечном положении толкатель 55 стопорится не только за счет сцепления с кромкой 64 средней части 56, но и за счет прилегания верхней части 61 толкателя 55 к дну 62 части 24 корпуса.

Такое уплотнение можно использовать не только для нагревательной ленты 5, но и для соединительного провода 3.

Уплотняющий механизм 36 в коннекторе 2 имеет уплотнительный корпус 66 (Фиг. 10), образующий фасонный корпус 22 (Фиг. 3), расположенный в приемной области 18 основного корпуса 17. После сборки уплотнительный корпус 66 прилегает к дну 19, на внутренней стороне которого на определенном расстоянии от внутренней стенки 27 приемной области 18 предусмотрен круглый выступ 67, входящий в кольцевую канавку 68 уплотнительного корпуса 66. За счет этого предотвращается смещение уплотнительного корпуса 66 по периметру в приемной области 18. Кольцевая канавка 68 расположена в дне кольцевой шайбы уплотнительного корпуса 66.

К внешней периферийной кромке кольцевой шайбы 69 примыкает кольцо 70, а к внутренней периферийной кромке кольцевой шайбы 69 примыкает кольцо 71. Оба кольца 70, 71 образуют единую конструкцию с кольцевой шайбой 69. Внешняя сторона внешнего кольца 70 имеет волнистый профиль 72, которым он герметично прилегает к внутренней стенке 27 приемной области 18.

Внутреннее кольцо 71, проходящее в направлении вдоль оси уплотнительного корпуса, также имеет соответствующий волнистый профиль 73 на внутренней стороне. Профиль проходит только вдоль части оси кольца 71 от свободного конца. При соединении с кольцевой шайбой 69 внутреннее кольцо 71 прилегает своей внутренней стороной к кольцевой стенке 74, проходящей от дна 19 приемной области 18, и образует границы входного отверстия 75 для нагревательной ленты 5.

Внутреннее кольцо 71 уплотнительного корпуса 66 имеет скошенный торец 76, взаимодействующий с клиновым затвором 77. Он расположен внутри удерживающей детали 78 с возможностью смещения по оси.

Удерживающая деталь 78 имеет кольцевую стенку 79, прилегающую к внутренней стенке 27 приемной области 18. К внутренней стороне стенки 79 внешней стороной стенки 80 прилегает клиновой затвор 77. Стенка 80 примыкает к кольцеобразному клину 81, торцевая наклонная поверхность 82 которого взаимодействует с торцевой конусообразной наклонной поверхностью 76 уплотнительного корпуса 66. Внешний диаметр клина 81 меньше стенки 80 удерживающей детали 78.

В кольцевой стенке 80 клинового затвора 77 имеется два углубления 83, в которые входят соответствующие нажимные пружины 84. Нажимные пружины 84 одним концом опираются на дно углублений 83, а другим концом - на упор 85, передвигающийся внутри удерживающей детали 86. Упор 85 примыкает к исполнительному элементу 86, который также двигается по внутренней стороне стенки 70 удерживающей детали 78. Исполнительный элемент 86 является составной частью блока 15, вставляемого в данный блок. При этом исполнительный элемент 86 перемещает упор 85.

На Фиг. 10 показан уплотняющий механизм 36 в исходном положении. Уплотнительный корпус 66 прилегает внешним кольцом 70 к внутренней стенке 27 приемной области 18, при этом внутреннее кольцо 71 находится на некотором расстоянии от нагревательной ленты 5. Уплотнительный корпус 66 находится на выступе 67, при этом кольцевая шайба 69 уплотнительного корпуса 66 находится на некотором расстоянии от дна 19. Клиновой затвор 77 соприкасается с конической торцевой поверхностью кольца 71. Если блок 15 с исполнительным элементом 86 вставлен в блок 17, клиновой затвор 77 перемещается посредством упора 85 и нажимных пружин 84. Наклонная поверхность 82 клинового затвора 77 давит на конусообразную торцевую поверхность 76 внутреннего кольца 71 и тем самым перемещает уплотнительный корпус 66 вдоль оси так, что его кольцевая шайба 69 герметично прилегает ко дну 19 блока 17 (Фиг. 11).Выступающая над блоком 17 часть внутреннего кольца 71 уплотнительного корпуса 66 эластично деформируется по периметру внутрь таким образом, что своей внутренней стороной герметично прилегает к нагревательной ленте 5.

Нажимные пружины 84 предварительно натягиваются таким образом, чтобы уплотнительный корпус 66 обеспечивал уплотнение нагревательной ленты 5 даже после продолжительного использования. Уплотнительный корпус 66 и уплотняющий клин 77 так соотносятся друг с другом, что при продолжительном использовании штекерного соединителя доступна достаточно большая длина перемещения при дополнительном натяжении. Это обеспечивает герметичное прилегание кольца 71 уплотнительного корпуса 66 к нагревательной ленте 5 по всей окружности.

Клиновой затвор 77 свободно перемещается внутри удерживающей детали 78. Удерживающая деталь 78 имеет конец 87, с помощью которого она сцепляется с обоими кольцами 70, 71 уплотнительного корпуса 66. Конец 87 имеет такую конструкцию, что оба кольца 70, 71 с внешними сторонами, обращенными друг к другу, прилегают в плоскости к внешним сторонам конца 87, а кольцевая шайба 69 уплотнительного корпуса 66 в исходном положении (Фиг. 10) плотно прилегает к торцу конца 87. Использование конца 87 гарантирует, что при перемещении и при эластичной деформации уплотнительного корпуса 66 оба кольца 70 71 будут зафиксированы в соответствующем положении для герметизации и приведены в свое уплотняющее положение. В предпочтительном варианте конец 87 сужается в направлении своего свободного конца. В собранном состоянии кольцевая шайба 69 уплотнительного корпуса 66 находится на некотором расстоянии от торца конца 87 удерживающей детали 78 (Фиг. 11). Конец 87 перекрывает кольцевую стенку 74 блока 17, если смотреть в радиальном направлении (Фиг. 10 и 11). Это позволяет гарантировать, что, в частности, внутреннее кольцо 71 при эластичной деформации останется зажатым между концом 87 и кольцевой стенкой 74 так, что внутреннее кольцо 71 деформируется по периметру внутрь, герметично облегая нагревательную ленту 5.

Уплотнительный корпус 66 и клиновой затвор 77 обеспечивают целенаправленную эластичную деформацию. Силы упругости могут быть незначительными. Их величина задается таким образом, чтобы внутреннее кольцо 71 уплотнительного корпуса 66 герметично прилегало к нагревательной ленте 5 по периметру внутрь. В частности, по этой причине сила упругости может быть относительно низкой, так как радиальная деформация будет создаваться за счет наклонной поверхности 82 клинового затвора 77. Из-за радиальной деформации под воздействием клина внутреннее кольцо 71, как правило, движется по окружности только в направлении нагревательной ленты 5 так, что в местах контакта кольца 71 и нагревательной ленты 5 не возникало эффекта деформации по периметру. Подобные периферийные деформации встречаются в известных уплотнениях, так как они деформируются по периметру, вследствие чего возникает негерметичность, а среда может попасть на жилы нагревательного элемента 5.

Как показано на Фиг. 10, в исходном положении нагревательная лента 5 может свободно перемещаться в блоке 17, так как кольцо 71 уплотнительного корпуса 66 находится на некотором расстоянии от нагревательной ленты. Благодаря этому можно легко переместить его в удобное для сборки положение. Взаимодействующие друг с другом наклонные поверхности 76, 82 деформируют кольцо 71 по периметру внутрь, как было сказано выше, герметично уплотняя нагревательную ленту 5, только после вставки блока 15. Нажимные пружины 84 в монтажном положении создают достаточно большую силу для уплотнительного прилегания кольца 71 к нагревательному элементу.

Волнистые профили 72, 73 на кольцах 70, 71 имеют в осевом сечении практически полукруглую форму. Таким образом, оба волнистых профиля имеют круглый контур, обеспечивающий герметизацию. Кроме того, в собранном положении этот круглый контур подвергается эластичной деформации так, что возникает эффект уплотнения.

Так как уплотнительный корпус 66 предварительно напряжен посредством нажимных пружин 84, штекерный соединитель подходит для использования в широком температурном диапазоне без ухудшения герметичности. Так, например, описанный штекерный соединитель подходит для использования при температурах от -60°С до +180°С. Поскольку в указанном диапазоне температур изменяются свойства материалов и размеры отдельных частей блоков, описанная эластичная деформация уплотнительного корпуса 66 в сочетании с предварительно напряженными нажимными пружинами 84 обеспечивает хорошую герметичность.

В монтажном положении (Фиг. 11) клин 81 клинового затвора 77 заходит на конец 87 удерживающей детали 78. В осевом сечении клин 81 имеет прямую внешнюю поверхность 88, которой клин 81 и прилегает к соответствующей внутренней поверхности 89 конца 87 удерживающей детали 78. Такое наложение гарантирует, что удерживающая деталь 78 не будет деформирована по периметру внутрь рядом с концом 87. В то же время такое наложение обеспечивает надежное прилегание кольца 71 к нагревательной ленте 5 в эластично деформированной области.

В варианте осуществления с Фиг. 12 и 13 вместо этого используется только одна нажимная пружина 84, создающая зазор вокруг нагревательной ленты 5. В остальном же данный вариант осуществления имеет такую же конструкцию, что и вариант осуществления с Фиг. 10 и 11. В исходном положении (Фиг. 12) нагревательная лента 5 может быть слегка перемещена, так как внутреннее кольцо 71 уплотнительного корпуса 66 находится на некотором расстоянии от нагревательной ленты 5. Если в блок 17 вставлен блок 15 (Фиг. 3-5), то его исполнительный элемент 86 надавливает на упор 85 и тем самым перемещает его таким образом, чтобы тот прилегал к клиновому затвору 77. При помощи клина 81 кольцо 71 эластично деформируется по периметру внутрь описанным способом, пока не будет достигнуто герметичное прилегание к нагревательной ленте 5.

Описанные выше два варианта уплотняющего механизма 36 можно использовать для герметизации нагревательных лент 5 с самыми различными размерами. При использовании уплотняющего механизма 36 происходит герметизация не только нагревательной ленты 5, но и области с соединительными клеммами 90 (Фиг. 1). Таким образом, также обеспечивается защита участков со штекерами 6 или разъемами 4 от попадания влаги и возникновения токов утечки.

Герметизация нагревательной ленты 5 была описана со ссылкой на Фиг. 10-13. Как показано на фигурах 1 и 2, в коннекторе 1 также предусмотрен уплотняющий механизм 36 для уплотнения соединительного провода 3. Его также можно легко уплотнить описанным способом, при этом обеспечивается надежная герметизация в указанном широком температурном диапазоне.

Компенсатор натяжения 44 предусмотрено в обоих коннекторах 1, 2 как для соединительного провода, так и для нагревательной ленты 5 (Фиг. 1 и 2) и описывается более подробно со ссылкой на Фиг. 14 и 15.

Соединительный провод 3 или нагревательная лента 5 зажимается между четырьмя упорами 91-94. За счет этого происходит разгрузка натяжения в четырех точках. Упоры 91 и 92 имеют примерно одинаковую конструкцию и расположены зеркально друг относительно друга. Два других упора 93 и 94, расположенных друг напротив друга, имеют примерно одинаковую конструкцию и расположены зеркально по отношению друг к другу. В связи с этим ниже будет подробно рассмотрен только один из упоров 91 и 93.

Упор 91 имеет блочный основной корпус 95 с двумя параллельными друг другу боковыми поверхностями 96, 97. Нижняя сторона 98, как правило, прямая, а противоположная ей верхняя сторона - выпуклая. На обоих концах основного корпуса 95 находятся параллельные друг другу торцы 100, 101, примыкающие к боковым поверхностям 96, 97 под прямым углом.

На боковых поверхностях 96, 97 предусмотрены углубления 102, 103, при этом на Фиг. 14 видно только углубление 103. Углубление 102, расположенное на торце 96 аналогично углублению 103. Углубления 102, 103 сужаются в направлении от нижней стороны 98 к верхней стороне 99 основного корпуса 95. В каждом углублении расположены две канавки 104, 105, сходящиеся под углом друг к другу, проходящие от нижней стороны 98 по всей высоте углублений 102, 103.

Через основной корпус 95 проходят два параллельных друг другу и перпендикулярных по отношению к нижней стороне 98 отверстия 106, 107. В эти отверстия 16, 107 вставлены винты 108, 109, которые вместе с резьбовыми втулками 110, 111 соединяют оба упора 91 и 92 друг с другом. Так как упоры 93, 94 соединены с упорами 91, 92 с кинематическим замыканием, винты 108, 109 и резьбовые втулки также крепят и упоры 93, 94.

Посередине боковых поверхностей 96, 97 предусмотрены вертикальное ребра 112, 113, проходящие от нижней стороны 98 к верхней стороне 99 основного корпуса 95 и разделяющие канавки 104, 105. Ребра 112, 113 выступают над боковыми поверхностями 96, 97.

В середине нижней стороны 98 основного корпуса 95 предусмотрено углубление 114, соответствующее контуру соединительного провода 3 или нагревательной ленты 5. С обеих сторон от углубления 114 расположены выступы 115, 116, выступающие за нижнюю сторону 98. Выступы 115, 116 расположены по ширине нижней стороны и служат ограничителями, при помощи которых упоры 91, 92 прилегают друг к другу. Выступы 115, 116 имеют такую высоту, при которой соединительный провод 3 или нагревательная лента, зажатые между ними посредством упоров, не будут слишком сильно деформированы.

Упоры 93, 94 выполнены в виде закладных шпонок, перемещающихся перпендикулярно упорам 91, 92. В упорах 93, 94 есть плоский зажим 117, чья торцевая зажимная поверхность 118 (Фиг. 15 и 16) соответствует контуру соединительного провода 3 или нагревательного элемента 5.

На верхней и нижней стороне зажима 117 вдоль его боковой стороны расположены две плоских распорки 119, 120, имеющих треугольную форму. Стороны треугольных распорок 119, 120, обращенные к соединительному проводу 3 или нагревательной ленте 5, расположены в одной плоскости. На внутренних, обращенных друг к другу сторонах треугольных распорок 119, 120 рядом с их вершиной предусмотрены кулачки 121, 122. Кулачки 121, 122 входят в канавки 104, 105 упоров 91, 92.

Между упорами 91 и 92 винтами 108, 109 прикручены нажимные пружины 123, 124, своими концами опирающиеся на нижние стороны 98 упоров 91, 92, противоположных друг другу. После монтажа компенсатора натяжения 44 нажимные пружины 123, 124 будут предварительно напряжены.

Головки 125, 126 винтов 108, 109 опущены в отверстия 106, 107 упора 91 (Фиг. 15 и 16). В отверстиях 106, 107 предусмотрены соответствующие выступы 127, 128 в качестве опоры для винтовых головок 125, 126.

Резьбовые втулки 110, 111 опущены в отверстия 106, 107 основного корпуса 92. Эти отверстия подогнаны под форму резьбовых втулок 106, 107 таким образом, чтобы они по всей своей длине плоско прилегали к внутренней стенке отверстий 106, 107.

Винты 108, 109 закручивают в резьбовые втулки 110, 111 поначалу таким образом, чтобы между упорами 91-94 и соединительным проводом 3 или нагревательной лентой 5 был зазор (Фиг. 15). После того как соединительный провод 3 или нагревательная лента 5 займут окончательное положение, винты 108, 109 закручивают глубже в резьбовые втулки 110, 111. При этом упоры 91, 92 приближаются друг к другу. В то же время закладные шпонки 93, 94 также движутся по направлению друг к другу, так как их кулачки 121, 122 вошли в канавки 104, 105. Канавки 104, 105 в упорах 91, 92 расположены под углом 45° к ребрам 112, 113 так, что шпонки 93, 94 движутся одновременно с упорами 91, 92 к соединительному проводу 3 или нагревательной ленте 5. Винты 108, 109 закручивают до тех пор, пока упоры 91-94 не зафиксируют достаточно крепко соединительный провод 3 или нагревательную ленту 5 (Фиг. 16). Четыре упора создают разгрузку от натяжения в четырех точках, при этом они прилегают к точкам соединительного провода 3 или нагревательной ленты 5, расположенных перпендикулярно друг другу.

Нажимные пластины 123, 124 обеспечивают автоматический возврат упоров 91-94 при откручивании винтов 108, 109. Упоры 93, 94 удаляются друг от друга в результате принудительного смещения упорами 91, 92.

Треугольные распорки 119, 120 упоров 93, 94 расположены в отверстиях 102, 103 упоров 91, 92. Распорки 119, 120 такие тонкие, что не выступают из отверстий 102, 103 или же выступают из них незначительно. В связи с этим компенсатор натяжения 44 занимает небольшое пространство.

Как показано на Фиг. 1 и 2, компенсаторы натяжения 44 в коннекторах 1, 2 рядом с входными отверстиями для соединительного провода 3 или нагревательной ленты 5 расположены в соответствующих приемных областях 129, 130.

При помощи разрядки натяжения провода в четырех точках соединительный провод 3 или нагревательная лента 5 постоянно выровнены. Благодаря этому соединительный провод 3 или нагревательная лента 5 входит во входное отверстие коннекторов 1, 2 по центру. Так как соединительный провод 3 или нагревательная лента 5 зажаты в четырех точках, они не меняют свой контур или же меняют его лишь незначительно. Четыре точки приложения сил давления обеспечивают надежную и качественную разрядку натяжения так, что при нормальных тяговых усилиях отсутствует опасность выхода соединительного провода 3 или нагревательной ленты 5 из коннекторов 1, 2.

Компенсатор натяжения 44 также обеспечивает точное выравнивание соединительного провода и нагревательной ленты относительно уплотняющего механизма и, следовательно, безупречную герметизацию.

Изобретение относится к токонесущему проводу и, в частности, к соединительному проводу и нагревательной ленте (5) для штекерного соединителя. Токонесущий провод имеет по крайней мере две жилы (49, 50), частично обернутые электроизоляцией (47). Токонесущий провод имеет по крайней мере один резервуар (53) для электроизолирующей среды (54). Резервуар (53) закрыт по крайней мере одним толкателем (55), вытесняющим уплотняющую среду (53) через по крайней мере одно выпускное сопло (57) в по крайней мере одну уплотнительную камеру (58-60). Штекерный соединитель с по крайней мере одним токонесущим проводом (3, 5) содержит по крайней мере одно уплотнительное устройство (36) с уплотнительным корпусом (66). Уплотнительный корпус имеет эластично деформирующуюся часть (71), которая эластично деформируется под действием клинового затвора (77). Клиновой затвор (77) имеет конусообразную поверхность (82), взаимодействующую с конусообразной поверхностью (76) уплотняющей части (71). Клиновой затвор (77), предварительно напряженный пружинным элементом (84) по оси, перемещается в удерживающей детали (78), фиксирующей уплотнительный корпус (66) по оси. Провод (3, 5) поддерживается компенсатором натяжения 44 в нескольких точках, который содержит четыре упора (91-94), расположенные попарно друг напротив друга, из которых одна пара упоров (91, 92) перпендикулярна другой паре упоров (93, 94). Одна пара упоров (93, 94) принудительно перемещается другой парой упоров (91, 92). Технический результат - предотвращение токов утечки, возникающих из-за жидкости в штекерном соединителе, при сохранении простоты конструкции и монтажа соединителя. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Токонесущий провод, представляющий собой соединительный провод и нагревательную ленту для штекерного соединителя с по крайней мере двумя жилами (49, 50), частично окруженными электроизоляцией, отличающийся тем, что электроизоляция (47) представляет собой единый цельный компонент, включающий в себя рукавные трубчатые элементы (51, 52), окружающие зачищенные участки каждой жилы (49, 50), и расположенную между ними среднюю часть (56), содержащую в себе по крайней мере один резервуар (53) для электроизолирующей среды (54), который закрыт толкателем (55), расположенным в средней части (56) и выполненным с возможностью вытеснять среду (54) через по крайней мере одно выпускное сопло (57) в по крайней мере одну уплотнительную камеру (58-60), расположенную между трубчатыми элементами (51, 52) электроизоляции (47) и концом изолирующей оболочки (46) провода (3, 5).

2. Провод по п. 1, в котором толкатель (55) прикреплен к изоляции (47) в по крайней мере одном положении, что позволяет предотвратить его перемещение.

3. Провод по п. 1 или 2, в котором толкатель выполнен таким образом, чтобы при сборке штекерного соединителя (1, 2) перемещаться и вытеснять среду (54) в уплотнительную камеру (58-60).

4. Штекерный соединитель, который содержит по крайней мере один токонесущий провод (3, 5) по пп. 1-3, а также по крайней мере один уплотняющий механизм (36), предназначенный для герметизации провода (3, 5) и содержащий по крайней мере один уплотнительный корпус (66), с по крайней мере одной эластично деформирующейся частью (71), которая под воздействием силы вдоль продольной оси провода (3, 5) может эластично деформироваться перпендикулярно продольной оси по направлению к проводу (3, 5), причем эластичная деформация обеспечена за счет по крайней мере одного клинового затвора (77), имеющего конусообразную поверхность (82), взаимодействующую с конусообразной поверхностью (76) уплотняющей части (71), отличающийся тем, что клиновой затвор (77) установлен с возможностью перемещения в удерживающей детали (78), фиксирующей уплотнительный корпус (66) по оси, причем клиновой затвор (77) предварительно напряжен вдоль оси при помощи по крайней мере одного пружинного элемента (84), приводимого в действие упором (85).

5. Штекерный соединитель по п. 4, в котором упор (85) выполнен с возможностью перемещения внутри удерживающей детали (78).

6. Штекерный соединитель по п. 4, в котором предусмотрен исполнительный элемент (86), который является частью блока (15) штекерного соединителя (1, 2).

7. Штекерный соединитель по п. 4, в котором удерживающая деталь (78) имеет кольцевую стенку (79), прилегающую к внутренней стенке (27) приемной области (18) коннектора (2) штекерного соединителя (1, 2).

8. Штекерный соединитель по п. 4, в котором клин (81) клинового затвора (77) расположен между удерживающей деталью (78) и уплотняющей частью (71).

9. Штекерный соединитель по п. 8, в котором клин (81) клинового затвора (77) в осевом сечении имеет прямую внешнюю сторону (88) и прилегает к соответствующей внутренней поверхности (89) удерживающей детали (78).

10. Штекерный соединитель по п. 4, в котором пружинный элемент (84) входит в торцевое углубление (83) клинового затвора (77).

11. Штекерное соединение, содержащее соединитель по п. 4, в котором провод (3, 5) зафиксирован в нескольких точках компенсатором натяжения (44), содержащим четыре упора (91-94), расположенных попарно друг напротив друга, причем первые упоры (91, 92), расположенные попарно друг напротив друга, размещены под углом ко вторым упорам (93, 94) расположенным попарно друг напротив друга, а два вторых упора (93, 94), выполнены с возможностью принудительно перемещаться другими двумя упорами (91, 92).

12. Штекерное соединение по п. 11, в котором принудительно перемещаемые вторые упоры (93, 94) сцеплены кулачками (121, 122) с направляющими (104, 105) других упоров (91, 92).

13. Штекерное соединение по п. 12, в котором направляющие (104, 105) предусмотрены на боковых поверхностях (96, 97) упоров (91, 92) и расположенны под углом друг к другу.

14. Штекерное соединение по одному из пп. 11-13, в котором между расположенными на противоположных сторонах упорами (91, 92) размещены две нажимных пружины (123, 124).

15. Штекерное соединение по п. 14, в котором нажимные пружины (123, 124) закреплены с помощью соединительных элементов (108, 109), соединяющих упоры (91, 92), расположенные друг напротив друга.

16. Штекерное соединение по п. 11, в котором упоры (91, 92), расположенные друг напротив друга, выполнены с возможностью перемещения перпендикулярно другим упорам (93, 94), расположенным друг напротив друга.