УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СОЕДИНИТЕЛЯ И СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ РАЗЪЁМНОЙ КАМЕРЫ Российский патент 2017 года по МПК H02G15/10 

Представленные изобретения относятся к герметизируемым защитным камерам и, в частности, могут быть использованы для герметизации соединителей.

Из существующего уровня техники известен герметичный коммуникационный разъем (описание полезной модели к патенту RU 145054 U1, опубл. 10.09.2014), содержащий штекерную и гнездовую части, герметично соединяемые между собой. Устройство является герметичным электрическим соединителем. Герметизация данного устройства достигается благодаря сочетанию неупругих и упругих материалов в ее конструкции.

Недостатком устройства является высокая стоимость в связи со сложностью конструкции. Кроме того, провода к контактам штекерной и гнездовой части устройства подключаются при его изготовлении. Конструкция устройства не предусматривает их замены, что ограничивает применение устройства, например его нельзя установить в месте разрыва кабеля без дополнительной герметизации мест соединений проводов кабеля с проводами известного устройства.

Наиболее близким аналогом первого изобретения заявленной группы изобретений является устройство, описанное в п. 9 формулы изобретения «Герметизирующие материалы с микросферами в качестве наполнителя» (Описание изобретения к патенту RU 2365012 C2, опубл. 20.08.2009). Герметизирующее устройство состоит из разъемной камеры, которая при закрывании образует внутреннюю полость, герметизирующего материала, размещенного во внутренней полости разъемной камеры и состоящего из силиконового геля и эластичного микросферного наполнителя. При закрывании разъемной камеры герметизирующий материал эффективно сжимается и герметизирует разъемную камеру.

Недостатком данного устройства является сложность изготовления и высокая стоимость, так как корпус устройства должен быть выполнен из прочного водонепроницаемого материала в виде створок, части корпуса должны быть плотно подогнаны друг к другу. Кроме того, устройство нельзя использовать при герметизации других устройств с открытыми полостями и каналами, так герметизирующий материал может попасть в них и привести к неисправности.

Задача, решаемая первым изобретением группы, связанных единым изобретательским замыслом технических решений, и достигаемый технический результат заключаются в создании очередного технического решения - недорогого и надежного устройства для герметизации известных соединителей. Например, для электрических и волоконно-оптических соединений выпускаются разнообразные соединители, которые надежны и недороги, однако не являются герметичными. Предлагаемое техническое решение позволяет для известных соединителей создать недорогие и надежные герметизирующие устройства.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата используют устройство для герметизации соединителя, состоящее из разъемной камеры, образующей герметизируемую при закрывании внутреннюю полость, отличающееся тем, что форма внутренней полости закрытой разъемной камеры повторяет форму герметизируемого соединителя, разъемная камера выполнена из двух и более деталей из эластичного герметизирующего материала, при закрывании разъемной камеры ее детали частично плотно входят одна в другую, при этом эластичный герметизирующий материал одних деталей растягивается, а других сжимается, герметизируя место их соединения, а герметичный ввод коммутируемых проводов и (или) кабелей осуществляется через отверстия в эластичном герметизируемом материале и герметизируется при уплотнении эластичного герметизирующего материала вокруг проводов и (или) кабелей.

Кроме этого:

- на деталях закрываемой разъемной камеры для их удержании относительно друг друга после закрывания имеется замок в виде выступа на одной детали и впадины на другой детали, при закрывании разъемной камеры выступ заходит во впадину и удерживает разъемную камеру от открывания;

- эластичный герметизирующий материал в месте ввода соединяемых проводов и (или) кабелей сдерживается манжетой или стягивается хомутом;

- во внутреннюю полость закрываемой разъемной камеры заложен водоотталкивающий гель.

Существуют различные способы герметизации разъемных камер с использованием эластичного герметизирующего материала. Из существующего уровня техники известно изобретение: «Лента для закрытия объекта, затвор и способ формирования затвора» (Описание изобретения к патенту RU 2254653 C2, опубл. 20.06.2005). Способ герметизации в известном решении используется для герметизации кабельного сращивания и основан на плотном наматывании вокруг него ленты из эластичного герметизирующего материала. Способ может быть использован для герметизации разъемной камеры.

Недостатком способа является возможность использования его только для герметизации прочных разъемных камер, так как каждый наматываемый слой ленты оказывает дополнительное давление на разъемную камеру и может привести к ее деформации.

Наиболее близким аналогом второго изобретения заявленной группы изобретений является способ герметизации, описанный в пункте 1 формулы изобретения «Герметизирующие материалы с микросферами в качестве наполнителя» (Описание изобретения к патенту RU 2365012 C2, опубл. 20.08.2009). Способ герметизации заключается в размещении в герметизируемой камере герметизирующего материала и сжатии герметизирующего материала при закрывании разъемной камеры.

Недостатком известного способа герметизации является его неприменимость в случае герметизации устройств с открытыми полостями и каналами, так герметизирующий материал может затечь в них и привести к неисправности устройства. Кроме того, известный способ, дорогостоящий в реализации, требует определенной сложности реализующих его устройств.

Задача, решаемая вторым изобретением группы, и достигаемый технический результат заключаются в создании очередного способа герметизации разъемной камеры, отличающегося простой и недорогой реализацией и пригодного для герметизации устройств с открытыми полостями и каналами.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата способ герметизации разъемной камеры, включающий сжатие эластичного герметизирующего материала, отличается тем, что сжатие эластичного герметизирующего материала осуществляют растянутым эластичным герметизирующим материалом, а силы упругости прижимают сжатый и растянутый эластичные герметизируемые материалы друг к другу.

Сущность изобретений поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг. 1 - стандартный электрический соединитель с коммутируемыми проводами и детали устройства для его герметизации.

На фиг. 2 - стандартный электрический соединитель с коммутируемыми проводами и детали устройства для его герметизации (в разрезе).

На фиг. 3 - размещение стандартного электрического соединителя с коммутируемыми проводами в устройстве для герметизации (в разрезе).

На фиг. 4 - герметизация винтовой клеммной колодки с проводами.

На фиг. 5 - герметизация винтовой клеммной колодки с проводами (в разрезе).

На фиг. 6 - герметизация винтовой клеммной колодки с кабелями (в разрезе).

На фиг. 7 - фотография деталей устройства для герметизации и известный электрический соединитель перед герметизацией.

На фиг. 8 - фотография закрытого устройства для герметизации.

Принцип герметизации соединителей поясняется на примере герметизации известного электрического соединителя - пружинной клеммной колодки от компании «WAGO». На фиг. 1 поз. 1 и 2 иллюстрируют две детали закрываемой разъемной камеры - бокс поз. 1 с отверстиями для ввода проводов поз. 10 и крышку поз. 2. Поз. 3 иллюстрирует известный электрический соединитель с коммутируемыми проводами поз. 4. Бокс поз. 1 и крышка поз. 2 выполнены из эластичного герметизирующего материала, например резины или силикона. Посадочный размер крышки поз. 2 меньше размера бокса поз. 1 так, что крышка при закрытом боксе находится в растянутом состоянии, а бокс - в сжатом. Внутренняя полость бокса поз. 1 повторяет форму электрического соединителя, что иллюстрирует фиг. 2.

Герметизация электрического соединителя заключается в его помещении вместе с коммутируемыми проводами в закрытую разъемную камеру, образованную боксом поз. 1 и крышкой поз. 2 - фиг. 3. Коммутируемые провода поз. 4 вначале продеваются через отверстия в боксе поз. 10 и коммутируются электрическим соединителем поз. 3, затем электрический соединитель вместе с проводами задвигается в бокс поз. 1, после чего надевается крышка. Внутренняя полость бокса повторяет форму электрического соединителя, поэтому между ним и стенками бокса отсутствует воздух, благодаря чему при закрывании бокса крышкой, несмотря на то, что крышка при этом растягивается и сжимает бокс, стенки бокса не сминаются внутрь. Эластичный герметизирующий материал бокса, сжатый крышкой, упруго деформируется, при этом сила упругости прижимает его к крышке. Эластичный герметизирующий материал крышки, растянутый боксом, упруго деформируется, при этом сила упругости прижимает его к боксу. Таким образом, силы упругости в эластичных герметизирующих материалах бокса и крышки направлены на то, чтобы прижать их друг к другу. При таком направлении сил упругости эластичные герметизирующие материалы соприкасающихся поверхностей бокса и крышки заполняют мелкие неровности и герметизируют место их соприкосновения.

На боксе и крышке имеется замок в виде опоясывающего выступа поз. 11 фиг. 1 на боксе и опоясывающей впадины фиг. 12 поз. 1 в крышке, при закрытой разъемной камере выступ бокса находится во впадине крышки, дополнительно удерживая ее от открывания. Герметичный ввод коммутируемых проводов осуществляется через отверстия в эластичном герметизирующем материале - поз. 10. Отверстия имеют меньший диаметр, чем сами провода, при продевании через меньшие по диаметру отверстия провода сдавливают эластичный герметизирующий материал и герметизируют место их ввода.

Герметизация другого известного электрического соединителя - винтовой клеммной колодки проиллюстрирована на фиг. 4. На фиг. 4 поз. 4 - коммутируемые провода, поз. 5 - винтовая клеммная колодка, поз. 6, 7 - детали устройства для герметизации. Положение винтовой клеммной колодки 5 в закрытой разъемной камере, образованной деталями устройства для герметизации 6, 7, иллюстрирует фиг. 5. Герметизация винтовой клеммной колодки с коммутируемыми кабелями - поз. 9 иллюстрируется фиг. 6. Герметизация вводов проводов или кабелей может быть усилена при помощи удерживающей манжеты 8 (фиг. 6), вместо манжеты 8 может быть применен стягивающий хомут. Манжета необходима для удержания эластичного материала около проводов или кабеля для лучшего уплотнения. Хомут применяется для сильного уплотнения эластичного материала вокруг проводов или кабеля.

Форма внутренней полости закрываемой разъемной камеры не всегда может полностью повторить форму электрического соединителя, поэтому после герметизации в ней может остаться некоторое количество воздуха. При изменении температуры окружающей среды или атмосферного давления остаточный воздух может расширяться и сужаться, при этом во внутреннюю полость из окружающей среды может всасываться проводящая жидкость, которая может образовать проводящую пленку между частями закрываемой разъемной камеры или в местах ввода проводов. Для вытеснения остатков воздуха во внутреннюю полость перед помещением туда электрического соединителя может быть заложен водоотталкивающий гель или масло.

Устройства для герметизации других типов соединителей выполняются подобно описанным устройствам.

Конструкция устройств не содержит дорогих и ненадежных узлов, при изготовлении деталей устройств не требуется особенная точность производства, так как эластичный материал одних деталей при герметизации соединителя растягивается, других сжимается, компенсируя неточности изготовления. Форма внутренней полости не обязательно должна досконально повторять форму соединителя, так эластичный герметизируемый материал при герметизации устройства сдавливается вокруг соединителя. Детали устройства могут быть изготовлены методом литья из резины, силикона или других эластичных герметизирующих материалов.

В качестве примера фиг. 7 и фиг. 8 иллюстрируют вариант устройства для герметизации известного электрического соединителя, изготовленного методом холодного литья двухкомпонентного силикона «Пентаэласт-710» в наборную форму. Несмотря на примитивность технологии изготовления, устройство обеспечило степень защиты электрического соединителя IP-67 (Кратковременное погружение на глубину до 1 м) без дополнительной герметизации внутренней полости водоотталкивающим гелем или маслом.

Способ герметизации разъемной камеры применяется во всех рассмотренных устройствах для герметизации соединителей. Например, фиг. 3 иллюстрирует разъемную камеру, состоящую из бокса поз. 1 и крышки поз. 2, при этом эластичный герметизирующий материал бокса поз. 1 сжат растянутым эластичным герметизирующим материалом крышки поз. 2. Силы упругости прижимают эластичный герметизирующий материал бокса к эластичному герметизирующему материалу крышки, и наоборот, таким образом, происходит герметизация места соединения материалов бокса и крышки. В тоже время, герметизирующий материал не может попасть в полости электрического соединителя поз. 3, так как в предлагаемом способе герметизации не применяются жидкие, сыпучие или застывающие герметизирующие материалы.

Изобретения относятся к герметизируемым защитным камерам и могут быть использованы для герметизации электрических и волоконно-оптических соединителей. Устройство состоит из нескольких деталей, изготовленных из эластичного герметизирующего материала, например из резины, при совмещении деталей образуется герметизируемая полость, в которую помещают герметизируемый соединитель. При совмещении деталей устройства одни детали частично входят в другие, при этом эластичный герметизирующий материал одних деталей растягивается, а других сжимается, герметизируя место их совмещения. Форма внутренней полости образованной деталями разъемной камеры (1) повторяет форму герметизируемого соединителя (3), поэтому между герметизируемым соединителем и эластичным герметизируемым материалом устройства практически отсутствует воздух, благодаря чему сжимаемые детали устройства не сминаются при давлении на них растягиваемых деталей. Изобретение обеспечивает создание недорогого и надежного устройства для герметизации электрических и волоконно-оптических соединителей. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для герметизации соединителя, состоящее из разъемной камеры, образующей герметизируемую при закрывании внутреннюю полость, отличающееся тем, что форма внутренней полости закрытой разъемной камеры повторяет форму герметизируемого соединителя, разъемная камера выполнена из двух и более деталей из эластичного герметизирующего материала, при закрывании разъемной камеры ее детали частично плотно входят одна в другую, при этом эластичный герметизирующий материал одних деталей растягивается, а других сжимается, герметизируя место их соединения, а герметичный ввод коммутируемых проводов и (или) кабелей осуществляется через отверстия в эластичном герметизируемом материале и герметизируется при уплотнении эластичного герметизирующего материала вокруг проводов и (или) кабелей.

2. Устройство для герметизации соединителя по п. 1, отличающееся тем, что на деталях закрываемой разъемной камеры для их удержании относительно друг друга после закрывания имеется замок в виде выступа на одной детали и впадины на другой детали, при закрывании разъемной камеры выступ заходит во впадину и удерживает разъемную камеру от открывания.

3. Устройство для герметизации соединителя по пп. 1, 2, отличающееся тем, что эластичный герметизирующий материал в месте ввода коммутируемых проводов и (или) кабелей стягивается хомутом.

4. Устройство для герметизации соединителя по п. 1, отличающееся тем, что во внутреннюю полость закрываемой разъемной камеры заложен водоотталкивающий гель.

5. Способ герметизации разъемной камеры, включающий сжатие эластичного герметизирующего материала, отличающийся тем, что сжатие эластичного герметизирующего материала осуществляют растянутым эластичным герметизирующим материалом, а силы упругости прижимают сжатый и растянутый эластичные герметизируемые материалы друг к другу.