РАЗЪЕМНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2020 года по МПК H01R13/00 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого и надежного соединения кабельных сильноточных высоковольтных линий с электрофизическими установками, а более конкретно - с электромагнитами.

Электромагнит, для которого разработан соединитель, содержит несколько многозаходных обмоток, требующих независимого подключения, удобного подвода и быстрого монтажа высоковольтных кабелей, надежных контактов в местах соединений при минимальных размерах.

Наиболее близким к заявляемому устройству является соединитель 300РВ-630А фирмы Euromond компании Nexans (рекламный каталог «Разъемные соединители и проходные изоляторы», 2005, с. 51, www.cable-systems.su), служащий для соединения двух аналогичных кабелей. Соединитель имеет разъемный металлический корпус с покрытием его внутренней поверхности изоляционным материалом. В каждую из параллельно расположенных частей корпуса соединителя помещен кабель с наконечником, имеющим цилиндрическое отверстие на конце. Через отверстия наконечников проходит соединительный стержень с резьбовым концом на одной стороне и резьбовым отверстием на другой. Центральная ось стержня совпадает с осями отверстий наконечников кабелей. Свободные отверстия корпуса заглушены конусными заглушками.

Недостатком известного соединителя является невозможность его применения для соединения обмотки катушек электромагнита с кабелем.

Кроме того, для прохождения через элементы данного соединителя сравнимых с заявляемым устройством токов требуются размеры соединителя.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание компактного и надежного соединителя для электромагнита, который содержит несколько двухслойных обмоток.

Техническим результатом настоящего изобретения является возможность соединителя пропускать токи при одинаковых с прототипом габаритах.

Технический результат изобретения обеспечивается тем, что в разъемном соединителе, включающем две части, в одной из которых размещен кабель, а также соединительный стержень между проводящими элементами двух частей, новым является то, что одна из частей встроена в корпус электромагнита, а вторая часть - съемная, причем встроенная часть содержит металлическую втулку с конусом и резьбой на выступающем над поверхностью корпуса электромагнита конце, на конусной части втулки конусом центрального отверстия закреплена металлическая пластина с двумя конусными отверстиями на одной из ее сторон, внутри втулки установлен изолятор с осевым отверстием и фланцем на внутреннем конце, в отверстии изолятора помещен металлический стержень с конусом и резьбой на выступающем над поверхностью корпуса электромагнита конце, съемная часть содержит корпус из изоляционного материала, который состоит из трех участков, два из которых параллельны, а третий под прямым углом соединяет их и продолжается за одну из них, образуя выступ, во всех участках выполнены осевые отверстия, причем в параллельных - сквозные, а в поперечном, со стороны выступа, - до соединения отверстий параллельных участков, в осевое отверстие поперечного участка помещен соединительный стержень, на плоских концах которого выполнены конусные отверстия, оси которых совпадают с осями параллельных участков корпуса съемной части; кабель размещен в осевом отверстии одного из параллельных участков со стороны выступа и содержит на центральной жиле наконечник с конусной и резьбовой частью на конце, причем конусная часть помещена в конусное отверстие соединительного стержня, а оплетка кабеля содержит кольцо с двумя присоединенными к нему гибкими проводниками с Г-образными наконечниками с конусными участками, которые закреплены в конусных отверстиях пластины; второй параллельный участок корпуса съемной части вставлен в кольцевую полость между металлической втулкой и изолятором встроенной части, при этом конус металлического стержня помещен в конусное отверстие соединительного стержня.

Кроме того, в концы параллельных участков корпуса и выступа вставлены заглушки с прямоугольной резьбой.

Соединитель состоит из двух частей: первая часть вмонтирована в корпус электромагнита с выходом места соединения на торец его корпуса. Вторая (съемная) часть соединена с кабельной линией (кабелем).

Операции по соединению подводящих электричество кабельных линий достаточно просты и осуществляются следующим образом. Полностью собирается часть соединителя, встроенная в корпус электромагнита (устанавливается металлическая втулка и металлический стержень с конусом на конце). К внутренним, утолщенным концам стержня и втулки припаиваются соответственно высоковольтный и заземленный концы провода двухслойной обмотки электромагнита и отделяются изолятором. Отдельно полностью собирается съемная часть соединителя с кабелем, присоединенным к соединительному стержню. Соединение двух частей соединителя осуществляется установкой участка корпуса съемной части без кабеля в соответствующую полость между изолятором и втулкой во встроенной в электромагнит части, при этом конус металлического стержня помещается в конусное отверстие соединительного стержня. Два присоединенных к оплетке кабеля гибких проводника с Г-образными наконечниками закрепляются в отверстиях пластины, закрепленной на втулке.

В заявляемом соединителе места контактов выполняются конусными. Выигрыш в силе прижатия контактных поверхностей конусного исполнения, при равенстве площадей и по сравнению со случаем, когда сила направлена нормально к ним, больше в несколько раз (единица, деленная на синус угла между образующей и осью конуса). При угле, равном 30°, увеличение силы прижатия будет в 3,3 раза. В связи с этим, при меньших габаритах соединителя места соединения его элементов могут пропускать токи.

Кроме того, выполнение корпуса соединителя из изоляционного материала обеспечивает безопасность соединения.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг 1 изображен общий вид заявляемого устройства.

На фиг. 2 изображен вид А заявляемого устройства.

На фиг. 3 изображено сечение Б-Б двух соединенных вместе частей заявляемого устройства.

На фиг. 4 изображено сечение Б-Б части устройства, вмонтированной в электромагнит. Для этой части на рисунке показаны:

1 - начало витков двухслойной катушки электромагнита;

2 - конец витков двухслойной катушки электромагнита;

3 - изолятор между слоями катушки;

4 - изолятор;

5 - металлический стержень;

6 - изоляционный диск электромагнита;

7 - металлическая втулка с конусом и резьбовой частью;

8 - металлическая пластина с центральным отверстием с конусом и с двумя конусными отверстиями на одной из ее сторон;

9 - гайка;

10 - винт;

Г и Д - кольцевые полости.

На фиг. 5 изображено сечение Б-Б съемной части заявляемого устройства. В этой части изображены:

11 - корпус съемной части из изоляционного материала;

12 - соединительный стержень;

13 - наконечник кабеля;

14 - жила кабеля;

15 - внутренняя изоляция кабеля;

16 - металлическое кольцо;

17 - металлическая оплетка кабеля;

18 - наружная изоляция кабеля;

19 - гибкий провод с изоляцией на поверхности;

20 - Г-образный наконечник с конусной контактной поверхностью;

21 - гайка;

22 - резьбовая пробка из изоляционного материала;

23 - винт;

24 - шайба.

На фиг. 6 и фиг. 7 изображена полость Д и места пайки кабеля.

Конструкция встроенной в корпус электромагнита части соединителя представлена на фиг. 4. В край диска 6 магнита помещена металлическая втулка 7, к выступающей над поверхностью магнита конусной части которой крепится гайкой 9 пластина 8. Пластина 8 закреплена на поверхности электромагнита винтами 10 (см. фиг. 1). Внутри, коаксиально с втулкой 7, помещен изолятор 4. В центральном отверстии изолятора расположен металлический стержень 5, верхняя часть которого с конусом и резьбой выступает над поверхностью пластины 8. Между изолятором 4 и втулкой 7 образована кольцевая полость Г, расширяющаяся в сторону пластины 8. К внутренним утолщенным концам стержня 5 и втулки 7 припаяны соответственно высоковольтный 1 и «заземленный» 2 концы провода двуслойной обмотки, слои которой разделены изолятором 3 и фланцем изолятора 4. Электрический контакт встроенной в магнит части соединителя со съемной частью соединителя осуществляется через стержень 5 и пластину 8.

Конструкция съемной части соединителя представлена на фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7.

Корпус 11 из изоляционного жесткого материала выполнен монолитным и состоит из трех частей. Две части параллельны, третья под прямым углом соединяет их и продолжается за одну из них, образуя выступ. Во всех частях по их осям выполнены одинаковые отверстия, в параллельных - сквозные, в поперечной - со стороны выступа до соединения отверстий параллельных частей. В отверстиях, в поперечной части - со стороны выступа, в параллельных частях - со сторон, примыкающих к поперечной части, нарезается резьба для установки пробок 22 из изоляционного материала. В отверстие поперечной части корпуса помещен соединительный стержень 12 с конусными отверстиями на концах, оси которых совпадают с осями отверстий параллельных частей корпуса. На концах параллельных частей корпуса 11, противоположных тем, где резьбы, сделаны конусные проточки Д1 и Г1, по конфигурации идентичные полостям Г и Д.

Кабель съемной части содержит наконечник 13 с конусом и резьбой на конце, припаянный к жиле. К оплетке кабеля припаяно кольцо 16, к нему два гибких провода в изоляции 19 с Г-образными наконечниками 20. Между кольцом 16 и изоляцией кабеля 15 образуется кольцевая полость Д.

Собранный кабель (фиг. 6 и фиг. 7) вставляется в отверстие параллельного участка со стороны выступа, конусные поверхности наконечника 13 и соединительного стержня 12 совмещаются и фиксируются гайкой 21. Близкие к наконечнику резьбовые отверстия корпуса закрываются пробками 22.

На фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 показан внешний вид и конструкция собранных вместе частей соединителя. При установке на электромагнит съемной части соединителя участок корпуса участок корпуса с проточкой Г1 помещается в полость Г встроенной части. При этом конус стержня 5 совмещается с конусом соединительного стержня 12 и фиксируется гайкой 21. Наконечники 20 вставляются в конусные отверстия пластины 8 и фиксируются винтами 23, 24. Резьбовое отверстие закрывается пробкой 22.

Соединитель предлагаемой конструкции был испытан на электромагните при прохождении через него токов в десятки кА при высоком напряжении и показал надежность и удобство при эксплуатации. В примере конкретного выполнения изоляторы были выполнены из полиэтилена и полиамида. Для стержней и наконечников использовалась латунь.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого и надежного соединения кабельных сильноточных высоковольтных линий с электрофизическими установками, а более конкретно - с электромагнитами. Техническим результатом является возможность соединителя пропускать большие токи при одинаковых с прототипом габаритах. В разъемном соединителе, включающем две части, в одной из которых размещен кабель, а также соединительный стержень между проводящими элементами двух частей, одна из частей встроена в корпус электромагнита, а вторая часть - съемная, встроенная часть содержит металлическую втулку с конусом и резьбой на выступающем над поверхностью корпуса электромагнита конце, на конусной части втулки конусом центрального отверстия закреплена металлическая пластина с двумя конусными отверстиями на одной из ее сторон, внутри втулки установлен изолятор с осевым отверстием и фланцем на внутреннем конце, в отверстии изолятора помещен металлический стержень с конусом и резьбой на выступающем над поверхностью корпуса электромагнита конце, съемная часть содержит корпус из изоляционного материала, который состоит из трех участков, два из которых параллельны, а третий под прямым углом соединяет их и продолжается за одну из них, образуя выступ, во всех участках выполнены осевые отверстия, в параллельных - сквозные, а в поперечном, со стороны выступа, - до соединения отверстий параллельных участков, в осевое отверстие поперечного участка помещен соединительный стержень, на плоских концах которого выполнены конусные отверстия, оси которых совпадают с осями параллельных участков корпуса съемной части; кабель размещен в осевом отверстии одного из параллельных участков со стороны выступа и содержит на центральной жиле наконечник с конусной и резьбовой частью на конце, конусная часть помещена в конусное отверстие соединительного стержня, а оплетка кабеля содержит кольцо с двумя присоединенными к нему гибкими проводниками с Г-образными наконечниками с конусными участками, которые закреплены в конусных отверстиях пластины; второй параллельный участок корпуса съемной части вставлен в кольцевую полость между металлической втулкой и изолятором встроенной части, при этом конус металлического стержня помещен в конусное отверстие соединительного стержня. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Разъемный соединитель, включающий две части, в одной из которых размещен кабель, а также соединительный стержень между проводящими элементами двух частей, отличающийся тем, что одна из частей встроена в корпус электромагнита, а вторая часть - съемная, причем встроенная часть содержит металлическую втулку с конусом и резьбой на выступающем над поверхностью корпуса электромагнита конце, на конусной части втулки конусом центрального отверстия закреплена металлическая пластина с двумя конусными отверстиями на одной из ее сторон, внутри втулки установлен изолятор с осевым отверстием и фланцем на внутреннем конце, в отверстии изолятора помещен металлический стержень с конусом и резьбой на выступающем над поверхностью корпуса электромагнита конце, съемная часть содержит корпус из изоляционного материала, который состоит из трех участков, два из которых параллельны, а третий под прямым углом соединяет их и продолжается за одну из них, образуя выступ, во всех участках выполнены осевые отверстия, причем в параллельных - сквозные, а в поперечном, со стороны выступа, - до соединения отверстий параллельных участков, в осевое отверстие поперечного участка помещен соединительный стержень, на плоских концах которого выполнены конусные отверстия, оси которых совпадают с осями параллельных участков корпуса съемной части; кабель размещен в осевом отверстии одного из параллельных участков со стороны выступа и содержит на центральной жиле наконечник с конусной и резьбовой частью на конце, причем конусная часть помещена в конусное отверстие соединительного стержня, а оплетка кабеля содержит кольцо с двумя присоединенными к нему гибкими проводниками с Г-образными наконечниками с конусными участками, которые закреплены в конусных отверстиях пластины; второй параллельный участок корпуса съемной части вставлен в кольцевую полость между металлической втулкой и изолятором встроенной части, при этом конус металлического стержня помещен в конусное отверстие соединительного стержня.

2. Разъемный соединитель по п. 1, отличающийся тем, что в концы параллельных участков корпуса и выступа вставлены заглушки с прямоугольной резьбой.