СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОЩИТОВ
CONNECTING DEVICE FOR LV SWITCHBOARDS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к соединительному устройству для низковольтных электрощитов, которое особенно пригодно для низковольтных автоматических электрощитов и выключателей как в фиксированных, так и в съемных версиях.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Низковольтные электрощиты обычно заранее конфигурируют для размещения различных компонентов, которые улучшают или расширяют их функциональность. Такие компоненты обычно стыкуют с внутренними деталями щита или панели управления, например, для приема и передачи информации о состоянии самого щита, других компонентов, например исполнительных механизмов, для преобразования сигнала, поступающего от реле или извне в команду на открывание, разрыв контакта, или закрывание щита.
Компоненты электрощита обычно сообщаются с внешним окружением по трем главным уровням:
1) питание (типичный случай компонентов активного типа, таких как соленоиды, исполнительные механизмы и пр.);
2) передача сигналов во внешний мир;
3) прием команд или сигналов из внешнего мира.
Таким образом, очевидно, что при наличии множества компонентов прежде всего необходимо выполнять все более сложные операции по прокладке проводов, которые еще более усложняются тем, что щиты могут устанавливаться как стационарно, так и в съемной конфигурации.
Для устранения указанного недостатка были разработаны различные системы проводных соединений, отдельные для щитов стационарного типа и щитов съемного типа. Самое простое решение заключается в том, что кабели просто выходят из отверстий, выполненных на щите, тогда как более сложные решения предусматривают использование соединителей колодочно-гнездового типа, которые позволяют подключать компоненты к внешним устройствам, обеспечивая тем самым поток одного или более из вышеперечисленных уровней.
В щитах стационарного типа типичный дефицит пространства и различное размещение компонентов приводит к расположению конкретных контактных колодок в областях, размещенных в разных точках щита, тогда как в щитах съемного типа наличие большего пространства позволяет использовать более совершенные контактные колодки, на которых концентрируются соединения различных компонентов.
Это еще более усложняет проблему прокладки проводов и соединения компонентов, поскольку такие компоненты в принципе должны быть оснащены соединительными устройствами разных типов в соответствии не только с типом щита, в котором они установлены, но и с его конфигурацией, т.е. стационарной или съемной.
Кроме того, если требуется переделать стационарный щит в съемный, необходимо повторно адаптировать соединения компонентов к новой конфигурации, например, установив кабели с соответствующими колодками, или заменив колодки, использовавшиеся на стационарном щите, на другие, которые могут использоваться с клеммными колодками съемного щита. Обычно клеммная колодка или колодки стационарных щитов отличаются от таких колодок на съемных устройствах.
Это является еще одним недостатком, поскольку для каждого компонента необходимо предусмотреть две системы проводного соединения разного типа, одна из которых предназначена для щитов стационарного типа, а другая - для щитов съемного типа, что влечет увеличение издержек.
Из вышеприведенного описания очевидно, что существует потребность в доступных технических решениях, которые представили бы действительную альтернативу соединительным устройствам для компонентов автоматических щитов известного типа.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической задачей настоящего изобретения является создание соединительного устройства, в частности для низковольтных щитов, которое позволило бы устранить упомянутые выше недостатки и упростить монтаж различных компонентов.
Другой задачей настоящего изобретения является создание соединительного устройства, в частности для низковольтных щитов, которое было бы совместимо и пригодно для щитов как в стационарных, так и в съемных вариантах исполнения.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание соединительного устройства, в частности для низковольтных щитов, которое по сравнению с системами известного типа позволило бы существенно упростить переход от щита в стационарной конфигурации к щиту в съемной конфигурации.
Другой задачей настоящего изобретения является создание соединительного устройства, в частности для низковольтных щитов, которое позволило бы сократить количество деталей, необходимых для прокладки проводных соединений.
Не последней по важности задачей настоящего изобретения является создание соединительного устройства для низковольтных щитов, а также электрощита, содержащего такое устройство, которое обладало бы высокой надежностью, было бы легко в изготовлении и имело конкурентоспособную цену.
Вышеуказанная задача и другие дополнительные задачи будут более понятны из нижеследующего описания и достигаются в соединительном устройстве для низковольтного щита, определенном в п.1 формулы изобретения.
Благодаря инновационной конструкции, соединительное устройство согласно настоящему изобретению позволяет осуществлять соединение различных компонентов щита более просто и без необходимости применения сложных систем проводных соединений. Кроме того, благодаря некоторым отличительным признакам, оно позволяет очень легко переходить от щита в стационарной версии к щиту в съемной версии, используя те же кабельные зажимы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из описания предпочтительных, но не исключительных вариантов воплощения низковольтного электрощита, со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 изображает общий вид варианта выполнения кабельного зажима, используемого в соединительном устройстве, согласно изобретению;
фиг.2 - общий вид деталей кабельного зажима, показанного на фиг.1, согласно изобретению;
фиг.3 - частичный общий вид низковольтного электрощита в стационарной версии, оснащенного соединительным устройством на шаге монтажа, согласно изобретению;
фиг.4 - частичный общий вид электрощита на фиг.3, после завершения монтажа соединительного устройства, согласно изобретению;
фиг.5 - общий вид первой детали соединительного устройства, согласно изобретению;
фиг.6 - общий вид второй детали соединительного устройства, согласно изобретению;
фиг.7 - частичный общий вид низковольтного электрощита в съемной версии, который иллюстрирует первый шаг монтажа соединительного устройства, согласно изобретению;
фиг.8 - частичный общий вид электрощита на фиг.7 на втором шаге монтажа соединительного устройства, согласно изобретению;
Фиг.9 - частичный общий вид, иллюстрирующий монтаж позиции на фиг.6 на опорную структуру низковольтного электрощита в съемной версии, согласно изобретению;
фиг.10 - промежуточный шаг монтажа соединительного устройства в низковольтный электрощит в съемной версии, согласно изобретению;
фиг.11 - конечный шаг монтажа соединительного устройства в низковольтный электрощит в съемной версии, согласно изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соединительное устройство для низковольтного электрощита 1 согласно настоящему изобретению содержит первую контактную колодку 10, расположенную на электрощите 1. Контактная колодка 10 содержит множество контактов (не показаны) для электрического соединения с одним или более из компонентов, расположенных внутри щита 1. Устройство согласно изобретению дополнительно содержит один или более кабельных зажимов 20 для соединения контактов с одним или более из соединительных кабелей.
В частности, как показано на фиг.1 и 2, кабельный зажим 20 содержит фигурный корпус 201, имеющий первый конец 202, который имеет форму, позволяющую механически и электрически соединять его с первой контактной колодкой 10. Этот фигурный корпус 201, кроме того, имеет, по меньшей мере, одно первое отверстие 203 для введения первого соединительного кабеля. Внутри фигурного корпуса 201 находятся проводящие средства 204 для электрического соединения контактов контактной колодки 10 и соединительным кабелем (не показан).
Согласно предпочтительному варианту воплощения, фигурный корпус 201 кабельного зажима 20 содержит две разъемные половины 205 и 206 корпуса, имеющие геометрически сопряженную форму (или ответные), и снабженные ответным механическим соединительным средством, например одним или более пальцами 216, предназначенными для входа в соответствующие отверстия 217.
Дополнительно, фигурный корпус 201 может иметь второе отверстие 207 или дополнительные отверстия для ввода второго соединительного кабеля или дополнительных соединительных кабелей и, в положении, соответствующем первому концу 202, может иметь третье отверстие 208 и четвертое отверстие 209, которые для удобства используются для создания вставного соединения для первого контакта и второго контакта указанной первой контактной колодки 10.
Внутри фигурного корпуса 201 расположены проводящие средства 204 для электрического соединения между контактами контактной колодки 10 и соединительным кабелем. В примере, показанном на фиг.1 и 2, проводящие средства 204 содержат первое проводящее средство 211, которое используется для создания соединения между первым контактом контактной колодки 10 и первым кабелем, и второе контактное средство 212, которое используется для создания соединения между вторым контактом контактной колодки 10 и вторым кабелем. Преимущественно, в показанном варианте первая половина 206 корпуса имеет внутри множество ребер, которые облегчают установку первого и второго проводящих средств 211 и 212 в нужное положение, в то же время обеспечивая электрическую изоляцию между этими первым и вторым проводящими средствами.
Предпочтительно соединительное устройство согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средство для зажима и освобождения этих соединительных кабелей, которое в описываемом варианте образовано упругими концами 213 проводящих средств 211 и 212. В этом случае в фигурном корпусе 201 предпочтительно выполнено одно или более отверстий 214, чтобы гарантировать доступ для оператора к упругому средству 213 для зажима и освобождения.
На фиг.3 и 4 показан низковольтный щит, снабженный соединительным устройством согласно настоящему изобретению. Низковольтные щиты, оснащенные конкретным соединительным устройством, являются вторым аспектом настоящего изобретения. Показанный на фиг.3 и 4 щит является стационарным, но настоящее изобретение применимо и к съемным версиям, как будет описано ниже.
Щит 1 согласно настоящему изобретению содержит корпус 50, внутри которого расположены один или более фиксированных контактов и соответствующие подвижные контакты, управляющие элементы и одно или более кинематических средств. В соответствующем положении щита, например в положении, соответствующем его передней части, расположена контактная колодка 10. Контакты этой контактной колодки соединены через систему проводов с одним или более из устройств или компонентов, расположенных внутри корпуса 50 щита 1.
В соответствии с особо предпочтительным вариантом, щит 1 по настоящему изобретению содержит устройство 70 для размещения и соединения компонентов, которое расположено внутри корпуса 50. Это устройство 70, которое является объектом параллельной заявки на патент, электрически соединено с первой контактной колодкой 10 и содержит шину, с интегрированными соединительными проводами. Устройство 70, таким образом, позволяет легко и оптимально разместить различные компоненты в корпусе 50 щита. В то же время, различные соединения проходят до одной и той же точки, образованной контактной колодкой 10, что значительно облегчает операцию прокладки проводов и соединение с внешними устройствами.
Соединение контактов контактной колодки 10 с кабельными зажимами 20 осуществляется очень простым способом, поскольку, как указано выше, конец 202 кабельных зажимов 20 имеет такую форму, чтобы механически и электрически соединяться с первой контактной колодкой 10. На практике кабельный зажим 20 просто вставляется в контактную колодку 10, оставаясь доступным извне через отверстия 203 и 207 и проводящие средства 211 и 212 для подсоединения к контактам контактной колодки 10 и, следовательно, позволяет подключать компоненты и устройства, расположенные внутри корпуса щита.
Для улучшения механического соединения с корпусом 50 щита кабельные зажимы 20 могут быть для удобства оснащены средством для механического соединения, образованного, например, ребрами 215 и/или 219, которые вставляются в канавки, выполненные в корпусе 50 щита. Когда надевается крышка 51, видимой и доступной остается только верхняя часть кабельных зажимов, на которой выполнены отверстия 203 и 207 для введения кабелей, и отверстия 214 для доступа к средствам для зажима и освобождения этих кабелей.
Как показано на фиг.5-11, согласно конкретному варианту устройства согласно настоящему изобретению, используемому в случае, когда нужно создать щит в схемном варианте, устройство содержит первое средство 30 и второе средство 40 для установки между первой контактной колодкой 10 щита 1 и одним или более из кабельных зажимов 20.
В частности, как показано на фиг.5, 7 и 8, первое промежуточное средство 30 предназначено для соединения с корпусом щита и содержит корпус 31, имеющий первую поверхность 301, выполненную для геометрического сопряжения с первой контактной колодкой 10. Первая поверхность 301 предпочтительно снабжена первым контактным средством 305 для электрического соединения с контактами первой контактной колодки 10, и вторую поверхность 302, на которой установлены вторые контактные средства 303, электрически соединенные с первыми контактными средствами.
Первое контактное средство 305 предпочтительно выполнено так, чтобы сформировать электрическое соединение между ним и контактом контактной колодки 10 при вставлении, т.е. так же, как описано для вставления кабельных зажимов 20. На практике, по меньшей мере, одна часть первой поверхности 301 и соответствующее контактное средство 305 вставляются в контактную колодку, обеспечивая геометрическое и электрическое соединение между самой контактной колодкой 10 и первым промежуточным средством.
Вторая поверхность 302 предпочтительно выполнена не плоской и имеет множество канавок. Эта вторая поверхность 302 содержит множество контактных элементов 303, которые выступают из нее двумя рядами в двух разных плоскостях.
Предпочтительно первое промежуточное средство 30 содержит, по меньшей мере, одну третью поверхность 304 для соединения со щитом 1 так, чтобы повысить механическую прочность узла.
Как показано на фиг.8, когда надета крышка 51, видимой и доступной остается лишь верхняя часть второй поверхности 302, на которой установлены вторые (ранее они не именовались «вторыми») контактные средства 303. Таким образом, через первое промежуточное средство 30 осуществляется возможность соединения с контактами контактной колодки 10 и, следовательно, возможность доступа извне к компонентам и устройствам, расположенным внутри корпуса щита.
Предпочтительно, как показано на фиг.6 и 9, второе промежуточное средство 40 содержит корпус 41, имеющий четвертую соединительную поверхность 401, сопрягаемую со второй поверхностью 302 первого промежуточного средства 30. На этой четвертой поверхности 401 имеются третьи контактные средства 402 для электрического соединения со вторыми контактными средствами 303 первого промежуточного средства 30.
Предпочтительно вторая поверхность покрыта канавками, внутри которых расположены третьи контактные средства 402, которые предпочтительно расположены двумя рядами в двух разных плоскостях так, чтобы удобно перехватывать два соответствующих ряда контактных элементов 303, которые выступают из второй поверхности 302.
Корпус 41, кроме того, содержит пятую поверхность 403 для соединения с одним или более из кабельных зажимов 20, при этом на пятой поверхности 403 расположены четвертые контактные средства 404, которые служат электрическими соединителями с этим одним или более из кабельных зажимов 20 и электрически соединены с третьими контактными средствами 402.
Пятая поверхность 403 может быть для удобства выполнена в форме крюка с двумя по существу параллельным ветвями 408 и 409 разной длины, разделенными ветвью, проходящей по существу перпендикулярно к ним, при этом на разделяющей ветви расположены контактные средства 404. Предпочтительно ветви 408 и 409 имеют соединительные средства, например канавки, для соединения с кабельными зажимами 20, например, через ребра 215 и/или 219.
Дополнительно, второе промежуточное средство 40 преимущественно может содержать, по меньшей мере, одну шестую поверхность 406 для соединения с опорной структурой 60. На этой шестой поверхности предпочтительно расположены средства для механического крепления, например направляющие системы 420 для установки и системы 421 для вставления с защелкиванием.
Предпочтительно второе промежуточное средство имеет модульную структуру и содержит множество модульных контактных элементов 410. Таким образом, имеется возможность с помощью относительно ограниченного числа компонентов оборудовать щиты разного типа.
Как показано на фиг.9, второе промежуточное средство 40 прикреплено к опорной структуре 60, которое, когда работа прекращена, имеет структуру, оснащенную множеством гнезд 403, предназначенных для соединения с кабельными зажимами 20.
Щит 1 затем вставляют (фиг.10) в опорную структуру так, чтобы гарантировать электрическое и предпочтительно механическое соединение между первым промежуточным средством 30 и вторым промежуточным средством 40 через поверхности 302 и 401 и через соединение вторых контактных средств 303 и третьих контактных средств 402. Для этого предпочтительно, чтобы вторые контактные средства 303 и третьи контактные средства 402 были бы скользящими контактными средствами, а первые контактные средства 305 и четвертые контактные средства 404 могут быть для удобства вставными контактными средствами.
Как показано на фиг.5, 6 и 10, поверхности 302 и 401 предпочтительно имеют канавки, которые геометрически сопряжены друг с другом или соответствуют друг другу и это позволяет обеспечить соединение между первым и вторым промежуточными средствами 30 и 40, при этом вторые контактные средства 303 входят в канавки поверхности 401 второго промежуточного средства 40, соединяясь с третьими контактными средствами 402, имеющимися в этих канавках поверхности 401.
Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, пятая соединительная поверхность 403 и четвертые контактные средства 404 по существу геометрически и электрически повторяют первую контактную колодку 10. Таким образом, когда щит 1 вставляют в опорную структуру 60, соединения с контактами контактной колодки 10 и, следовательно, с компонентами и устройствами, расположенными внутри корпуса щита, становятся доступными снаружи через первое и второе промежуточные средства 30 и 40.
Как показано на фиг.11, те же кабельные зажимы, которые используются в стационарной версии щита, могут вставляться в контактную колодку 403, что позволяет осуществлять непосредственное соединение с компонентами и устройствами в корпусе 50 щита в съемном варианте.
Согласно еще одному аспекту изобретение относится к съемному низковольтному щиту 1, который содержит корпус 50, в котором находятся один или более фиксированных контактов и соответствующие мобильные контакты, управляющие элементы, одна или более кинематических цепей, и к опорной структуре 60, в которую этот корпус может вставляться и из которой он может извлекаться. Щит согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что на корпусе 50 установлена первая контактная колодка 10, содержащая множество контактов для соединения с одним или более из устройств или компонентов внутри щита 1. Первое промежуточное средство 30 расположено на корпусе 50 и механически и электрически соединено с первой контактной колодкой 10; кроме того, второе промежуточное средство 40 установлено на опорной структуре 60 и электрически соединено с первым промежуточным средством 30.
Второе промежуточное средство 40, кроме того, имеет вторую контактную колодку 403, содержащую множество контактов для соединения с одним или более из кабельных зажимов 20 для соединения между контактами и одним или более из соответствующих соединительных кабелей, при этом вторая контактная колодка 403 по существу геометрически и электрически воспроизводит первую контактную колодку 10.
В описании было показано, как соединительное устройство согласно настоящему изобретению и щиты, содержащие такие соединительные устройства, позволяют решить поставленные задачи.
Наличие контактных колодок позволяет на практике на одном участке сконцентрировать интерфейс между компонентами и устройствами, расположенными внутри щита, и другими устройствами, расположенными за пределами щита, тем самым существенно снижая необходимость в прокладке проводов.
Конкретная морфология кабельных зажимов, кроме того, существенно облегчает соединение между самой контактной колодкой и кабелями для соединения с внешним окружением.
Кроме того, существенные преимущества гарантируются тем, что через первое и второе промежуточные средства щит в съемной версии имеет такой же стыковочный интерфейс, что и щит в стационарной версии, тем самым сокращается количество компонентов, требующихся для оснащения двух версий или для перехода от одной версии к другой, а также существенно снижается возможность ошибок со стороны операторов на этапе прокладки проводов.
Из приведенного описания специалистам очевидны другие отличительные признаки, модификации или усовершенствования.
Эти отличительные признаки, модификации и усовершенствования составляют часть настоящего изобретения. На практике применяемые материалы и соответствующие размеры и формы могут быть любыми, в соответствии с требованиями и уровнем техники.