СИСТЕМА БЫСТРОГО ОДНОКАНАЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ
FAST SINGLE-CHANNEL CONNECTION SYSTEM

Область техники, которой относится изобретение
Изобретение относится к системе быстрого соединения для одноканальных соединителей, содержащей центральный модуль, выполненный с возможностью размещения и электрического соединения двух соединительных элементов. Эта система обеспечивает быстрое соединение двух одноканальных соединительных элементов за счет независимой установки каждого из элементов внутри одного центрального модуля.
Изобретение находит свое применение во всех областях соединений и, в частности, в области средств соединения в неблагоприятной окружающей среде, такой как система соединения в ядерной промышленности.
Уровень техники
В области средств соединения классическая система соединения обычно содержит охватываемый соединитель и охватывающий соединитель, каждый из которых содержит один или несколько электрических контактов, предназначенных для соединения друг с другом с целью обеспечения электропроводности. В случае одноканальных соединителей охватываемый соединитель и охватывающий соединитель содержат, каждый, только один электрический контакт, установленный на конце электрического кабеля. Охватываемый одноканальный соединитель имеет штырек, установленный на конце электрического кабеля. Охватывающий одноканальный соединитель имеет на конце электрического кабеля втулку, выполненную с возможностью захождения в нее штырька охватываемого соединителя.
В ядерной среде, например в ядерной камере, соединение двух соединителей должно происходить быстро и эффективно, чтобы ограничить время пребывания операторов в чувствительной зоне. Кроме того, в этой ядерной среде системы соединения должны быть герметичными, чтобы защищать электрические контакты и гарантировать электрическое соединение в аварийных условиях окружающей среды.
В настоящее время на некоторых атомных электростанциях используют кабельные жгуты, обеспечивающие соединение между несколькими электрическими устройствами через одноканальные соединения. Эти жгуты оснащены одной или несколькими системами соединения, позволяющими соединять охватываемый одноканальный соединитель с охватывающим одноканальным соединителем.
Пример системы соединения, известной в области средств соединений в ядерной промышленности, показан на фиг. 1. Эта система соединения содержит охватываемый соединительный элемент 2 или охватываемый одноканальный соединитель и охватывающий соединительный элемент 1 или охватывающий одноканальный соединитель. Охватывающий соединительный элемент 1 содержит втулку 3, закрепленную на оголенном конце 6а электрического кабеля 5a. Охватываемый соединительный элемент 2 содержит штырек 4, закрепленный на оголенном конце 6b электрического кабеля 5b.
Охватываемый соединительный элемент 2 установлен в первом соединительном корпусе 8. Охватывающий соединительный элемент 1 установлен во втором соединительном корпусе 7. Соединительные корпуса 7 и 8 имеют формы, взаимно дополняющие друг друга таким образом, что один из соединительных корпусов может частично заходить внутрь другого соединительного корпуса. В системе соединения, показанной на фиг. 1, первый соединительный корпус 8 выполнен с возможностью захождения в него второго соединительного корпуса 7, при этом оба корпуса частично заходят друг в друга, обеспечивая стопорение двух соединительных элементов 1 и 2.
В системе соединения, показанной на фиг. 1, кабели 5a и 5b закреплены соответственно во втором соединительном корпусе 7 и в первом соединительном корпусе 8 при помощи крепежных губок 9, называемых также зажимами, которые дополнительно обеспечивают герметичность между кабелем и соединительным корпусом.
В этой системе каждый электрический кабель, оснащенный штырьком или втулкой, установлен в соединительном корпусе. В момент прокладки системы соединения оба соединительных корпуса сажают друг в друга. Затем вокруг зоны перекрывания соединительных корпусов можно надеть стопорное кольцо 10.
Во время использования такая система соединения требует одновременного манипулирования двумя соединительными корпусами, окончательное механическое соединение которых обеспечивают добавлением стопорного элемента, внешнего по отношению к устройству.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в создании системы, которая может эффективно заменить описанную выше известную систему и имеет преимущества по сравнению с этой известной системой. В частности, преимуществом изобретения является возможность независимого манипулирования двумя соединительными корпусами и моментальное обеспечение стопорения указанных корпусов, что упрощает операции электрического соединения на месте. Кроме того, можно осуществлять операцию только на одном корпусе, не разбирая все устройство соединения, что обеспечивает значительную гибкость в использовании устройства.
В связи с этим изобретением предлагается система одноканального соединения, содержащая центральный модуль, выполненный с возможностью, с одной стороны, установки на нем охватываемого соединительного элемента на одной стороне и охватывающего соединительного элемента на другой стороне и, с другой стороны, совмещения охватываемого соединительного элемента с охватывающим соединительным элементом для установления электрического соединения между двумя соединительными элементами.
В частности, объектом изобретения является система одноканального соединения, содержащая охватывающий соединительный элемент и охватываемый соединительный элемент, при этом охватывающий соединительный элемент содержит охватывающий контакт, установленный на конце первого электрического кабеля, охватываемый соединительный элемент содержит охватываемый контакт, установленный на конце второго электрического кабеля. Особенность данной системы состоит в том, что она содержит моноблочный центральный модуль, имеющий сквозное продольное отверстие и выполненный с возможностью установки на своей первой стороне охватывающего соединительного элемента и на своей второй стороне охватываемого соединительного элемента таким образом, чтобы охватываемый контакт охватываемого соединительного элемента находился на одной линии с охватывающим контактом охватывающего соединительного элемента для обеспечения электрического соединения между двумя соединительными элементами.
Преимуществом этой системы является то, что она обеспечивает легкую установку соединительных элементов в центральном модуле путем простого перемещения скольжением.
Система соединения в соответствии с изобретением может иметь один или несколько следующих отличительных признаков:
- центральный модуль содержит по существу трубчатую центральную часть, соединяющую первую сторону с вырезами и вторую сторону, идентичную первой стороне. Преимуществом такого модуля является его симметричность, что позволяет подсоединять охватываемый соединительный элемент к любой из сторон указанного модуля.
- каждая сторона центрального модуля, содержит по меньшей мере один боковой вырез и один фронтальный вырез, предназначенные для захождения в них стопорного элемента.
- охватывающий соединительный элемент и охватываемый соединительный элемент содержат, каждый, изолирующий корпус, в котором находятся соответственно охватывающий и охватываемый электрические контакты, причем этот изолирующий корпус предназначен для частичного захождения в одну из сторон центрального модуля.
- изолирующий корпус охватываемого соединительного элемента и изолирующий корпус охватывающего соединительного элемента являются идентичными. Таким образом, когда охватываемый и охватывающий соединительные элементы устанавливают в центральном модуле, охватываемый и охватывающий контакты обязательно оказываются на одной линии.
- изолирующий корпус содержит:
- наружную часть, через которую проходит электрический кабель,
- стопорную часть, оснащенную по меньшей мере одним стопорным элементом, выполненным с возможностью захождения в фронтальный вырез и в боковой вырез центрального модуля,
- уплотнительный барьер, обеспечивающий герметичность охватываемого или охватывающего контакта внутри центрального модуля,
- внутреннюю часть защиты охватываемого или охватывающего контакта,
- изолирующий корпус содержит трубчатую часть, выполненную с возможностью захождения в нее и удержания электрического кабеля, причем эту трубчатую часть обжимают вокруг указанного кабеля при помощи стяжного хомута. Это обжатие обеспечивает герметичность электрического кабеля внутри изолирующего корпуса и окончательное механическое удержание электрического контакта, соединенного со своим кабелем,
- центральный модуль содержит средства крепления, обеспечивающие крепление указанного центрального модуля на наружной направляющей,
- система содержит по меньшей мере один защитный колпачок, выполненный с возможностью частичной установки вокруг изолирующего корпуса охватываемого или охватывающего соединительного элемента для защиты охватываемого или охватывающего контакта перед установкой соединительного элемента в центральном модуле,
- защитный колпачок содержит по меньшей мере один фронтальный вырез и один боковой вырез, предназначенные для захождения в них стопорного элемента изолирующего корпуса,
- центральный модуль выполнен путем литья из термопластика,
- изолирующий корпус выполнен путем литья из эластомера.
Объектом изобретения является также кабельный жгут для соединения электрических устройств. Согласно изобретению, жгут содержит по меньшей мере одну описанную выше систему соединения.
Краткое описание чертежей
Нижеследующие фигуры представлены для иллюстрации неограничивающего примера осуществления изобретения.
На фиг. 1 (уже описана) показана известная одноканальная система соединения;
на фиг. 2 показана система соединения в соответствии с изобретением, вид сбоку;
на фиг. 3 показан центральный модуль системы соединения в соответствии с изобретением;
на фиг. 4 показан соединительный корпус с охватываемым элементом системы в соответствии с изобретением;
на фиг. 5 показан охватываемый контакт во время введения в соединительный корпус;
на фиг. 6 показан соединительный корпус с охватывающим контактом системы в соответствии с изобретением;
на фиг. 7 показан соединительный корпус системы в соответствии с изобретением, оснащенный защитным колпачком;
на фиг. 8A, 8B и 8C представлено несколько этапов введения соединительного корпуса в центральный модуль системы в соответствии с изобретением;
на фиг. 9A и 9B показаны примеры монтажа системы в соответствии с изобретением на направляющей.
Осуществление изобретения
Изобретение относится к системе одноканального соединения, обеспечивающей легкое и быстрое соединение между собой охватываемого и охватывающего соединительных элементов. Пример этой системы соединения представлен на фиг. 2.
Эта система соединения содержит центральный модуль 20, предназначенный для размещения в нем охватываемого соединительного элемента 30 и охватывающего соединительного элемента 40, которые будут подробнее описаны ниже. Охватываемый соединительный элемент 30 устанавливают в центральный модуль 20 через сторону A указанного модуля. Охватывающий соединительный элемент 40 устанавливают в центральный модуль 20 через сторону B указанного модуля.
В охватываемый соединительный элемент 30 заходит электрический кабель 5a, предварительно оснащенный штырьком 31. В охватывающий соединительный элемент 40 заходит электрический кабель 5b, предварительно оснащенный втулкой 61. Каждый электрический кабель 5a, 5b вводят в соединительный элемент до защелкивания в положении контакта, затем крепят при помощи стяжного хомута 50.
Как показано на фиг. 3, центральный модуль 20 представляет собой моноблочный элемент, выполненный посредством литья из термопластического материала. Этот центральный модуль 20 имеет по существу цилиндрическую форму, содержащую центральную часть 21, заканчивающуюся первой стороной A и второй стороной B. Эти стороны A и B образуют концевые части центрального модуля 20.
Центральный модуль 20 содержит сквозное продольное отверстие 25, соединяющее концевую часть A и концевую часть B через центральную часть 21. Концевая часть A содержит боковые вырезы 22a и фронтальные вырезы 21a. Концевая часть B содержит боковые вырезы 22b и фронтальные вырезы 21b, причем эти вырезы 22b и 21b являются идентичными соответственно вырезам 22a и 21a концевой части A. Таким образом, центральный модуль 20 представляет собой абсолютно симметричный элемент, в который могут заходить охватываемый соединительный элемент и охватывающий соединительный элемент как с одной, так и с другой из его сторон.
Фронтальные вырезы 21a, 21b и боковые вырезы 22a, 22b предназначены, каждый, для частичного захождения в них охватываемого соединительного элемента и охватывающего соединительного элемента. Как будет более подробно описано ниже, каждый из соединительных элементов содержит соединительный корпус или изолирующий корпус, форма которого предусмотрена для частичного введения в сквозное отверстие 25 центральной части 21 и частичного захождения в боковые вырезы 22a, 22b и фронтальные вырезы 21a, 21b концевых частей A и B.
Каждая концевая часть A и B центрального модуля 20 дополнительно содержит фронтальные упоры 23a, 23b, каждый из который образует утолщение на стороне указанных концевых частей A и B. Эти фронтальные упоры 23a, 23b предназначены для ограничения конца хода стопорения охватываемого и охватывающего соединительных элементов в центральном модуле 20 и для замедления их разблокировки, что будет описано ниже.
Кроме того, центральный модуль 20 может содержать средства 24 крепления указанного центрального модуля на внешнем устройстве, таком как направляющая. Эти средства 24 крепления могут иметь Т-образное сечение, предназначенное для перемещения скольжением вдоль направляющей или для захождения в него крепежного элемента, такого как винт или гайка, что будет пояснено более подробно ниже со ссылками на фиг. 9A и 9B.
Система в соответствии с изобретением содержит также соединительные элементы, показанные на фиг. 4-6. В частности, на фиг. 4 и 5 показан охватываемый соединительный элемент, тогда как на фиг. 6 показан охватывающий соединительный элемент.
Охватываемый соединительный элемент 30 содержит соединительный корпус 60 или изолирующий корпус, выполненный посредством литья из изолирующего материала, такого как эластомер. Кроме того, он содержит охватываемый контакт, выполненный в виде штырька 31, установленного на конце электрического кабеля 5a.
Изолирующий корпус 60 содержит сквозное отверстие 66, предназначенное для захождения в него электрического кабеля 5a с его штырьком 31. На фиг. 5 показан штырек 31 охватываемого контакта, защелкнутый на конце электрического кабеля 5a, во время установки в сквозное отверстие 66 изолирующего корпуса 60. Штырек 31 проходит через отверстие 66 и защелкивается в своем окончательном продольном положении. Таким образом, контакт можно снимать и опять устанавливать. Установленный охватываемый соединительный элемент показан на фиг. 4.
На фиг. 4, как и на фиг. 5, детально показан изолирующий корпус 60. Этот изолирующий корпус 60 содержит различные части, перечисленные ниже в порядке их расположения вдоль направления X монтажа:
- трубчатая часть 67 выполнена с возможностью захождения в нее и удержания электрического кабеля 5a;
- после установки соединительного элемента в центральном модуле наружная часть 61 должна входить в контакт с наружным пространством концевой части A и B указанного центрального модуля;
- стопорная часть 62 трубчатой формы оснащена по меньшей мере одним стопорным элементом. Предпочтительно стопорная часть 62 оснащена двумя диаметрально противоположными стопорными элементами 63. Эта стопорная часть 62 предназначена для введения в концевую часть A или B центрального модуля. Стопорные элементы 63 выполнены с возможностью введения в фронтальные вырезы 21a или 21b и в боковые вырезы 22a или 22b центрального модуля 20;
- уплотнительный барьер 64, состоящий из двух последовательных кромок, обеспечивает герметичность охватываемого контакта 31 (штырька) внутри центрального модуля;
- внутренняя часть 65 трубчатой формы защищает охватываемый контакт.
На фиг. 6 показан охватывающий соединительный элемент 40. Следует отметить, что охватывающий соединительный элемент 40 очень похож на охватываемый соединительный элемент 30. Действительно, охватывающий соединительный элемент 40 содержит соединительный корпус 60 или изолирующий корпус, строго идентичный изолирующему корпусу 60 охватываемого соединительного элемента 30. Таким образом, охватывающий соединительный элемент 40 отличается от охватываемого соединительного элемента 30 только типом контакта. Действительно, в изолирующем корпусе 60 охватывающего соединительного элемента 40 находится охватывающий контакт 41 типа втулки. Этот охватывающий контакт 41 закреплен путем защелкивания на конце электрического кабеля 5b.
Как было указано выше для охватываемого соединительного элемента, конец электрического кабеля 5b, оснащенный втулкой 41, вводят путем перемещения скольжением в сквозное отверстие 66 изолирующего корпуса 60, пока втулка 41 не выйдет из другого конца сквозного отверстия 66. Как в случае охватываемого контакта (электрический кабель со штырьком), так и в случае охватывающего контакта (электрический кабель с втулкой) электрический контакт вводят в изолирующий корпус 60 при помощи классического монтажного инструмента до защелкивания. Это защелкивание обеспечивает удержание охватываемого или охватывающего контакта внутри изолирующего корпуса. Затем вокруг трубчатой части 67 изолирующего корпуса 60 затягивают стяжной хомут 50 для обеспечения механического удержания электрического кабеля 5 в указанном изолирующем корпусе. Этот стяжной хомут 50, одинаковый для любого типа контакта (охватываемого или охватывающего), обеспечивает также герметичность конца электрического кабеля в изолирующем корпусе.
Как было указано выше, после установки охватываемого или охватывающего контакта частично вокруг изолирующего корпуса можно установить колпачок для защиты охватываемого или охватывающего контакта перед установкой соединительного элемента в центральный модуль. Пример такого защитного колпачка показан на фиг. 7. Этот колпачок, имеющий обозначение 70, может иметь по существу цилиндрическую форму, конусную форму или форму двойного цилиндра, закрытого на одном из своих концов 71. Не закрытый конец 72 имеет форму, соответствующую контуру стопорной части 62 изолирующего корпуса 60 и обеспечивающую его посадку вокруг указанного изолирующего корпуса. Для обеспечения стопорения колпачка 70 на соединительном элементе 30 или 40 не закрытый конец 72 колпачка имеет форму, идентичную форме концевых частей A и B центрального модуля 20. В частности, не закрытый конец 72 колпачка содержит фронтальные и боковые вырезы, при этом один из боковых вырезов 73 показан на фиг. 7.
На фиг. 8A, 8B и 8C показаны различные этапы установки охватываемого соединительного элемента 30 в центральном модуле 20, при этом подразумевается, что установка охватывающего соединительного элемента является абсолютно такой же. В этих примерах соединительный элемент 30 устанавливают на стороне A центрального модуля 20. На фиг. 8A показан соединительный элемент 30, когда внутреннюю часть 65 изолирующего корпуса 60 вставляют в отверстие 25 стороны A центрального модуля 20, при этом стопорные элементы 63 находятся напротив фронтальных вырезов 21a стороны A указанного модуля. Введение этого соединительного элемента осуществляют посредством поступательного движения, показанного прямой стрелкой. Соединительный элемент 30 полностью заходит в центральный модуль 20, когда упор 23a входит в контакт с наружной частью 61 изолирующего корпуса, как показано на фиг. 8C. В этом положении уплотнительный барьер 64 опирается на внутреннюю стенку центрального модуля, обеспечивая герметичность электрического контакта внутри указанного центрального модуля.
На фиг. 8B показан этап стопорения соединительного элемента 30 в центральном модуле 20. Действительно, когда соединительный элемент 30 оказывается в центральном модуле 20 и когда упор 23a указанного модуля входит в механический контакт с наружной частью 61 изолирующего корпуса, поворотное движение, схематично показанное криволинейной стрелкой, позволяет повернуть стопорный элемент 63 фронтального выреза в сторону бокового выреза 22a центрального модуля. Когда стопорный элемент 63 оказывается в боковом вырезе 22a центрального модуля, происходит стопорение соединительного элемента внутри указанного центрального модуля.
Выполненная на поверхности наружной части 61 выемка 69 образует упор, препятствующий разблокированию, поскольку стенка указанной выемки 69 блокирует поворотное движение изолирующего корпуса 60.
Из всего вышесказанного понятно, что охватываемый соединительный элемент 30 можно установить и застопорить в стороне A центрального модуля 20. Параллельно в стороне В центрального модуля 20 можно установить и застопорить охватывающий соединительный элемент 40. Поскольку изолирующие корпуса охватываемого соединительного элемента и охватывающего соединительного элемента являются идентичными, охватываемый контакт и охватывающий контакт оказываются абсолютно на одной линии. Штырек 31 охватываемого соединительного элемента 30 и втулка 41 охватывающего соединительного элемента 40 соединяются, обеспечивая электрическое соединение между электрическими кабелями 5a и 5b.
Таким образом, система в соответствии с изобретением позволяет легко устанавливать каждый из охватываемого или охватывающего соединительных элементов, так как для этой установки достаточно поступательного движения и поворотного движения. Эту установку можно облегчить еще больше, если закрепить центральный модуль 20. Для этого центральный модуль в соответствии с изобретением содержит средства 24 крепления, установленные на центральной части 21 указанного модуля. Эти средства крепления могут быть самыми разными. В частности, они могут образовать открытую кулису, как показано на фиг. 9A и 9B. Эта кулиса может иметь сечение Т-образной формы. Преимуществом такой кулисы является возможность перемещения скольжением вокруг направляющей, что позволяет закрепить центральный модуль на направляющей. Ее преимуществом является также возможность захождения в нее крепежного элемента, такого как винт или гайка. Таким образом, ее можно ввести скольжением внутрь стандартной направляющей 80 и удерживать при помощи внешней системы затягивания, как в примере на фиг. 9A, таким образом, чтобы центральный модуль 20 располагался параллельно с другими центральными модулями. Как показано на фиг. 9B, ее дополнительным преимуществом является возможность захождения в проем направляющей 80 с конкретным угловым направлением, затем ее можно повернуть внутри указанной направляющей 80, чтобы застопорить перпендикулярно к этой направляющей.
Когда центральный модуль закреплен на направляющей или на любой другой внешней конструкции системы, понятно, что можно легко установить на месте охватываемый и охватывающий соединительные элементы с двух сторон центрального модуля.