ШТЕПСЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
PLUG JOINT

Изобретение относится к электротехнике. Может применяться для подключения электропитания электрических устройств, требующих при эксплуатации возможности легкого отсоединения вилки от розетки при натяжении электрического шнура с усилием выше допустимого, которое возникает от случайного рывка за шнур питания.
Наиболее широкая область применения изобретения - штепсельные соединения жилых и промышленных помещений. Развитие электрической и электронной техники привело к насыщенности современных жилых и промышленных помещений большим количеством электрических и электронных устройств, соединенных электрическими проводами через штепсельные соединения между собой или с электрическими коммуникациями зданий. Наличие большого количества проводов повышает вероятность случайно зацепить электрический провод движущимся человеком или предметом, что может привести к падению человека или оборудования, с негативными последствиями в виде травм, повреждением оборудования или электрических сетей.
Для обеспечения возможности легкого отсоединения при натяжении от случайного рывка электрического шнура в последнее время применяют магнитное крепление для проводов питания ноутбуков (MagSafe). Это крепление удерживает в гнезде для питания ноутбука ответную часть штепсельного соединения на конце провода питания. Сила случайного рывка электрического шнура превышает силу магнитного притяжения, и шнур отсоединяется от ноутбука. При этом сам шнур питания остается под напряжением, а сила прижатия между контактами штепсельного соединения должна быть небольшой. Для низковольтного питания ноутбуков это несущественные недостатки. Но для оборудования, работающего от электропитания промышленных и бытовых помещений с высоким, опасным для жизни напряжением, и более высоким требованием к качеству контакта (как следствие, потребуется большее усилие для разъединения такого соединения) эти недостатки не позволяют применять вышеописанное устройство.
Известно штепсельное соединение (патент RU 2266593 С1), выбранное за прототип, содержащее штепсельную розетку с контактными гнездами, выполненными в виде зажима с фиксатором открытого положения, открывающегося от нажатия на кнопку, расположенную в розетке фронтальной плоскостью вилки, при помещении ее в розетку. При этом контактные гнезда зажимают контактные штыри вилки. Для разъединения контактов в штепсельной розетке имеется устройство для открытия зажимов контактных гнезд до фиксации их в открытом положении, действующее от нажатия на предназначенный для этого рычаг открытия контактных гнезд. При этом может использоваться другой рычаг-выталкиватель, удаляющий вилку из розетки. Для повышения пожарной безопасности на розетке может применяться система автоматического разъединения штепсельного соединения, включающая предохранительную пружину с фиксатором и датчик тока с устройством открытия фиксатора. При токе выше допустимого датчик освобождает фиксатор предохранительной пружины, которая нажимает на рычаг открытия контактных гнезд, что приводит к освобождению контактных штырей и выталкиванию штепсельной вилки из розетки. Таким образом, в конструкцию соединения заложена возможность разъединения при превышении разных контролируемых параметров (не только силы тока), в том числе силы натяжения электрического шнура.
Техническим результатом изобретения является обеспечение легкого отсоединения вилки от розетки при натяжении электрического шнура с усилием выше допустимого, которое может возникнуть от случайного рывка за шнур питания.
Технический результат достигается тем, что на штепсельной розетке имеется рычаг-разъединитель, снабженный держателем электрического шнура, при этом рычаг-разъединитель установлен таким образом, что под воздействием силы натяжения электрического шнура взаимодействует с устройством открытия контактных гнезд, что позволяет контактным штырям легко извлекаться из контактных гнезд под воздействием силы натяжения электрического шнура. При наличии системы автоматического разъединения штепсельного соединения рычаг-разъединитель взаимодействует с устройством открытия контактных гнезд через систему автоматического разъединения штепсельного соединения. При наличии выталкивателя вилки устройство открытия контактных гнезд может взаимодействовать с выталкивателем вилки. Это позволяет более надежно обеспечить разъединение штепсельного соединения.
На фиг.1 изображено штепсельное электрическое разъемное соединение в соединенном состоянии, вид сбоку.
На фиг.2 - штепсельное электрическое разъемное соединение в разомкнутом состоянии, вид сбоку.
На фиг.3 - штепсельное электрическое разъемное соединение с системой автоматического разъединения в соединенном состоянии, вид сбоку.
На фиг.4 - штепсельное электрическое разъемное соединение с системой автоматического разъединения в разомкнутом состоянии, вид сбоку.
Штепсельное соединение работает следующим образом. В соединенном состоянии (фиг.1) вилка 1 со шнуром 2 находится в розетке 3. Шнур 2 проходит через вилку держателя шнура 4 рычага шнура 5 (держатель может быть выполнен в виде ползуна на рычаге шнура, что позволит регулировать допустимое натяжение шнура). Контактные стержни 6 вилки 1 плотно охвачены цанговыми зажимами контактных гнезд 7. Устройство открытия контактных гнезд включает в себя ползун 8, способный перемещаться по направляющим 9, рычаг открытия контактных гнезд 10 и фиксатор открытого положения контактных гнезд 11. Ползун и рычаг открытия контактных гнезд находятся в верхнем положении и не воздействуют на цанговые зажимы контактных гнезд 7. При натяжении шнура 2 (фиг.2) от случайного рывка в направлении, указанном стрелкой, на рычаг шнура 5 действует сила, позволяющая рычагу шнура привести в действие устройство открытия контактных гнезд. Рычаг открытия контактных гнезд 6 сдвигает ползун 8 вниз по направляющим 9. Цанговые зажимы контактных гнезд 7 открываются. Фиксатор открытого положения контактных гнезд 11, удерживая рычаг открытия контактных гнезд 6, позволяет свободно переместиться вилке 1 из розетки 3 под действием силы натяжения шнура 2. В конце движения рычаг открытия контактных гнезд 6 может приводить в действие рычаг-выталкиватель вилки 12, который может перемещать вилку 1 из штепсельной розетки 3 более надежно, чем без выталкивателя.
Если штепсельное соединение имеет систему автоматического разъединения штепсельного соединения, рычаг шнура 5 (фиг.3) действует на устройство открытия контактных гнезд через эту систему. Система автоматического разъединения штепсельного соединения содержит пружину 13, которую удерживает в сжатом состоянии фиксатор пружины 14, устройство открытия фиксатора 15, которое может срабатывать как от рычага шнура 5, так и от термодатчика 16. При натяжении шнура 2 (фиг.4) от случайного рывка в направлении, указанном стрелкой, на рычаг 5 действует сила, позволяющая рычагу через устройство открытия фиксатора 15 освободить пружину 13 от фиксатора пружины 14. Пружина нажимает на рычаг открытия контактных гнезд 10, который сдвигает по направляющим 9 ползун 8, открывающий цанговые зажимы контактного гнезда 7, что позволяет свободно переместиться вилке 1 из розетки 3 под действием силы натяжения шнура 2. В конце движения рычаг открытия контактных гнезд 10 может привести в действие выталкиватель вилки 12, который перемещает вилку 1 из штепсельной розетки 3 более надежно. Привести штепсельное соединение в рабочее состояние можно, сжав пружину 10 до срабатывания фиксатора пружины 14. При использовании системы автоматического разъединения штепсельного соединения уменьшается время разъединения вилки от розетки и повышается надежность получения технического результата.
Таким образом, предложенное штепсельное соединение позволяет легко отсоединить вилку от розетки при натяжении электрического шнура с усилием выше допустимого, которое может возникнуть от случайного рывка за шнур питания, и предотвратить падение человека или оборудования с негативными последствиями в виде травм, повреждением оборудования или электрических сетей.