АДАПТЕР ПРЕРЫВАТЕЛЯ ЦЕПИ ДЛЯ ШТЕПСЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИ ПРЕРЫВАТЕЛЯ ЦЕПИ
CIRCUIT BREAKER ADAPTER FOR CIRCUIT BREAKER PLUG-IN PANEL

В данной заявке заявлен приоритет временной заявки на Патент США №61/621206 от 6 апреля 2012 г., озаглавленной как «УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АДАПТЕР ДЛЯ ШТЕПСЕЛЬНОГО ПРЕРЫВАТЕЛЯ ЦЕПИ», которая включена в настоящий документ в виде ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники, к которой относится изобретение
Раскрытая концепция принадлежит в основном к штепсельным панелям прерывателей цепи, а точнее адаптеру для сопряжения прерывателя цепи нештепсельного типа со штепсельной панелью прерывателя цепи. Раскрытая концепция также относится к штепсельному узлу прерывателя цепи и к штепсельной панели прерывателя цепи, включающей в себя такой адаптер.
Уровень техники
Прерыватели цепи используют, например, в авиационных электрических системах, где они не только обеспечивают максимальную защиту по току, но также служат в качестве переключателей для включения и выключения оборудования. Авиационные или сверхминиатюрные прерыватели цепи, например, обычно бывают относительно небольшими, чтобы позволять относительно высокоплотную схему размещения авиационных панелей прерывателей цепи, что делает прерыватели цепи для многочисленных цепей доступными для пользователя. Авиационные электрические системы могут состоять, например, из сотен прерывателей цепи, каждый из которых используется для функции защиты цепи, а также для функции разрыва цепи через нажимно-вытяжную рукоятку.
Нажимно-вытяжная рукоятка прерывателя цепи перемещается из положения «внутрь» в положение «наружу», для размыкания соответствующей цепи нагрузки. Это действие можно осуществлять либо вручную, либо еще автоматически в случае состояния перегрузки или короткого замыкания. Если нажимно-вытяжная рукоятка перемещается из положения «наружу» в положение «внутрь», то цепь нагрузки повторно подключается к питанию. Если цепь нагрузки была автоматически отключена от питания, то операция «снаружи вовнутрь» нажимно-вытяжной рукоятки соответствует возврату прерывателя цепи в исходное состояние.
В штепсельных панелях прерывателей цепи, таких как описанные, например, в Патенте США № 8094436, обычно использована такая компоновка, как показана на ФИГ. 1. На такой панели 10, у которой только часть показана на ФИГ. 1, прерыватель 12 цепи штепсельного типа зафиксирован между шинной структурой 14 и лицевой панелью 16, которые оба зафиксированы к раме или к кожуху (не показан). Каждый прерыватель 12 цепи штепсельного типа обычно включает в себя первую поверхность 18, которая входит в контакт (либо прямо, как показано, либо косвенно) с лицевой панелью 16, посредством ручного управляющего элемента 20 (например, помимо прочего, за счет нажимно-вытяжной работы рукоятки), расположенного от первой поверхности 18 и простирающегося сквозь отверстие 21 в лицевой панели 16, и пары штепсельных элементов 22, расположенных напротив первой поверхности 18. В некоторых применениях, таких как пример, показанный на виде с торца прерывателя 12 на ФИГ. 2, штепсельные элементы 22 могут быть в основном выровнены относительно прерывателя 12, тогда как в других примерах (не показанных) штепсельные элементы 22 могут быть смещены друг относительно друга и/или относительно прерывателя 12.
Каждый из вторых штепсельных элементов 22 каждого прерывателя 12 цепи сопряжен с соответствующим одним из первых штепсельных элементов 24 (показанных в виде линии невидимого контура) шинной структуры 14. Каждый второй штепсельный элемент 22 и соответствующий сопряженный первый штепсельный элемент 24 взаимодействуют с обеспечением одного из: входной мощности (например, линии) или выходной нагрузки (например, нагрузки) от соответствующего прерывателя 12 цепи через электрическую шинную структуру 14. Входная мощность может представлять собой, например, однофазный входной сигнал переменного тока или входной сигнал постоянного тока. В качестве альтернативы, входная мощность может представлять собой, например, трехфазный входной сигнал переменного тока.
Штепсельная компоновка таких панелей 10 делает их особо пригодными для аэрокосмических (например, авиационных) электрических систем и других применений, где пространство для таких панелей и доступ к ним ограничен. Однако панели 10 как таковые, в частности, сконструированы для использования со штепсельными прерывателями 12 цепи, причем доступность и выбор таких прерывателей могут быть ограничивающим фактором при использовании таких панелей в определенных применениях.
Таким образом, существует пространство для усовершенствования штепсельных панелей прерывателей цепи и, следовательно, прерывателей цепи.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эти и другие требования удовлетворяются в вариантах осуществления раскрытой концепции, которые обеспечивают адаптер для сопряжения прерывателя цепи нештепсельного типа с панелью прерывателя цепи штепсельного типа и панелью прерывателя, включающей в себя прерыватель цепи нештепсельного типа и такой адаптер. Среди других преимуществ, раскрытая концепция обеспечивает гибкость в выборе прерывателей цепи для определенного применения, для предоставления возможности обслуживания работы прерывателя для данного применения.
В качестве одного аспекта раскрытой концепции, обеспечен адаптер для использования сопряжения прерывателя цепи нештепсельного типа с шинной структурой штепсельной панели прерывателя. Адаптер содержит: первую часть, структурированную так, чтобы быть соединенной с выводом прерывателя цепи нештепсельного типа, и противоположную вторую часть, структурированную для совместного вхождения в контакт с частью шинной структуры. Первая часть образована из первого проводящего материала, а противоположная вторая часть образована из второго проводящего материала. Первый проводящий материал и второй проводящий материал структурированы для образования проводящей дорожки между выводом прерывателя цепи нештепсельного типа и частью шинной структуры.
Первая часть может быть структурирована так, чтобы быть механически прикрепленной к выводу прерывателя цепи нештепсельного типа.
Первая часть может быть структурирована так, чтобы быть припаянной к выводу прерывателя цепи нештепсельного типа.
Первый проводящий материал может содержать медный сплав или другой подходящий проводящий материал.
Второй проводящий материал может содержать медный сплав или другой подходящий проводящий материал.
Первый проводящий материал и второй проводящий материал могут содержать один и тот же проводящий материал.
Первый проводящий материал и второй проводящий материал могут содержать различные части одного и того же единого куска проводящего материала.
Часть шинной структуры может содержать розетку, а противоположная вторая часть адаптера может содержать штепсельный элемент, структурированный для совместного вхождения в контакт с розеткой вокруг него.
Часть шинной структуры может содержать штепсельный элемент, а противоположная вторая часть адаптера может содержать розетку, структурированную для совместного вхождения в контакт с входящим в нее штепсельным элементом.
В качестве другого аспекта раскрытой концепции обеспечен узел штепсельного прерывателя цепи. Узел штепсельного прерывателя цепи содержит прерыватель цепи нештепсельного типа и адаптер, как было описано выше, в котором первая часть адаптера связана с выводом прерывателя цепи нештепсельного типа.
В качестве еще одного аспекта раскрытой концепции, обеспечена штепсельная панель прерывателя цепи. Штепсельная панель прерывателя цепи содержит шинную структуру и узел штепсельного прерывателя цепи, как было описано выше, причем противоположная вторая часть адаптера узла прерывателя цепи совместно входит в контакт с частью шинной структуры.
Эти и другие задачи, признаки и характеристики раскрытой концепции, а также способы эксплуатации и функционирования соответствующих элементов структуры и комбинирования частей, а также экономика изготовления, станут более ясными при рассмотрении следующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, все из которых образуют часть настоящего описания, в котором одинаковые номера ссылок обозначают соответствующие детали на различных Фигурах. Однако, таким образом, следует четко понимать, что чертежи приводятся лишь в целях иллюстрации и описания и не должны рассматриваться как обозначение пределов раскрытой концепции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Полное понимание раскрытой концепции может быть усилено из следующего описания предпочтительных вариантов осуществления при их прочтении в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
ФИГ. 1 представляет собой схематический вид сбоку штепсельного прерывателя цепи, показанного расположенным в части штепсельной панели прерывателя цепи.
ФИГ. 2 представляет собой схематический вид с торца штепсельного прерывателя цепи согласно ФИГ. 1.
ФИГ. 3 представляет собой схематический вид сбоку узла прерывателя цепи, включающего в себя нештепсельный прерыватель цепи и адаптеры, в соответствии с вариантом осуществления раскрытой концепции, расположенные в части штепсельной панели прерывателя цепи.
ФИГ. 4 представляет собой схематический вид с торца узла прерывателя цепи согласно ФИГ. 3.
ФИГ. 5 представляет собой схематический вид сбоку узла прерывателя цепи, включающего в себя нештепсельный прерыватель цепи и адаптеры, в соответствии с другим вариантом осуществления раскрытой концепции, расположенные в части другой штепсельной панели прерывателя цепи.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В целях настоящей работы, термин «множество» означает единицу или целое число, большее единицы (т.е. несколько).
В целях настоящей работы, утверждение, что две или более детали «связаны» вместе, означает, что детали соединены друг с другом непосредственно, либо соединены через одну или более промежуточных деталей.
В целях настоящей работы, термин «крепежный элемент» относится к любому подходящему соединяющему или затягивающему механизму, определенно включающему в себя, но не ограниченному этим, винты, болты, гайки (например, помимо прочего, стопорные гайки) и их сочетания.
В целях настоящей работы, термин «прерыватель цепи штепсельного типа» должен использоваться для обозначения любого прерывателя цепи, в котором применяется «вилка и розетка» или другой аналогичный механизм для электрической связи прерывателя или другого переключающего механизма со штепсельной панелью прерывателя цепи.
В целях настоящей работы, термин «прерыватель цепи нештепсельного типа» должен использоваться для обозначения любого прерывателя цепи, который не сконструирован специально для использования в штепсельной панели прерывателя цепи. Примеры «прерывателей цепи нештепсельного типа» включают в себя, помимо прочего, прерыватели с военными техническими требованиями (MILSpec, military specification), и прерыватели обычной конфигурации, в которых используется винт и стопорная шайба для прикрепления провода к монтажному зажиму или выводу на прерывателе.
Раскрытая концепция описана в связи со сверхминиатюрными или авиационными панелями прерывателей цепи, хотя раскрытая концепция применима для широкого диапазона различных панелей прерывателей цепи для широкого диапазона различных применений, а также применима для других электрических переключающих устройств (например, помимо прочего, переключателей, размыкателей, контакторов), применяемых в аналогичных панелях. Такие панели прерывателей цепи могут быть применены, например, и помимо прочего, в авиационных электрических системах переменного тока (AC), обладающих типичной частотой примерно 400 Гц, но также могут быть использованы в системах постоянного тока (DC). Также должно быть очевидно, что раскрытая концепция применима для других типов панелей прерывателей цепи, включающих в себя таковые, используемые в системах переменного тока, работающих при других частотах; для более крупных прерывателей цепи, таких как миниатюрные прерыватели цепи, предназначенные для жилья, или коммерческие прерыватели; и для широкого диапазона применения прерывателей цепи, таких как, например, помимо прочего, прерыватели цепей, предназначенные для жилья, коммерческие, промышленные, аэрокосмические и автомобильные. В качестве других неограничивающих примеров, возможно функционирование, как при переменном токе (например, помимо прочего, 120, 220, при 480-600 вольт переменного тока) функционирование при широком диапазоне частот (например, помимо прочего, 50, 60, 120, 400 Гц, и более высокие или низкие частоты), так и при постоянном токе (например, помимо прочего, 42 вольта постоянного тока).
Обратимся к ФИГ. 3 и 4, где показана, соответственно, часть штепсельной панели 40 прерывателя цепи и вид с торца узла прерывателя 42 цепи в соответствии с вариантом осуществления раскрытой концепции, включенного в такую панель 40. Аналогично панели 10, ранее обсуждаемой применительно к ФИГ. 1, панель 40 включает в себя шинную структуру 14, имеющую множество первых штепсельных элементов 24, простирающихся от нее, и лицевую панель 16, расположенную в основном параллельно шинной структуре 14. Шинная структура 14 и лицевая панель 16 обе зафиксированы к раме или кожуху (не показан). Однако, в отличие от панели 10, которая включала в себя прерыватель 12 цепи штепсельного типа, панель 40 включает в себя узел 41 прерывателя цепи, имеющий прерыватель 42 цепи нештепсельного типа, и несколько адаптеров 44, которые электрически связывают прерыватель 42 с шинной структурой 14. Точнее говоря, каждый адаптер 44 обеспечивает электрическую дорожку между соответствующим выводом 46 прерывателя 42 и первым штепсельным элементом 24 шинной структуры 14. Хотя прерыватель 42 показан как имеющий пару плоских выводов 46, следует учитывать, что могут быть использованы и другие размеры и/или расположения прерывателя, без отступления от объема раскрытой концепции. Например, помимо прочего, хотя это показано на виде с торца, согласно ФИГ. 4, в виде расположения в шахматном порядке, следует учитывать, что такой примерный вариант осуществления может быть легко использован с выровненным расположением, ранее описанным в связи с ФИГ. 1 и 2 за счет простого смещения одной или более частей адаптера (адаптеров) 44, описанного ниже.
Продолжая рассмотрение ФИГ. 3, отметим, что каждый адаптер 44 включает в себя первую часть 48, структурированную так, чтобы быть связанной с одним из выводов 46 прерывателя 42 цепи нештепсельного типа, и противоположную вторую часть 50, структурированную для совместного вхождения в контакт с частью шинной структуры, такой как штырь или первый штепсельный элемент 24. Как показано на рассеченной части ФИГ. 3, вторая часть 50 образована в основном как элемент розетки, который совместного входит в контакт со штыреообразным штепсельным элементом 24 шинной структуры 14. Первая часть 48 может быть образована из подходящего проводящего материала (например, помимо прочего, меди) и может быть связана с выводом 46 прерывателя 42 через любое подходящее средство, такое как, например, помимо прочего, механический крепежный элемент, или за счет припаивания. Вторая часть 50 может быть образована из того же материала, что и первая часть 48, или может быть образована из другого подходящего проводящего материала (например, помимо прочего, меди, бериллиево-медного сплава). При использовании, проводящие материалы первой и второй части 48 и 50 образуют проводящую дорожку между выводом 46 прерывателя 42 цепи нештепсельного типа и первым штепсельным элементом 24 шинной структуры 14.
Другой пример узла 60 штепсельного прерывателя цепи в соответствии с другим вариантом осуществления раскрытой концепции показан на ФИГ. 5. Точнее говоря, на ФИГ. 5 показана часть другой штепсельной панели 62 прерывателя цепи, которая в основном имеет подобную конструкцию, что и ранее обсуждаемые панели 10 и 40, и как таковая включает в себя нештепсельный прерыватель 42 цепи, расположенный между лицевой панелью 16 и шинной структурой 64. Однако, в отличие от шинной структуры 14 панелей 10 и 40, шинная структура 64 панели 62 включает в себя множество розеток 66, вместо ранее обсуждаемых штыреобразных первых штепсельных элементов 24. Для электрического соединения каждого из выводов 46 прерывателя 42 с такими розетками 66, узел 60 прерывателя включает в себя множество адаптеров 70.
Продолжая рассмотрение ФИГ. 5, следует отметить, что каждый адаптер 70 включает в себя первую часть 72, образованную из подходящего проводящего материала (например, помимо прочего, из меди), которая структурирована так, чтобы быть связанной с одним из выводов 46 прерывателя 42 цепи нештепсельного типа тем же способом, который был описан применительно к варианту осуществления согласно ФИГ. 3 и 4. Каждый адаптер 70 дополнительно включает в себя противоположную вторую часть 74, структурированную для совместного вхождения в контакт с соответствующей одной из розеток 66 шинной структуры 64. Как показано на рассеченной части согласно ФИГ. 5, вторая часть 74 образована в основном в виде штыреобразного штепселя в элементе, который сцепляется с внутренней частью (не пронумерована) розетки 66. Вторая часть 50 может быть образована из того же материала, что и первая часть 48, или может быть образована из другого подходящего проводящего материала (например, помимо прочего, из меди, бериллиево-медного сплава). При использовании, проводящие материалы первой и второй части 72 и 74 образуют проводящую дорожку между выводом 46 прерывателя 42 цепи нештепсельного типа и розеткой 66 шинной структуры 64.
Тогда как конкретные варианты осуществления раскрытой концепции были описаны подробно, специалисты в данной области техники должны учитывать, что в свете всех учений согласно раскрытию могут быть разработаны различные модификации и альтернативы для этих деталей. Например, помимо прочего, можно предсказать, что один или более из размеров или форма одной или обеих частей адаптера, описанного в настоящей работе, может быть легко видоизменена для совместного вхождения в контакт с соответствующими частями, соответствующими другим стилям/моделям прерывателей нештепсельного типа и шинных структур, отличными от тех, которые были детально описаны в настоящей работе. Хотя раскрытая концепция была подробно описана в настоящей работе применительно к прерывателям цепи, следует учитывать, что она может быть легко применена и для других электрических переключающих устройств, таких как, например, помимо прочего, переключатели, размыкатели, контакторы и т.д., без отступления от объема раскрытой концепции. Следовательно, конкретные раскрытые расположения следует рассматривать лишь как иллюстративные, а не ограничивающие, а что же касается объема раскрытой концепции, которая здесь приведена, то он весь охвачен прилагаемыми пунктами формулы изобретения и любыми и всеми их эквивалентами.