Вилка кабельного разъема

Область техники
Настоящая полезная модель относится к разъемным кабельным соединениям, а именно к вилкам электрических кабельных разъемов, и может быть использована, в частности, в нефтегазовой и трубной промышленности в составе конструкций установок для индукционного нагрева сварных швов трубопроводов.
Уровень техники
Известно изобретение по патенту США № 8,115,147 (опубликован 14.02.2012), в котором раскрыты способы и устройства для осуществления индукционного нагрева сварных швов трубопроводов. Известные технические решения используют следующим образом. Индукционное одеяло оборачивают вокруг области сварного шва, соединяющего две трубы встык, поверх одеяла по спирали наматывается гибкий кабель. При подключении кабеля к источнику индукционного нагрева вырабатывается переменный электрический ток, создающий магнитное поле, которое индуцирует вихревые токи в области сварного шва, тем самым нагревая эту область. Для обеспечения кабельных соединений при осуществлении индукционного нагрева стыков труб используют кабельные разъемы, которые состоят из двух конструктивных частей – вилки и розетки, каждая из которых соединена с тем или иным концом кабеля и в совокупности представляющих собой разъемное соединение. Из приведенного патентного документа известно, что соединение частей разъема может быть осуществлено с использованием замка, обеспечивающего байонетное соединение гибкого кабеля с источником нагрева.
Также известен коаксиальный кабельный разъем по патенту на изобретение РФ № 2 220 484 (опубликован 27.12.2003). В соответствии с известным изобретением, штекерная секция коаксиального кабельного разъема снабжена накидной втулкой с фланцем и крепежными отверстиями, а также прижимной втулкой с наружной резьбой на одном конце и фланцем, идентичным фланцу накидной втулки, но с резьбовыми крепежными отверстиями  на другом.
Недостатком данного разъема является его низкая ремонтопригодность, связанная с большим количеством резьбовых соединений для сопряжения штекерной и гнездовой секций, использование сравнительно большого числа мелкогабаритных соединительных элементов – болтов и гаек, потребностью в применении дополнительного крепежа и инструментов для проведения технического обслуживания и ремонтных работ.
Наиболее близким техническим решением является устройство для обеспечения электрического соединения, раскрытое в патенте на полезную модель РФ № 85 758 (опубликован 10.08.2009). В соответствии с известной полезной моделью, устройство содержит корпус, выполненный в виде стакана, на выступах внутренней поверхности которого закреплен первый токопроводящий элемент. Второй токопроводящий элемент имеет форму цилиндра с хвостовиком и установлен внутри двух полых втулок, с возможностью перемещения вдоль оси корпуса. Поверх открытой части стакана установлен фиксатор, надежно удерживающий первую втулку внутри корпуса. Наружные и внутренние цилиндрические поверхности второй втулки имеют кольцевые выточки с размещенными в них эластичными герметизирующими прокладками. Первый и второй токопроводящие элементы выполнены с возможностью подключения к внешней цепи. На цилиндре и хвостовике второго токопроводящего элемента размещены две пружины сжатия, необходимые для создания электрического контакта между первым и вторым токопроводящими элементами и контактным элементом, соединенным с внешним проводом электрической цепи.
Недостатком известного устройства является наличие сравнительно большого числа конструктивных элементов, в том числе, мелкогабаритных элементов, влияющих на надежность обеспечения электрического контакта, что отрицательно влияет на ремонтопригодность устройства, скорость его сборки (разборки) и, как следствие, его надежности в целом.
Раскрытие сущности полезной модели
Технической задачей, поставленной перед авторами настоящей полезной модели, является создание надежной конструкции вилки кабельного разъема, простой при сборке и эксплуатации, в особенности, в неблагоприятных климатических условиях.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в увеличении сроков службы и повышении ремонтопригодности вилки кабельного разъема.
Указанный технический результат достигается за счет конструкции вилки кабельного разъема, состоящей из токопроводящего наконечника с надетой на него втулкой, при этом дополнительно в токопроводящем наконечнике выполнены пазы для ориентирования втулки при сборке вилки, в поверхности втулки выполнены отверстия, совмещаемые с пазами наконечника, в отверстиях установлены уплотнительные вставки, которые удерживают втулку от смещения относительно наконечника, поверх втулки установлена замковая часть, обеспечивающая байонентное соединение при контакте с ответной замковой частью.
В частности, токопроводящий наконечник изготовлен из латуни.
В частности, токопроводящий наконечник имеет посеребренную поверхность.
В частности, в поверхности втулки у основания выполнен кольцевой паз для фиксации резинового кабельного мундштука на втулке.
В частности, втулка изготовлена из полиамида.
В частности, уплотнительные вставки изготовлены из стеклотекстолита.
В частности, замковая часть снабжена ограничителем проворота, который представлен упором, фиксирующим кабельный разъем в сборе в положение «замок закрыт».
В частности, замковая часть изготовлена из полиамида.
Главным преимуществом заявляемой вилки кабельного разъема по сравнению с известными решениями является отсутствие каких-либо резьбовых или сварных соединений для сбора вилки. Используемые для изготовления узлов вилки материалы позволяют обеспечить ее прочность и надежность. Выполнение отдельных узлов обеспечивает устойчивость вилки к случайным повреждениям, быструю сборку, очистку, и замену отдельных узлов, что значительно повышает сроки эксплуатации вилки и ремонтопригодность её в сравнении с решениями, известными из предшествующего уровня техники.
В ходе анализа научно-технической и патентной литературы не было выявлено аналогов, охарактеризованных той же совокупностью существенных признаков, которыми обладает настоящая полезная модель. Следовательно, можно предположить, что заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Настоящая полезная модель может быть реализована с применением известных материалов, технологических процессов и оборудования. Следовательно, можно предположить, что заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».
Краткое описание чертежей
На фиг. представлен сборочный чертеж вилки кабельного разъема.
Осуществление полезной модели
В соответствии с фигурой, токопроводящий наконечник 1 представляет собой, по существу, цилиндрическое тело вращения с хвостовиком. Наконечник может быть изготовлен из токопроводящего сплава, например, латуни, и иметь посеребренную поверхность. Посеребрение необходимо для уменьшения переходного сопротивления при контакте и приводит к улучшению качества электрического соединения. В поверхности наконечника выполнены пазы для ориентирования втулки 2 при сборе вилки. В предпочтительном варианте осуществления таких пазов может быть два, и каждый из них может быть выполнен на противолежащей части поверхности наконечника, к примеру, на одном уровне. Как это показано на фиг., при ориентировании вилки в горизонтальном положении, одинаковые по форме и размеру пазы могут быть выполнены сверху и снизу относительно горизонтальной оси наконечника.
У основания наконечника выполнен кольцевой паз для фиксации резинового кабельного мундштука 3, внутренняя поверхность которого снабжена комплементарным кольцевым выступом, за счет чего обеспечивается фиксация мундштука 3 на наконечнике 1. В основании наконечника выполнена полость для фиксации в ней жил электрического кабеля 4, например, при помощи пайки.
Хвостовик наконечника 1 может быть выполнен полым, на внутренней поверхности его стенок может быть выполнена резьба.
Втулка 2, также как и наконечник, представляет собой цилиндрическое тело вращения с внутренней полостью, при этом форма и объем такой полости подбираются таким образом, чтобы при надевании втулки 2 на наконечник 1 обеспечить минимальный зазор между внутренней поверхностью втулки 2 и телом наконечника 1. В поверхности втулки 2 выполнены отверстия, совмещаемые с пазами в поверхности наконечника 1 и кольцевой выступ для фиксации на ней замковой части 6. Форма отверстий может быть выбрана таким образом, что пазы в поверхности наконечника остаются не закрытыми боковыми стенками втулки при сборе вилки. В пазы устанавливают стеклотекстолитовые вставки 5, которые удерживают втулку от смещения относительно наконечника.
Указанные вставки 5 получают путем резки круглой пластинчатой стеклотекстолитовой заготовки по прямой линии. Размер вставки 5 определяется размером паза, выполненного в поверхности наконечника 1, с учетом толщины стенки втулки 2.
Поверх втулки 2 устанавливают замковую часть 6, которая обеспечивает байонетное соединение с ответной замковой частью и служит корпусом для вилки в сборе. Замковая часть 6 может быть снабжена упором, который предохраняет замковую часть вилки от случайного повреждения и проворота при замыкании с ответной замковой частью розетки. За счет указанного упора кабельный разъем фиксируется в сборе в положение «замок закрыт». Замковая часть 6 может быть изготовлена из полиамида.
Сбор вилки кабельного разъема осуществляется в следующем порядке. На освобожденный от изоляции и зачищенный до медного блеска кабель предварительно надевают резиновый кабельный мундштук 3. В полость в основании наконечника 1 запаивают жилы электрического кабеля. Поверх наконечника 1 надевается втулка 2. Пазы в поверхности наконечника 1 совмещают с отверстиями в стенках втулки 2. В пазы устанавливают стеклотекстолитовые вставки 5. Затем поверх собранного изделия устанавливают замковую часть 6. Электрический кабель 4 закрывают предварительно надетым резиновым кабельным мундштуком 3, фиксируемым на основании наконечника 1 кольцевой канавкой и и внутренними выступами мундштука 3.
Хвостовик наконечника 1 вилки кабельного разъема вводят в полость контактной группы розетки (на чертеже не показана). Механическое соединение вилки и розетки в единый разъем осуществляется поворотом двух замковых частей вилки и розетки при помощи байонетного соединения.
Для того чтобы предотвратить повреждение контактной поверхности наконечника 1 при разборке вилки, в хвостовик наконечника 1 вкручивается подходящий болт, затем вилку зажимают в слесарные тиски и снимают резиновый кабельный мундштук 3.
При изготовлении изделия согласно настоящей полезной модели, размеры указанного наконечника 1 выбирают исходя из конкретных требований к разъему, в частности, требований по величине пропускаемого тока и размеров ответной части – розетки кабельного разъема.