БОЛТ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЖИЛ КАБЕЛЯ И СБОРНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к сборным соединителям для соединения кабельных жил с помощью механических болтов.
Сборные соединители для соединения кабельных жил с помощью механического соединителя хорошо известны в современной технике. Наиболее близким аналогом является механический соединитель по патенту Японии №2005293898 кл. F16B 7/18 от 2005-10-20. Механический соединитель представляет собой корпус (основу), куда вставляется кабельная жила. В корпусе соединителя имеются отверстия для установки болтов. Болты служат для фиксации кабельных жил внутри соединителя и для прижатия жил к стенке корпуса с целью обеспечения контакта с низким сопротивлением.
2
Такие болты (т.н. «срывные болты») могут иметь срывную головку, которая срывается после закрутки болта в корпус механического соединителя с заданным моментом затяжки. Обычные болты изготавливаются из латуни с оловянным покрытием. Обычные болты имеют сферический кончик, который прижимает кабельную жилу. Доказано, что для кабельных жил сечением более 95 мм обычные болты не могут обеспечить необходимого низкого сопротивления контакта, что значительно снижает срок эксплуатации электрического контактного соединения.
Целью данной полезной модели является создание болта улучшенной конструкции для соединения кабельных жил с помощью механического соединителя, и усовершенствование соединителя, включающего механический соединитель с упомянутыми болтами. Указанная цель достигается за счет конструкции болта для соединения, по меньшей мере, двух жил кабеля в механическом соединителе, где болт содержит секцию головки, секцию резьбы и концевую секцию, где концевая секция имеет выпуклый и вогнутый участок.
А также тем, что болт выполнен с аксиально-симметричной концевой секцией и боковой поверхностью концевой секции, состоящей из выпуклого и вогнутого участка, где выпуклый участок формирует кончик болта.
А также тем, что болт выполнен с секцией головки, предназначенной для срыва по линии между секцией головки и секцией резьбы.
А также тем, что болт выполнен из алюминиевого сплава.
А также тем, что болт выполнен с поверхностью, покрытой воском или смазкой.
А также тем, что болт выполнен с высотой концевой секции в продольном направлении (201) болта (200), составляющей не менее 20% диаметра (223) секции резьбы (220).
А также тем, что болт выполнен с радиусом выпуклого участка, не более 2 мм.
А также тем, что болт выполнен с радиусом вогнутого участка не менее 10 мм.
А также тем, что сборный соединитель содержит механический соединитель и болт, причем механический соединитель выполнен с первым отверстием для вставки упомянутого болта.
А также тем, что (борный соединитель выполнен со вторым отверстием для жилы кабеля.
В соответствии с заявленной полезной моделью, болт для соединения кабельных жил с помощью механического соединителя состоит из секции головки, секции резьбы и концевой секции. Концевая секция состоит из выпуклого и вогнутого участка. Преимущество данного болта заключается в лучшем прижатии нитей кабельной жилы, что повышает поперечную проводимость и надежность электрического контактного соединения, а также увеличивает срок службы соединения.
В предпочтительном варианте конструкции болта концевая секция имеет аксиально-симметричный вид, а на боковой поверхности концевой секции имеются выпуклый и вогнутый участки. Выпуклый участок формирует кончик болта. Еще одно преимущество болта заключается в том, что он выполнен в виде штифта, позволяющего проникать в жилу кабеля и разрушать оксидный слой на нитях жилы.
В одном из вариантов конструкции болта предусмотрена срывная головка, отделяющаяся по линии между секцией головки и секцией резьбы. Преимущество срывной головки заключается в уменьшении физических размеров соединения между кабельной жилой и механическим соединителем. Кроме того, срывная головка обеспечивает необходимый момент затяжки для закрепления кабельной жилы и препятствует случайному извлечению болта из механического соединителя.
В особо предпочтительном варианте реализации изобретения болт изготавливается из алюминиевого сплава. Преимуществом изготовления болта из алюминиевого сплава является существенное удешевление производства по сравнению с использованием для изготовления болта из латуни. Кроме того, болт из алюминиевого сплава обеспечивает оптимальное распределение тока в соединении, снижая тем самым общее сопротивление контакта. Еще одним преимуществом болта из алюминиевого сплава является отсутствие необходимости в оловянном покрытии.
В одном из вариантов осуществления изобретения болт частично покрывается смазкой или воском. Преимущество частичного покрытия поверхности болта смазкой или воском состоит в уменьшении сопротивления трения в области резьбы и кончика болта.
В предпочтительном варианте конструкции болта длина концевой секции в продольном направлении составляет не менее 20% диаметра секции резьбы. Такой размер концевой секции обеспечивает оптимальное электрическое контактное соединение между жилой провода и механическим соединителем.
Желательно, чтобы радиус выпуклого участка не превышал 2 мм. Достоинством такого решения является то, что при этом выпуклый участок образует достаточно острый кончик, способный проникать в жилу провода и прижимать его нити.
Также желательно, чтобы радиус вогнутого участка составлял не менее 10 мм. Достоинством такого решения является увеличение площади прижимного контакта между болтом и кабельной жилой.
Согласно настоящей полезной модели, соединитель представляет собой механический соединитель с болтом. Конструкция болта описана выше. Механический соединитель имеет отверстие для вставки упомянутого болта. Преимущество данного сборного соединителя состоит в обеспечении надежного электрического контактного соединения между механическим соединителем и кабельной жилой на длительный срок.
В предпочтительном варианте конструкции сборного соединителя механический соединитель имеет второе отверстие для вставки кабельной жилы. Достоинством такой конструкции соединителя является простота размещения кабельного конца внутри соединителя.
Ниже предлагается подробное описание изобретения со ссылками на следующие фигуры чертежей:
на фиг.1 представлен болт;
на фиг.2 представлено перспективное изображение сборного соединителя;
на фиг.3 представлен вид сбоку болта с указанием предпочтительных размеров;
на фиг.4 представлен вид болта сверху;
на фиг.1 представлена боковая проекция болта 200. Болт 200 может служить для соединения кабельных жил с помощью механического соединителя. Болт 200 предпочтительно изготавливается из алюминиевого сплава.
Болт 200 включает секцию головки 210, секцию резьбы 220 и концевую секцию 230. В продольном направлении 201 болта 200 секция головки 210, секция резьбы 220 и концевая секция 230 располагаются последовательно. Секция резьбы 220 располагается между секцией головки 210 и концевой секцией 230.
Секция головки 210 состоит из шестигранной головки 211 и конической шейки 212. Шестигранная головка 211 предназначена для затяжки болта 200 при помощи гаечного ключа. Конический штырь 212 соединяет шестигранную головку 211 с секцией резьбы 220. Верхняя часть конической шейки 212, соединенной с шестигранной головкой 211, имеет больший диаметр, чем нижняя часть конической шейки 212, присоединенной к секции резьбы 220.
Секция резьбы 220 имеет цилиндрическую форму. Боковая поверхность секции резьбы 220 включает наружную резьбу 221, не показанную в деталях на фиг.1. Наружная резьба 221 позволяет надежно закреплять болт 200 в соответствующей внутренней резьбе.
В концевой секции 230 болт 200 сужается от диаметра секции резьбы 220 к кончику. Верхушка концевой секции 230 формирует выпуклый участок 231. Между выпуклым участком 231 и секцией резьбы 220 концевая секция 230 образует вогнутый участок 232.
За исключением шестигранной головки 211 болт 200 имеет аксиально-симметричную конструкцию.
На фиг.2 показано перспективное изображение сборного соединителя 100, предназначенного для электрического подключения по меньшей мере двух кабельных жил с помощью механического соединителя.
Сборный соединитель 100 включает в себя механический соединитель 300. Механический соединитель 300 изготавливается из электропроводящих материалов, предпочтительно из металла. Механический соединитель 300 выполнен в виде трубы с продольным отверстием 330. Продольное отверстие 330 расположено не по центру механического соединителя 300 в примере, показанном на фиг.2. Следовательно, механический соединитель 300 обеспечивает большую толщину стенки в первом радиальном направлении и меньшую толщину стенки во втором радиальном направлении. Продольное отверстие 330 может также располагаться по центру в трубчатом механическом соединителе 300.
2
Кабельная жила 400 устанавливается в продольном отверстии 330 механического соединителя 300 для соединения с другой кабельной жилой при помощи механического соединителя, за счет чего обеспечивается электрическое контактное соединение между жилой кабеля 400 и механическим соединителем 300. Кабельная жила 400 может, например, иметь поперечное сечение, равное или превышающее 10 мм. Кабельная жила 400 может представлять собой жилу круглого сечения, многопроволочную жилу или сегментную жилу. В зависимости от типа кабельной жилы 400 на нее может подаваться любое напряжение - от низкого до сверхвысокого.
В примере, показанном на фиг.2, механический соединитель 300 имеет первое отверстие 310 и второе отверстие 320. Первое отверстие 310 и второе отверстие 320 находятся на боковой стенке соединителя 300 и проходят между внешней поверхностью механического соединителя 300 и продольным отверстием 330 механического соединителя 300. В упрощенном варианте конструкции механического соединителя 300 второе отверстие 320 может отсутствовать.
Первое отверстие 310 и второе отверстие 320 имеют внутреннюю резьбу, совместимую с наружной резьбой 221 секции резьбы 220 болта 200. Болт 200 вставляется в каждое из отверстий 310 и 320. Концевая секция 230 болта 200 входит в продольное отверстие 330 механического соединителя 300 и фиксирует кабельную жилу 400, создавая оптимальное электрическое контактное соединение между механическим соединителем 300 и кабельной жилой 400, как будет подробно описано ниже.
Болт 200 имеет линию срыва 213, расположенную между конической шейкой 212 и секцией резьбы 220. Линия срыва 213 рассчитана на срыв при определенном моменте затяжки, приложенном к секции головки 210 болта 200. Когда болт 200 переламывается по линии срыва 213, секция головки 210 болта 200 отделяется от секции резьбы 220, концевой секции 230 и болта 200.
Для сборного соединителя 100, показанного на фиг.2, при попытке ввернуть болт 200 глубже в отверстия 310 и 320 механического соединителя 300 произойдет срыв болта по линии 213. Это уменьшает объем, занимаемый сборным соединителем 100, и препятствует случайному извлечению болтов 200 из механического соединителя 300. Тем не менее, линия срыва 213 может отсутствовать в некоторых вариантах конструкции болта 200 и соединителя 100.
На фиг.2 показано, как секции кончиков 230 болтов 200 входят в продольное отверстие 330 механического соединителя 300, обеспечивая прочное механическое и электрическое контактное соединение между кабельной жилой 400 и механическим соединителем 300. Секции кончиков 230 болтов 200 прижимают кабельную жилу 400 к зоне прижатия 401. Если кабельная жила 400 состоит из нескольких нитей, концевой секции 230 способны разрушать оксидный слой на каждой из нитей, создавая максимально возможную поперечную проводимость между отдельными нитями. Сжатие кабельной жилы 400 в зоне сжатия 401 и разрушение оксидного слоя на поверхности нитей жилы 400 обеспечивает электрическое контактное соединение между кабельной жилой 400 и механическим соединителем 300, создавая низкое сопротивление контакта и повышая срок службы соединения. Преимущества подобного соединения подкрепляются конструкцией концевой секции 230 болта 200. Штифтовая конструкция концевой секции 230 болта 200 обеспечивает более оптимальное проникновение в жилу кабеля 400, чем обычная сферическая конструкция.
Фиг.3 иллюстрирует боковую проекцию болта 200 с указанием предпочтительных размеров болта 200. Фиг.4 иллюстрирует вид болта 200 сверху.
Шестигранная головка 211 секции головки 210 болта 200 имеет высоту 214 в продольном направлении 201. Высота 214 шестигранной головки 211 равна 8 мм. Шестигранная головка 211 имеет ширину 216, как показано на фиг.4.
Коническая шейка 212 секции головки 210 болта 200 имеет высоту 215 в продольном направлении 201. На конце конической шейки 212, соединенного с секцией резьбы 220, коническая шейка 212 имеет меньший диаметр 217.
Секция резьбы 220 болта 200 имеет высоту 222. Секция резьбы 220 имеет диаметр 223. Наружная резьба 221 секции резьбы 220 может представлять собой, например, резьбу типа M22×1,5-6h.
Концевая секция 230 имеет высоту 233 в продольном направлении 201 болта 200. Высота 233 концевой секции 230 предпочтительно составляет 6 мм. Выпуклый участок 231 концевой секции 230 имеет радиус 234. Радиус 234 выпуклого участка 231 предпочтительно не превышает 2 мм. Вогнутый участок 232 концевой секции 230 имеет радиус 235. Радиус 235 вогнутого участка 232 предпочтительно составляет 10 мм или более. Выпуклый участок 231 предпочтительно расположен тангенциально по отношению к вогнутому участку.
Поверхность наружной резьбы 221 секции резьбы 220 и концевая секция 230 должны покрываться воском или смазкой для уменьшения сопротивления трения между наружной резьбой 221 секции резьбы 220 болта 200 и внутренней резьбой отверстий 310 и 320 механического соединителя 300, а также между концевой секцией и кабельной жилой. Также можно полностью покрывать болт 200 воском или смазкой. Нанесением покрытия на болт можно также полностью пренебречь.