Корпус счётчика электрической энергии

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно, к корпусам электронных устройств для измерения интеграла электрической мощности или тока по времени, например потребления или расхода, и может быть использована в составе бытового многофункционального счётчика электрической энергии.
Из уровня техники известен корпус счётчика электрической энергии, содержащий цоколь, прозрачный кожух с монолитным приборным окном, коробку зажимов с прозрачной крышкой и монтажные элементы (см. патент RU89712, кл. G01R 11/04, опубл. 10.12.2009). Цоколь содержит приспособление для установки счётчика на плоскость обычным способом с помощью трех винтов: в нижней части цоколя с двух сторон имеются сегменты с отверстием для крепежных винтов, а в верхней части цоколя предусмотрен металлический кронштейн. Цоколь дополнительно снабжен узлом для крепления счётчика на DIN-рейку, выполненным в виде подвижной планки фиксатора с пружинным элементом. Кожух снабжен замками-захватами для его установки на цоколе, выполненными с двух сторон и в верхней части кожуха. В нижней части кожуха расположены два пломбировочных винта, обеспечивающих не только крепление кожуха, но и коробки зажимов. Основным недостатком известного устройства является ограниченная функциональность, обусловленная предлагаемой конструкцией кожуха,и невозможность его использования с современными моделями счётчиков.
Технической проблемой является устранение указанных недостатков и преодоление сложностей, вытекающих из специфики рассматриваемого корпуса счётчика электрической энергии, устанавливающегося в щитах на специальный металлический профиль, DIN-рейку 35 мм, выполненного в форм-факторе модульного электрического аппарата (типа автоматического выключателя), а именно малых габаритов корпуса в целом и лицевой панели в частности, применения прозрачного материала для изготовления деталей счётчика – кожуха и крышек для контроля несанкционированных воздействий на элементы счётчика; двухуровнего размещения основных элементов счётчика – панели с элементами отображения, на верхнем уровне и основной печатной платы и коробки зажимов на нижнем уровне. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, доступных для установленного в предлагаемом корпусе счётчика, при сохранении простоты сборки и внешнего вида.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что в корпусе счётчика электрической энергии, содержащем цоколь, прозрачный кожух с монолитным приборным окном, коробку зажимов с прозрачной крышкой и монтажные элементы, кожух снабжен фасонным отверстием с эластичной пробкой с тыльной стороны, в котором расположена управляющая кнопка, и выполненными с тыльной стороны кожуха штырьками, на которых закреплена пластина из магнитомягкого материала. Пластина из магнитомягкого материала может быть зафиксирована с помощью эластичных шайб или путём терморасклепывания указанных штырьков. Между пластиной из магнитомягкого материала и кожухом предпочтительно расположен шильдик, закреплённый посредством указанных штырьков и эластичной пробки. Пластина из магнитомягкого материала предпочтительно установлена напротив выполненного на лицевой поверхности кожуха ограничительного бортика и совместно с ним обеспечивает возможность фиксации магнитной головки оптического порта. Корпус предпочтительно снабжен отдельной дополнительной крышкой, за которой расположены клеммник и резервный источник питания. Монтажные элементы предпочтительно включают выполненный в цоколе паз для крепления счётчика на DIN-рейку и подпружиненный фиксатор.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого корпуса;
на фиг.2 – внутреннее устройство счётчика в корпусе;
на фиг.3 – то же с печатным узлом индикации;
на фиг.4 – общий вид кронштейна счётного механизма;
на фиг.5 – цоколь корпуса, вид изнутри;
на фиг.6 – схема примыкания кожуха к корпусу;
на фиг.7 – предлагаемый корпус, вид сзади;
на фиг.8 – счётчик в предлагаемом корпусе со снятыми крышками;
на фиг.9 – расположение пластин из магнитомягкого материала;
на фиг.10 – разрез А-А по фиг.9.
Предлагаемый корпус счётчика электрической энергии содержит цоколь 1 прямоугольного коробчатого типа с L-образными направляющими 1.1; прозрачный кожух 2 с монолитным приборным окном, кнопкой 2.1 и ограничительным бортиком 2.2; две прозрачные крышки 3 и 4, ограничивающие каждая свой объем корпуса, изготовленные из термопластичных материалов методом литья под давлением, и монтажные элементы. Одна из стенок корпуса сформирована поверхностью коробки 5 зажимов, которая имеет пазы с цилиндрической поверхностью для фиксации в цоколе 1 и закрыта крышкой 3, дополнительно фиксируемой направляющими 1.1.
В пространстве между цоколем 1 и кожухом 2 размещаются основные функциональные узлы: электронный модуль на печатной плате 6, выполняющий основную функцию измерения электроэнергии; клеммник 7; кронштейн 8, позиционируемый посредством пазов 9 за выступы в цоколе 1 и выполняющий универсальную функцию монтажа на нем или счетного механизма 10 и/или узла светодиодной индикации 11, или печатного узла индикации 12 измеренных величин на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ), имеющий крепежные элементы 13: защелки, отверстия под шурупы, штыри-фиксаторы и опоры. Крышка 4 ограничивает доступ к расположенным за ней клеммнику 7 и резервному источнику питания – батарее 14.
На внутренней поверхности цоколя 1 расположены элементы 15 крепления и фиксации платы 6 со смонтированными на ней электронными компонентами, а также расположены элементы 16, обеспечивающие сборку корпуса – резьбовые втулки и отверстия для сборки посредством стандартных и специальных пломбировочных винтов.
Примыкающие друг к другу поверхности кожуха 2 и цоколя 1 имеют структуру «шип-паз»: в цоколе 1 по периметру сформирован паз с возможностью закладки в него уплотнителя 17, а по периметру кожуха 2 сформирован шип, который при смыкании кожуха 2 и цоколя 1 сжимает эластичный уплотнитель и обеспечивает герметичность полезного объема предлагаемого корпуса.
Монтажные элементы включают выполненный в цоколе 1 паз 18 для монтажа счётчика на монтажную рейку 35 мм, а также подпружиненный фиксатор 19, при помощи которого счётчик фиксируется на монтажной рейке.
Задача замены резервного источника (батареи) по мере потери емкости решается путем выноса батареи 14 за пределы основного полезного объема корпуса, защищенного пломбами поверителя, в доступную для эксплуатирующей организации зону, закрываемую крышкой 4, в цилиндрической нише кожуха20 с соединением электрической цепи посредством разъема (коннектора), размещенного на основной печатной плате 6 счётчика.
Использование прозрачного пластика для изготовления кожуха 2 ограничивает возможности конструктора по формированию конструктивных элементов на внутренней поверхности кожуха, чтобы не ухудшить внешний вид прибора. Сутью решения в настоящей полезной модели является способ одновременного крепления шильда – информационной таблички 21, кнопки 2.1 просмотра данных на ЖКИ и металлической пластины 22 из магнитомягкой стали, обеспечивающей фиксацию магнитной головки оптического порта в вертикальном положении счётчика, в единую сборку с кожухом 2 счётчика без ухудшения внешнего вида прибора. Целью предложения является достижение результата с минимумом трудозатрат при сборке и с исключением таких конструктивных элементов на внутренней поверхности окна обзора информации, которые ухудшают эстетический облик лицевой панели прибора. Для этого в кожухе предусмотрено фасонное отверстие 23, повторяющее контур нажимной части кнопки 2.1, выполненной в виде цилиндра со сферическим торцевой поверхностью с лицевой стороны и выступающим бортиком за диаметр цилиндра с другой стороны. В прижатом к кожуху 2 состоянии нажимная часть кнопки 2.1 заполняет пространство в фасонном отверстии 23 заподлицо с его нижним срезом. От невыпадения из кожуха 2 нажимная часть закрывается пробкой 24 в виде чашки из эластичного материала (латекс) с внутренней стороны кожуха 2. При этом пробка 24 имеет малую толщину материала в зоне примыкания к нажимной части, что обеспечивает возврат нажимной части кнопки после нажатия на нее. Под нажимной частью кнопки находится микровыключатель мембранного типа 25, который имеет собственную пружину, отжимающую нажимную часть кнопки 2.1. Особенностью предлагаемого решения является комбинированное использование пробки 24 для цели обеспечения функционала кнопки 2.1 и для прижатия и фиксации шильда21 к внутренней поверхности кожуха.
В процессе изготовления кожуха 2 литьем под давлением с его тыльной стороны формируются два штырька 26 для последующего крепления с их помощью металлической пластины 22 из магнитомягкой стали и одновременного дополнительного крепления шильда 21. Возможны два альтернативных способа крепления: методом терморасклепывания штырьков 26 или методом надевания на штырьки эластичных шайб 27. Пластина 22 из магнитомягкого материала установлена напротив выполненного на лицевой поверхности кожуха 2 ограничительного бортика 2.2 и совместно с ним обеспечивает возможность фиксации магнитной головки оптического порта в вертикальном положении счётчика.
Предлагаемый корпус позволяет за счёт наличия кнопки значительно расширить функциональные возможности, доступные для установленного в предлагаемом корпусе счётчика, при сохранении простоты сборки и внешнего вида. Трудоемкость сборки корпуса при производстве счётчика минимальна за счет быстрого позиционирования и крепления элементов корпуса между собой, что достигается с помощью применения универсального кронштейна, позволяющего выпускать модификации счётчиков с различными задачами. Кроме того, такой счётчик удобен в эксплуатации и создаёт хорошее эстетическое восприятие за счет применения прозрачных материалов кожуха и крышек, позволяющих кроме возможности визуально контролировать наличие дополнительных устройств, способствующих хищению электроэнергии, также достигнуть высокого уровня дизайна.