КАБЕЛЬНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
CABLE CONNECTION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к кабельной соединительной системе. Более конкретно, настоящее изобретение относится к кабельной соединительной системе, которая изолирована и включает в себя фиксируемые контактные узлы для безопасного и эффективного распределения электроэнергии.
Уровень техники
Традиционные силовые кабели, как правило, подключают в панель систем для распределения электроэнергии. Например, портативные системы генерации электроэнергии включают в себя большие модули в форме морского контейнера, которые содержат оборудование генерации электроэнергии и передачи электроэнергии к подвижным установкам бурения нефтяных скважин. В таких системах распределения часто возникают проблемы, связанные с ошибками в процессе монтажа вследствие неправильно затянутых соединений. Часто происходит ослабление этих соединений. Кроме того, токопроводящие поверхности таких систем часто подвержены внешнему воздействию. Кроме того, кабели этих традиционных систем жестко соединены с панелями и, следовательно, не характеризуются свободой передвижения.
Таким образом, существует потребность в создании безопасного и эффективного устройства для распределения электроэнергии, которое снижает вероятность возникновения ошибки в процессе монтажа и связанные с монтажом затраты.
Раскрытие изобретения
Следовательно, настоящее изобретение предлагает кабельную соединительную систему, которая содержит первый контактный узел, который включает в себя корпус и первый контакт, помещенный в корпус. Первый контакт характеризуется наличием части в виде концевой заделки кабеля, которая выполнена с возможностью оконцевания конечной части кабеля, и части в виде устройства сопряжения, которая характеризуется наличием первой контактной поверхности и установленной на ее конце заглушки. Заглушка характеризуется наличием первой фиксирующей поверхности. Указанная система также содержит второй контактный узел, который сочленяется с первым контактным узлом и включает в себя корпус и второй контакт, помещенный в корпус. Второй контакт характеризуется наличием второй контактной поверхности, которая выполнена с возможностью зацепления с первой контактной поверхностью первого контактного узла, при этом второй контакт выполнен с возможностью вращения относительно первого контакта первого контактного узла. Кроме того, указанная система содержит фиксирующий элемент, который характеризуется наличием второй фиксирующей поверхности, выполненной с возможностью зацепления с первой фиксирующей поверхностью заглушки, при этом, когда вторая фиксирующая поверхность входит в зацепление с первой фиксирующей поверхностью, происходит блокировка перемещения в осевом направлении указанного первого контактного узла относительно указанного второго контактного узла, причем указанный первый контакт сохраняет способность вращаться относительно указанного второго контакта.
Настоящее изобретение также предлагать кабельную соединительную систему, которая содержит первый контактный узел, который включает в себя корпус, первый проводящий контакт, помещенный в корпус, и принимающую область, которая образована между корпусом и первым проводящим контактом. Корпус характеризуется изолирующими свойствами. Первый проводящий контакт характеризуется наличием части в виде концевой заделки кабеля, выполненной с возможностью оконцевания конечной части кабеля, и части в виде устройства сопряжения, которая характеризуется наличием первой контактной поверхности и установленной на ее конце заглушки. Заглушка характеризуется изолирующими свойствами. Указанная система также содержит второй контактный узел, который сочленяется с первым контактным узлом. Второй контактный узел включает в себя наружный корпус и второй проводящий контакт, помещенный в наружный корпус. Наружный корпус характеризуется изолирующими свойствами. Второй проводящий контакт характеризуется наличием второй контактной поверхности, выполненной с возможностью зацепления с указанной первой контактной поверхностью указанного первого контактного узла с образованием электрического пути между ними. Указанная система также содержит изоляционный штекер, который выполнен с возможностью вставки вовнутрь указанного второго контактного узла, когда указанный второй контактный узел и указанный первый контактный узел разъединены, при этом, когда указанные первый и второй контактные узлы сочленены, указанный корпус указанного первого контактного узла покрывает все открытые поверхности указанного второго проводящего контакта, а указанный наружный корпус указанного второго контактного узла покрывает все открытые поверхности первого проводящего контакта, и, когда указанные первый и второй контактные узлы разъединены, указанная заглушка и указанный корпус указанного первого контактного узла покрывают все открытые поверхности первого проводящего контакта, а указанный наружный корпус указанного второго контактного узла и указанный изоляционный штекер покрывают все открытые поверхности второго проводящего контакта.
Настоящее изобретение также предлагает кабельную соединительную систему, которая содержит множество первых контактных узлов. Каждый из первых контактных узлов включает в себя первый контакт, характеризующийся наличием части в виде концевой заделки кабеля, выполненной с возможностью оконцовки конечной части кабеля, и части в виде устройства сопряжения, характеризующейся наличием первой контактной поверхности и установленной на ее конце заглушки. Заглушка характеризуется наличием первой фиксирующей поверхности. Указанная система также содержит множество вторых контактных узлов, которые выполнены с возможностью сочленения с первыми контактными узлами. Каждый из указанных вторых контактных узлов включает в себя второй контакт, характеризующийся наличием второй контактной поверхности, выполненной с возможностью зацепления соответственно с первыми контактными поверхностями. Каждый из указанных вторых контактов выполнен с возможностью вращения относительно каждого из указанных первых контактов. В корпусном блоке установлены вторые контактные узлы. Указанная система также содержит фиксирующий элемент, характеризующийся наличием второй фиксирующей поверхности, выполненной с возможностью зацепления с указанными первыми фиксирующими поверхностями указанных первых контактных узлов, причем, когда указанная вторая фиксирующая поверхность входит в зацепление с каждой из указанных первых фиксирующих поверхностей, происходит блокировка перемещения в осевом направлении каждого из указанных первых контактных узлов относительно каждого из указанных вторых контактных узлов, при этом каждый из указанных первых контактов сохраняет способность вращаться относительно каждого из вторых контактов.
Другие цели, преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания, в котором со ссылками на прилагаемые чертежи раскрыт предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Суть настоящего изобретения и его многочисленные преимущества будут лучше оценены и поняты при рассмотрении представленного ниже подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, где:
на Фиг. 1 представлен вид в перспективе кабельной соединительной системы в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения, показывающий множество гнездовых контактных узлов, которые сочленяются с множеством штекерных контактных узлов;
на Фиг. 2 представлен вид спереди множества гнездовых контактных узлов, показанных на фиг.1;
на Фиг. 3 представлен вид в перспективе одного из множества штекерных контактных узлов, показанных на Фиг. 1;
на Фиг. 4 представлен вид в поперечном разрезе штекерных контактных узлов, показанных на Фиг. 3;
на Фиг. 5 представлен вид в перспективе блок-корпуса одного из множества гнездовых контактных узлов, показанных на Фиг. 1;
на Фиг. 6 представлен вид сбоку блок-корпуса, показанного на Фиг. 5, показывающий частичный разрез гнезда;
на Фиг. 7 представлен вид в перспективе наружного корпуса одного из множества гнездовых контактных узлов, показанных на Фиг. 1;
на Фиг. 8 представлен вид спереди наружного корпуса, показанного на Фиг. 7;
на Фиг. 9 представлен вид в перспективе фиксирующего элемента кабельной соединительной системы, показанной на Фиг. 1;
на Фиг. 10 представлен вид сбоку фиксирующего элемента, показанного на Фиг. 9; и
на Фиг. 11 представлен частичный вид в поперечном разрезе одного из множества штекерных контактных узлов, показанных на Фиг. 1, который сочленен с одним из множества гнездовых контактных узлов, показанных на Фиг. 1.
Осуществление изобретения
Как показано на Фиг. 1-11, кабельная соединительная система 100 в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения, как правило, содержит один или несколько штыревых контактных узлов 110, которые приспособлены для сочленения с одним или несколькими гнездовыми контактными узлами 130. Кабельная соединительная система 100 может быть использована, например, для обеспечения безопасного и эффективного распределения электроэнергии, такого как в системах генерации электроэнергии и тому подобных. Как штыревые контактные узлы 110, так и гнездовые контактные узлы 130 предпочтительно электрически изолированы так, чтобы проводящие поверхности не подвергались внешнему воздействию, таким образом предотвращая контакт случайным или другим образом с электрически питаемыми поверхностями или контактами. Кабельная соединительная система 100 также предпочтительно включает в себя один или несколько фиксирующих элементов 160, предназначенных для предотвращения ослабления или разделения сочлененных штыревых контактных узлов 110 и гнездовых контактных узлов 130 и обеспечения надлежащего электрического контакта между ними. Настоящее изобретение может быть использовано в любом месте, где требуется подключение питания, может быть полезно быстрое подключение и отключение, необходима принудительная фиксация, необходима степень свободы, которая позволяет кабелю вращаться, минимизируя внутреннее кручение кабеля, и необходима способность эффективно выдерживать повышенные электрические нагрузки. Система 100 согласно настоящему изобретению снижает вероятность возникновения ошибки в процессе монтажа вследствие неправильного затягивания соединения. Это, в свою очередь, снижает затраты на монтаж, в частности, при перемещении оборудования с места на место, по стране, штату или рабочей площадке.
Как видно на Фиг. 1 и 2, гнездовые контактные узлы 130 предпочтительно устанавливают на изолирующей панели 180, которая, в свою очередь, может быть установлена на электрической панели (не показана) для распределения электроэнергии. Каждый из штыревых контактных узлов 110 оконцовывает индивидуальные силовые кабели (не показаны). Штыревые и гнездовые контактные узлы 110 и 130 предназначены для сочленения таким образом, чтобы система была электрически изолирована для предотвращения контакта с токопроводящими поверхностями. Гнездовые контактные узлы 130 предпочтительно сгруппированы вместе, например, в группы по три, как показано на Фиг. 1, однако система может включать в себя один гнездовой контактный узел 130, который сочленяется с одним штыревым контактным узлом 110.
На Фиг. 3 и 4 представлен иллюстративный штыревой контактный узел 110 в соответствии с настоящим изобретением. Штыревой контактный узел 110, как правило, включает в себя контакт 112, основной корпус 114 и заглушку 116. Контакт 112 может содержать часть 118 в виде концевой заделки кабеля и часть 120 в виде устройства сопряжения. Часть 118 в виде концевой заделки кабеля предназначена для оконцовки кабеля (не показан) любым известным способом. Часть 120 в виде устройства сопряжения предпочтительно характеризуется формой штыря, который содержит внешнюю контактную поверхность 122, выполненную с возможностью зацепления с контактом сочленяемого гнездового контактного узла 130, тем самым создавая электрический путь между ними.
Основной корпус 114, как правило, служит в качестве опоры для части 120 в виде устройства сопряжения, входящей в состав контакта 112, и покрывает указанную часть. Вторичное покрытие 124 (см. Фиг. 1) может быть использовано для покрытия части 118 в виде концевой заделки кабеля, входящей в состав контакта 112. Основной корпус 114 может быть прикреплен к контакту 112 с помощью резьбового соединения 126 или любым другим известным способом. Принимающая область 128 образована между основным корпусом 114 и контактом 112, при этом в указанную область может быть введена часть гнездового контактного узла 130.
Заглушка 116 расположена на конце части 120 в виде устройства сопряжения, как лучше всего видно на Фиг. 4. Заглушка 116 включает в себя противоположные концы 170 и 172, при этом один конец 170 соединен с концом части 120 в виде устройства сопряжения, например, посредством резьбового соединения 174 или другого известного соединения. Другой конец 172 заглушки 116 характеризуется такими размерами, чтобы входить в сочленяемый гнездовой контактный узел 130, и включает в себя фиксирующую поверхность 176, которая может быть выполнена в форме кольцевой канавки.
Основной корпус 114 и заглушка 116 выполнены из изоляционного материала. Изоляционный основной корпус 114 покрывает наружную контактную поверхность 122 проводящего контакта 112, и изоляционная заглушка 116 расположена на конце контакта 112 и охватывает его таким образом, чтобы любые открытые поверхности контакта 112 были покрыты изоляционным материалом или элементом.
На Фиг. 5 и 6 показан один или несколько гнездовых контактных узлов 130, которые установлены в корпусном блоке 140. Каждый гнездовой контактный узел 130 включает в себя контакт 132, который предпочтительно представляет собой гнездо. Как лучше всего видно на Фиг. 6, гнездо 132 может представлять собой эластичную в радиальном направлении деталь цилиндрической формы с внутренней полой цилиндрической втулкой или контактной поверхностью 134, приспособленной для приема и зацепления с контактом 112 сочленяемого штыревого контактного узла 110. Гнездо 132 сконструировано с учетом повышенных электрических нагрузок. Полая втулка 134 может быть сформирована путем добавления полос контактора вовнутрь детали цилиндрической формы, как описано в патенте США 4,734,063, который находится в общей собственности и который включен в настоящий документ посредством ссылки. Полосы контактора обеспечивают непрерывную электрическую связь со вставленным штыревым контактом 112, при этом позволяя штыревому контакту 112 вращаться относительно гнездового контакта 132.
Корпусный блок 140 предпочтительно проводит электричество и, как правило, содержит три секции, включая несущую гнездо секцию 142, панельную секцию 144 и расположенную между ними среднюю секцию 146. Несущая гнездо секция 142 характеризуется наличием внутреннего отверстия 148, в котором расположен гнездовой контакт 132, и открытого конца 150, в который входит сочленяемый штыревой контакт 112. Панельная секция 144 представляет собой плоский элемент, проходящий от средней секции 146, которая проходит через изоляционную панель 180, как показано на Фиг. 1. Средняя секция 146 содержит вторичное отверстие 152, которое является продолжением внутреннего отверстия 148 несущей секции 142 и характеризуется размерами, позволяющими разместить в указанном отверстии заглушку 116 сочленяемого штыревого контактного узла 110. Средняя секция 146 предпочтительно шире панельной секции 144 для того, чтобы функционировать в качестве упора по отношению к изоляционной панели 180. Средняя секция 146 может также включать в себя канал 154 (см. Фиг. 5), который выполнен с возможностью размещения в нем фиксирующего элемента 160. Хотя на фигурах в корпусном блоке 140 сгруппированы более одного гнездового контактного узла 130, корпусный блок 140 может быть сконфигурирован для установки одного гнездового контактного узла 130.
Изоляционный наружный корпус 156 (см. Фиг. 7 и 8) может окружать корпусный блок 140. Наружный корпус 156 предпочтительно включает в себя одно или несколько отверстий 158 для доступа, которые соответствуют открытым концам 150 несущей гнездо секции 142 для ввода сочленяемого штыревого контакта 112. Наружный корпус 156 может включать в себя один или несколько изоляционных штекеров 190, соединенных с ним таким образом, что изоляционные штекеры 190 могут быть введены во взаимодействие с гнездовыми контактами 132, проходя через соответствующие отверстия 158 и открытые концы 150, когда штыревые контакты 112 не помещены вовнутрь гнездовых контактов 132, в результате чего штекеры 190 в сочетании с изоляционным наружным корпусом 156 будут закрывать все открытые проводящие поверхности.
На Фиг. 9 и 10 показан иллюстративный фиксирующий элемент 160 в соответствии с настоящим изобретением. Фиксирующий элемент 160, как правило, включает в себя стержень 162 и рычаг 164. Стержень 162 предпочтительно характеризуется наличием наружной фиксирующей поверхности 166, выполненной с возможностью зацепления с фиксирующей поверхностью 176 заглушки 116 при сочленении штыревых контактных узлов 110 и гнездовых контактных узлов 130. Стержень 162 может характеризоваться наличием одного или нескольких вырезов 168, предназначенных для высвобождения фиксирующего элемента 160 из фиксированного положения при повороте рычага 164. Каждый вырез 168 предпочтительно расположен так, чтобы продольная длина рычага 164 была по существу перпендикулярна продольной длине вырезов 168, в результате чего при повороте рычага происходит фиксация или высвобождение фиксирующего элемента 160. Стержень 162 выполнен с возможностью вставки вовнутрь канала 154 корпусного блок 140.
Как видно на Фиг. 11, когда штыревой контактный узел 110 сочленен с гнездовым контактным узлом 130, штыревой контакт 112 располагается внутри гнездового контакта 132 так, что контактные поверхности 122 и 134 находятся в зацеплении друг с другом, тем самым формируя электрический путь между указанными контактными узлами. Несущая гнездо секция 142, входящая в состав корпусного блок 140, располагается в принимающей области 128 штыревого контактного узла 110, и наружный корпус 156 гнездового контактного узла 130 окружает основной корпус 114 штыревого контактного узла 110. Изоляционная заглушка 116 штыревого контактного узла 110 вставлена во вторичное отверстие 152 корпусного блока 140.
Когда выполнено сочленение штыревого контактного узла 110 и гнездового контактного узла 130, они могут быть зафиксированы относительно друг друга с помощью фиксирующего элемента 160, чтобы предотвратить извлечение в осевом направлении штыревого контактного узла 110 из гнездового контактного узла 130. В частности, наружная фиксирующая поверхность 166 фиксирующего элемента 160 входит в зацепление с фиксирующей поверхностью 176 заглушки 116 с образованием посадки с натягом, как показано на Фиг. 11. То есть стержень 162 фиксирующего элемента 160 входит в кольцевую канавку 176 с образованием посадки с натягом. Однако фиксирующий элемент 160 не мешает вращению штыревого контактного узла 110 относительно гнездового контактного узла 130. Для того чтобы осуществить высвобождение фиксирующего элемента 160, рычаг 164 фиксирующего элемента 160 необходимо поворачивать до тех пор, пока вырез 168 фиксирующего элемента 160 не достигнет канавки 176 заглушки 116, тем самым устраняя существующую между ними посадку с натягом.
Как видно на Фиг. 1 и 2, один фиксирующий элемент 160 может быть использован для блокировки нескольких штыревых и гнездовых контактных узлов 110 и 130. В этом случае количество вырезов 168 на стержне 162 фиксирующего элемента 160 должно быть равно количеству штыревых или гнездовых контактных узлов, чтобы обеспечить механизм высвобождения для каждого из них. Кроме того, предпочтительно, чтобы несколько групп гнездовых контактных узлов 130, которые соответствуют штыревым контактным узлам 110, были смонтированы на изоляционной панели 180 для более высокой плотности кабельных соединений, как показано на фиг.1. Однако система согласно настоящему изобретению может включать в себя один штыревой контактный узел 110, сочлененный с одним гнездовым контактным узлом 130, который смонтирован на панели 180.
Все проводящие поверхности сочлененных штыревых и гнездовых контактных узлов 110 и 130 предпочтительно покрыты изоляционным элементом. Более конкретно, штыревой контакт 122 покрыт не только основным корпусом 114 и заглушкой 116, но также и наружным корпусом 156 гнездового контактного узла 130. При этом гнездовой контакт 132 покрыт основным корпусом 114 штыревого контактного узла 110 и наружным корпусом 156. Когда штыревые и гнездовые контактные узлы 110 и 130 разъединены, заглушка 116 и основной корпус 114 покрывают поверхности штыревого контакта 112, а наружный корпус 156 гнездового контактного узла 130 и изоляционный штекер 190 покрывают все открытые поверхности гнездового контакта 132.
Хотя конкретные варианты осуществления были выбраны для иллюстрации настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, которые изложены в прилагаемой формуле изобретения.