СОХРАНЯЮЩЕЕ ШТЕПСЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
RETENTIVE PLUG AND SOCKET CONNECTION

Изобретение относится к электротехнике. Может применяться для подключения электропитания электрических устройств, требующих при эксплуатации возможности автоматического отсоединения вилки от розетки при натяжении электрического шнура с усилием выше допустимого, которое возникает от случайного рывка за шнур питания. Наиболее широкая область применения изобретения - штепсельные соединения жилых и промышленных помещений.
Развитие электрической и электронной техники привело к насыщенности современных жилых и промышленных помещений большим количеством электрических и электронных устройств, соединенных электрическими проводами через штепсельные соединения между собой или с электрическими коммуникациями зданий. Наличие большого количества проводов повышает вероятность случайно зацепить электрический провод движущимся человеком или предметом, что может привести к падению человека или оборудования с негативными последствиями в виде травм, повреждения оборудования или электрических сетей.
Для обеспечения возможности автоматического отсоединения при натяжении от случайного рывка электрического шнура в последнее время применяют магнитное крепление для проводов питания ноутбуков (MagSafe). Это крепление удерживает в гнезде для питания ноутбука ответную часть штепсельного соединения на конце провода питания. Сила случайного рывка электрического шнура превышает силу магнитного притяжения, и шнур отсоединяется от ноутбука. При этом сам шнур питания остается под напряжением, а сила прижатия между контактами штепсельного соединения должна быть небольшой. Для низковольтного питания ноутбуков это несущественные недостатки. Но для оборудования, работающего от электропитания промышленных и бытовых помещений с высоким, опасным для жизни напряжением и более высокими требованиями к качеству контакта (как следствие, потребуется большее усилие для разъединения такого соединения), эти недостатки не позволяют применять вышеописанное устройство.
Известен штепсельный разъем (RU 2343607 С1), имеющий в розетке устройство открытия контактных гнезд. Контактные гнезда представляют из себя зажимы, которые удерживаются в открытом положении специальным ползуном, который входит в устройство открытия контактных гнезд. Ползун включает в себя пластины, способные перемещаться между рядами контактных гнезд. Свободные концы контактных гнезд в виде зажимов упираются в пазы пластин ползуна, что позволяет контактным гнездам находится в разжатом состоянии и свободно пропускать в себя контактные штыри вилки. Штепсельная вилка без усилия вставляется до конца в розетку. В момент, когда все контактные стержни полностью погружены в контактные гнезда, от нажатия корпусом вилки на кнопку в корпусе розетки ползун освобождается от фиксации и перестает удерживать контактные гнезда, которые автоматически зажимают контактные штыри. Разъединение электрических контактов и извлечение штепсельной вилки из штепсельной розетки производится одним нажатием на рычаг, который сдвигает ползун до фиксации. При этом ползун открывает контактные гнезда, и вилка без усилия извлекается из розетки. Возможность открытия контактных гнезд при натяжении электрического шнура от случайного рывка не предусмотрена.
Известно штепсельное соединение (патент RU 2343608 С1), выбранное за прототип, содержащее штепсельную розетку, вилку с электрическим шнуром, рычаг, снабженный держателем электрического шнура, и выталкиватель вилки. Рычаг установлен на штепсельной розетке таким образом, что под воздействием силы натяжения электрического шнура он взаимодействует с выталкивателем вилки. Держатель электрического шнура может быть выполнен в виде ползуна, способного перемещаться по рычагу. Для надежного поворота рычага электрический шнур должен устанавливаться на рычаг таким образом, чтобы результирующая сила от натяжения электрического шнура могла повернуть рычаг. Если направление натяжения электрического шнура не обеспечивает создание на рычаге необходимого усилия (например, вдоль стены, на которой установлена розетка), выталкиватель вилки не срабатывает.
Техническим результатом изобретения является обеспечение автоматического отсоединения вилки от розетки при натяжении электрического шнура в любом направлении с усилием выше допустимого, которое может возникнуть от случайного рывка за шнур питания.
Технический результат достигается тем, что на штепсельном соединении, имеющем выталкиватель вилки, имеется тросик, один конец которого закреплен на хомуте, охватывающем электрический шнур так, что усилие проскальзывания хомута относительно электрического шнура больше силы допустимого натяжения шнура, а на втором конце тросика установлен наконечник тросика, имеется полугибкий рукав, позволяющий тросику перемещаться внутри себя, на конце рукава имеется пружинный механизм, способный вытолкнуть наконечник тросика из розетки, на розетке имеется фиксатор выталкивателя вилки с рычагом освобождения выталкивателя вилки и отверстие для установки наконечника тросика в розетке, наконечник тросика имеет паз для рычага освобождения выталкивателя вилки, позволяющий наконечнику при движении из розетки открывать фиксатор выталкивателя вилки. В случае, если в розетке есть устройство открытия контактных гнезд, рычаг освобождения выталкивателя вилки способен приводить в действие устройство открытия контактных гнезд.
На фиг.1 - сохраняющее штепсельное соединение в соединенном состоянии, вид сбоку со сложным разрезом, проходящим через выталкиватель и контактное гнездо розетки.
На фиг.2 - сохраняющее штепсельное соединение в момент начала отсоединения после натяжения электрического шнура, вид сбоку со сложным разрезом, проходящим через выталкиватель и контактное гнездо розетки.
На фиг.3 - сохраняющее штепсельное соединение в разомкнутом состоянии, вид сбоку со сложным разрезом, проходящим через выталкиватель и контактное гнездо розетки.
На фиг.4 - сохраняющее штепсельное соединение с устройством открытия контактных гнезд в соединенном состоянии, вид сверху с разрезом.
На фиг.5 - розетка сохраняющего штепсельного соединения с устройством открытия контактных гнезд в состоянии готовности к подсоединению вилки, вид сверху с разрезом.
На фиг.6 - сохраняющее штепсельное соединение с устройством открытия контактных гнезд в соединенном состоянии, вид спереди.
На фиг.7 - сохраняющее штепсельное соединение с устройством открытия контактных гнезд в момент автоматического отсоединения после натяжения электрического шнура, вид спереди.
Штепсельное соединение работает следующим образом. В соединенном состоянии (фиг.1) вилка 1 со шнуром 2 находится в розетке 3. На шнуре 2 установлен хомут 4, на котором закреплен один из концов тросика 5. Длина участка шнура 2 от вилки 1 до хомута 4 должен быть больше длинны тросика 5 настолько, чтобы при натянутом в любом направлении тросике шнур не натягивался и позволял свободно вытащить вилку из розетки. Тросик проходит через полугибкий рукав 6. На втором конце тросика закреплен наконечник 7, который установлен в отверстие для наконечника тросика 8 в розетке 3. На свободном конце наконечника 7 имеется паз 9, в зацеплении с которым находится рычаг освобождения выталкивателя вилки 10. Фиксатор 11 удерживает выталкиватель вилки 12, который включает в себя кнопку 13 и пружину 14. На конце рукава 6, через который выходит наконечник 7, закреплен пружинный механизм 15, состоящий из корпуса 16 с перегородкой 17 и двух пружин. Пружина 18 прижимает наконечник 7 к перегородке корпуса 16, что позволяет вставлять наконечник в розетку, держась за корпус пружинного механизма. Пружина 19 удерживается в сжатом состоянии через наконечник 7 рычагом освобождения выталкивателя вилки 10.
При натяжении шнура 2 (фиг.2) от случайного рывка в направлении, указанном стрелкой, хомут 4, двигаясь вместе с электрическим шнуром, вытаскивает тросик 5 из рукава 6. Свободный конец рукава 20 изгибается в направлении натяжения шнура. При этом за счет ограниченной гибкости рукав изгибается под большим радиусом, что предохраняет тросик от заедания. Усилие натяжения шнура через тросик передается наконечнику 7, который начинает двигаться из розетки 3, сжимая пружину 18 и сдвигая рычаг освобождения выталкивателя вилки 10. Фиксатор 11 освобождает выталкиватель вилки 12. Пружина 14 через кнопку 13 выталкивает вилку 1 из розетки 3 (фиг.3). Наконечник 7, продолжая движение из розетки 3, освобождается от зацепления с рычагом 10. Это позволяет пружине 19, разжаться и пружинный механизм 15 выталкивает наконечник 7 из розетки 3. Вилка 1 со шнуром 2, тросиком 5 и наконечником 7 полностью отсоединяется от розетки 3.
Для подключения вилки к розетке необходимо предварительно утопить выталкиватель 12 в розетку 3 до установки на фиксатор 11 (фиг.1). После чего вилка 1 вставляется в розетку 3. Наконечник 7 вставляют в отверстие для наконечника 8, прижимая пружинный механизм к фронтальной стенке розетки 3 до зацепления рычага 10 с пазом 9. Штепсельное соединение готово к работе и к автоматическому разъединению при натяжении электрического шнура в любом направлении с усилием выше допустимого от случайного рывка за шнур питания 2 (фиг.1).
Сохраняющее штепсельное соединение может иметь устройство открытия контактных гнезд (фиг.4, 6), в котором контактные гнезда 21 представляют из себя зажимы, которые удерживаются в открытом положении специальным ползуном 22 в виде пластины с пазами (фиг.5). В момент соединения вилка 1 (фиг.6) нажимает на кнопку 13 выталкивателя 12, и ползун 22 освобождается для перемещения. Контактные гнезда 21 зажимают контактные стержни 24 вилки и через пазы 25 сдвигают ползун 22. Для отсоединения вилки 1 (фиг.4, 6) от розетки 3 нажимают на кнопку 26, которая через рычаг 27 нажимает на выступ 28 и сдвигает до фиксации ползун 22, который разжимает контактные гнезда 21.
При натяжении шнура 2 (фиг.7) от случайного рывка в направлении, указанном стрелкой, хомут 4 через тросик 5 и наконечник 7 поворачивает рычаг 10, который является продолжением рычага 27, предназначенный для сдвига ползуна. Ползун 22 сдвигается, позволяя открыться контактным гнездам, и освобождает выталкиватель 12, который выталкивает вилку 1 из розетки 3. Наконечник 7 выталкивается из розетки пружинным механизмом 15. Подключение вилки к розетке производится аналогично вышеописанному подключению сохраняющего штепсельного соединения без устройства открытия контактных гнезд.
Таким образом, предложенное сохраняющее штепсельное соединение, с устройством открытия контактных гнезд или без него, позволяет автоматически отсоединить вилку от розетки при натяжении электрического шнура в любом направлении с усилием выше допустимого, которое может возникнуть от случайного рывка за шнур питания, и предотвратить падение человека или оборудования с негативными последствиями в виде травм, повреждения оборудования или электрических сетей.