Электроразъем

Предлагаемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано для электрических соединений.
Известен электроразъем с вилкой с нажимным фиксатором, содержащий корпус, изолятор, установленные внутри корпуса контакты. В корпусе выполнена ниша, в которой расположен нажимной фиксатор, состоящий из установленных на оси клавиши и зацепа. Нажимной фиксатор оснащен возвратной пружиной, в нише для размещения нажимного фиксатора расположена заземляющая контактная группа. [RU 164344, H01R13/00, опубл. 27.08.2016].
Наиболее близким аналогом по технической сущности является электроразъем, содержащий вилку и розетку. В корпусах вилки и розетки установлены изоляторы с контактами, а в нише, образованной при соединении корпусов, расположена заземляющая контактная группа. Заземляющая контактная группа оснащена клеммами для подключения заземления, соединенными посредством проводников с контактами заземляющей контактной группы, расположенными вне изолятора с контактами. Контакты имеют подключения силовых проводников. Корпуса вилки и розетки выполнены из диэлектрического материала. Розетка имеет крышку. Корпус вилки имеет упор и выступ. На выступе корпуса вилки размещен контакт заземления вилки, а в нише розетки размещен контакт заземления розетки, которые вместе образуют заземляющую контактную группу. При соединении вилки и розетки выступ корпуса вилки отделяет заземляющую контактную группу от изоляторов с контактами, образуя при этом замкнутое пространство ниши. Контактная группа подсоединяется к клеммам через проводники, которые проходят вне изоляторов. Провода, подсоединенные к клеммам, образуют заземляющую защитную линию между заземляющими проводами источника и потребителем электроэнергии. Крышка имеет пружину и зацеп, выполненные с возможностью взаимодействия с запорным зубом, находящимся на вилке для фиксации электроразъема в соединенном состоянии. [RU 183668, H01R13/00, опубл. 01.10.2018].
Недостатками указанных аналогов электроразъемов является то, что контакты, в месте присоединения проводников имеют крепление состоящие из углубления в корпусе контактов, заведомо большего сечения чем сечение присоединяемого проводника, и прижимных винтов (винта), которые при ввинчивании в корпус контакта упираются в проводник и прижимают его к противоположной стенке углубления. Недостатками такого вида разъемов являются:
а) отсутствие определённой гарантированной площади пятна соприкосновения проводника с поверхностью стенки корпуса контакта. Для одножильных проводов это происходит от того, что токоведущая жила большого сечения делает проводник жестким настолько, что прижимные винты прижимают к стенке клеммного углубления только отдельные участки провода, и контактирование происходит по отдельным точкам или по линии, что может вызывать локальный перегрев в этих точках. Перегрев вызывает коррозию и ослабление контакта с течением времени. Для многожильных проводов это происходит от того, что прижимные винты не распределяют усилие на весь пучок жил, а только на некоторые, которые оказываются непосредственно под винтами. Остальные жилы расплетаются и распределяются по бокам винта, не участвуя полноценно в передаче тока от проводника на корпус контакта. Это также может приводить к точечному перегреву, коррозии и ослаблению контакта. Поэтому при применении таких зажимов необходимо регулярное периодическое обслуживание соединений для подтяжки прижимных винтов в процессе эксплуатации;
б) глубина ввинчивания прижимных винтов не определяется однозначно и зависит от индивидуальных свойств каждого отдельного применяемого проводника, в результате чего не представляется возможным применять такие надёжные элементы поджима и фиксации винтов, как пружинные шайбы;
в) при отсутствии периодической подтяжки прижимных винтов и наличии осевых усилий или вибраций при эксплуатации существует вероятность выхода проводника из клеммного углубления, что может привести к замыканию.
Технической проблемой заявленного устройства является устранение недостатков аналогов, создание электроразъема, обеспечивающего надежное закрепление и подключение проводников, предотвращение отсоединения проводников в месте крепления к контактам цилиндрической формы при осевых нагрузках и вибрациях.
Техническими результатами заявленного решения являются обеспечение максимальной площади соприкосновения плоской поверхности наконечника силового проводника с плоской поверхностью контакта цилиндрической формы электроразъема, обеспечение постоянства прижимающего давления по всей площади контактирующих поверхностей, исключение возможности отсоединения проводников от контакта цилиндрической формы, повышение электробезопасности и реализация поставленной технической проблемы.
Указанные результаты достигаются тем, что в электроразъеме, содержащем вилку и розетку, при этом в корпусах вилки и розетки установлены изоляторы с контактами, а в нише, образованной при соединении корпусов, расположена, заземляющая контактная группа, оснащенная клеммами для подключения заземления, соединенными посредством проводников с контактами заземляющей контактной группы, расположенными вне изоляторов с контактами, корпуса вилки и розетки выполнены из электропроводного или диэлектрического материала, согласно заявленной полезной модели, контакты имеют цилиндрическую форму, а в месте присоединения проводников, выполнены в виде плоских площадок с расположенными в них болтовыми соединениями.
Наличие у контактов цилиндрической формы плоских площадок с болтовыми соединениями, позволяет:
а) обеспечить соприкосновение всей контактной поверхности плоского наконечника силового проводника с плоской площадкой контакта цилиндрической формы электроразъёма;
б) применить пружинные шайбы в болтовом соединении, что гарантирует постоянное пятно соприкосновения контактных поверхностей по всей площади и исключение ослабления давления прижимающего плоский наконечник силового проводника от вибраций и других механических воздействий;
в) исключить возможность отсоединения силового проводника от контакта цилиндрической формы при осевых нагрузках, которое может приводить к замыканию, что обеспечивает электробезопасность пользователя.
Выполнение формы контактов в виде цилиндра (цилиндрической формы) наиболее оптимально в электрических разъемах данной конструкции для обеспечения указанных технических результатов и реализации технической проблемы.
Электроразъем иллюстрируется чертежами, где на (фиг. 1) представлено соединение вилки с розеткой в разрезе, на (фиг. 2) – вид (А) на фигуре 1.
Электроразъем содержит вилку 1 (фиг. 1) и розетку 2. В корпусах 3 вилки 1 и розетки 2 установлены изоляторы 4 с контактами цилиндрической формы 5 контактной группы, а в нише 6, образованной при соединении корпусов 3, расположена заземляющая контактная группа 7. Заземляющая контактная группа 7 оснащена клеммами 8 для подключения заземления, соединенными посредством проводников 9 с контактами заземляющей контактной группы 7, расположенными вне изолятора 4 с контактами 5. Контакты цилиндрической формы 5 имеют подключения силовых проводников 10. Корпуса 3 вилки 1 и розетки 2 выполнены из электропроводного или из диэлектрического материала. Розетка 2 имеет крышку 11. Корпус 3 вилки 1 имеет упор 12 и выступ 13. На выступе 13 корпуса 3 вилки 1 размещен контакт заземления (на фигуре не показано) вилки 1, а в нише 6 розетки 2 размещен контакт заземления (на фигуре не показано) розетки 2, которые вместе образуют заземляющую контактную группу 7. Провода 14, подсоединенные к клеммам 8, образуют заземляющую защитную линию между заземляющими проводами источника и потребителем электроэнергии. Крышка 11 имеет пружину 15 и зацеп 17, выполненные с возможностью взаимодействия с запорным зубом 16, находящимся на вилке 1 для фиксации электроразъема в соединенном состоянии. Контакты цилиндрической формы 5 в месте присоединения силовых проводников 10 (фиг. 2) выполнены в виде плоских площадок 18 с расположенным в ней резьбовым отверстием 19. Силовые проводники 10 имеют запрессованные токопроводящие наконечники 20 (проушины). Силовые проводники 10 с запрессованными токопроводящими наконечниками 20 в виде проушин закреплены болтом 21, имеющим резьбу, соответствующую резьбовому отверстию 19. Для исключения ослабления резьбового соединения на болт 21 установлена пружинная шайба 22.
Электроразъем используют следующим образом. Для подключения электроэнергии вилку 1, которая всегда соединена с потребителем, подводят к розетке 2, которая всегда соединена с источником, и их корпуса 3 совмещают таким образом, чтобы контуры торцов корпусов совпадали. Крышку 11 розетки 2 отклоняют, и вилку 1 надвигают на розетку 2 до упора 12 корпуса 3 вилки 1, далее происходит соединение корпусов 3 вилки 1 и розетки 2. При совпадении конфигураций торцов корпусов 3, выступ 13 со стороны вилки 1 окажется напротив ниши 6 со стороны розетки, и появится возможность ввести вилку 1 в розетку 2. Если контуры корпусов 3 будут совмещены неправильно, то выступ 13 вилки 1 не совпадет с нишей 6 розетки, и соединение будет невозможным. При продолжении введения вилки 1 в розетку 2 происходит соединение контактов защитной линии через контактную группу 7, затем соединение контактов цилиндрической формы 5, которые расположены в изоляторах 4. Вдвигание вилки 1 в розетку 2 происходит до упора 12, расположенного на корпусе 3 вилки 1 в торцевую кромку корпуса 3 розетки 2. После полного введения вилки 1 в розетку 2 под действием закрученной пружины 15 крышка 11, стремящаяся вернуться в исходное положение, проваливается за кромку запорного зуба 16, и происходит запирание зацепа 17, находящегося на крышке 11, и запорного зуба 16, находящегося на корпусе 3 вилки 1. При рассоединении (отключении вилки 1 от розетки 2) электроразъема зацеп 17, находящийся на крышке 11, выводят из зацепления с запорным зубом 16, приподняв крышку 11, далее выводят корпус 3 вилки 1 из корпуса 3 розетки 2, при этом изолятор 4 с контактами цилиндрической формы 5 вилки 1 отойдет от изолятора 4 с контактами цилиндрической формы 5 розетки 2. Далее произойдет рассоединение заземляющей контактной группы 7, оснащенной клеммами 8. При окончательном рассоединении корпусов 3 электроразъема крышка 11 розетки 2 возвращается в исходное положение, перекрывая случайный доступ к контактам цилиндрической формы 5. К контактам цилиндрической формы 5 электроразъема, имеющим плоские площадки 18 с расположенным в ней резьбовым отверстием 19, подключаются силовые проводники 10. На силовые проводники 10 запрессовываются токопроводящие наконечники 20 (проушины). Силовые проводники 10 с запрессованными токопроводящими наконечниками 20 в виде проушин закрепляются болтами 21, имеющими резьбу, соответствующую резьбовому отверстию 19. Для исключения ослабления резьбовых соединений на болт 21 устанавливаются пружинная шайба 22.
Применение заявленного решения для контактов цилиндрической формы 5 делает подсоединение силовых проводников 10 к электроразъёмам не только более надежным с точки зрения механического закрепления, но и качественно повышает показатели электрической проводимости в этом месте электроразъема.
Показатели проводимости запрессованных токопроводящих наконечников 20, установленных на провода прессовым способом, практически равнозначны показателям паяных соединений. Площадь контактируемых поверхностей, контактов цилиндрической формы 5 и токопроводящих наконечников 20 в 5-10 раз больше, чем площадь сечения присоединяемого силового проводника. Это гарантирует снижение электрического сопротивления и исключает перегрев клеммного соединения.