Устройство для отключения токоприемника от электрической сети

 

Использование: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при отключении устройств от электрической сети. Сущность изобретения: для дистанционного отключения токоприемника от электрической сети ток пропускают через обмотку управления электромагнита, установленную внутри корпуса штепсельной вилки. Технический результат заключается в обеспечении дистанционного отключения штепсельной вилки от штепсельной розетки и в снижении вероятности поражения пользователя электрическим током в момент их полного разъединения. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для дистанционного отключения токоприемников от электрической сети.

Известно устройство отключения токоприемника от электрической сети [1] Устройство включает постоянный магнит, якорь из магнитного материала, вокруг которого расположена катушка. Якорь имеет выступ. При перемещении якоря выступ нажимает на рейку и вызывает срабатывание механизма свободного расцепления электрической цепи.

Недостатком известного устройства является, то что катушка после срабатывания механизма свободного расцепления остается под напряжением.

Известно устройство для отключения токоприемника от электрической сети, содержащее переключатель, штепсельную вилку и соединительные провода, причем штепсельная вилка выполнена в виде диэлектрического корпуса и двух штырей, расположенных с одного из торцов. Один из выводов неподвижного контакта переключателя посредством соединительных проводов связан с выводом для подключения входа токоприемника, а вывод подвижного контакта с выводом для подключения одного из штырей штепсельной вилки, второй штырь которой соединен с выводом для подключения выходного токоприемника [2] Недостатками этого устройства являются следующие. Во-первых, после размыкания одного из приводов, соединяющего токоприемник со штепсельной вилкой, часть проводов или токоприемник находятся под напряжением, что при неправильном обращении с ними может привести к поражению пользователя электрическим током. Во-вторых, при нарушении пользователем правил техники безопасности также существует вероятность его поражения электрическим током в момент извлечения рукой штепсельной вилки из штепсельной розетки. В-третьих, отсутствует возможность полного дистанционного разъединения пользователем штепсельной вилки от штепсельной розетки.

Перед заявителем стояли задачи обеспечения дистанционного отключения штепсельной вилки от штепсельной розетки и снижения вероятности поражения пользователя электрическим током в момент их полного разъединения.

Для решения указанных задач в устройстве, состоящем из переключателя, штепсельной вилки, выполненной в виде диэлектрического корпуса и двух штырей, и соединительных проводов, соединяющих неподвижный контакт переключателя с выводом для подключения входа токоприемника, вывод подвижного контакта с выводом для подключения одного из штырей, второй штырь штепсельной вилки с выводом для подключения выхода токоприемника предлагается сделать следующее: штепсельную вилку снабдить цилиндрической вставкой с крышкой, электромагнитом и механизмом блокировки; крышку подпружинить по крайней мере одной пружиной; в качестве контакта переключателя использовать переключающий контакт; в диэлектрическом корпусе штепсельной вилки со стороны ее торца со штырями выполнить две сопрягающиеся между собой полости цилиндрической формы различного диаметра; цилиндрическую полость меньшего диаметра выполнить со стороны корпуса, противоположного торцу со штырями; в средней части боковой поверхности цилиндрической полости большего диаметра выполнить по крайней мере один продольный паз; на цилиндрической вставке с крышкой с открытого торца выполнить две продольные прорези; на наружной боковой поверхности вставки между продольными прорезями выполнить по крайней мере один буртик; в центре крышки цилиндрической вставки выполнить выступ со сквозным отверстием; цилиндрическую вставку с крышкой установить внутри цилиндрической полости большего диаметра; буртики расположить в продольных пазах цилиндрической полости большего диаметра; продольную ось сквозного отверстия выступа на крышке ориентировать перпендикулярно продольной оси диэлектрического корпуса; диэлектрический корпус и цилиндрическую вставку установить с возможностью взаимного перемещения; электромагнит выполнить в виде обмотки управления, установленной на каркасе из диэлектрического материала, и подпружиненного ферромагнитного сердечника цилиндрической формы с поперечной кольцевой проточкой на части его боковой поверхности, выступающей из диэлектрического каркаса; свободному концу ферромагнитного сердечника придать форму усеченного конуса; электромагнит установить в цилиндрической полости диэлектрического корпуса меньшего диаметра; свободный конец ферромагнитного сердечника направить в сторону крышки цилиндрической вставки; механизм блокировки выполнить из двух пластин, двух идентичных S-образных скоб и двух ограничительных элементов; пластины установить с зазором в продольных пазах цилиндрической полости вставки.

Кроме того, предлагается цилиндрические штоки установить на пластинах перпендикулярно к продольной оси диэлектрического корпуса на одинаковом расстоянии как от продольной оси корпуса, так и от его торца; ограничительные элементы укрепить на торцах цилиндрических штоков; S-образные скобы разместить в цилиндрической полости корпуса большего диаметра на цилиндрических штоках симметрично относительно его продольной оси; один из концов каждой скобы привести в соприкосновение с боковой поверхностью свободного конца ферромагнитного сердечника, а второй ее конец в рабочем состоянии расположить в сквозном отверстии выступа крышки; первый вывод обмотки управления электромагнита подключить к выводу второго неподвижного контакта переключателя; в цилиндрической полости меньшего диаметра между ее торцевой частью и ферромагнитным сердечником расположить возвратную пружину; в торцевой части цилиндрической полости большего диаметра диэлектрического корпуса штепсельной вилки выполнить по крайней мере один продольный паз, внутри которого установить один из концов пружины цилиндрической вставки; цилиндрическую вставку снабдить по крайней мере одним цилиндрическим стержнем, установленным на внутренней поверхности крышки цилиндрической вставки вдоль ее продольной оси; свободный конец цилиндрического стержня расположить внутри одного из концов пружины; продольные оси по крайней мере одного стержня и одного продольного паза расположить на одной прямой; в штепсельной вилке без заземляющего вывода второй вывод обмотки управления электромагнитом соединить с выводом, предназначенным для подключения вывода токоприемника; в штепсельной вилке с заземляющим выводом второй вывод обмотки управления электромагнитом соединить с заземляющим выводом.

Таким образом в устройстве обеспечивают желаемый результат.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 и 2 представлен вид на торцевую часть корпуса штепсельной вилки без заземляющего контакта при различных формах крышки; на фиг. 3 и 4 виды на торцевую часть штепсельной вилки с заземляющим контактом при различных формах крышки, на фиг. 5 - поперечное сечение штепсельной вилки; на фиг. 6 и 7 продольные осевые сечения штепсельной вилки при включенном токоприемнике, на фиг. 8 и 9 - продольные осевые сечения штепсельной вилки при отключенном токоприемнике, на фиг. 10 и 11 соответственно электрические схемы устройств дистанционного отключения с заземляющим контактом и без него.

Устройство для отключения токоприемника 1 от электрической сети состоит из переключателя, штепсельной вилки и соединительных проводов 2, 3 и 4. Штепсельная вилка выполнена в виде диэлектрического корпуса 5 и двух штырей 6 и 7, расположенных с одного из его торцев 8.

Один из выводов неподвижного контакта 9 переключателя посредством соединительного провода 2 связан с выводом 10 для подключения входа токоприемника 1. Вывод подвижного контакта 11 соединительным проводом 4 соединен с выводом для подключения одного из штырей 7 штепсельной вилки. Второй штырь 6 штепсельной вилки с помощью соединительного провода 3 подключен к выводу 12 для подключения выхода токоприемника 1.

Штепсельная вилка снабжена цилиндрической вставкой 13 с крышкой 14, подпружиненной по крайней мере одной пружиной 15, электромагнитом и механизмом блокировки. В качестве контакта переключателя использован переключающий контакт.

В диэлектрическом корпусе 5 штепсельной вилки со стороны ее торца 8 со штырями 6 и 7 выполнены две сопрягающиеся между собой полости цилиндрической формы различного диаметра. Причем цилиндрическая полость меньшего диаметра 16 выполнена со стороны корпуса 5, противоположного торцу 8 со штырями 6 и 7.

В средней части боковой поверхности цилиндрической полости большего диаметра 17 выполнен по крайней мере один продольный паз 18.

На цилиндрической вставке 13 с крышкой 14 с открытого торца выполнены две продольные прорези 19. На наружной боковой поверхности вставки 13 между продольными прорезями 19 выполнен по крайней мере один буртик 20.

В центре крышки 14 цилиндрической вставки 13 выполнен выступ 21 со сквозным отверстием 22. Цилиндрическая вставка 13 с крышкой 14 установлена внутри цилиндрической полости 17 большего диаметра. Буртики 20 расположены в продольных пазах 18 цилиндрической полости 17 большего диаметра. Продольная ось сквозного отверстия 22 выступа 21 крышки 14 перпендикулярна продольной оси диэлектрического корпуса 5. Диэлектрический корпус 5 и цилиндрическая вставка 13 установлены с возможностью взаимного перемещения.

Электромагнит выполнен в виде обмотки управления 23, установленной на каркасе 24 из диэлектрического материала и подпружиненного ферромагнитного сердечника 25 цилиндрической формы с поперечной кольцевой проточкой 26 на части его боковой поверхности, выступающей из диэлектрического каркаса 24. Свободный конец ферромагнитного сердечника 25 имеет форму усеченного конуса. Электромагнит установлен в цилиндрической полости 16 диэлектрического корпуса 5 меньшего диаметра. Свободный конец ферромагнитного сердечника 25 обращен в сторону крышки 14 цилиндрической вставки 13.

Механизм блокировки выполнен в виде двух пластин 27, двух идентичных S- образных скоб 28 и двух ограничительных элементов 29. Пластины 27 установлены с зазором 30 в продольных пазах 18 цилиндрической полости вставки 13. Цилиндрические штоки 31 установлены на пластинах 27 перпендикулярно к продольной оси диэлектрического корпуса 5 на одинаковом расстоянии как от продольной оси корпуса 5, так и от торца 8 корпуса 5. Ограничительные элементы 29 установлены на торцах цилиндрических штоков 31.

S- образные скобы 28 размещены в цилиндрической полости 17 корпуса 5 большего диаметра на цилиндрических штоках 31 симметрично относительно его продольной оси. Один из концов каждой скобы 28 взаимодействует с боковой поверхностью свободного конца ферромагнитного сердечника 25, а второй ее конец в рабочем состоянии расположен в сквозном отверстии 22 выступа 21 крышки 14.

Первый вывод обмотки управления 23 электромагнита подключен к выводу второго неподвижного контакта 32 переключателя. В цилиндрической полости 16 меньшего диаметра между ее торцевой частью 33 и ферромагнитным сердечником 25 расположена возвратная пружина 34. В торцевой части 35 цилиндрической полости 17 большего диаметра диэлектрического корпуса 5 штепсельной вилки выполнен по крайней мере один продольный паз 36, внутри которого установлен один из концов пружины 15 цилиндрической вставки 13.

Цилиндрическая вставка 13 снабжена по крайней мере одним цилиндрическим стержнем 37, установленным на внутренней поверхности крышки 14 цилиндрической вставки 13 вдоль ее продольной оси. Свободный конец цилиндрического стержня 37 расположен внутри одного из концов пружины 15.

Продольные оси по крайней мере одного стержня 37 и одного продольного паза 36 лежат на одной прямой. В штепсельной вилке без заземляющего вывода второй вывод обмотки управления 23 электромагнитом соединен с выводом, предназначенным для подключения вывода 12 токоприемника 1. В штепсельной вилке с заземляющим выводом 38 второй вывод обмотки управления 23 электромагнитом предназначен для соединения с заземляющим выводом 38.

Возможны несколько вариантов расположения пластин 27 механизма блокировки. Например, боковые поверхности пластин 27, на которых установлены цилиндрические штоки 31, расположены в одной продольной плоскости или двух продольных плоскостях, параллельных между собой.

Устройство работает следующим образом.

При включенном токоприемнике 1 штыри 6 и 7 штепсельной вилки введены в отверстия штепсельной розетки и касаются ее токопроводящих контактов. Крышка 14 вставки 13 установлена с касанием торцевой части штепсельной розетки. При этом тумблер 39 соединяет выводы неподвижного 9 и подвижного 11 контактов переключателя.

Электрический ток проходит по цепи, состоящей из последовательно соединенных штыря 7, соединительного провода 4, тумблера 39, соединительного провода 2, токоприемника 1, соединительного провода 3 и штыря 6. При этом крышка 14 введена в цилиндрическую полость 17 большего диаметра, одни концы скоб 28 расположены в сквозном отверстии 22 выступа 21, а их другие концы - контактирует с наклонной боковой поверхностью 40 поперечной кольцевой проточки 26 ферромагнитного сердечника 25. Пружины 15 находятся в сжатом состоянии, а возвратная пружина 34 в отжатом состоянии. Конец ферромагнитного сердечника 25 максимально выступает из каркаса 24, а концы скоб 28 максимально введены в его поперечную кольцевую проточку 34.

Для отключения токоприемника изменяют положение тумблера 39 переключателя, соединяя между собой выводы подвижного 11 и неподвижного 32 контактов переключателя. При этом электрический ток проходит по электрической цепи, составленной из последовательно соединенных штыря 7, соединительного провода 4, тумблера 39, обмотки управления 23 электромагнита соединительного провода 3 и штыря 6.

В результате возникшего в обмотке управления 23 магнитного поля ферромагнитный сердечник 25 перемещается в осевом направлении в сторону каркаса 24. При этом концы скоб 28 скользят вдоль наклонной боковой поверхности 40 поперечной кольцевой проточки 26 ферромагнитного сердечника 25, совершая продольно-поперечное перемещение в сторону боковой стенки цилиндрической полости 17 большего диаметра. Это в свою очередь сопровождается поворотом скоб 28 вокруг цилиндрических штоков 31 и выходом других концов скоб 28 из сквозного отверстия 22 выступа 21. Затем под воздействием пружин 15 корпус 5 вилки с укрепленными на нем деталями движется в противоположную от штепсельной розетки сторону. При этом штыри 6 и 7 штепсельной вилки выходят из отверстий штепсельной розетки. При исчезновении напряжения на обмотке управления 23 электромагнита магнитное поле перестает воздействовать на ферромагнитный сердечник 25 и он под воздействием возвратной пружины 34 занимает исходное положение. При этом торцевая часть 41 ферромагнитного сердечника 25 и его перпендикулярная продольной оси боковая поверхность 42 воздействуют на соответствующие участки скоб 28 и возвращают последние в исходные положения.

Для восстановления работоспособности штепсельной вилки тумблером 39 соединяют вывод неподвижного контакта 9 с выводом подвижного контакта 11 переключателя. Далее осуществляют встречное осевое перемещение вставки 15 и корпуса 5 вплоть до достижения ими своего исходного положения. При этом пружины 15 сжимаются, а концы скоб 28 попадают в сквозное отверстие 22 выступа 21 на крышке 14. После этого штепсельная вилка снова готова к работе.

Рассмотренное устройство было реализовано на практике. Имеется его опытные образцы. Испытания образцов подтвердили работоспособность устройства.

Использование изобретения позволит обеспечить дистанционное отключение штепсельной вилки от штепсельной розетки и снизит вероятности поражения пользователя электрическим током в момент их полного разъединения.

Формула изобретения

1. Устройство для отключения токоприемника от электрической сети, содержащее переключатель, штепсельную вилку и соединительные провода, причем штепсельная вилка выполнена в виде диэлектрического корпуса и двух штырей, расположенных с одного из его торцов, один из выводов неподвижного контакта переключателя посредством соединительных проводов связан с выводом для подключения входа токоприемника, а вывод подвижного контакта с выводом для подключения одного из штырей штепсельной вилки, второй штырь которой соединен с выводом для подключения выхода токоприемника, отличающееся тем, что штепсельная вилка снабжена цилиндрической вставкой с крышкой, подпружиненной по крайней мере одной пружиной, электромагнитом и механизмом блокировки, в качестве контакта переключателя использован переключающий контакт, в диэлектрическом корпусе штепсельной вилки со стороны ее торца со штырями выполнены две сопрягающиеся между собой полости цилиндрической формы различного диаметра, причем цилиндрическая полость меньшего диаметра выполнена со стороны корпуса, противоположного торцу с штырями, в средней части боковой поверхности цилиндрической полости большего диаметра выполнен по крайней мере один продольный паз, на указанной цилиндрической вставке с крышкой с открытого торца выполнены две продольные прорези, а на наружной боковой поверхности между прорезями выполнен по крайней мере один буртик, в центре крышки цилиндрической вставки выполнен выступ со сквозным отверстием, цилиндрическая вставка с крышкой установлена внутри цилиндрической полости большего диаметра так, что буртики расположены в продольных пазах цилиндрической полости, а продольная ось сквозного отверстия выступа крышки перпендикулярна продольной оси диэлектрического корпуса, диэлектрический корпус и цилиндрическая вставка установлены с возможностью взаимного перемещения, электромагнит выполнен в виде обмотки управления, установленной на каркасе из диэлектрического материала, и подпружиненного ферромагнитного сердечника цилиндрической формы с поперечной кольцевой проточкой на части его боковой поверхности, выступающей из диэлектрического каркаса, причем свободный конец ферромагнитного сердечника имеет форму усеченного конуса, электромагнит установлен в цилиндрической полости диэлектрического корпуса меньшего диаметра так, что свободный конец ферромагнитного сердечника обращен в сторону крышки цилиндрической вставки, механизм блокировки выполнен в виде двух пластин, двух идентичных S-образных скоб и двух ограничительных элементов, упомянутые пластины установлены с зазором в продольных пазах цилиндрической полости вставки, цилиндрические штоки установлены на пластинах перпендикулярно продольной оси диэлектрического корпуса на одинаковом расстоянии как от продольной оси корпуса, так и от торца корпуса, ограничительные элементы установлены на торцах цилиндрических штоков, упомянутые S-образные скобы размещены в цилиндрической полости корпуса большего диаметра на цилиндрических штоках симметрично относительно его продольной оси так, что один из концов каждой скобы расположен с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью свободного конца ферромагнитного сердечника, а второй ее конец в рабочем состоянии расположен в сквозном отверстии выступа крышки, первый вывод обмотки управления электромагнита подключен к выводу второго неподвижного контакта переключателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что концы пружин цилиндрической вставки установлены с упором во внутреннюю поверхность крышки и в торцевую часть цилиндрической полости большего диаметра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в торцевой части цилиндрической полости большего диаметра диэлектрического корпуса штепсельной вилки выполнен по крайней мере один продольный паз, внутри которого установлен один из концов пружины цилиндрической вставки, а цилиндрическая вставка снабжена по крайней мере одним цилиндрическим стержнем, установленным на внутренней поверхности крышки цилиндрической вставки вдоль ее продольной оси так, что его свободный конец расположен внутри одного из концов пружины.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что продольные оси по крайней мере одного цилиндрического стержня и одного продольного паза лежат на одной прямой.

5. Устройство по любому из пп.1 4, отличающееся тем, что вывод обмотки управления электромагнита соединен с выводом, предназначенным для подключения вывода токоприемника.

6. Устройство по любому из пп.1 4, отличающееся тем, что при использовании штепсельной вилки с заземляющим выводом второй вывод обмотки управления электромагнита предназначен для соединения с заземляющим выводом.

7. Устройство по любому из пп.1 6, отличающееся тем, что боковые поверхности пластин механизма блокировки, на которых установлены цилиндрические штоки, расположены в одной продольной плоскости.

8. Устройство по любому из пп.1 6, отличающееся тем, что боковые поверхности пластин механизма блокировки, на которых установлены цилиндрические штоки, расположены в двух продольных плоскостях, параллельных между собой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11