Електричний сполучний роз’єм, обладнаний пристроєм захисту від забруднення

Реферат: Об'єктом даного винаходу є електричний сполучний роз'єм, що містить штепсель (10), оснащений первинними контактами (20), і цоколь (12), оснащений вторинними контактами (24), виконаними з можливістю взаємодії з первинними контактами. Сполучний роз'єм додатково містить клапан (30), закріплений на цоколі і виконаний з можливістю повороту між закритим положенням, в якому він перекриває доступ до вторинних контактів (24), і відкритим положенням, в якому він відкриває доступ до вторинних контактів для забезпечення з'єднання штепселя з цоколем, і кільцеву муфту (40), закріплену на електричному кабелі (14), сполученому зі штепселем (10), і виконану з можливістю переміщення між двома крайніми положеннями: нижнім положенням, в якому вона закриває клапан (30), коли штепсель і цоколь сполучені, і верхнім положенням, в якому вона відкриває доступ до штепселя. UA 98606 C2 (12) UA 98606 C2 UA 98606 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід в цілому стосується області електричних сполучних роз'ємів, які містять штепсель, обладнаний первинними контактами, і цоколь, обладнаний вторинними контактами, виконаними з можливістю взаємодії з первинними контактами. Зокрема, він стосується сполучних роз'ємів, які використовуються в авіації, наприклад роз'ємів, якими обладнані електричні блоки управління реверсором тяги, генератори змінного струму, електричні приводи або шасі. Попередній рівень техніки Електричний блок управління реверсором тяги призначений для управління реверсорами тяги авіаційних гондол. Звичайно такий блок містить електронний обчислювальний пристрій, який, будучи пов'язаним з електронним підсилювачем потужності і з електричним двигуном, дозволяє управляти відкриттям і закриттям реверсора тяги за допомогою електромеханічних приводів. Електричний блок управління містить силові або сигнальні електричні сполучні роз'єми, які забезпечують його з'єднання, з одного боку, з різними датчиками реверсора тяги і, з іншого боку, з повністю автономним електронно-цифровим контролером двигуна (який називається також FADEC - від Full Authority Digital Engine Control "автономна цифрова система управління двигуном"). Як відомо, кожний такий електричний сполучний роз'єм містить штепсель, оснащений первинними контактами, і цоколь, оснащений вторинними контактами, виконаними з можливістю взаємодії з первинними контактами. Враховуючи особливе місцеположення електричного блока управління в реверсорі тяги гондол, деякі цоколі сполучних роз'ємів містять вторинні контакти, направлені в бік дії сили тяжіння. Проте, коли протилежний штепсель такого сполучного роз'єму від'єднується, з точки зору надійності і терміну служби сполучного роз'єму дуже важливо не допустити попадання забруднювальних сторонніх речовин (таких як рідини або пил) у цоколь сполучних роз'ємів. Короткий виклад суті винаходу Основною задачею даного винаходу є усунення вказаного недоліку шляхом створення сполучного роз'єму, обладнаного пристроєм захисту від забруднення. Поставлена задача вирішена шляхом створення електричного сполучного роз'єму, який містить, згідно з даним винаходом, клапан, закріплений на цоколі і виконаний з можливістю повороту між закритим положенням, в якому він перекриває доступ до вторинних контактів, і відкритим положенням, в якому він відкриває доступ до вторинних контактів для забезпечення з'єднання штепселя з цоколем, і кільцеву муфту, закріплену на електричному кабелі, сполученому зі штепселем, і виконану з можливістю переміщення між двома крайніми положеннями: нижнім положенням, в якому вона закриває клапан, коли штепсель і цоколь сполучені, і верхнім положенням, в якому вона відкриває доступ до штепселя. Клапан призначений для запобігання вторинним контактам від потрапляння забруднювальних речовин, коли штепсель сполучного роз'єму від'єднують від цоколя. Що стосується муфти, то вона дозволяє ізолювати клапан від будь-якого контакту із забруднювальними речовинами під час тривалого перебування у відкритому положенні (тобто, коли штепсель і цоколь сполучені) і забезпечує, таким чином, постійне "власне" закриття клапана. Муфта призначена також для утримання на місці клапана, коли він знаходиться у відкритому положенні, щоб уникнути будь-якого пошкодження в результаті вібрацій. Таким чином, сполучний роз'єм абсолютно захищений від забруднення за будь-яких обставин. Згідно з конкретним варіантом виконання даного винаходу, клапан встановлений на поворотному пальці з віссю, паралельною поперечній площині цоколя, так, щоб в закритому положенні клапан був по суті паралельним поперечній площині цоколя і у відкритому положенні клапан був по суті паралельним поздовжній площині цоколя, і навколо поворотного пальця намотана пружина так, щоб клапан утримувався в закритому положенні при відсутності діючого на нього зусилля. Завдяки наявності пружини, клапан "автоматично" закриває вторинні контакти, як тільки штепсель від'єднується від цоколя. Таким чином, посилюється захист від забруднення. Згідно з іншим окремим варіантом виконання даного винаходу, клапан містить прокладку силікону на своїй внутрішній стороні, що забезпечує герметичне закриття вторинних контактів цоколя, коли він знаходиться в закритому положенні. Згідно з винаходом, муфта має конструкцію у вигляді дзвона, центрованого по поздовжній осі штепселя, і містить систему роз'ємного кріплення на одному із своїх кінців для забезпечення її кріплення на електричному кабелі, сполученому із штепселем, при цьому протилежний кінець муфти є відкритим і вільним, і муфта виконана з можливістю переміщення ковзанням від одного із своїх крайніх положень до іншого. Переважно така муфта на рівні свого вільного кінця містить жорстке кільце. 1 UA 98606 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно із ще одним варіантом виконання даного винаходу, муфта має конструкцію, що стискається, центровану по поздовжній осі штепселя, причому один кінець муфти закріплений на електричному кабелі, сполученому зі штепселем, а протилежний кінець муфти є відкритим і вільним, і муфта виконана з можливістю стискатися вздовж електричного кабелю, щоб переходити зі свого нижнього положення в своє верхнє положення. Згідно із ще одним варіантом виконання даного винаходу, муфта має форму сильфона, центрованого вздовж поздовжньої осі штепселя, причому один кінець закріплений на електричному кабелі, сполученому зі штепселем, а протилежний кінець муфти є відкритим і вільним, і муфта виконана з можливістю згортатися вздовж електричного кабелю, щоб переходити із свого нижнього положення у своє верхнє положення. Об'єктом даного винаходу є також авіаційна гондола і газотурбінний двигун, що містить щонайменше один описаний вище електричний сполучний роз'єм. Короткий опис креслень Інші ознаки, що відрізняють даний винахід, і переваги даного винаходу будуть більш очевидні з нижченаведеного опису з посиланнями на прикладені креслення, які ілюструють необмежувальний приклад виконання і на яких: Фіг. 1 і 2 зображають поздовжній розріз сполучного роз'єму в двох різних положеннях, згідно з першим варіантом виконання винаходу; Фіг. 3А-3С - загальний вигляд з частковим вирізом сполучного роз'єму в різних положеннях, згідно з першим варіантом виконання даного винаходу; Фіг. 4А і 4В - загальний вигляд з частковим вирізом сполучного роз'єму в двох різних положеннях, згідно з другим варіантом виконання даного винаходу; Фіг. 5А і 5В - загальний вигляд з частковим вирізом сполучного роз'єму в двох різних положеннях, згідно з третім варіантом виконання даного винаходу. Докладний опис різних варіантів виконання винаходу На фіг. 1, 2 і 3А-3С дуже схематично показаний електричний сполучний роз'єм згідно з першим варіантом виконання даного винаходу. Сполучний роз'єм містить штепсель 10 і цоколь (або основу) 12. Штепсель 10 сполучений з електричним кабелем (або електропроводом) 14. Що стосується цоколя 12, то він призначений для кріплення до стінки 16 електричної коробки, наприклад, блока управління реверсора тяги, що використовується в авіації. Штепсель 10 містить порожнистий корпус 18 по суті циліндрової форми з поздовжньою віссю Х-Х, всередині якого встановлений(і) один або декілька первинних контактів 20. Цоколь 12 також містить порожнистий корпус 22 по суті циліндрової форми з поздовжньою віссю Y-Y, всередині якого встановлений(і) один або декілька вторинних контактів 24, виконаних з можливістю взаємодії з первинними контактами 20. Під взаємодією між первинними контактами 20 і вторинними контактами 24 слід розуміти входження в контакт, який дозволяє встановити електричне з'єднання, тобто який забезпечує проходження більш-менш сильного електричного струму. Так, в прикладі виконання, показаному на фіг. 1 і 2, первинні контакти 20 виконані у вигляді поздовжніх виступаючих штирків, а кожний з вторинних контактів 24 має порожнисту трубчасту форму, в яку заходить штирок. Зрозуміло, можна передбачити будь-який інший тип первинних і вторинних контактів, які дозволяють встановлювати електричне з'єднання. Щоб уникнути будь-якого випадкового роз'єднання між штепселем 10 і цоколем сполучного роз'єму, штепсель може також містити кільце 26, яке встановлене з можливістю ковзання навколо циліндрового корпусу 18 штепселя і яке має внутрішню різь, при цьому згадане кільце загвинчують на відповідній зовнішній різі 28 корпусу 22 цоколя після з'єднання штепселя і цоколя. Згідно з винаходом, сполучний роз'єм додатково містить клапан 30, закріплений на цоколі 12. Клапан 30 виконаний з можливістю повороту між закритим положенням, в якому він перекриває доступ до вторинних контактів 24 (фіг. 1 і 3А), і відкритим положенням, в якому він відкриває доступ до вторинних контактів для з'єднання штепселя 10 з цоколем (фіг. 2, 3В і 3С). Зокрема, клапан виконаний у вигляді по суті плоскої кришки, що має діаметр, який щонайменше дорівнює діаметру циліндрового корпусу 22 цоколя 12. Клапан встановлюють на поворотний палець 32, шарнірно встановлений навколо осі 34, паралельної поперечній площині Р цоколя (фіг. 3А і 3В). Таким чином, в закритому положенні клапан 30 знаходиться в площині, по суті паралельній поперечній площині Р цоколя, і лежить на циліндровому корпусі 22 цоколя, закриваючи цей корпус (фіг. 1 і 3А). У відкритому положенні, навпаки, клапан 30 повернений приблизно на 90° відносно свого закритого положення і, отже, знаходиться в площині, паралельній поздовжній площині цоколя, дозволяючи провести з'єднання штепселя з цоколем 2 UA 98606 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (фіг. 2, 3В і 3С). Переміщення клапана із закритого положення у відкрите положення здійснюють вручну. Згідно з переважною ознакою, що відрізняє даний винахід, навколо поворотного пальця 32 клапана 30 намотана пружина 36, один кінець якої закріплений на клапані, а інший - на цоколі (фіг. 1, 2 і 3В). Пружина намотана навколо поворотного пальця 32 так, щоб в положенні спокою (тобто за відсутності зусилля, діючого на клапан) вона утримувала клапан в закритому положенні. Коли клапан повертають у відкрите положення, пружина намотується навколо поворотного пальця 32 і діє силою на поворотний палець, який намагається закрити клапан. Таким чином, клапан не може залишитися випадково відкритим, коли штепсель 10 і цоколь 12 сполучного роз'єму роз'єднують. Згідно з іншою переважною ознакою, що відрізняє даний винахід, клапан 30 містить також прокладку силікону 38 на своїй внутрішній стороні (фіг. 1), яка в закритому положенні абсолютно герметично закриває вторинні контакти 24 цоколя 12. Згідно з винаходом, сполучний роз'єм містить також кільцеву муфту 40, закріплену на електричному кабелі 14, сполучену зі штепселем 10 і виконану з можливістю переміщення між двома крайніми положеннями: нижнім положенням, в якому вона закриває клапан 30 після з'єднання штепселя 10 і цоколя 12, щоб оберігати цоколь від забруднювальних речовин (фіг. 2 і 3С), і верхнім положенням, в якому вона відкриває доступ до штепселя 10, щоб провести роз'єднання сполучного роз'єму (фіг. 1, 3А і 3В). В першому варіанті виконання даного винаходу, показаному на фіг. 1, 2 і 3А-3С, муфта має вигляд по суті конусного дзвона, виконаного з м'якого або напівжорсткого матеріалу, наприклад, такого як еластомер. Зокрема, дзвін 40 центрований вздовж поздовжньої осі Х-Х штепселя 10 і виконаний з можливістю переміщення ковзанням вздовж електричного кабелю 14, щоб переходити з одного свого крайнього положення в інше. Для цього дзвін 40 утримується одним із своїх кінців 42 на електричному кабелі 14 за допомогою роз'ємної системи кріплення. Наприклад, система кріплення може бути виконана у вигляді стягнутого хомута 44, який можна ослабити. Інший кінець 46 дзвона залишається відкритим і вільним. Діаметр вільного кінця 46 дзвона більше діаметра його кінця 42, утримуваного навколо кабелю, щоб він міг повністю закривати клапан 30 після з'єднання штепселя і цоколя. Крім того, коли штепсель і цоколь сполучені, вільний кінець 46 дзвона переважно може входити у контакт з кільцем 48, концентричним з корпусом 22 цоколя, що закріплене на стінці 16 і має діаметр, дещо менший діаметра вільного кінця 46 дзвона. Таке кільце дозволяє уникнути будь-якого випадкового зсуву дзвона відносно сполучного роз'єму. Операція з'єднання штепселя 10 з цоколем витікає зі всього вищесказаного. Дзвін 40 утримується закріпленим на кабелі 14 у своєму верхньому положенні, відкриваючи доступ до штепселя 10. Клапан 30 повертають із закритого положення (фіг. 1 і 3А) у відкрите положення і утримують рукою в цьому положенні для під'єднання штепселя до цоколя (фіг. 3В). Після з'єднання штепселя і цоколя клапан відпускають, і він притискається до штепселя під дією пружини 36 (фіг. 2). Стягнутий хомут 44 дзвона 40 ослабляють і дзвін переміщують ковзанням уздовж кабелю 14 в його нижнє положення, при цьому вільний кінець 46 дзвона заходить навколо кільця 48 (фіг. 2 і 3С). Після цього стягнутий хомут дзвону можна знову закріпити. Операцію роз'єднання здійснюють у зворотному порядку. Згідно з переважною ознакою, що відрізняє перший варіант виконання, показаного на фіг. 1 і 2, на рівні свого вільного кінця 46 муфта 40 має кільце 50 з жорсткого матеріалу, наприклад з металу. Таке кільце 50 призначене для забезпечення жорсткості циліндрової частини муфти під час її переміщень. На фіг. 4А і 4В показаний сполучний роз'єм згідно з другим варіантом виконання даного винаходу. В цьому варіанті виконання штепсель 10, цоколь 12 і клапан 30 ідентичні описаному вище першому варіанту виконання. Сполучний роз'єм теж містить муфту 40', закріплену на електричному кабелі 14, сполучену зі штепселем 10 і виконану з можливістю переміщення між двома крайніми положеннями: нижнім положенням, в якому вона закриває клапан 30 після з'єднання штепселя 10 і цоколя 12, щоб оберігати цоколь від забруднювальних речовин (фіг. 4А), і верхнім положенням, в якому вона відкриває доступ до штепселя 10, щоб провести роз'єднання сполучного роз'єму (фіг. 4В). У другому варіанті виконання муфта 40' має конструкцію, що стискається, по суті циліндрової форми, виконану з м'якого або напівжорсткого матеріалу, наприклад, такого як еластомер. Конструкція 40', що стискається, центрована вздовж поздовжньої осі штепселя з кінцем 42', закріпленим навколо електричного кабелю 14 за допомогою кріплення 44', при цьому інший 3 UA 98606 C2 5 10 15 20 25 кінець 46' залишається відкритим і вільним. Діаметр вільного кінця 46' конструкції 40', що стискається, більше діаметра її нерухомого кінця 42', щоб повністю закривати клапан 30 після з'єднання штепселя і цоколя. Крім того, конструкція 40' виконана з можливістю стискатися вздовж електричного кабелю, щоб переходити зі свого нижнього положення у верхнє положення. Для цього, як показано на фіг. 4А і 4В, муфта може мати відому конструкцію у вигляді сильфона, що стискається на зразок гармошки. В альтернативному варіанті муфта може мати телескопічну конструкцію. Операції по з'єднанню і роз'єднанню цього сполучного роз'єму ідентичні операціям, описаним відносно першого варіанту виконання. На фіг. 5А і 5В показаний сполучний роз'єм згідно з третім варіантом виконання даного винаходу. В цьому варіанті виконання штепсель 10, цоколь 12 і клапан 30 ідентичні описаному вище першому варіанту виконання. Сполучний роз'єм теж містить муфту 40", закріплену на електричному кабелі 14, сполучену зі штепселем 10 і виконану з можливістю переміщення між двома крайніми положеннями: нижнім положенням, в якому вона закриває клапан 30 після з'єднання штепселя 10 і цоколя 12, щоб оберігати цоколь від забруднювальних речовин (фіг. 5А), і верхнім положенням, в якому вона відкриває доступ до штепселя 10, щоб провести роз'єднання сполучного роз'єму (фіг. 5В). В цьому варіанті виконання муфта 40" має конструкцію у вигляді по суті конусного сильфона, виконаного з м'якого матеріалу, наприклад, такого як еластомер. Ця конструкція 40" центрована вздовж поздовжньої осі штепселя з кінцем 42", закріпленим навколо електричного кабелю 14 за допомогою кріплення 44", при цьому інший кінець 46" залишається відкритим і вільним. Діаметр вільного кінця 46" сильфона 40" більше діаметра його нерухомого кінця 42", щоб повністю закривати клапан 30 після з'єднання штепселя і цоколя. Крім того, сильфон 40" виконаний з можливістю згортатися вздовж електричного кабелю 14, щоб переходити зі свого нижнього положення (фіг. 5А) у верхнє положення (фіг. 5В). Для цього матеріал, з якого виконаний сильфон 40", повинен бути достатньо м'яким, щоб мати можливість згортатися, але разом з тим повинен мати також певну жорсткість, щоб можна було утримувати без зусилля у верхньому положенні. Операції по з'єднанню і роз'єднанню цього сполучного роз'єму ідентичні операціям, описаним відносно першого варіанту виконання. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Електричний сполучний роз'єм, що містить штепсель (10), оснащений первинними контактами (20), і цоколь (12), оснащений вторинними контактами (24), виконаними з можливістю взаємодії з первинними контактами, який відрізняється тим, що додатково містить клапан (30), закріплений на цоколі і виконаний з можливістю повороту між закритим положенням, в якому він перекриває доступ до вторинних контактів (24), і відкритим положенням, в якому він відкриває доступ до вторинних контактів для забезпечення з'єднання штепселя з цоколем, і кільцеву муфту (40, 40', 40"), закріплену на електричному кабелі (14), сполученому зі штепселем (10), і виконану з можливістю переміщення між двома крайніми положеннями: нижнім положенням, в якому вона закриває клапан (30), коли штепсель і цоколь сполучені, і верхнім положенням, в якому вона відкриває доступ до штепселя. 2. Роз'єм за п. 1, який відрізняється тим, що клапан (30) встановлений на поворотному пальці (32) з віссю (34), паралельною поперечній площині (Р) цоколя (12), так, що в закритому положенні клапан по суті паралельний поперечній площині (Р) цоколя, а у відкритому положенні клапан по суті паралельний поздовжній площині цоколя, і навколо поворотного пальця (32) намотана пружина (36) так, щоб клапан (30) утримувався в закритому положенні при відсутності діючого на нього зусилля. 3. Роз'єм по будь-якому з пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що клапан (30) містить прокладку (38) силікону на своїй внутрішній стороні, що забезпечує герметичне закривання вторинних контактів (24) цоколя (12), коли він знаходиться в закритому положенні. 4. Роз'єм по будь-якому з пп. 1-3, який відрізняється тим, що муфта (40) має конструкцію у вигляді дзвона, центрованого вздовж поздовжньої осі (Х-Х) штепселя (10), і містить систему (44) роз'ємного кріплення на одному із своїх кінців (42) для забезпечення її кріплення на електричному кабелі (14), сполученому зі штепселем, при цьому протилежний кінець (46) муфти є відкритим і вільним, при цьому муфта (40) виконана з можливістю переміщення ковзанням уздовж електричного кабелю (14) так, щоб переходити з одного із своїх крайніх положень до іншого. 5. Роз'єм за п. 1, який відрізняється тим, що муфта (40) на рівні свого вільного кінця (46) містить жорстке кільце (50). 4 UA 98606 C2 5 10 6. Роз'єм по будь-якому з пп. 1-3, який відрізняється тим, що муфта (40') має конструкцію, що стискається, центровану вздовж поздовжньої осі (Х-Х) штепселя (10), причому один кінець (42') закріплений на електричному кабелі (14), сполученому зі штепселем, а протилежний кінець (46') муфти є відкритим і вільним, і при цьому муфта (40') виконана з можливістю стискатися вздовж електричного кабелю (14), щоб переходити від свого нижнього положення у верхнє положення. 7. Роз'єм за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що муфта (40") має форму сильфона, центрованого вздовж поздовжньої осі (Х-Х) штепселя (10), один кінець (42") закріплений на електричним кабелі (14), сполученому зі штепселем, а протилежний кінець (46") муфти є відкритим і вільним, при цьому муфта (40") виконана з можливістю згортатися вздовж електричного кабелю (14), щоб переходити від свого нижнього положення у верхнє положення. 8. Авіаційна гондола, яка відрізняється тим, що містить щонайменше один електричний сполучний роз'єм за будь-яким з пп. 1-7. 9. Газотурбінний двигун, який відрізняється тим, що містить щонайменше один електричний сполучний роз'єм за будь-яким з пп. 1-7. 5 UA 98606 C2 6 UA 98606 C2 7 UA 98606 C2 8 UA 98606 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9