PL225917B1 - Zlacze kablowe dla obwodow iskrobezpiecznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hermetyczne wielostykowe złącze kablowe przeznaczone dla szybkiego łączenia/rozłączenia obwodów zasilania, urządzeń pomiarowych, transmisyjnych oraz innych urządzeń technologicznych, spełniających wymagania Dyrektywy ATEX (Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/34/UE) i zharmonizowanych z nią norm w stosunku do obwodów i systemów elektrycznych grupy MI, przeznaczonych do użytku w podziemnych wyrobiskach zakładów górn iczych zagrożonych wybuchem metanu i/lub pyłu węglowego.

Znane i stosowane złącza wielostykowe wykonane z tworzyw sztucznych lub ze stopów aluminiowych. Złącza te składają się z wtyków z kołkami kontaktowymi osadzonych w izolatorach oraz gniazd kontaktowych, również osadzonych w izolatorach. Zespół wtyków kontaktowych jest umieszczony w tulei wtykowej, zaś zespół gniazd kontaktowych jest umieszczony w odrębnej tulei gniazdowej. Tuleja wtyków i tuleja gniazd są łączone z sobą za pośrednictwem gwintowanego ściągacza. Wadą złącz wykonanych z tworzyw sztucznych jest zbyt mała wytrzymałość mechaniczna (nie są również ekranem), a złącz wykonanych ze stopów aluminium - niemożliwość stosowania ich w podziemnych wyrobiskach zakładów górniczych zagrożonych wybuchem metanu, ponieważ nie są zgodne z wymaganiami Dyrektywy ATEX w stosunku do obudów metalowych.

Znane są panelowe i przelotowe złącza obwodów elektrycznych o rodzaju budowy przeciww ybuchowej „Ex”, przeznaczone jest do wprowadzenia/wyprowadzenia zasilania lub transmisji sygnałów informacyjnych za pomocą metalowych kabli przewodowych z obwodami iskrobezpiec znymi.

Małogabarytowe niskonapięciowe złącza ognioszczelne z reguły składają się z wtyczki i gnia zda wtykowego, łączonych ze sobą przez włożenie wtyczki w to gniazdo.

Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 3617614 złącze przeciwwybuchowe dla łączenia ze sobą trzyżyłowego kabla z gniazdkiem. W tym rozwiązaniu żyły kabla wraz z oponą izolacyjną i obudową metalową tworzą wtyczkę, mającą kształt okrągłego pręta. Wtyczka ta, od strony przeznaczonej do umieszczenia w gniazdku, zakończona jest częścią gwintowaną. Wadą tego rozwiązania jest to, że takie złącze jest dedykowane do współpracy tylko z jednym typem kabla, przy czym żyły tego kabla powinny być wykonane w postaci jednolitego pręta metalowego, co znacznie ogranicza zakres zastosowań w praktyce górniczej.

Z opisu zgłoszenia patentowego WO 02/13325 znane jest również rozwiązanie złącza przeci wwybuchowego, składającego się z wtyczki i gniazda, zawierających co najmniej dwa łączonych elementy stykowe przewodzące prąd, przy czym elementy stykowe wtyczki są wykonane w postaci okrągłego pręta. Styki te, od strony przeznaczone do umieszczenia w styku gniazdowym, są zakończone czaszą kulistą, natomiast z drugiej strony mają część o większej średnicy, w której jest wykonany otwór wzdłużny do wlutowania żyły kabla przyłączeniowego. Styki gniazdowe mają kształt, w obu końcach którego są wykonane otwory podłużne, tworzące tulejki. Tulejka o mniejszej średnicy jest przeznaczona do wlutowania żyły kabla przyłączeniowego, natomiast tulejka o większej średnicy przeznaczona jest do wkładania styku wtykowego. Styki wtykowe i gniazdowe są osadzone w korpusy izol acyjne, które z kolei są umocowane w rozłącznej obudowie metalowej. Wadą takiego rozwiązania jest niska niezawodność funkcjonalna w warunkach eksploatacji podziemnej z przyczyny braku zadławienia kabla przyłączeniowego.

Z opisu zgłoszenia patentowego WO 03/090320 znana jest konstrukcja złącza przeciwwybuchowego, cechująca się tym, że docisk między prądoprzewodzącymi stykami zapewnia się za pomoc a sprężyn dociskowych zainstalowanych w korpusie złącza. Rozwiązanie te charakteryzuje się niską niezawodnością eksploatacyjną oraz wysokimi kosztami produkcji.

Natomiast z opisu zgłoszenia patentowego nr PL 351935 znana jest również budowa wtykowego złącza ognioszczelnego składającego się z części wtykowej, która ma co najmniej jeden zestyk osadzony w płytce osadczej umieszczonej wewnątrz oprawy wtykowej. Wtyk ma na jednym końcu trwale przyłączony giętki przewód elektryczny, natomiast drugi koniec wtyku jest zaokrąglon y. Oprawa wtykowa po obu stronach płytki osadzającej wypełniona jest elektroizolacyjną masą uszczelniającą. Część gniazdowa zawiera co najmniej jeden element podłużny gniazdowy, którego jeden koniec zaopatrzony jest w nieprzelotowy otwór o średnicy odpowiadającej średnicy wtyku, a drugi koniec ma trwale przytwierdzony giętki przewód elektryczny, przy czym wspomniany element zamocowany jest w oprawie gniazdowej poprzez płytkę osadczą, która z obu stron styka się z elektroizolacyjną masą uszczelniającą. Wadą tego złącza jest niedogodność użytkowa, powstająca z konieczności tworzenia

PL 225 917 B1 dodatkowych zewnętrznych muf przyłączeniowych na obu końcach złącza, dla przyłączenia żył kabla zasilającego i kabla z odbiornika zasilania.

Znana jest również z opisu patentowego nr PL 217999 konstrukcja małogabarytowego niskonapięciowego złącza ognioszczelnego składającego się z korpusu gniazda i korpusu wtyku, łączonych za pomocą gwintowanego ściągacza, przy czym korpus gniazda zawiera rdzeń, wykonany z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe gniazda kontaktowe, a korpus wtyku zawiera rdzeń, wykonany z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe pręty kontaktowe, przy czym rdzeń z gniazdami kontaktowymi oraz rdzeń z prętami kontaktowymi jest łączony z odpo wiednim korpusem za pomocą osadczego pierścienia. Ochrona przed penetracją zewnętrzną zapewnia się za pomocą dwóch elastycznych pierścieni uszczelniających o-ring osadzonych rowkach na korpusie gniazda.

Wadą tego złącza jest skomplikowana technologia wytwarzania oraz niedogodność użytkowa polegająca na traceniu stopnia ochrony przed penetracją zewnętrzną przy kilkakrotnym łączeniu/rozłączeniu korpusu wtyków z korpusem gniazd.

Celem wynalazku jest usunięcie wymienionych wad i niedogodności znanych rozwiązań konstrukcyjnych złącz kablowych.

Złącze kablowe dla obwodów iskrobezpiecznych składa się korpusu gniazd i korpusu wtyków, łączonych za pomocą ściągacza w postaci tulei z gwintem wewnętrznym, przy czym jedna strona tej tulei jest zakończona pierścieniem dociskającym o średnicy mniejszej od średnicy gwintu wewnętrznego a druga ma zakończenie stożkowe. Korpus gniazd zawiera rdzeń, wykonany z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe tuleje kontaktowe, a korpus wtyków zawiera rdzeń, wykonany z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe pręty kontaktowe, każdy z tych rdzeni jest osadzony w odpowiedniej tulei metalowej, za pośrednictwem gwintowanego pierścienia docisk ającego. Korpus wtyków według wynalazku ma występujący pierścień na swojej powierzchni zewnętrznej współpracujący z pierścieniem dociskającym tulei ściągającej poprzez uszczelkę elastyczną o-ring przy łączeniu korpusu wtyków z korpusem gniazd. Korpus gniazd na swojej powierzchni zewnętrznej ma również występujący pierścień dla blokady przesuwania się drugiej poliuretanowej elastycznej stożkowej uszczelki współpracującej ze stożkiem tulei ściągającej.

Wynalazek usuwa wady i niedogodności znanych rozwiązań. Konstrukcja złącza według wyn alazku zapewnia ochronne przed penetracją wody przy zanurzeniu na głębokość do dwóch metrów.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. przedstawia złącze w widoku z boku z częściowym wycięciem.

Złącze według wynalazku składa się z dwóch podstawowych elementów, korpusu wtyków 1 i gniazd 2, łączonych z sobą za pomocą ściągacza w postaci tulei 3 z gwintem wewnętrznym, przy czym jedna strona tej tulei jest zakończona pierścieniem dociskającym 4 o średnicy mniejszej od średnicy gwintu wewnętrznego, a druga ma zakończenie stożkowe 5. Korpus 1 wtyku ma rdzeń 6 z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe pręty kontaktowe 7. Korpus gniazd 2 ma rdzeń 8 z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe tulei kontaktowe 9. Rdzenie 6 i 8 z materiału izolacyjnego są odpowiednio osadzone w tulejach metalowych 10 i 15 za pomocą pierścieni dociskowych 11 i 12. Korpus wtyków 1 na swojej powierzchni zewnętrznej ma występujący pierścień 13 i rowek dla umieszczenia uszczelki elastycznej o-ring 14. Korpus gniazd 2 na swojej powierzchni zewnętrznej ma również występujący pierścień 15 dla blokady przesuwania się drugiej elastycznej stożkowej uszczelki 16 współpracującej ze stożkiem 5 tulei ściągającej 3 przy obracaniu tej tulei. Zewnętrzna powierzchnia korpusu wtykowi posiada gwintowany odcinek dla łączenia z tuleją 17 o zakończeniu stożkowym oraz z otworem 19 służącym do zalewania masą hermetyzującą. Z kolei zewnętrzna powierzchnia korpusu gniazd 2 posiada również gwintowany odcinek dla łączenia z tuleją 18 o zakończeniu stożkowym oraz z otworem 20 służącym do zalewania masą hermetyzującą.

Uzyskiwanie połączenia złącza: Połączenia korpusu gniazda 2 z korpusem wtyku 1 odbywa się za pomocą ściągacza 3. Po włożeniu wtyku 1 w korpus gniazda 2 przesuwa się korpus wtyku 1 przez obracanie ściągacza 3 na gwintowanym odcinku zewnętrznej powierzchni korpusu gniazda 2. Przy tym zapewnia się szczelność złącza poprzez ściskanie elastycznej uszczelki o-ring 14 oraz elastycznej stożkowej uszczelki 16.

Rozłączenie złącza odbywa się na drodze odwrotnego postępowania.

Claims (1)

1. Złącze kablowe dla obwodów iskrobezpiecznych, składające się z korpusu wtyków i korpusu gniazd w postaci tulei metalowych, łączonych za pomocą ściągacza w postaci tulei z gwintem wewnętrznym, z których korpus wtyków ma rdzeń z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe pręty kontaktowe, a korpus gniazd ma rdzeń z materiału izolacyjnego, w którym są osadzone metalowe tuleje kontaktowe, znamienne tym, że jedna strona tulei ściągającej (3) jest zakończona pierścieniem dociskającym (4) o średnicy mniejszej od średnicy gwintu wewnętrznego, a druga ma zakończenie stożkowe (5), korpus wtyków na swojej powierzchni zewnętrznej ma występujący pierścień (3) oraz rowek z osadzonym elastycznym pierścieniem uszczelniającym o-ring (14), a korpus gniazd na swojej zewnętrznej powierzchni ma występujący pierścień (15) i rowek z osadzoną elastyczną uszczelką stożkową (16).