Соединитель штепсельный
Решение относится к элементам электрических цепей, в том числе к рельсовым цепям. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности электрического контакта в соединении. Соединитель содержит проволочную часть с наконечниками и втепсели. Штепсели содержат фланцевую втулку и болт. Отверстие втулки и болт сопрягаются конической поверхностью. Втулка выполнена из материала, радиально деформируемого в отверстии изделия при осевом перемещении болта. Втулка снабжена шаберами, активирующими контактную поверхность. Штепсели снабжены уплотнителями, в том числе средством подачи электропроводной жидкости в соединение.
Предлагаемое решение относится к элементам электрических цепей, в частности к элементам рельсовых цепей.Известны соединители позволяющие осуществить электрическое соединение двух частей (изделий) с помощью проволочной части и резьбовых соединений (cм. SU 17465 30.09.1930, СА 1300708 12.05.1992. WО 97/47057 11.12.1997, US 5171169 15.12.1992).
Наиболее близким по технической сути к заявленному решению является соединитель (Проспект фирмы DUBIUS OUTILLAGES 17-19 roe Jules Berthonneau - B.P.3406-Z.I. de Villebarou - 41034 BLOIS CEDEX FRANCE. Tel. (33).02.54.52.40.00 - Fax (33).02.54.52.40.34 -http//www.dubius.com - E.mail: conimercial@dubius.com. Копии отдельных страниц проспекта прилагаются) который содержит проволочную часть с наконечником, штепсель с фланцевой втулкой и крепежным болтом. Сопрягаемые между собой внутренняя поверхность фланцевой втулки и наружной поверхности болта выполнены коническими. Втулка выполнена из материала, имеющего способность упругой или упруго-пластической деформации. Втулку с болтом вставляют в отверстие шейки рельса, на болт одевают наконечник проволочной части соединителя, гайку, фланцевую втулку прижимают к поверхности изделия, вращают гайку, болт получает осевое перемещение, своей конической поверхностью обеспечивает радиальную деформацию втулки, это приводит к закреплению штепселя с изделием. Это обеспечивает передачу электрического тока от одного изделия к другому через тело втулки, наконечник и проволочную часть.
Проволочная (тросовая) часть соединителя между наконечниками, крепящимися на указанные болты, свободна и располагается произвольно.
Недостатком решения является низкая надежность электрического контакта в соединении изделие - втулка - наконечник. Это объясняется тем, что погрешности формы и размеров отверстия в изделии и наружной поверхности втулки не исключают наличие зазоров в соединении. Со временем в зазорах начинаются коррозионные и электрохимические процессы, которые приводят к ухудшению электропроводности соединения и снижению электротехнических характеристик электрической цепи. Указанный недостаток также обусловлен тем, что на поверхностях изделия, с которыми контактирует втулка, еще до установки соединителя могут быть продукты коррозии, которые также снижают электропроводность соединения.
Имеется также иной недостаток: проволочная часть соединителя повреждается при выполнении иных работ и не имеет антивандальной защиты, т.к. видна, что провоцирует хищение.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности электрического контакта в соединении. Это достигается:
1. в основном:
а) снабжением соединителя шабером, который активирует контактную поверхность изделия, т.е. удаляет продукты коррозии, формирует размеры и геометрию отверстия;
б) снабжением соединителя средствами герметизации соединения, а именно буртом и уплотнителем. 2. дополнительно:
а) снабжением торцов фланца втулки шабрующими элементами, часть из которых активирует поверхность изделия, остальная часть -поверхность наконечника проволочной (тросовой) части;
б) снабжением соединителя средствами подачи токопроводящего текучего вещества (жидкости, клея и т.д.) в зазоры соединителя. Предлагаемое решение имеет, в том числе, иной результат, а именно снижение повреждаемости проволочной (тросовой) части соединителя при выполнении различных работ (очистка снега, подбивка балласта путевой железнодорожной техникой), визуальное сокрытие проволоки для антивандальной защиты и антикоррозионную защиту механизма затяжки болта самотвердеющим консервационным веществом.
Таким образом, заявляемый объект, как и прототип, содержит проволочную часть с наконечниками, штепсели, включающие в себя фланцевую втулку и болт, причем, сопрягаемые наружная поверхность болта и внутренняя поверхность втулки выполнены коническими для радиальной деформации втулки при осевом перемещении болта.
Однако заявляемый объект для достижения технического результата отличается тем, что:
1. болт снабжен буртом со стороны большего диаметра конуса;
2. соединитель снабжен уплотнителем, размещенным между буртом болта и поверхностью изделия, в котором крепится соединитель;
3. на втулке со стороны торца, противоположного фланцу, установлен шабер.
4. фланец втулки снабжен уплотнителем. Дополнительные отличия состоят в следующем:
а) торцевые поверхности фланца втулки снабжены шабрирующими элементами, по меньшей мере ими снабжена внутренняя поверхность фланца, что способствует стабилизации электропроводности соединителя;
б) соединитель снабжен средствами, в частности каналами, для подачи токопроводящего вещества, обладающего текучестью, в зазоры, возможные между втулкой и изделием;
в) проволочная часть соединителя выполнена предварительно деформированной в осевом направлении, в частности, она выполнена в виде участков с винтовой завивкой для осевого подпружинивания, в том числе, снабжена защитным кожухом, а наконечник проволочной части и механизм затяжки болтов защищены самотвердеющим консервационным веществом;
г) шабер выполнен составным.
Каждое из отличий и все они в совокупности позволяют достичь указанный технический результат.
На фиг.1 показана совмещенная схема принципиального устройства штепселя для железнодорожного рельса; на фиг.2 - схема работы шабера при активировании поверхности отверстия в шейке рельса; на фиг.3 - схема работы шабрирующих элементов при активации поверхности шейки рельса и наконечника соединителя; на фиг.4, 5, 6 - схемы исполнения и укладки проволочной части соединителя; на фиг.7 - исполнение шабера.
Соединитель состоит из проволочной части 1, сочлененной с наконечниками 2. В состав соединителя также входят штепсели (по числу наконечников), содержащие фланцевую втулку 3, вставляемую в отверстие изделия 4, в котором предстоит закрепить штепсель. Внутри втулки 3 расположен болт 5. На болт одевается наконечник 2, шайба 6 и гайка 7. Для обеспечения постоянства усилия натяга штепсель может содержать пружинный элемент 8, например, тарельчатые пружины. Болт снабжен буртом 9. При сборке штепселя на него надевают уплотнитель 10. На фланец втулки также может быть установлен уплотнитель 11. Перед установкой втулки на болт устанавливают (на втулку, фиг.2, или на болт) шабер 12. Втулка выполнена из деформирующегося токопроводного материала. Ее отверстие и поверхность болта сопрягаются по конической поверхности 13.
Сборку соединителя производят следующим образом:
1. Основной вариант. На болт до упора в бурт 9 надевают уплотнитель 10. На втулку надевают шабер 12 и уплотнитель 11. Втулку подносят к отверстию изделия, с обратной стороны изделия в отверстие втулки вводят болт. Втулку и болт с разных сторон изделия захватывают специальным устройством и перемещают (движения П1, П2) навстречу друг другу. При этом шабер 12 срезает с поверхности отверстия изделия некоторый слой материала вместе с продуктами коррозии, чем активирует контактную поверхность изделия, что способствует электропроводности стыка. В конце перемещения болт своей конической поверхностью деформирует материал втулки в радиальном направлении, уплотнители 10 и 11 герметизируют соединение. Деформация втулки обеспечивает ее фиксацию в отверстии и способствует выборке возможных зазоров в сопряжении изделие - втулка. Специальное устройство снимают, на болт надевают наконечник 2, пружинный элемент 8, шайбу 8, гайку 7. Закручивают гайку до необходимого усилия закрепления наконечника проволочной части.
Также закрепляют второй (остальные) штепсель в соответствующих изделиях.
2. Альтернативный вариант. Используется при отсутствии указанного выше специального приспособления для создания перемещений П1, П2.
На болт надевают уплотнитель 10. На втулку - уплотнитель 11 и шабер 12. Втулку подносят к отверстию изделия, с обратной стороны изделия в отверстие втулки вводят болт, на вышедший через втулку конец болта (правая часть болта на фиг.1) последовательно надевают наконечник 2,
пружинный элемент 8, шайбу 6, накручивают гайку 7. Шабер втулки вводят в отверстие изделия и вращением гайки обеспечивают перемещения П1 и П2 до тех пор, пока втулка и болт не займут фиксированные положения, а наконечник - надежной фиксации.
Работа такого соединителя состоит в следующем. Электрический ток из одного изделия 4 к другому передается через активированную шабером поверхность отверстия на втулку, достаточно плотно облегающую отверстие изделия в результате радиальной деформации, через торец втулки ток передается в наконечник 2, проволочную часть 1 и т.д.
Технический результат по отношения к прототипу достигнут тем, что:
а) поверхность отверстия электрически активизирована за счет образования шабером ювенильной металлической поверхности;
б) с обеих сторон изделия штепсель герметизирован уплотнителями 10 и11;
в) усилие затяжки соединителя стабилизировано за счет применения упругого элемента 8.
Технический результат может быть повышен за счет раздельной или совокупной реализации следующих решений:
1. Внутренняя торцевая поверхность 14 втулки и ее наружная торцевая поверхность 15 снабжены шабрующими элементами 16.
Работа такого соединителя аналогична работе описанного соединителя. Преимущества:
а) внедрение шабрующих элементов 16 в материал изделия 4 и наконечника 2 активирует эти участки, что способствует надежности электрической цепи;
б) если со временем эксплуатации соединителя произошло ухудшение электротехнических характеристик цепи из-за коррозийных процессов в штепселе (возросло контактное электросопротивление), то восстановить их можно следующим путем (после ослабления гайки 7), фиг.3:
- провернуть втулку в отверстии изделия, при этом шабрующие элементы образуют в изделии новые активные электрические контакты;
- провернуть наконечник относительно втулки, при этом шабрующие элементы образуют в наконечнике 2 новые активные электрические контакты.
2. В зазоры (микрощели) между поверхностями отверстия изделия и наружной поверхностью втулки, внутренней торцевой поверхностью 14 фланца втулки и изделием, уплотнителем 10 и изделием можно под давлением подать (закачать) электропроводное текучее вещество 17 (электропроводную жидкость, клей и т.д.). Оно заполнит зазоры, чем еще больше повысит электропроводность контактов, герметизирует соединение. Подача вещества может быть реализована разными
способами. Например, с помощью магнитного поля при использовании магнитной токопроводящей суспензии. Наиболее просто подать в зазоры электропроводное вещество через каналы 18 в теле втулки (или втулки и болта, фиг.1) с запорным устройством 19.
3. Для правильной ориентации проволочной части соединителя между соединяемыми им изделиями целесообразно обеспечить осевую натяжку проволочной части. Это снизит в том числе повреждаемость соединителя при выполнении других работ с изделиями. Осевую натяжку можно обеспечить разными способами (телескопическая конструкция и т.д.). Наиболее просто это реализовать, если всю длину проволочной части соединителя или ее отдельные участки выполнить предварительно деформированными по длине, например, в виде винтовой завивки 20 (как провод между телефонным аппаратом и его трубкой). Это обеспечит осевое пружинение проволочной части соединителя.
4. Для тех же целей проволочная часть соединителя может быть снабжена защитным кожухом 21 какой-либо формы, легко деформирующимся в нужных направлениях. В том числе кожух может быть сборно-разборным, что позволит легко укладывать проволочную часть внутрь него и легко монтировать кожух на объектах и изделиях.
5. Для повышения технологичности соединителя и снижения затрат шабер 12 может быть использован многократно. Для этого он должен быть извлекаемым из отверстия до затяжки штепселя. Это возможно, если шабер выполнен по диаметру составным, т.е. состоит из отдельных частей 22, 23 и т.д.
6. Для облегчения ввода шабера в отверстие изделия он может содержать грани 24. Они будут выполнять шабрение и создавать ювенильную электрически активную поверхность.
7. Для защиты выступающих из изделия частей штепселя, особенно механизм затяжки болта, от воздействия окружающей среды и в антивандальных целях они могут быть покрыты (защищены) самотвердеющим (на воздухе, от солнечного тепла и т.д.) консервационным веществом 24, которое при необходимости разборки штепселя легко удаляется. Такие вещества известны. Например, аэрозольная строительная пена.
1. Соединитель штепсельный, содержащий проволочную часть с наконечниками, штепсели, включающие в себя фланцевую втулку и болт, причем сопрягаемые между собой наружная поверхность болта и внутренняя поверхность втулки выполнены коническими для радиальной деформации втулки при осевом перемещении болта, отличающийся тем, что болт снабжен буртом со стороны большего диаметра конической поверхности, штепсель снабжен уплотнителем, размещенным между буртом болта и поверхностью изделия, в котором крепится штепсель, на втулке со стороны торца, противоположного фланцу, установлен шабер, а фланец втулки снабжен уплотнителем.
2. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что шабер выполнен составным.
3. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что торцевые поверхности фланца втулки, по меньшей мере внутренняя торцевая поверхность, снабжены шабрующими элементами.
4. Соединитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабжен средством подачи электропроводного вещества в зазоры между втулкой и изделием, в частности снабжен выполненными в болте и втулке каналами для подачи под давлением текучего электропроводного вещества.
5. Соединитель по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что проволочная часть выполнена предварительно деформированной в осевом направлении, в частности выполнена в виде участков с винтовой завивкой для обеспечения пружинивания, и соединитель снабжен защитным кожухом для проволочной части, в частности разборным и крепящимся к изделию, а наконечники и выступающие из изделия части штепселя защищены самотвердеющим консервационным материалом.
