在很多结构的任何结构中 用于将柔性电缆连接到刚性器件上的通用电源连接器 本发明涉及一种在电源分配领域中用于从柔性到刚性连接的连接器装置,特别涉及一种用于在很多不同结构的任何结构中以及与很多不同元件的任何元件形成这种连接的通用装置。
作为现有技术电源线连接器的例子可参见美国专利US3,961,127。虽然这种连接器非常好地执行功能,但它具有固有的局限性,这使它的广泛应用受到限制。首先,所有的被连接电缆都是柔性的,因此连接器接头没有完全被支撑。提供完全柔性是为了克服关于由累积机械公差产生的故障的问题。在极限情况下,在宽温度变化期间这些累积收缩可能使连接器将插头从插座中拉出。
第二个问题是现有技术连接器要求它们以特殊的结构制成,该结构通常称为“WYE”、“TEE”或“H”接头。使用“特殊结构”的这个要求固有地限制了选择方案,有时趋于产生不合适的连接。
采用完全柔性接头的另一个问题是必须制成特殊类型地接片,并且采用特殊夹持器件,而不是常用的接片或夹子用于特殊使用。
现有技术中的这些和类似局限性趋于产生可能导致电击穿、中断或全部故障的条件。
相应地,需要一种可以将柔性电源电缆耦合到刚性安装器件的通用连接器。该连接器应该容纳几乎任何合适的器件,如:开关、变压器、熔断器、变换器等可与连接器一起使用的部件。应该可在不同结构中使用。
根据本发明的一个方案,刚性、模制、塑料壳体可围绕并包含可承载高电压、电气、电源电流的中心导体、器件或类似物。该壳体具有为电源电缆提供通道的多个入口。每个入口具有由非导电弹性垫圈分开的两个配合部件。当配合部件用合适的夹持力连接时,弹性垫圈受控压缩,密封壳体使其不受环境影响和提供抗绝缘能力。在一个特别有用的实施例中,壳体包含可由可移动驱动杆控制的真空中断器。
通过下面结合附图的详细说明使本发明能更好地被理解,附图中:
图1是本发明连接器的分解图;
图2是沿着图1的线2-2截取的底部平面图;
图3是汇流母线形式的通用连接器以及用于互连两个图1的本发明连接器的相连的部件的透视图;
图4是三个本发明连接器以及安装就位的用于互连相邻连接器的汇流母线的透视图;
图5表示与真空中断器连接时使用的壳体的一个用途;
图6表示为了提供示意单一结构如何将两个本发明连接器端对端地连接的示意图;和
图7表示为了容纳另一示意单一结构如何将两个本发明连接器背对背连接的示意图。
图1示出了本发明连接器20的示意分解图,这里作为空壳体示出了该连接器。该壳体具有外部主体22,该外部主体可以由任何合适的抗腐蚀材料如环氧树脂构成。该壳体具有两个腔室。如这里所示,该壳体有开口近端21和远离开口端的两个入口24、26,这是进入壳体中的每个腔室的入口。每个壳体入口分别具有两个配合的平表面的部件28、30和32、33,这些部件可以用螺栓连接在一起。该壳体可以在大量部件组装之后在部件集合的上面模制而成,或者首先模制,然后将这些部件插入其中。
在每个入口中,一个或多个弹性垫圈36,37,38分别设置在平表面28、30和32、33之间。当平表面用螺栓连接在一起时,相连的弹性垫圈或垫圈36-38在两个面对表面的界面处受到可控量的压缩,以便密封入口24、26和防止不希望的外界物质进入,如潮气、灰尘等。而且,垫圈在处于高电位的中心导体56、82等以及处于接地电位的外表面之间提供抗绝缘能力。
在本例中,适配器衬套部件40和42设置在壳体入口24、26中,用于通过设计成能插入插孔44、46中的合适的商业上可得到的连接器43实现电连接。这些连接器在电源电缆的端部具有弹性肘管47,其在电缆和肘管的中间向下装载电线45。肘管在适配器衬套40或42的外表面上滑动,同时电线45一端的插头49滑动到衬套中的开口44或46中。
分开的多触点桥接适配器48-50可滑动地装配到在间隔件56中和具有平表面28、30和32、33的导电金属部件中所示的凹槽51、52、53中。该多触点桥接适配器具有在凹槽内滑动的能力,以便适应由于温度变化产生的膨胀和收缩。
一个薄的有翼铜导体55装在每个滑动桥接适配器48-50上,以便确保与凹槽51-53的内壁的良好电接触。杯状间隔件56介于桥接适配器48和49之间以便提供用于容纳通用连接器62的空间。带螺纹接头的柱螺拴54装配在衬套40中的螺纹孔54a中和桥接适配器48中的螺纹孔54b中,以便将它们保持在一起作为一个单元。间隔件56上的螺杆60装配到多触点桥接适配器48上的螺孔61中。
提供一种装置,用于通过包括导电汇流母线63(图3)的通用连接器62互连几个本发明连接器。这个通用连接器62还示于图1中,其中图1示出了沿着线62-62(图3)截取的剖视图。特别是,连接器62是埋入塑料(优选为环氧树脂)包层64内的铜汇流母线。汇流母线的相对端形成为环形的类似衬垫的部件66,该环形的类似衬垫的部件装配在适配器衬套40的平表面30和壳体入口24的表面28之间,以便提供通往出现在本发明连接器22处的电源的入口。铜衬垫66具有中心孔68以便容纳间隔杯56上的螺杆60并使其通过。为了形成良好的电连接,汇流母线的铜衬垫状端部66被捕获在杯56的底部和拧到螺杆60上的多触点桥接适配器49之间。弹性垫圈36、37密封适配器衬套40、通用连接器62和壳体入口24。因此,经过适配器衬套40引入的电源例如经过导电棒63分配给两个或多个本发明连接器22。
关键在于通过选择合适的部件和适配器可以容纳很多不同结构。
连接器壳体20可制成为三个部件72、74、76,这三个部件通过任何合适的方式如粘合剂或加热粘接而连接在一起以提供一个防水壳体,或者作为一个部件模制在一起。这里,内部部件可以在模制期间在它们连接或封装在一起之前插入到壳体部件中。在入口26处,端部金属接触件78包含多触点桥接适配器50在其中滑动的凹槽53。任何合适的装置(如金属接触件)都可滑动到壳体部件74中的腔室80中,其中接触件螺栓连接到端部件78上,如82处所示。
中心地设置在壳体中的是由具有弹性性能的弹性金属制成的圆筒形部件84形式的郁金香花形插孔。大量细长指状物由沿着圆柱体84的长度形成的狭缝86分开。优选地,有6个这种指状物。圆形弹簧88围绕着圆柱体84中的指状物。指状物和圆形弹簧88一起形成插孔,保证良好接触压力作用于插头(未示出)上,使其滑动到由圆柱体84形成的郁金香花形插孔的中心。
组装各种部件78-88之后,在这些部件上模制壳体;或者将壳体部件72-76粘接在一起,这取决于结构的容易程度和成本。
壳体部件72中的腔室83也适于容纳可与本发明连接器一起使用的很多合适器件的任何器件。特别是,关闭开口端21的端板90中的开口89为适用于特殊安装的任何部件提供入口。通常,四个螺栓(如92处所示)将封闭板90(图2)固定到壳体部件72上。这些螺栓能使本发明连接器安装在刚性表面94上。可以在壳体部件72的入口处形成圆周阶梯,以便在将端帽90安装在壳体部件72上时便于端帽90的对中和密封,由此封闭腔室93。
壳体内的空间可以包含任何合适的装置,如开关、变压器、熔断器、变换器等。通过举例,图5示出了含有真空中断器95的壳体。真空中断器95是商业上可得到的部件,在过负载条件期间可用作熔断器或断路器。
在其下端,真空中断器可具有装配到郁金香花形插孔84中的插头97,以便实现电接触。因此,腔室80内部的器件可以电连接到导电金属部件82上。
在图5所示的特殊例子中,真空中断器95具有通过导电部件78、53、50连接到衬套46上的固定接触件100。移动接触件102通过插孔84和部件82、52、49、56(图1)以及48连接到衬套40上。适当的驱动杆104延伸穿过底板90中的开口89。回位弹簧106在任何合适装置(未示出)的控制下使杆104处于所希望的位置,以便打开或关闭接触件100、102,由此完成或中断入口24和26之间的电路。
图4示出了示意性安装,其中盒子108表示任何合适的固定器件。它可能是变压器。三个本发明连接器74、110、112固定到盒子108上。柔性电源电缆(未示出)可在114连接到适配器衬套40上,以便给任何其它合适位置分配电力。此外,其它柔性电缆(未示出)可连接到适配器衬套40a和40b上,以便向其它位置输送电力。
此外,通用连接器62的汇流母线63可以将电力传送给本发明连接器中的另一个(未示出)。汇流母线63的相对端以相似的方式耦合到又一本发明连接器(未示出)上的另一适配器衬套上或者连接到另一合适的器件上。
为了专门的需求,可以叠置多个通用连接器。例如,图6表示通过在入口26a、26b处螺栓连接在一起而端对端叠置的两个连接器26a、26b,两个开口之间是弹性垫圈。图7表示通过在入口26c、26d处螺栓连接在一起而背对背叠置的两个连接器,两个开口之间是弹性垫圈37。
通过扩展这个原理,可以在很多不同的取向中组合很多不同的连接器。例如,为了形成端对端和背对背的结构,可以连接三个连接器。连接器壳体可以以它们的细长轴互相垂直地连接,即使电缆从北、东、西和南四个方向或者从头上、两侧和下面进入,也能连接电缆。有很多可能性。
用于叠置连接器壳体的另一原因是可以组合设备的各种部件以满足在特殊位置的专门需要。例如,腔室或空间80a(图6)可包含真空中断器。腔室或空间83b可包含在存在过负载时切断电源的再闭合或热开关。在存在继续短路和两个电源线瞬时互相接触时,再闭合开关可断开电路,当它们摆动分开时再次闭合电路。当存在不正常受热时,如当电机停止运转时,腔室83b中的热开关将断开电路,在这种情况下手动复位按钮或其它控制装置120可以设置在连接器22b的上表面122上。
腔室或空间80b可包含烧断熔丝,其确保不恢复电源,直到某些事情准备好为止。这样的一个例子可以是在起火使热开关跳闸的情况下关闭的风扇。如果火焰熄灭并且热开关再闭合,风扇运转并重新点燃火焰。烧断的熔丝可以防止这种再起动。
而且,含有额外设备的连接器的可使用性几乎是无尽的。关键在于可以在特殊位置根据专门要求在壳体中选择和组合任何合适的设备。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下,那些熟悉电源分配技术的人员可以容易地做出各种修改。因此,所附权利要求书解释为覆盖了所有等效结构。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种用于将柔性电源电缆连接到固定器件上的电源连接器,所述连接器包括:
由绝缘材料构成的壳体,其具有一个开口端和远离所述开口端的至少一个入口,与所述开口端相连的装置用于将所述绝缘壳体固定到固定器件上,
在所述壳体的所述入口处的导电部件,所述导电部件中具有凹槽,
适于连接到所述壳体的入口上用于实现所述导电部件和外部柔性电缆之间的电连接的衬套,
桥接适配器,其用于将所述柔性电缆电连接到所述导电部件上,在所述衬套连接到所述入口上时,所述桥接适配器适于在所述凹槽中滑动,以便适应由温度变化引起的膨胀和收缩,和
用于完成在所述入口处的所述导电部件和与所述固定器件相连的另一部件之间的电连接的装置。
2.根据权利要求1的电源连接器,其中有至少两个到所述壳体的所述入口,在每个入口中有导电金属部件,每个所述入口上连接有衬套。
3.根据权利要求1的电源连接器,其中有多个所述电源连接器和包括用于互连一对所述连接器的导电汇流母线的装置,所述导电汇流母线连接在所述一对连接器的每一个上的所述衬套和所述金属部件之间。
4.根据权利要求1的电源连接器,其中有多个所述入口和所述金属部件,其中在每个入口处有相连的一个所述金属部件,所述入口之一位于所述壳体中央,处于所述中心入口处的所述金属部件具有连接到该部件的郁金香花形插孔,所述插孔是指状物的圆柱体形式,用于接收在被封闭在所述壳体内的相连部件上的插头。
5.根据权利要求4的电源连接器,其中所述相连部件选自由开关、变压器、熔断器和变换器组成的组。
6.根据权利要求1的电源连接器,其中一薄器件由导电材料制成并具有翼状物,该器件围绕桥接适配器以便在所述桥接接触件在所述凹槽中滑动时,确保所述桥接适配器和所述凹槽之间的良好电接触。
7.一种高压电源连接器,包括多个衬套;多腔室;由抗腐蚀和电绝缘材料制成的细长壳体,所述细长壳体的一端具有用于将所述壳体连接到固定表面的装置,所述细长壳体的相对端和中心部分的每个具有含有导电部件的入口,所述导电部件用于与相连的一个所述衬套实现电连接,每个所述导电部件具有带有桥接适配器的凹槽,用于实现所述导电部件及其相连的衬套之间的电接触,当所述衬套连接到所述壳体上时所述桥接适配器适于在所述凹槽中滑动,用于适应由温度变化引起的膨胀/收缩;以及在所述入口之一处与所述导电部件相连形成的插孔,所述插孔适于容纳被插入到所述壳体中的物体的插头。
8.根据权利要求7的高压连接器,其中一装置通过在所述壳体的每一个上的相连的一个所述导电部件及其相连的衬套之间耦合的汇流母线电互连多个所述壳体。
9.根据权利要求8的高压连接器,其中杯状间隔件具有延伸穿过所述汇流母线中的开口的杆,所述桥接适配器之一耦合到所述杆上,用于在所述杯状间隔件和所述一个桥接适配器之间捕获所述汇流母线,所述一个桥接适配器在一个所述导电部件的凹槽内滑动,另一个桥接适配器与所述相连的衬套相连并在所述杯状间隔件的所述杯中滑动。
10.根据权利要求7的高压连接器,其中叠置的多个所述壳体通过将所述壳体之一上的一个入口连接到另一个所述壳体上的一个入口而连接在一起。
11.根据权利要求10的连接器,其中所述叠置的壳体以互相不同的相对角度连接,以便接收从不同方向进入的电线。
12.根据权利要求11的高压连接器,其在所述壳体的至少某些所述腔室中包括设备,所述设备选自由开关、变压器、熔断器和变换器组成的组。
13.一种用于连接其中存在温度引起膨胀/收缩的两个器件的电连接器,所述连接器包括具有连接到其上的连接柱螺栓的第一导电装置,连接到所述连接柱螺栓上的桥接适配器、具有所述桥接适配器可在其中滑动的凹槽的第二导电装置,当所述第一导电装置连接到所述第二导电装置上时,所述桥接适配器适于在所述凹槽中滑动用于适应膨胀/收缩,以及可活动地装配在所述适配器上用于实现所述适配器和所述凹槽的内壁之间的电接触的薄弹性金属部件。
14.一种用于连接其中存在温度引起膨胀/收缩的两个器件的电连接器,所述连接器包括具有连接到其上的连接柱螺栓的第一导电装置,连接到所述连接柱螺栓上的多触点桥接适配器,具有所述多触点桥接适配器可在其中滑动的凹槽的第二导电装置,以及装配在所述适配器上用于实现所述适配器和所述凹槽的内壁之间的电接触的薄弹性金属部件,其中所述导电装置是具有杆的杯状部件,所述凹槽形成在所述杯状件的内部,连接到所述杯状部件的所述杆上的第二多触点适配器,具有用于滑动地容纳所述第二多触点适配器的凹槽的第二装置,装配在所述第二多触点适配器上用于实现所述第二适配器和所述杯状件的内壁之间的电接触的薄弹性金属部件。
15.根据权利要求13的连接器,其中所述第一导电装置是衬套,所述第二导电部件是在到连接器壳体的入口处的导电部件。
16.一种用于连接其中存在温度引起膨胀/收缩的两个器件的电连接器,所述连接器包括具有连接到其上的连接柱螺栓的第一导电装置,连接到所述连接柱螺栓上的多触点桥接适配器,具有所述多触点桥接适配器可在其中滑动的凹槽的第二导电装置,以及装配在所述适配器上用于实现所述适配器和所述凹槽的内壁之间的电接触的薄弹性金属部件;其中所述第一导电装置是衬套,所述第二导电装置是杯形间隔件以及汇流母线,所述间隔件提供用于容纳所述汇流母线的场所,以便从所述衬套获得电力。
17.一种用于将柔性电源电缆连接到固定器件上的电连接器,所述连接器包括:
由绝缘材料构成的壳体,其具有一个开口端和远离所述开口端的至少一个入口,与所述开口端相连的装置用于将所述绝缘壳体固定到固定器件上;
在所述壳体的所述入口处的导电部件,所述导电部件中具有凹槽;
适于连接到所述壳体的入口上用于实现所述导电部件和柔性电缆之间的电连接的衬套;
桥接适配器,其用于将导电部件与所述衬套电连接,当所述衬套被连接到所述入口上时,所述桥接适配器适于在所述凹槽中滑动,以便适应由温度变化引起的膨胀和收缩;
设置在所述壳体的所述入口和所述衬套之间的弹性垫圈;和
用于完成所述导电部件和所述固定器件之间的电连接的装置。
18.一种用于将柔性电源电缆连接到固定器件上的电连接器,所述连接器包括:
由绝缘材料构成的壳体,其具有一个开口端和远离所述开口端的至少一个入口,与所述开口端相连的装置用于将所述绝缘壳体固定到固定器件上;
在所述壳体的所述入口处的导电部件,所述导电部件中具有凹槽;
适于连接到所述壳体的入口上用于实现所述导电部件和外部柔性电缆之间的电连接的衬套;
设置在所述壳体的入口和所述衬套之间的弹性垫圈;
桥接适配器,其用于将所述衬套连接到所述导电部件上;和
用于完成所述导电部件和所述固定器件之间的电连接的装置。
19.一种用于将柔性电源电缆连接到固定器件上的电连接器,所述连接器包括:
由绝缘材料构成的壳体,其具有一个开口端和远离所述开口端的至少一个入口,与所述开口端相连的装置用于将所述绝缘壳体固定到固定器件上,所述壳体至少具有一个适于容纳其它器件的腔室;
在所述壳体的所述入口处的导电部件,所述导电部件中具有凹槽;
适于连接到所述壳体的入口上用于实现所述导电部件和外部柔性电缆之间的电连接的衬套;
桥接适配器,其用于将所述衬套电连接到所述导电部件上;
用于完成所述导电部件和所述固定器件之间的电连接的装置;和
设置在所述壳体的至少一个所述腔室中的设备,所述设备选自由开关、变压器、熔断器和变换器组成的组。
20.一种用于将柔性电源电缆连接到固定器件上的电连接器,所述连接器包括:
由绝缘材料构成的壳体,其具有一个开口端和远离所述开口端的至少一个入口,与所述开口端相连的装置用于将所述绝缘壳体固定到固定器件上,所述壳体至少具有一个适于容纳其它器件的腔室;
在所述壳体的所述入口处的导电部件,所述导电部件中具有凹槽;
适于连接到所述壳体的入口上用于实现所述导电部件和外部柔性电缆之间的电连接的衬套;
用于完成所述导电部件和所述固定器件之间的电连接的装置;和
桥接适配器,其用于将所述衬套电连接到所述导电部件上,当所述衬套连接到所述入口上时,所述桥接适配器适于在所述凹槽中滑动,以便适应由温度变化引起的膨胀和收缩;
设置在所述壳体的所述入口和所述衬套之间的弹性垫圈;
与所述导电部件可操作地相连的插孔,所述插孔适于容纳被插入所述壳体中的物体的插头。
21.根据权利要求20的电连接器,还包括可活动地装配在所述桥接适配器上用于实现所述适配器和所述导电部件之间的电接触的薄弹性金属部件。
22.根据权利要求20的电连接器,还包括设置在所述至少一个腔室中的设备,所述设备选自由开关、变压器、熔断器和变换器组成的组。