PL219674B1 - Hermetyczna osłona złącza elektrycznego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest hermetyczna osłona złącza elektrycznego, szczególnie złącza przewodów zasilających z izolacją zewnętrzną oponową i izolacją na żyle przewodu. Hermetyczne zabezpieczenie złącza elektrycznego przed wilgocią i zapyleniem przydatne jest zwłaszcza w urządzeniach elektrycznych z emiterem promieniowania podczerwonego lub emiterem światła, w których to urządzeniach, istnieje wymóg takiego zabezpieczenia, ze względu na zapewnienie bezpieczeństwa elektrycznego.

W znanych dotychczas rozwiązaniach, złącza przewodów uszczelnia się poprzez wyprowadzenie przewodów z urządzenia do hermetycznej, oddzielnej puszki, albo uszczelnia się hermetycznie całą obudowę urządzenia lub jej część, każdorazowo dopasowując uszczelnienie do konstrukcji obudowy. Tego rodzaju rozwiązania są mało uniwersalne, zajmują dużo miejsca, zaś uszczelnienie całej obudowy wpływa znacząco na zwiększenie kosztów produkcji urządzenia. Ponadto w przypadku urządzeń promieniowania podczerwonego, hermetyczne obudowy stwarzają dodatkowy problem jakim jest chłodzenie obudowy.

Przykładowo znane jest rozwiązanie, w którym metalowa podstawa elementów elektrycznych wodoszczelnej oprawy oświetleniowej, zamocowana jest na dnie podstawy z tworzywa sztucznego, a następnie do takiej konstrukcji zamocowany jest odbłyśnik oraz lampy fluorescencyjne i osłona górna. Rozwiązanie to nie jest rozwiązaniem uniwersalnym bowiem w przypadku promienników grzewczych promieniowania podczerwonego, pełna zabudowa stwarza problemy z odprowadzeniem ciepła, z okolic połączeń przewodów elektrycznych, emitera oraz obudowy.

Z kolei z opisu patentowego nr WO2005036928 znane jest urządzenie promiennikowe, w którym emiter promieniowania grzewczego zabezpieczony jest przed drganiami oraz przed naprężeniami mechanicznymi, jakie powstają z powodu rozszerzalności cieplnej w tego rodzaju urządzeniach. Urządzenie to zawiera oprawę nośną wyposażoną w dwa zespoły zaczepowe, przenoszące rurkowy emiter promieniujący. Rurkowy emiter promieniowania połączony jest z zespołami zaczepowymi poprzez elastyczne elementy łączące, z których każdy osadzony jest na końcówce emitera promieniowania, tak że spełnia rolę amortyzującą i uszczelniającą. Zespoły zaczepowe wyznaczają przestrzeń osłonową do zabezpieczenia zacisków połączeń elektrycznych. Rozwiązanie tego typu jest rozbudowane, a tym samym kosztowne.

Z patentu PL-208939 znana jest zminimalizowana osłona w postaci odrębnego elementu wyznaczającego hermetyczną przestrzeń, która składa się z uszczelek i przepustu, który to przepust z jednej strony przylega obwodowo, wewnętrzną lub zewnętrzną częścią powierzchni do uszczelki usytuowanej na końcówce rurkowego emitera promieniowania podczerwonego, zaś z drugiej strony przylega obwodowo, wewnętrzną lub zewnętrzną częścią powierzchni, do drugiej uszczelki przylegającej do osłony przewodów zasilania lub korzystnie przylegającej do końcówki, dodatkowej elastycznej osłony przewodów zasilania. Osłona tego rodzaju zabezpiecza połączenie bezpośrednio z emiterem, nie jest natomiast uniwersalną osłoną złącz elektrycznych.

Z opisu US 5266742 znane jest zabezpieczenie złącza w postaci elastycznych stożkowych tulejek wewnętrznych osadzonych w głowicy zewnętrznej o kształcie tuby zakończonej stożkowo po obu stronach. Stożkowe zakończenia głowicy zewnętrznej połączone są ze środkową walcową częścią złączem typu śrubowego. Wnętrze utworzonej kielichowej przestrzeni wypełnione jest środkiem uszczelniającym. Również to rozwiązanie nie jest rozwiązaniem uniwersalnym, a ponadto jest kłopotliwe przy demontażu, z uwagi na zastosowany środek uszczelniający.

Jak widać z przytoczonego stanu techniki, pomimo licznych rozwiązań dotyczących hermetycznej osłony złącz elektrycznych, nie znaleziono dotychczas osłony uniwersalnej, to jest takiej, która mogłaby być wykorzystana w różnych urządzeniach, zajmowałaby mało miejsca, a jednocześnie skutecznie zabezpieczałaby złącze elektryczne przed wilgocią i zapyleniem.

Hermetyczna osłona złącza elektrycznego składająca się z elastycznych, połączonych ze sobą obwodowo kształtek, tworzących razem komorę zamkniętą, przy czym każda z elastycznych kształtek ma co najmniej jeden przepust na przewody, według wynalazku charakteryzuje się tym, że sąsiadujące ze sobą elastyczne kształtki wchodzą jedna w drugą i przylegają szczelnie do siebie powierzchniami bocznymi na całej długości lub na długości ograniczonej wypustami ustalającymi, przy czym korzystnym jest jeśli elastyczna kształtka wchodząca do wnętrza drugiej elastycznej kształtki, zawiera co najmniej jedno zespolone z nią obwodowe usztywnienie w postaci wąskiej obejmy, usytuowanej w części wzajemnego przylegania kształtek.

PL 219 674 B1

Hermetyczna osłona charakteryzuje się tym, że obejma zespolona z kształtką, korzystnie jest uwypuklona po stronie zewnętrznej tej kształtki.

Hermetyczna osłona złącza elektrycznego charakteryzuje się tym, że każda z elastycznych kształtek korzystnie ma kształt tulei, przy czym końcowe kształtki zakończone są z jednej strony denkiem.

Hermetyczna osłona złącza elektrycznego charakteryzuje się również tym, że w każdym denku ukształtowany jest co najmniej jeden przepust na przewody, o przekroju nieco mniejszym od przekroju tych przewodów lub od przekroju wiązki wprowadzanych do osłony przewodów.

Hermetyczna osłona złącza elektrycznego charakteryzuje się również tym, że co najmniej jedna z elastycznych kształtek korzystnie zawiera na powierzchni bocznej dodatkowe przepusty albo wypusty albo odgiętki, o przekroju nieco mniejszym od przekroju przewodów lub od przekroju wiązki wprowadzanych do osłony przewodów.

Hermetyczna osłona złącza elektrycznego charakteryzuje się również tym, że wypusty stabilizujące usytuowane wewnątrz każdej z kształtek zewnętrznych znajdują się na głębokości zabezpieczającej złącze przed samoczynnym wysunięciem kształtek lub rozszczelnieniem złącza, korzystnie nie mniejszej od 1/3 długości kształtki.

Hermetyczna osłona złącza elektrycznego charakteryzuje się tym, że obejma wykonana jest ze sztywnego materiału, korzystnie z metalu lub z tworzywa sztucznego.

Hermetyczna osłona złącza elektrycznego charakteryzuje się również tym, że elastyczne kształtki wykonane są z silikonu wysokotemperaturowego.

Hermetyczna osłona elektrycznego złącza, wykonana według wynalazku jest prosta konstrukcyjnie, uniwersalna co do zastosowania oraz charakteryzuje się wysoką skutecznością w zabezpieczeniu styków elektrycznych przed wilgocią i kurzem. Spełnia zatem wymogi bezpieczeństwa, stawiane urządzeniom pracującym na zewnątrz pomieszczeń lub w warunkach dużego zawilgocenia lub zapylenia. Zastosowanie obejmy usprawnia nasuwanie kształtek na siebie, a ponadto powoduje dokładne obciskanie i przyleganie kształtek do siebie w miejscu połączenia, tworząc hermetyczną przestrzeń. Wewnętrzne wypusty stabilizujące zapewniają wzajemne zachodzenie kształtek na siebie na żądanej głębokości uniemożliwiającej rozszczelnienie złącza. Rozwiązanie to pozwała na całkowite odejście od dotychczasowych konstrukcji promienników grzewczych i oświetleniowych, a zwłaszcza promienników promieniowania podczerwonego, których rozbudowane kształty obudów dobierane były pod kątem rozbudowanych osłon hermetycznych. W promiennikach grzewczych promieniowania podczerwonego poprzez zastosowanie osłony według wynalazku, wyeliminowany zostanie problem chłodzenia obudowy. To proste rozwiązanie pozwoli na całkowite rozszczelnienie obudowy, a tym samym wykorzystanie powietrza jako czynnika chłodzącego. Wyeliminowanie problemu hermetyzacji całego urządzenia oraz problemu chłodzenia, spowoduje, że będzie można projektować dużo lżejsze konstrukcje promienników ciepła i światła, a tym samym będzie można zmniejszyć koszty ich wytwarzania. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest również możliwość szybkiej wymiany uszkodzonych elementów, ponieważ założenie jak i zdjęcie hermetycznej osłony jest w przypadku tego rozwiązania bardzo proste.

Rozwiązanie według wynalazku pokazane jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia hermetyczną osłonę złącza złożoną z dwóch kształtek w wersji bez obejmy usztywniającej i zobrazowaną w przekroju, fig. 2 przedstawia osłonę złożoną z dwóch kształtek w wersji z obejmą usztywniającą i dodatkowym bocznym doprowadzeniem przewodów zobrazowaną w przekroju, fig. 3 przedstawia osłonę złożoną z trzech kształtek w wersji z obejmą usztywniającą i dodatkowym bocznym doprowadzeniem przewodów zobrazowaną w przekroju, fig. 4 do fig. 7 przedstawiają kolejne warianty połączenia kształtek w osłonie i zróżnicowanych odejściach na przewody, zaś fig. 8 do fig. 10 obrazują przykładowe kształty przekroju poprzecznego kształtek.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1 hermetyczna osłona elektrycznego złącza, składa się z wewnętrznej elastycznej kształtki 1 oraz z naciągniętej na nią elastycznej zewnętrznej kształtki 2, które razem tworzą hermetyczną przestrzeń. Wewnętrzna elastyczna kształtka 1, ma kształt tulei zakończonej z jednej strony denkiem 3. Kształtka zewnętrzna 2 ma również kształt tulei o nieco większym przekroju zakończonej z jednej strony denkiem 4. Wewnątrz kształtki zewnętrznej 2 wykonane są wypusty stabilizujące 5, które ustalają głębokość nasuwania kształtki 2 na kształtkę

1. Elastyczne kształtki 1 i 2 wykonane są z silikonu wysokotemperaturowego, zaś każda z nich ma usytuowany w denku przepust 6 na przewody. Przekroje przepustów 6 na przewody są zawsze nieco mniejsze od przekrojów przewodów lub wiązek przewodów, co zapewnia ich szczelne przyleganie do

PL 219 674 B1 osłon przewodów. Przepusty 6 na przewody korzystnie zabezpieczone są cienką przegrodą zaślepiającą, podatną na zerwanie.

W innych przykładach wykonania to samo złącze może mieć elastyczne kształtki 1 i 2 wykonane w innym kształcie, ale zawsze w miejscu ich wzajemnego przylegania kształty te muszą sobie odpowiadać.

W kolejnym przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 2 hermetyczna osłona elektrycznego złącza, składa się z wewnętrznej elastycznej kształtki 1 oraz z naciągniętej na nią elastycznej zewnętrznej kształtki 2, które razem tworzą hermetyczną przestrzeń. Wewnętrzna elastyczna kształtka 1, ma kształt tulei zakończonej z jednej strony denkiem 3 i zawiera wtopione w nią obwodowe usztywnienie w postaci wąskiej obejmy 7. Obejma 7 wykonana jest z metalu i zamocowana jest w kształtce 1 w ten sposób, że posiada niewie lkie uwypuklenie po zewnętrznej stronie. W denku 3 i na pobocznicy kształtki 1 wykonane są przepusty 6 na przewody. Kształtka zewnętrzna 2 ma również kształt tulei o nieco większym przekroju zakończonej z jednej strony denkiem 4. Wewnątrz kształtki zewnętrznej 2 wykonane są wypusty stabilizujące 5, które ustalają głębokość nasuwania kształtki 2 na kształtkę 1. W denku 4 i na pobocznicy kształtki 2 wykonane są przepusty 6 na przewody. Elastyczne kształtki 1 i 2 wykonane są z silikonu wysokotemperaturowego. Przekroje przepustów 6 na przewody są zawsze nieco mniejsze od przekrojów przewodów lub wiązek przewodów, co zapewnia ich szczelne przyleganie do osłon przewodów. W innych przykładach wykonania to samo złącze może mieć elastyczne kształtki 1 i 2 wykonane w innym kształcie, ale zawsze w miejscu ich wzajemnego przylegania kształty te muszą sobie odpowiadać.

W innym przykładzie wykonania pokazanym na fig. 3 hermetyczna osłona złącza składa się z wewnętrznej elastycznej kształtki 1 oraz z dwóch naciągniętych na nią elastycznych zewnętrznych kształtek 2, które razem tworzą hermetyczną przestrzeń. Wewnętrzna elastyczna kształtka 1, ma kształt tulei i zawiera dwa wtopione w nią obwodowe usztywnienia w postaci wąskich obejm 7. Obejmy 7 wykonane są z metalu i zamocowane w kształtce 1 po obu stronach tulei w ten sposób, że są uwypuklone po zewnętrznej stronie. Kształtki zewnętrzne 2 mają również kształt tulei o nieco większym przekroju, zaś każda z nich zakończona jest z jednej strony denkiem 4. Wewnątrz kształtek zewnętrznych 2 wykonane są wypusty stabilizujące 5, które ograniczają głębokość nasuwania kształtek 2 na kształtkę 1. Elastyczne kształtki 1 i 2 wykonane są z silikonu wysokotemperaturowego, zaś każda z nich posiada liczne przepusty 6 w postaci wypustów i odgiętek, których rodzaj i ilość jest uzależniona od potrzeb. Przekroje wyprowadzeń przewodów są zawsze nieco mniejsze od przekrojów przewodów lub ich wiązek, co zapewnia ich szczelne przyleganie do osłon przewodów. W innych przykładach wykonania to samo złącze może mieć elastyczne kształtki 1 i 2 wykonane w innym kształcie przykładowo pokazanym na fig. 8 do fig. 10, ale zawsze w miejscu ich wzajemnego przylegania kształty te muszą sobie odpowiadać. Kolejne warianty połączeń kształtek 1 i 2 pokazane są na fig. 4 do fig. 7.

Wynalazek w przykładach wykonania poddawany był badaniom na szczelność pod kątem stopnia ochrony IP. Badania kodu IP przeprowadzono w następujących warunkach:

- wahania napięcia zasilającego nie większe niż 1%;

- temperatura utrzymywała się na poziomie (22,5±0,2)°C;

- wilgotność względna powietrza na poziomie (38,1±2)%.

Badania przeprowadzono w oparciu o wymagania normy PN-EN 60335-1:2004 pkt 15.1 pkt 22.1 (wymagania normy powołanej PN-EN 60529:2003)

T a b e l a

X	Y	Bez pierścienia	Z pierścieniem usztywniającym
2		spełnia	spełnia
3		spełnia	spełnia
4		spełnia	spełnia
5		spełnia	spełnia
6		nie spełnia	spełnia
	4	spełnia	spełnia
	5	spełnia	spełnia
	6	nie spełnia	spełnia
	7	nie spełnia	spełnia
	8	nie spełnia	nie spełnia

PL 219 674 B1

W wyniku badań hermetycznej osłony złącza elektrycznego stwierdzono, że zarówno rozwiązanie bez pierścienia usztywniającego jak i z pierścieniem usztywniającym spełnia wymogi normy, przy czym zastosowanie pierścienia usztywniającego poprawia w sposób zdecydowany stopień ochrony obudowy przed przenikaniem ciał stałych i wody do wnętrza obudowy. Po zainstalowaniu elementów instalacji elektrycznej w obudowie elastycznej usztywnionej pierścieniem nie następuje deformacja obudowy i zmniejszenie stopnia ochrony zapewnianej przez taką obudowę. Skutkuje to znacznym zwiększeniem bezpieczeństwa użytkowania sprzętu elektrycznego wyposażonego w takie obudowy. Sprzęt taki znajduje szersze zastosowanie praktycznie niezależne od warunków atmosferycznych.

Claims (8)

1. Hermetyczna osłona złącza elektrycznego składająca się z elastycznych, połączonych ze sobą obwodowo kształtek, tworzących razem komorę zamkniętą, przy czym każda z elastycznych kształtek ma co najmniej jeden przepust na przewody, znamienny tym, że sąsiadujące ze sobą elastyczne kształtki (1) i (2) wchodzą jedna w drugą i przylegają szczelnie do siebie powierzchniami bocznymi na całej długości lub na długości ograniczonej wypustami ustalającymi (5), przy czym korzystnym jest jeśli elastyczna kształtka (1) wchodząca do wnętrza drugiej elastycznej kształtki (2), zawiera co najmniej jedno zespolone z nią obwodowe usztywnienie w postaci wąskiej obejmy (7), usytuowanej w części wzajemnego przylegania kształtek (1) i (2).

2. Hermetyczna osłona według zastrz. 1, znamienna tym, że obejma (7) zespolona z kształtką (1), korzystnie jest uwypuklona po stronie zewnętrznej tej kształtki.

3. Hermetyczna osłona według zastrz. 1, znamienna tym, że każda z elastycznych kształtek (1) i (2) korzystnie ma kształt tulei, przy czym końcowe kształtki (1) i/lub (2) zakończone są z jednej strony denkiem (3) lub (4).

4. Hermetyczna osłona, według zastrz.1, znamienna tym, że w każdym denku (3) i (4) ukształtowany jest co najmniej jeden przepust (6) na przewody, o przekroju nieco mniejszym od przekroju tych przewodów lub od przekroju wiązki wprowadzanych do osłony przewodów.

5. Hermetyczna osłona według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej jedna z elastycznych kształtek (1) albo (2) korzystnie zawiera na powierzchni bocznej dodatkowe przepusty (6) w postaci wypustów albo odgiętek, o przekroju nieco mniejszym od przekroju przewodów lub od przekroju wiązki wprowadzanych do osłony przewodów.

6. Hermetyczna osłona według zastrz. 1, znamienna tym, że wypusty stabilizujące (5) usytuowane wewnątrz każdej z kształtek zewnętrznych (2) znajdują się na głębokości zabezpieczającej złącze przed samoczynnym wysunięciem kształtek lub rozszczelnieniem złącza, korzystnie nie mniejszej od 1/3 długości kształtki.

7. Hermetyczna osłona według zastrz. 1, znamienna tym, że obejma (7) wykonana jest ze sztywnego materiału, korzystnie z metalu lub z tworzywa sztucznego.

8. Hermetyczna osłona według zastrz. 1, znamienna tym, że elastyczne kształtki (1) i (2) wykonane są z silikonu wysokotemperaturowego.