CN105762553B - 一种防电火花的插线板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防电火花的插线板，包括密封腔体、保护气体、插孔座、传动装置、卡扣装置和安全保护装置；所述的密封腔体内充满所述的保护气体；在所述的插孔座与所述的密封腔体之间安装所述的传动装置，所述的插孔座通过传动装置能够相对于所述的密封腔体上下移动；所述的卡扣装置的下端与所述的密封腔体连接，所述的卡扣装置的上端与所述的插孔座连接，所述的卡扣装置用于限制所述插孔座的运动；在所述的密封腔体上或/和所述的插孔座上安装有所述的安全保护装置。本发明的防电火花的插电板不易产生电火花，具有多层防护功能，保证了用电安全。

Description

一种防电火花的插线板

技术领域

本发明涉及插线板领域，尤其是一种防电火花的插线板。

背景技术

近几年用电安全事故层出不穷，用电安全逐渐引起广大民众的关注。在众多的用电安全事故中，较大比例的事故是由于插座质量问题所导致。目前较为普遍的插座是由固定的壳体和金属触片组成，将电器插头插入插座的瞬间，由于存在一个较大的启动电流，在接触点会产生火花并且产生热量，随着插头和插座触点的稳定接触，火花和热量随之消失，当电器插头拔出插座时，往往由于负载的存在，在触点分离的瞬间也会产生火花。由于电火花的存在，会不断地侵蚀插座的插座触片及插头触片，严重时会烧坏插座触片及插头触片。另外，在易燃易爆场所电源触点的火花和热量极易引发爆炸事故。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种插线板，能在插头完全插入插孔时才接通此插孔的电路，防止电火花的产生，并能在电流过大时自动断开电路，以达到较高的安全性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种防电火花的插线板，其特征在于，包括密封腔体、保护气体、插孔座、传动装置、卡扣装置和安全保护装置；所述的密封腔体内充满所述的保护气体；在所述的插孔座与所述的密封腔体之间安装所述的传动装置，所述的插孔座通过传动装置能够相对于所述的密封腔体上下移动；所述的卡扣装置的下端与所述的密封腔体连接，所述的卡扣装置的上端与所述的插孔座连接，所述的卡扣装置用于限制所述插孔座的运动；在所述的密封腔体上或/和所述的插孔座上安装有所述的安全保护装置。

进一步，所述的密封腔体由上腔盖和下腔盖形成，所述的上、下腔盖之间采用O型圈进行密封，所述的下腔盖底部开有进气口，并用橡胶塞进行密封，所述的密封腔体内部充满所述的保护气体，所述的保护气体为惰性气体。

进一步，所述的插孔座包括插孔座外壳、插孔槽座和金属触片，所述的金属触片固定于所述的插孔槽座上，所述的插孔槽座固定在所述的插孔座外壳内。

进一步，所述的传动装置包括固定于所述插孔座下端的上齿柱、位于所述上齿柱下端的下齿柱、位于所述的上腔盖上端的导向槽和位于所述的下齿柱下端的弹簧III，所述上齿柱的下端面设置有齿，所述的下齿柱上设置有与所述上齿柱上的齿啮合的齿，所述上齿柱圆周上设置有轴向延伸的滑块，所述下齿柱圆周上设置有轴向延伸的卡块，所述的导向槽轴向设置，所述的滑块在所述导向槽内做轴向运动，所述弹簧III始终为所述的下齿柱提供支持力。

进一步，所述的卡扣装置包括弹簧V、卡头和旋转销，所述的卡头下端通过旋转销与所述的密封腔体枢接，所述卡头上端与所述插孔座相连，所述的弹簧V一端抵靠在卡头的下端，另一端抵靠在密封腔体上，用于在插线板不工作时限制所述插孔座的运动。

进一步，所述的安全保护装置包括弹簧挡板I、弹簧I、挡板拉杆、小磁铁I、通电螺线管、弹簧II、旋转销；所述的通电螺线管设置在所述的密封腔体的内部，所述的挡板拉杆通过旋转销枢接到所述的插孔座，所述的弹簧I抵靠在所述弹簧挡板I下端，所述的弹簧挡板I位于所述的挡板拉杆的上端，所述的弹簧II和小磁铁I位于挡板拉杆的下端，旋转销固定在所述的挡板栏杆在上下方向上大致中间的位置，所述的小磁铁I处于通电螺线管磁场的范围内。

进一步，所述的安全保护装置还包括卡止凸起、警报器、两个弹性触片，所述的卡止凸起位于所述的弹簧挡板I上，所述的卡止凸起在随所述的弹簧挡板I一起运动时，能够触碰到所述的两个弹性触片，使两个弹性触片接触，进而接通电路，所述的警报器响起。

进一步，所述的安全保护装置还包括上下滑块、弹簧IV、小磁铁II、弹簧挡板II，所述的弹簧挡板II、上下滑块、小磁铁II以及弹簧IV位于所述的密封腔体内部，所述的弹簧挡板II抵靠在所述的上下滑块的下表面，所述的弹簧IV抵靠在所述的弹簧挡板II的下表面，所述的小磁铁II设置在所述的弹簧挡板II上，并且所述的小磁铁II设置在所述的通电螺线管的磁场范围内。

所述的插线板还包括导电线，所述的导电线包括火线、零线和地线，所述火线和零线穿过所述上齿柱内部的圆柱孔和所述下齿柱内部的圆柱孔，一端连接到所述的插孔座，另一端连接到所述的密封腔体。

本发明具有以下技术效果：1.插头插入插座后，解除插孔座的行程限制，才能接通电源，避免了插头和金属触片接触后直接接通电源引起电火花；2.金属导电头位于充满保护气体的密闭容器内，电源接触瞬间不易产生电火花；3.该装置具有防水功能，保证了用电安全；4.当电流过大时，该装置能够瞬间断开电路，自动拔出插头并发出警报，具有多层防护的作用。

附图说明

图1是本发明一个优选实施例的装配图

图2是本发明一个优选实施例的分解图。

图3是密封腔体内部结构的分解图。

图4是插线板上部的结构的分解图。

图5是传动结构的分解图。

图6是卡扣装置的装配图。

图7是插孔槽座的结构图。

图8是警报器触发的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

图2是本发明的分解立体图，如图所示，防电火花的插线板包括密封腔体、保护气体、插孔座、传动装置、卡扣装置和安全保护装置，所述的密封腔体内充满所述的保护气体，所述的插孔座通过传动装置能够相对于所述的密封腔体上下移动，所述的卡扣装置用于限制所述插孔座的运动，在所述的密封腔体上和所述的插孔座上安装有安全保护装置。

如图2和图3所示，所述的密封腔体包括上腔盖11、下腔盖12、橡胶塞13和O型圈14。所述的上、下腔盖之间采用O型圈14进行密封。所述的下腔盖12底部开有进气口，并用橡胶塞13进行密封。所述的密封腔体内部充满所述的保护气体，所述的保护气体为惰性气体，其在密封腔体中的压力为大气压或略高于大气压。

如图2和图4所示，所述的插孔座包括插孔座外壳21、插孔槽座22、金属触片23和防尘罩24，金属触片23和防尘罩24固定于插孔槽座22，插孔槽座22还包括用于接收金属触片23的触片腔体27，触片腔体27上设置有卡槽28，卡槽28与金属触片23上的卡块26配合，金属触片23沿着如图7所述的A向插入触片腔体，卡槽28和卡块26的配合使金属触片23安装的更为牢固，插孔座外壳21和插孔槽座22通过螺钉固定，插孔槽座22侧面开有与下述卡扣装置上的卡头42上端配合的孔口25，插孔槽座22上还设置有外放设备安装腔体29，用于安放一些需要的零部件。

如图2和图5所示，所述的传动装置包括位于插孔座外壳21下端的上齿柱31、下齿柱32、位于所述的上腔盖11上端的导向槽33和弹簧III34。所述的上齿柱31的下端面设置有齿351，在下齿柱32上设置有与上齿柱上的齿351相互啮合的齿352，在上齿柱31的圆周上设置有滑块37，下齿柱32圆周上设置有卡块38，导向槽33由两块下端带有倾斜面的板状结构形成，滑块37与导向槽33配合使得上齿柱31能够上下轴向运动且能够限制上齿柱31在周向上运动，卡块38的周向尺寸略大于导向槽33的周向尺寸，即卡块38不能进入导向槽，当插线板没有工作时，上齿柱31上的齿351和下齿柱32上的齿352为不完全啮合，弹簧III34设置在下齿柱32的下端，始终抵靠下齿柱32，使齿351和齿352具有完全啮合的趋势，当插线板需要工作，将插头插入插线板，按压插孔座，此时上齿柱31和下齿柱32一起向下运动，当运动到上止点(该点定义为下齿柱刚好能够做周向运动)，下齿柱32做周向运动，与上齿柱31完全啮合，不再按压插孔座，上齿柱31和下齿柱32在弹簧III34的作用下向上运动，而此时下齿柱32的卡块38已经抵靠在导向槽33下端的倾斜面上，进而下齿柱32沿着倾斜面继续做轴向向上和周向运动，直到下齿柱32的卡块38位于导向槽33的正下方，由于卡块38的周向尺寸略大于导向槽33的周向尺寸，因此，下齿柱32不再向上运动，此时电路一直处于接通状态，并且下齿柱32沿着导向槽33倾斜面的周向运动使齿351和352又处于不完全啮合状态，当需要断开电路时，再次按压插孔座，上齿柱31和下齿柱32一起向下运动到上止点，齿351和352完全啮合，下齿柱32周向运动，不再处于导向槽33正下方，上齿柱31和下齿柱32一起向上运动，并且上下滑块61在设置在其下端的弹簧VI39的作用下，向上运动，使金属导电头71和金属导电头72分离，电路断开，上齿柱31和下齿柱32返回最初的插线板没有工作时的状态。

在本实施例中，滑块37、卡块38以及导向槽33的数量皆为4个，当然可以根据需要改变滑块37、卡块38以及导向槽33的数量，三者的数量可以为2、3、4等，并且三者的数量可以不同，只要能够使卡块38能够交替地出现在导向槽33的正下方即可。

如图1和图5所示，卡扣装置包括弹簧V41、卡头42和旋转销43。卡头42的下端通过旋转销43枢接在上腔盖11，卡头42的上端与插孔槽座22侧面的孔口25配合，所述的弹簧V41一端抵靠在卡头42的下端，另一端抵靠在上腔盖11的弹簧座44上，弹簧V41始终处于被压缩状态，使卡头42的上端始终具有与插孔槽座22上的孔口25配合的趋势。当插头(未图示)插至金属触片23底部时，插头上的触片(未图示)迫使卡头42往外运动，则解除了对插孔槽座22的运动限制，插孔槽座22可以沿着导向槽33向下运动。当插头拔出时，卡头在弹簧V41的作用下，卡头42的上端与插孔槽座22上的孔口25重新配合，限制插孔槽座22运动。

如图2、图3和图8所示，所述的安全保护装置包括弹簧挡板I 51、弹簧I 52、挡板拉杆53、上下滑块61、弹簧II 56、小磁铁I 54、通电螺线管55、弹簧挡板II 64、弹簧IV 62、小磁铁II 63、旋转销57、两个弹性触片60以及警报器59。所述的挡板拉杆53通过旋转销57枢接到设置在插孔座外壳21上的枢接座66，以旋转销57为界，所述的弹簧挡板I 51位于所述挡板拉杆53的上端，所述的弹簧II 56和小磁铁I 54位于挡板拉杆53的下端，弹簧II 56一端抵靠在挡板拉杆53，另一端抵靠在设置在插孔座外壳21下端的弹簧座65，进而当所述的通电螺线管55吸引所述的小磁铁I 54运动时，所述的弹簧挡板I 51向外侧运动，当吸引力小于弹簧II 56的抵抗力时，所述的弹簧挡板I 51向内侧运动，即挡板拉杆53上端与下端的运动方向相反。所述的弹簧II 56始终处于压缩状态，使其始终对挡板拉杆53具有抵抗力，用以防止弹簧挡板I 51和弹簧I 52在电流值不高于正常使用状态下的电流值时产生相对位移，即正常状态下，弹簧II 56对挡板拉杆53的抵抗力大于通电螺线管55对小磁铁I 54的吸引力。当用电器正常工作时，所述的弹簧挡板I 51端部的圆弧结构和弹簧I 52处于不对中状态，限制了所述的弹簧I 52的运动行程。当出现短路等非正常情况时，由于电流增大，所述的通电螺线管55的磁力增大，使得所述的通电螺线管55对小磁铁I 54的吸力增大，进而使所述的挡板拉杆53的上端的弹簧挡板I 51向外侧运动，当运动到弹簧挡板I 51端部的圆弧结构和弹簧I 52对中时，解除弹簧I 52的行程限制，弹簧I 52的弹力迫使插头拔出，同时，在弹簧挡板I 51向外侧(如图7所示的B向)运动的过程中，位于所述的弹簧挡板I 51上的卡止凸起I 58迫使所述的两个弹性触片60接触，进而连通电路，警报器59开始工作。为了使所述的弹簧I 52的弹力能够迫使插头拔出，需要采用刚度系数大的弹簧，同时将弹簧I52保持大的压缩量。

同时，在正常状态下，所述的弹簧IV 62处于压缩状态，所述的弹簧挡板II 64上的圆孔和所述的弹簧IV 62不对中(弹簧挡板II 64上的圆孔的直径应略大于弹簧IV 62的直径)，弹簧挡板II 64限制了所述的弹簧IV 62的运动。在用电器正常工作时，所述的通电螺线管55的磁力不足以吸引所述的小磁铁II 63运动，所述的弹簧挡板II 64和所述的弹簧IV62保持相对静止，弹簧挡板II 64上的圆孔和弹簧IV 62此时不对中。当电流过大时，通电螺线管55磁力增强，吸引所述的小磁铁II 63向所述的通电螺线管55方向运动，带动所述的弹簧挡板II 64运动。当所述的弹簧挡板II 64上的圆孔和所述的弹簧IV 62两者对中时，所述的解除弹簧IV 62的行程限制，所述的弹簧IV 62推动所述的上下滑块61向上运动，使得安装在上下滑块61上的一对导电头71与安装在所述下腔盖12中的一对导电头72分离，使电路断开。

所述的插线板还包括导电线、安装在上下滑块61上的一对金属导电头71和安装在下腔盖12中的一对金属导电头72，所述的导电线包括火线、零线和地线。所述火线和零线穿过上齿柱31内部的圆柱孔和下齿柱32内部的圆柱孔，并且一端连接到金属触片23，另一端连接到金属导电头71的孔中，进而连通金属触片23和金属导电头71。

本发明的工作原理：插头插入插座后，解除卡扣装置对插孔座的行程限制，插孔座沿导向槽33向下移动。当两对金属导电头71和72接触时，形成回路，用电器开始工作。此时，由于上齿柱31和下齿柱32在向下移动的过程中，两者的齿351和352为不完全啮合，则在运动至上止点的瞬间，由于两者的齿351和352转变为完全啮合，下齿柱32发生周向转动。之后，下齿柱32开始向上移动，进入导向槽33区域，由于下齿柱32的卡块大于导向槽33的间隙，下齿柱32无法与上齿柱33一起向上移动，并且此时上齿柱31和下齿柱32的啮合为不完全啮合，且在此过程中两对金属导电头71和72始终处于接触状态。

需要断开通路时，上齿柱31向下移动，在运动至上止点的瞬间，齿351和352转变为完全啮合，下齿柱32发生周向转动，下齿柱32的卡块38离开导向槽33区域。之后下齿柱32随上齿柱31向上移动，安装有金属导电头71的上下滑块61受到的弹簧力逐渐减小，最终两对金属导电头71和72在弹簧VI 39的作用下而分离，电路断开，用电器停止工作。

由于通路和断路的过程均发生在充满保护气体的环境中，避免了电火花的产生。

当电流过大时，通过弹簧挡板I 51和弹簧挡板II 64的运动起到对电路和用电器进行保护的作用：

弹簧II 56处于压缩状态，用以防止弹簧挡板I 51和弹簧I 52产生相对运动。弹簧I 52的刚度系数和压缩量均非常大，用电器正常工作时，弹簧挡板I 51和弹簧I 52处于不对中状态，弹簧挡板I 5限制了弹簧I 52的运动行程。当电流过大时，小磁铁I 54被密封腔体内的通电螺线管55吸引产生位移，带动弹簧挡板I 51运动，当弹簧挡板I 51和弹簧I 52对中时，解除弹簧I 52的行程限制，弹簧I 52的弹力迫使插头拔出。

弹簧IV 62始终处于压缩状态，弹簧挡板II 64和弹簧IV 62不对中，故弹簧挡板II64限制了弹簧IV 62的运动。在用电器正常工作时(电流大小正常)，通电螺线管55的磁力不足以吸引小磁铁II 63运动，弹簧挡板II 64和弹簧IV62保持相对静止。当电流过大时，通电螺线管55磁力增强，吸引小磁铁II 63向通电螺线管55方向运动，带动弹簧挡板II 64运动。当弹簧挡板II 64和弹簧IV 62两者对中时，解除弹簧IV 62的行程限制，弹簧IV 62推动上下滑块向上运动，使得两对导电头71和72分离，电路断开，保证用电安全

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种防电火花的插线板，其特征在于，包括密封腔体、保护气体、插孔座、传动装置、卡扣装置和安全保护装置；所述的密封腔体内充满所述的保护气体；在所述的插孔座与所述的密封腔体之间安装所述的传动装置，所述的插孔座通过传动装置能够相对于所述的密封腔体上下移动；所述的卡扣装置的下端与所述的密封腔体连接，所述的卡扣装置的上端与所述的插孔座连接，所述的卡扣装置用于限制所述插孔座的运动；在所述的密封腔体上或/和所述的插孔座上安装有所述的安全保护装置。

2.根据权利要求1所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的密封腔体由上腔盖和下腔盖形成，所述的上、下腔盖之间采用O型圈进行密封，所述的下腔盖底部开有进气口，并用橡胶塞进行密封，所述的密封腔体内部充满所述的保护气体，所述的保护气体为惰性气体。

3.根据权利要求1所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的插孔座包括插孔座外壳、插孔槽座和金属触片，所述的金属触片固定于所述的插孔槽座上，所述的插孔槽座固定在所述的插孔座外壳内。

4.根据权利要求2所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的传动装置包括固定于所述插孔座下端的上齿柱、位于所述上齿柱下端的下齿柱、位于所述的上腔盖上端的导向槽和位于所述的下齿柱下端的弹簧Ⅲ，所述上齿柱的下端面设置有齿，所述的下齿柱上设置有与所述上齿柱上的齿啮合的齿，所述上齿柱圆周上设置有轴向延伸的滑块，所述下齿柱圆周上设置有轴向延伸的卡块，所述的导向槽轴向设置，所述的滑块在所述导向槽内做轴向运动，所述弹簧Ⅲ始终为所述的下齿柱提供支持力。

5.根据权利要求1所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的卡扣装置包括弹簧Ⅴ、卡头和旋转销，所述的卡头下端通过旋转销与所述的密封腔体枢接，所述卡头上端与所述插孔座相连，所述的弹簧Ⅴ一端抵靠在卡头的下端，另一端抵靠在密封腔体上，用于在插线板不工作时限制所述插孔座的运动。

6.根据权利要求1所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的安全保护装置包括弹簧挡板Ⅰ、弹簧Ⅰ、挡板拉杆、小磁铁Ⅰ、通电螺线管、弹簧Ⅱ、旋转销；所述的通电螺线管设置在所述的密封腔体的内部，所述的挡板拉杆通过旋转销枢接到所述的插孔座，所述的弹簧Ⅰ抵靠在所述弹簧挡板Ⅰ下端，所述的弹簧挡板Ⅰ位于所述的挡板拉杆的上端，所述的弹簧Ⅱ和小磁铁Ⅰ位于挡板拉杆的下端，旋转销固定在所述的挡板栏杆在上下方向上大致中间的位置，所述的小磁铁Ⅰ处于通电螺线管磁场的范围内。

7.根据权利要求6所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的安全保护装置还包括卡止凸起、警报器、两个弹性触片，所述的卡止凸起位于所述的弹簧挡板Ⅰ上，所述的卡止凸起在随所述的弹簧挡板Ⅰ一起运动时，能够触碰到所述的两个弹性触片，使两个弹性触片接触，进而接通电路，所述的警报器响起。

8.根据权利要求6所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的安全保护装置还包括上下滑块、弹簧Ⅳ、小磁铁Ⅱ、弹簧挡板Ⅱ，所述的弹簧挡板Ⅱ、上下滑块、小磁铁Ⅱ以及弹簧Ⅳ位于所述的密封腔体内部，所述的弹簧挡板Ⅱ抵靠在所述的上下滑块的下表面，所述的弹簧Ⅳ抵靠在所述的弹簧挡板Ⅱ的下表面，所述的小磁铁Ⅱ设置在所述的弹簧挡板Ⅱ上，并且所述的小磁铁Ⅱ设置在所述的通电螺线管的磁场范围内。

9.根据权利要求3所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的插孔座还包括防尘罩，所述的防尘罩固定于所述的插孔槽座上。

10.根据权利要求4所述的防电火花的插线板，其特征在于，所述的插线板还包括导电线，所述的导电线包括火线、零线和地线，所述火线和零线穿过所述上齿柱内部的圆柱孔和所述下齿柱内部的圆柱孔，一端连接到所述的插孔座，另一端连接到所述的密封腔体。