CN111653896A - 一种安全插座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全插座，其特征在于，包括上盖、防水仓、高分子弹性体、电源插片，其中，上盖上设置有上插孔，上盖的下表面固定设置有防水仓，防水仓整体覆盖上插孔的区域范围，高分子弹性体以其周向压力来压紧安装在防水仓内，高分子弹性体上不设置裂痕或开孔，高分子弹性体以完整的整体结构形成插孔部位的防水结构；防水仓的底板上相对应所述上插孔的部位，设置有下插孔，下插孔的下方设置有连接电源线的电源插片，电源插头的金属插片穿过上插孔、刺破高分子弹性体、穿过下插孔后与电源插片连接，来达到防水用电。本发明安全插座，通过高分子弹性体的一级防护装置，电路控制原理的二级防护装置，可以起到插座防水、防尘、防松、防震动的效果。

Description

一种安全插座

技术领域

本发明涉及一种电源电器连接件领域，尤其是一种安全插座。

背景技术

现有技术中为了用电安全，人们发明了很多种安全插座，通过在插座的插孔内设置防水结构来达到防水密封的作用。现有插座中的防水结构均存在结构复杂、成本高的缺点。

中国专利201710892628 .0公开了一种安全插座，包括：插座外壳和三孔插座组件，三孔插座组件设置于插座外壳内；三孔插座组件包括：三孔绝缘本体、三孔滑块、三孔夹片、三孔动触点和三孔静触点，三孔滑块与三孔滑动件连接，三孔弹片一端与三孔夹片连接，三孔动触点安装于三孔弹片的另一端，并且三孔滑块的一端位于第一收容空间内部，两个三孔静触点分别位于与两个三孔动触点相对应位置。基于上述结构，由于三孔动触点和三孔静触点之间具有一定间距，在插头未与插座配合时，手指或除插头以外其它物体插入插座的插孔时，可以防止触电的发生。当三孔滑块在受到挤压时，使得三孔动触点与三孔静触点接触，从而使得电路接通。

现有用于此类产品的技术，为塑料件与塑料件之间，利用机械原理，配合紧密，达到插座插孔防水防触的目的，其存在以下几个不足之处：

1．塑料与塑料之间有缝隙，不能达到完全防水，使用条件有限；

2．塑料件易破碎，插孔处可能被破坏，不能完全达到防触电；

3．目前产品只有一级防护装置，防护装置被破坏，就会造成不良的后果，如触电等；

4．产品密封性不够，不能在易燃易震动的场所使用；能够在易燃的场所使用的产品却使用不便；

5．产品在插拔的过程中，会出现火花，易导致火灾的发生。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构经过改进的安全插座，该插座结构简单、防水性能好，成本低。

为实现上述目的，本发明一种安全插座，包括上盖、防水仓、高分子弹性体、电源插片，其中，上盖上设置有上插孔，上盖的下表面固定设置有防水仓，防水仓整体覆盖上插孔的区域范围，高分子弹性体以其周向压力来压紧安装在防水仓内，高分子弹性体上不设置裂痕或开孔，高分子弹性体以完整的整体结构形成插孔部位的防水结构；防水仓的底板上相对应所述上插孔的部位，设置有下插孔，下插孔的下方设置有连接电源线的电源插片，电源插头的金属插片穿过上插孔、刺破高分子弹性体、穿过下插孔后与电源插片连接，来达到防水用电。

进一步，所述高分子弹性体为三维链状胶冻样结构，所述电源插头的金属片从插座上拔出后，所述所述高分子弹性体恢复为原始状态。

进一步，所述高分子弹性体为水凝胶。

进一步，所述防水仓的左侧板、右侧板为活动板，左侧板与上盖的左侧壁之间直接设置有左弹簧，右侧板与上盖的右侧壁之间直接设置有右弹簧，通过左弹簧和右弹簧的预紧压力，来保证所述高分子弹性体与所述防水仓之间保持稳定的密闭性。

进一步，所述安全插座为安装在固定墙面上的面板插座，所述上盖的边沿设置有密封圈，所述安全插座固定安装在墙面上后，所述上盖与墙体密封，来形成插座内部电源线路防水。

进一步，所述安全插座为设置有电源延长线的移动式插座，其还包括下盖，所述上盖与下盖之间是结合部设置有密封圈，所述电源延长线与所述上盖、下盖的交接部也设置有密封圈，从而使得所述上盖、下盖扣合后，其内部形成整体密封结构。

进一步，所述安全插座内设置有弱电连接装置，该弱电连接装置包括变压器、触发弱电控制器，变压器通过导线与强电导线的正负极接通，变压器导出第一导线至第一个所述电源插片的下方，同时在该处附近引出第二导线来连接至触发弱电控制器；变压器导出第三导线至第二个所述电源插片的下方，同时在该处附近引出第四导线来连接至触发弱电控制器；同时，第一个所述电源插片通过第五导线来与触发弱电控制器连接，触发弱电控制器通过第六导线与强电导线的正极接通；第二个所述电源插片通过第七导线来与触发弱电控制器连接，触发弱电控制器通过第八导线与强电导线的负极接通；当电源插头的金属插片插入插座后，第一个金属插片将分别导通第一导线和第二导线，第二个金属插片将分别导通第三导线和第四导线，从而使得触发弱电控制器接通弱电，触发弱电控制器触发后导通所述电源插片与强电导线之间的电路。

进一步，第一个所述电源插片包括第一固定铁片和第一电磁铁，第二个所述电源插片包括第二固定铁片和第二电磁铁，第一电磁铁通过第九导线与强电导线的正极接通，第二电磁铁通过第十导线与强电导线的负极接通，第十导线设置有第一开关；当电源插头的金属插片插入插座后，第一个金属插片与第一固定铁片导通并与第一电磁铁间隔设定的距离，第二个金属插片与第二固定铁片导通并与第二电磁铁间隔设定的距离，触发第一开关，第一电磁铁通电后产生磁性将吸附至第一个金属插片上，第二电磁铁通电后产生磁性将吸附至第二个金属插片上，使得第一电磁铁、第二电磁铁通分别与两个金属插片导通，从而使得电源插头的电源导通。

进一步，第一个所述电源插片包括第一固定塑料件和第一铁块，第二个所述电源插片包括第二固定塑料件和第三电磁铁，第一铁块通过第十一导线与强电导线的正极接通，第三电磁铁通过第十二导线与强电导线的负极接通，第十二导线设置有第二开关；当电源插头的金属插片插入插座后，第一个金属插片与第一固定塑料件靠近并与第一铁块间隔设定的距离，第二个金属插片与第二固定塑料件靠近并与第三电磁铁间隔设定的距离；所述第一铁块上还设置有一块延长铁片，该延长铁片延伸至所述第二固定塑料件，触发第二开关，第三电磁铁通电后产生磁性将吸附延长铁片，使得第一铁块与第三电磁铁相互靠近，来分别与两个金属插片导通，从而使得电源插头的电源导通。

进一步，所述延长铁片为弹性铁片。

本发明安全插座，通过高分子弹性体的一级防护装置，电路控制原理的二级防护装置，可以起到插座防水、防尘、防松、防震动的效果。

附图说明

图1为本发明安全插座中防水仓的剖视图；

图2为本发明安全插座中插入电源插头后的剖视图；

图3为本发明安全插座中防水仓下设置电源插片的结构示意图；

图4位在图3的基础上插入电源插头后的结构示意图；

图5为本发明中设置弱电连接装置的结构示意图；

图6为图5的基础上插入电源插头后的结构示意图；

图7为设置两块电磁铁的防护装置的结构示意图；

图8为设置一块电磁铁的防护装置的结构示意图；

图9为面板插座的正面结构示意图；

图10为面板插座的背面结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1至图8所示，本发明一种安全插座，包括上盖1、防水仓2、高分子弹性体3、电源插片，其中，上盖1上设置有上插孔4，上盖1的下表面固定设置有防水仓2，防水仓2整体覆盖上插孔4的区域范围，根据实际使用情况，可以按照插孔4的分布结构来设置多个防水仓2，以保证每个插孔4均有防水仓2来进行密封。

高分子弹性体3的尺寸略大于防水仓2的内尺寸，高分子弹性体3安装到防水仓2后，以其周向压力来压紧安装在防水仓2内，高分子弹性体3上不设置裂痕或开孔，高分子弹性体3以完整的整体结构形成插孔部位的防水结构；防水仓2的底板上相对应上插孔4的部位，设置有下插孔5，下插孔5的下方设置有连接电源线的电源插片，电源插头6的金属插片穿过上插孔4、刺破高分子弹性体3、穿过下插孔5后与电源插片连接，来达到防水用电。

高分子弹性体在这里是指在常温下能保持弹性状态，在被挤压拉伸等应力形变后，可以自己恢复原状或者借助外力恢复原状的高分子聚合物。也可由弹性塑料，橡胶、聚氨酯等高分子化合物代替。其中含有硅橡胶，硅凝胶等。此材料具有密封性好，耐磨，柔韧性好，密度小，电阻率高，强度高等特点，用来制作弹性密封体，可以很好的达到，插座隔水、隔有害气体、防电、防震动的目的。

高分子弹性体主要是指热固性弹性体和热塑性弹性体。

热固性弹性体（交联聚氨酯、硫化橡胶等）分子链形态为三维网状结构，宏观表现为不溶不熔，即在溶剂中只溶胀而不溶解（小分子部分可能被溶剂溶解，造成一定质量损失），加热时不会熔融，而是分解、碳化、燃烧（分解过程中会产生一些小分子，因此仍然可能看到一定程度的流动、滴落）。

热塑性弹性体是指那些在常温状态下呈现橡胶样弹性，而在高温下能够熔融流动并采用热塑性方法进行加工的聚合物或混合物。热塑性弹性体多为橡塑两相结构，或同时包含软硬链段的线性分子，常温时宏观表现像橡胶一样，高温时可以熔融。同时选用合适的溶剂可以将热塑性弹性体完全溶解（热塑性硫化胶例外，只能溶解其中的塑料部分，作为分散相的硫化橡胶无法完全溶解）

典型的热塑性弹性体有嵌段共聚物类型和橡塑共混型两大类。前者包括常见的SBS、SEBS、聚氨酯、聚酯弹性体等，它们的分子多为线型或星形嵌段结构，分子中具有结构差异明显的硬段和软段，电子显微镜下能看到软段（橡胶相）呈连续相，硬段（塑料相）呈分散相形成物理交联点。后者的典型代表是TPV，它是由连续的塑料相和分散的硫化橡胶相构成的海-岛结构。

1，热塑性弹性体种类有TPE/TPR，TPV，TPU，以及PVC，TPE/TPR为安全无毒材料，软硬度可以根据实际要求调整。TPE/TPR材料广泛应用于日用品电器汽配等领域，日用品常见的有牙刷柄软的包胶部分，情趣用品，玩具，等等。

2、橡胶（天然橡胶/合成橡胶）：热固性材料，如汽车轮胎，各种垫片等。

3、硅胶：硅胶娃娃，婴儿奶嘴，高压锅密封垫片，等等。硅胶成本比TPE/TPR要高，安全性更好。

安全插座插孔处设置的高分子弹性体包含以上所提到的弹性体材料，以及现在或将来用新工艺新方法制作的新型的高分子弹性体材料。

本实施例中，高分子弹性体3为三维链状胶冻样结构，选择为：水凝胶，水凝胶即pvp与水的混合物(pvp系聚乙烯吡咯烷酮)。电源插头6的金属片从插座上拔出后，高分子弹性体3恢复为原始状态。

在长时间的使用过程中，由于插头经常抽插，可能会导致高分子弹性体3的密闭性不足，本实施例中，将防水仓2的左侧板7、右侧板8为活动板，左侧板7与上盖1的左侧壁之间直接设置有左弹簧9，右侧板8与上盖1的右侧壁之间直接设置有右弹簧10，通过左弹簧9和右弹簧10的预紧压力，来保证高分子弹性体3与防水仓2之间保持稳定的密闭性。

安全插座可以设置为多种样式，比如为安装在固定墙面上的面板插座11、或者为设置有电源延长线的移动式插座、立体插座、设置在其他电器上的电源连接结构等等。

当安全插座为面板插座11时，上盖1的边沿设置有密封圈12，安全插座固定安装在墙面上后，上盖1与墙体密封，来形成插座内部电源线路防水。

当安全插座为设置有电源延长线的移动式插座，其还包括下盖，上盖1与下盖之间是结合部设置有密封圈，电源延长线与上盖1、下盖的交接部也设置有密封圈，从而使得上盖1、下盖扣合后，其内部形成整体密封结构。

本发明中，为了进一步增强安全插座的使用安全性，安全插座内设置有弱电连接装置13。弱电连接装置13包括变压器14、触发弱电控制器15，变压器14通过导线与强电导线的正负极接通，变压器14导出第一导线16至第一个电源插片17的下方，同时在该处附近引出第二导线18来连接至触发弱电控制器15。变压器14导出第三导线19至第二个电源插片20的下方，同时在该处附近引出第四导线21来连接至触发弱电控制器15。同时，第一个电源插片17通过第五导线22来与触发弱电控制器15连接，触发弱电控制器15通过第六导线23与强电导线的正极接通；第二个电源插片20通过第七导线24来与触发弱电控制器15连接，触发弱电控制器15通过第八导线25与强电导线的负极接通。

当电源插头6的金属插片插入插座后，第一个金属插片26将分别导通第一导线16和第二导线18，第二个金属插片27将分别导通第三导线19和第四导线21，从而使得触发弱电控制器15接通弱电，触发弱电控制器15触发后导通电源插片与强电导线之间的电路。

本发明安全插座的主要结构及工作原理：

1）高分子弹性体密封装置，插头插片插入前（图1），插座插孔处在高分子弹性的作用下闭合，防止气体、液体及固体等进入，插入后（图2），高分子材料在弹性的作用下，与插头结合紧密，在震动的情况下，可以保持原有的状态；可以防水防震；

2）铜夹片装置（图3），插头在插入插座插孔，并经过高分子弹性体密封装置后，与铜夹片紧密结合（图4)，铜夹片分别连接强电的正负极，此时强电处于开路状态，接触时不会产生火花；可以防尘防火；

3）电路控制原理（图5），插头插片插入到插座底部时，触动弱电连接装置，弱电部分为通路，触发弱电控制器，弱电控制器工作，强电部分成为通路，插头部分开始工作（图6)；只有插头插片部分同时接触弱电连接装置，弱电才可以工作，可以防止金属等导电材料误入插座插孔而引起的导电现象，可以防火防触电。

工作过程为：

1）插头插片未插入插座前，插座插孔处高分子材料密封（图1)，弱电和强电均处于开路状态插头不带电；

2）插头插片插入插座（图2)并与强电铜夹片紧密结合（图4)，但插头插片未接触弱电开关时，弱电和强电均处于开路状态，插头不带电；

3）插头插片插入插座与强电铜夹片紧密结合，并且插头插片接触并触动弱电连接装置（图6)，弱电部分开始处于通路状态，弱电控制装置启动，控制强电接通，成为通路，插头带电。

4）插头在松动的情况下，弱电连接装置断开，弱电控制装置关闭，强电成为开路，插头不带电（图5)。

本发明通过高分子弹性体的一级防护装置，电路控制原理的二级防护装置，可以起到插座防水、防尘、防松、防震动的效果。

关于电路控制原理的二级防护装置，还包括以下实施例：

第一个电源插片17包括第一固定铁片28和第一电磁铁29，第二个电源插片20包括第二固定铁片30和第二电磁铁31，第一电磁铁29通过第九导线32与强电导线的正极接通，第二电磁铁31通过第十导线33与强电导线的负极接通，第十导线33设置有第一开关34。

当电源插头6的金属插片插入插座后，第一个金属插片26与第一固定铁片28导通并与第一电磁铁29间隔设定的距离，第二个金属插片27与第二固定铁片30导通并与第二电磁铁31间隔设定的距离，触发第一开关34，第一电磁铁29通电后产生磁性将吸附至第一个金属插片26上，第二电磁铁31通电后产生磁性将吸附至第二个金属插片27上，使得第一电磁铁29、第二电磁铁31通分别与两个金属插片导通，从而使得电源插头6的电源导通。

本实施例中，通过双电磁铁的结构形式，来完成电源的通断处理，达到防触电的二级保护的目的。

关于电路控制原理的二级防护装置，还包括以下实施例：

第一个电源插片17包括第一固定塑料件35和第一铁块36，第二个电源插片20包括第二固定塑料件37和第三电磁铁38，第一铁块36通过第十一导线39与强电导线的正极接通，第三电磁铁38通过第十二导线40与强电导线的负极接通，第十二导线40设置有第二开关41。

当电源插头6的金属插片插入插座后，第一个金属插片26与第一固定塑料件35靠近并与第一铁块36间隔设定的距离，第二个金属插片27与第二固定塑料件37靠近并与第三电磁铁38间隔设定的距离。

第一铁块36上还设置有一块延长铁片42，延长铁片42为弹性铁片，弹性铁片可以让亮边的插头夹的更紧。

延长铁片42延伸至第二固定塑料件37，触发第二开关41，第三电磁铁38通电后产生磁性将吸附延长铁片42，使得第一铁块36与第三电磁铁38相互靠近，来分别与两个金属插片导通，从而使得电源插头6的电源导通。

本实施例中，通过一个电磁铁的结构形式，节约成本，来完成电源的通断处理，达到防触电的二级保护的目的。

Claims (10)

1.一种安全插座，其特征在于，包括上盖、防水仓、高分子弹性体、电源插片，其中，上盖上设置有上插孔，上盖的下表面固定设置有防水仓，防水仓整体覆盖上插孔的区域范围，高分子弹性体以其周向压力来压紧安装在防水仓内，高分子弹性体上不设置裂痕或开孔，高分子弹性体以完整的整体结构形成插孔部位的防水结构；防水仓的底板上相对应所述上插孔的部位，设置有下插孔，下插孔的下方设置有连接电源线的电源插片，电源插头的金属插片穿过上插孔、刺破高分子弹性体、穿过下插孔后与电源插片连接，来达到防水用电。

2.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，所述高分子弹性体为三维链状胶冻样结构，所述电源插头的金属片从插座上拔出后，所述所述高分子弹性体恢复为原始状态。

3.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，所述高分子弹性体为水凝胶。

4.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，所述防水仓的左侧板、右侧板为活动板，左侧板与上盖的左侧壁之间直接设置有左弹簧，右侧板与上盖的右侧壁之间直接设置有右弹簧，通过左弹簧和右弹簧的预紧压力，来保证所述高分子弹性体与所述防水仓之间保持稳定的密闭性。

5.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，所述安全插座为安装在固定墙面上的面板插座，所述上盖的边沿设置有密封圈，所述安全插座固定安装在墙面上后，所述上盖与墙体密封，来形成插座内部电源线路防水。

6.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，所述安全插座为设置有电源延长线的移动式插座，其还包括下盖，所述上盖与下盖之间是结合部设置有密封圈，所述电源延长线与所述上盖、下盖的交接部也设置有密封圈，从而使得所述上盖、下盖扣合后，其内部形成整体密封结构。

7.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，所述安全插座内设置有弱电连接装置，该弱电连接装置包括变压器、触发弱电控制器，变压器通过导线与强电导线的正负极接通，变压器导出第一导线至第一个所述电源插片的下方，同时在该处附近引出第二导线来连接至触发弱电控制器；变压器导出第三导线至第二个所述电源插片的下方，同时在该处附近引出第四导线来连接至触发弱电控制器；同时，第一个所述电源插片通过第五导线来与触发弱电控制器连接，触发弱电控制器通过第六导线与强电导线的正极接通；第二个所述电源插片通过第七导线来与触发弱电控制器连接，触发弱电控制器通过第八导线与强电导线的负极接通；当电源插头的金属插片插入插座后，第一个金属插片将分别导通第一导线和第二导线，第二个金属插片将分别导通第三导线和第四导线，从而使得触发弱电控制器接通弱电，触发弱电控制器触发后导通所述电源插片与强电导线之间的电路。

8.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，第一个所述电源插片包括第一固定铁片和第一电磁铁，第二个所述电源插片包括第二固定铁片和第二电磁铁，第一电磁铁通过第九导线与强电导线的正极接通，第二电磁铁通过第十导线与强电导线的负极接通，第十导线设置有第一开关；当电源插头的金属插片插入插座后，第一个金属插片与第一固定铁片导通并与第一电磁铁间隔设定的距离，第二个金属插片与第二固定铁片导通并与第二电磁铁间隔设定的距离，触发第一开关，第一电磁铁通电后产生磁性将吸附至第一个金属插片上，第二电磁铁通电后产生磁性将吸附至第二个金属插片上，使得第一电磁铁、第二电磁铁通分别与两个金属插片导通，从而使得电源插头的电源导通。

9.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，第一个所述电源插片包括第一固定塑料件和第一铁块，第二个所述电源插片包括第二固定塑料件和第三电磁铁，第一铁块通过第十一导线与强电导线的正极接通，第三电磁铁通过第十二导线与强电导线的负极接通，第十二导线设置有第二开关；当电源插头的金属插片插入插座后，第一个金属插片与第一固定塑料件靠近并与第一铁块间隔设定的距离，第二个金属插片与第二固定塑料件靠近并与第三电磁铁间隔设定的距离；所述第一铁块上还设置有一块延长铁片，该延长铁片延伸至所述第二固定塑料件，触发第二开关，第三电磁铁通电后产生磁性将吸附延长铁片，使得第一铁块与第三电磁铁相互靠近，来分别与两个金属插片导通，从而使得电源插头的电源导通。

10.如权利要求9所述的安全插座，其特征在于，所述延长铁片为弹性铁片。

Images