CN114374122A - 一种用于防爆电缆连接器的插拔装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种用于防爆电缆连接器的插拔装置和方法，插拔装置包括与电源连接的第一电缆及与用电设备连接的第二电缆，锁止机构和控制器，其中第一电缆上设置第一开关，第二电缆上设置第二开关检测件。本实施例的防爆电缆连接器采用分段连接结构，通过控制器监测辅助电极上的连接信号和断开信号，并判断防爆电缆连接器的接通或断开过程，根据判断结果控制锁止机构和开关动作，防止带电插拔电缆连接器，即先断开电源和用电设备，然后插拔电缆连接器。

Description

一种用于防爆电缆连接器的插拔装置和方法

技术领域

本发明涉及防爆电缆连接器技术领域，特别涉及到一种用于防爆电缆连接器的插拔装置和方法。

背景技术

使用在爆炸性环境(如含瓦斯的煤矿、含易燃易爆气体的化工厂等)的防爆防爆电缆连接器以下简称防爆电缆连接器，其插头和插座安装到满足防爆要求的壳体内实现防爆性能，其主要由插头和插座两部分组成能够实现电源与用电设备的快速连接和断开，使用时插头和插座必须安装到位才能通电。防爆电缆连接器只能在不通电的情况下进行插拔(其中插表示连接，拔表示断开)操作才能保证安全；而通电插拔防爆电缆连接器时，产生的电火花或电弧可能点燃周围可燃性物质，进而引发事故。

目前防爆防爆电缆连接器使用过程中，主要有两种措施防止通电操作防爆电缆连接器，一是标明“断电后操作”，靠人为控制断开电源后再进行插拔操作；二是设置联锁装置，即插头和插座分离时控制断开电源，即电源与防爆电缆连接器的插座相连，用电设备与防爆电缆连接器的插头相连，但是当用电设备内包含电感或电容等储能元件时，储能元件放电也会使插头通电，仍然存在安全隐患。以上两种防止防爆电缆连接器通电插拔的措施并没有从技术上杜绝通电插拔防爆电缆连接器，即防爆电缆连接器通电时仍然能够插拔插头和插座。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提供一种用于防爆电缆连接器的插拔装置和方法，本实施例的防爆电缆连接器采用分段连接结构，通过控制器监测辅助电极上的连接信号和断开信号，并判断防爆电缆连接器的接通或断开过程，根据判断结果控制锁止机构和开关动作，防止带电插拔电缆连接器，即先断开电源和用电设备，然后插拔电缆连接器。

有鉴于此，根据本发明实施例的一个方面提出了一种用于防爆电缆连接器的插拔装置，包括：

与电源连接的第一电缆及与用电设备连接的第二电缆；所述第一电缆与所述第二电缆通过所述连接器的插头和插座插接实现连接；所述第一电缆上设置第一开关，所述第二电缆上的设置第二开关；

检测件，其用于检测所述插头和所述插座的插接状态，

锁止机构，其用于对所述插头和所述插座上锁或解锁；和

控制器，其分别与所述检测件、所述锁止机构、第一开关和第二开关连接；所述控制器接收所述检测件和所述锁止机构的通电信号，并控制所述锁止机构、第一开关和第二开关的动作。

在一些实施例中，所述插头的连接电极包括主电极和辅助电极；所述辅助电极连接本安电源，所述主电极连接所述电源；其中所述辅助电极包括第一辅助电极、第二辅助电极和第三辅助电极；其中所述第一辅助电极和所述第二辅助电极的长度大于所述主电极；所述第三辅助电极的长度小于所述主电极。

在一些实施例中，所述检测件包括第一检测件和第二检测件；

所述第一辅助电极和/或所述第二辅助电极与所述插座连接时，所述第一检测件检测到连接信号；

所述第一辅助电极和/或所述第三辅助电极与所述插座断开时，所述第二检测件检测到断开信号。

在一些实施例中，所述锁止机构包括：

锁体，

设置在所述锁体内的电磁块，其位于所述锁体长度方向上的一端；和

锁杆；其一端通过弹性件与所述电磁块连接，且所述锁杆沿所述锁体长度方向伸出或收缩，实现对所述插头和所述插座的上锁或解锁。

在一些实施例中，所述锁体远离所述电磁块的一端开设滑孔；所述弹性件和所述锁杆位于所述滑孔内；所述锁杆在所述滑孔内滑动，其一端能延伸到锁体外部。

根据本发明实施例的二个方面提出了一种防爆电缆连接器通电插拔的方法，利用上述任一所述的插拔装置，包括如下步骤：

包括连接方法和断开方法；

所述连接方法流程包括如下步骤：

当所第一检测件检测到连接信号时，所述锁止机构上锁，然后断开所述第一开关和所述第二开关；所述第一开关和所述第二开关均断开后，所述锁止机构解锁并操作连接器；

当所述第二检测件不能检测到断开信号时，将所述第一开关和所述第二开关合闸；

所述断开方法流程包括如下步骤：

当所述第二检测件检测到断开信号时，所述锁止机构上锁，然后断开所述第一开关和所述第二开关；所述第一开关和所述第二开关断开后，所述锁止机构解锁并断开所述连接器。

根据本发明实施例的三个方面提出了一种控制设备，包括存储器，所述存储器存储有计算机程序，

所述控制器执行所述计算机程序时实现上述实施例中防爆电缆连接器通电插拔的方法方法的步骤。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明示例性实施例的防爆电缆连接器的插拔装置的结构示意图。

图2为本发明示例性实施例的锁止机构上锁时的结构示意图。

图3为图2锁止机构解锁时的结构示意图。

图4为本发明示例性实施例的插头的连接电极的结构示意图。

图5为本发明示例性实施例的防爆电缆连接器通电连接的方法流程图。

图6为本发明示例性实施例的防爆电缆连接器通电断开的方法流程图。

附图标记

电源1，第一电缆2，第一检测件3，用电设备4，第二电缆5，第二检测件6，锁止机构7，控制器8，锁体71，电磁块72，锁杆73，弹性件74，滑孔75，存储器9，主电极10、第一辅助电极11、第二辅助电极12，第三辅助电极13，第一开关14，第二开关15。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图1-图6，本发明实施例提出了一种用于防爆电缆连接器的插拔装置，包括与电源1连接的第一电缆2及与用电设备4连接的第二电缆5，检测件、锁止机构7和控制器8；其中控制器8分别与检测件、锁止机构7、第一开关14和第二开关15连接，控制器8接收检测件和锁止机构7的通电信号，并控制锁止机构7、第一开关14和第二开关15的动作。

具体的如图1所示，第一开关14设置在第一电缆2上，通过接通或断开第一开关14实现第一电缆2与电源1的接通或断开；第二开关15设置在第二电缆5上，通过接通或断开第二开关15实现第二电缆5与用电设备4的接通或断开。

检测件其用于检测插头和插座的插接状态，且可知的防爆电缆连接器中包括插头和插座，通过检测件的设置可知晓插头和插座的连接情况。如图4所示，本实施例中插头的连接电极包括主电极10和辅助电极；辅助电极连接本安电源，主电极10连接电源1；其中辅助电极包括第一辅助电极11、第二辅助电极12和第三辅助电极13；其中第一辅助电极11和第二辅助电极12的长度相同，均大于主电极10；第三辅助电极13的长度小于主电极10。

可选的，如图1所示，与主电极10和辅助电极相对应的检测件包括第一检测件3和第二检测件6，其中第一辅助电极11和第二辅助电极12与插座连接时第一检测件3可检测到连接信号；或者第一辅助电极11与插座连接时第一检测件3可检测到连接信号；或者第二辅助电极12与插座连接时可检测到连接信号。

其中第一辅助电极11和第三辅助电极13与插座断开时第二检测件6可检测到断开信号；或者第一辅助电极11与插座断开时第二检测件6可检测到断开信号；或者第三辅助电极13与插座断开时第二检测件6可检测到断开信号。

本领域技术人员可以知晓的是，第一辅助电极11和第二辅助电极12的长度相同，均大于主电极10，当防爆电缆连接器内的插头和插座连接时，第一辅助电极11和第二辅助电极12首先与插座完成连接并实现通电。本实施例中的辅助电极连接本安电源，即第一辅助电极11和第二辅助电极12接通本质安全型电源，其中本质安全型电源允许在爆炸环境中带电操作。

当第一辅助电极11和第二辅助电极12与插座完成连接时，第一检测件3此时可检测到连接信号；而第二检测件6一直可检测到断开信号，直至第三辅助电极13与插座完成连接通电时，第二检测件6则不能再检测到断开信号，此时完成防爆电缆连接器内的插头和插座的连接。同理当防爆电缆连接器内的插头和插座断开时，第三辅助电极13首先断开，此时第三辅助电极13断开，第二检测件6可检测到断开信号。

本实施例的防爆电缆连接器采用分段连接结构，即将防爆电缆连接器的连接分为预分断过程、分断过程、预连接过程和连接过程，其中预分断过程为第一辅助电极11和第二辅助电极12与插座连接，第三辅助电极13与插座断开，信号变化过程为第一检测件3一直有连接信号，第二检测件6从无断开信号到有断开信号；

分断过程为第一辅助电极11、第二辅助电极12和第三辅助电极13均与插座断开，此时第一检测件3从有连接信号变到无连接信号，第二检测件6一直有断开信号；

预连接过程为第一辅助电极11和第二辅助电极12与插座连接，第三辅助电极13与插座断开，信号变化过程为第一检测件3从无连接信号变到有连接信号，第二检测件6一直保持有断开信号；

连接过程为第一辅助电极11、第二辅助电极12和第三辅助电极13均与插座连接；信号变化过程为第一检测件3一直有连接信号，第二检测件6从有断开信号到无断开信号。

本实施例的防爆电缆连接器采用分段连接结构通过其防爆电缆连接器内的插头连接电极由能够带本安电源操作的辅助电极和不能带电操作的主电极10两种电极构成，通过控制器8监测辅助电极上的连接信号和断开信号，并判断电缆连接器的接通或断开过程，根据判断结果控制锁止机构7和开关动作，防止带电插拔电缆连接器，即先断开电源1和用电设备4，然后插拔电缆连接器。

在一些实施例中，锁止机构7包括锁体71，电磁块72和锁杆73，其中电磁块72设置在锁体71内其位于锁体71长度方向上的一端；锁杆73设置在远离电磁块72的锁体71长度方向上的另一端，锁杆73的一端通过弹性件74与电磁块72连接，其中电磁块72可理解为电磁线圈，弹性件74可理解为弹簧。

可选的，在锁体71远离电磁块72的一端开设滑孔75；弹性件74和锁杆73位于滑孔75内，锁杆73在滑孔75内滑动，其远离弹性件74的一端能延伸到锁体71外部。滑孔75的设置可对锁杆73的在锁体71长度方向上移动进行限位，实现锁杆73在锁体71内的固定位置处移动。

为方便理解，以锁体71长度方向与左右方向保持一致为例，具体如图2所示进行以下技术方案的说明。

具体的如图2-图3所示，锁杆73可通过电磁线圈通电或断电实现在滑孔75内左右滑动，具体为：如图2电磁线圈断电时，在弹簧力作用下，锁杆73远离电磁块72的一端伸出锁体71外，即锁止机构7上锁，此时无法插拔防爆电缆连接器的插头和插座。当电磁线圈通电时如图3，在电磁线圈电磁力作用下，锁杆73向左移动，锁杆靠近电磁块72的一端压缩弹簧，锁止机构7解锁，此时可以插拔防爆电缆连接器的插头和插座。

因此本实施例中的控制器8可通过与锁止机构7连接，控制器8通过控制对锁止机构7的通电或断电实现锁止机构7对插头和插座进行锁定或解锁。

本发明实施例的另一方面提出了一种防爆电缆连接器通电插拔的方法，利用上述任一的插拔装置，包括连接方法和断开方法。

连接方法流程包括如下步骤：

当第一检测件3检测到连接信号时，锁止机构7上锁，然后断开第一开关14和第二开关15；第一开关14和第二开关15均断开后，锁止机构7解锁并可继续操作连接器；

当第二检测件6不能检测到断开信号时，第一开关14和第二开关15可合闸。

具体如图5所示，本领域技术人员可以知晓的是第一辅助电极11和第二辅助电极12均连接本质安全型电源，且其长度均大于主电极10，当防爆电缆连接器内的插头和插座连接时，第一辅助电极11和第二辅助电极12首先与插座完成连接，此时第一检测件3此时可检测到连接信号，而第二检测件一直能检测到断开信号，当第一检测件3此时可检测到连接信号控制器8控制锁止机构7上锁，将插头和插座的位置锁定，然后控制器8断开第一开关14和第二开关15，当第一开关14和第二开关15均断开后控制器8控制锁止机构7解锁，可以继续进行插头和插座的连接，当第二检测件6不能检测到断开信号时，说明第三辅助电极13与插座完成连接，标志着防爆电缆连接器内的主电极10均已经完成与插座的连接，此时可将第一开关14和第二开关15合闸，实现电源1与用电设备4的连接。

断开方法流程包括如下步骤：

当第二检测件6检测到断开信号时，锁止机构7上锁，然后断开第一开关14和第二开关15；第一开关14和第二开关15断开后，锁止机构7解锁可断开连接器。

具体如图6所示，同理的，当需要将防爆电缆连接器内的插头和插座断开时，第三辅助电极13的长度最短，第三辅助电极13与插座最先断开，此时第三辅助电极13与插座断开，第二检测件6可检测到断开信号，第一检测件3能检测到连接信号；当第二检测件6可检测到断开信号时，控制器8控制对锁止机构7上锁，然后控制器8断开第一开关14和第二开关15；第一开关14和第二开关15均断开后，锁止机构7解锁可操作连接器，进一步使得插头和插座断开。

根据本发明实施例的另一方面提出了一种控制设备，如图1所示，控制设备包括存储器9，存储器9存储有计算机程序，

控制器8执行计算机程序时实现上述实施例中防爆电缆连接器通电插拔的方法方法的步骤。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“实施例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种用于防爆电缆连接器的插拔装置，其特征在于，包括：

与电源连接的第一电缆及与用电设备连接的第二电缆；所述第一电缆与所述第二电缆通过所述连接器的插头和插座插接实现连接；所述第一电缆上设置第一开关，所述第二电缆上的设置第二开关；

检测件，其用于检测所述插头和所述插座的插接状态，

锁止机构，其用于对所述插头和所述插座上锁或解锁；和

控制器，其分别与所述检测件、所述锁止机构、第一开关和第二开关连接；所述控制器接收所述检测件和所述锁止机构的通电信号，并控制所述锁止机构、第一开关和第二开关的动作。

2.根据权利要求1所述的插拔装置，其特征在于，所述插头的连接电极包括主电极和辅助电极；所述辅助电极连接本安电源，所述主电极连接所述电源；其中所述辅助电极包括第一辅助电极、第二辅助电极和第三辅助电极；其中所述第一辅助电极和所述第二辅助电极的长度大于所述主电极；所述第三辅助电极的长度小于所述主电极。

3.根据权利要求2所述的插拔装置，其特征在于，所述检测件包括第一检测件和第二检测件；

所述第一辅助电极和/或所述第二辅助电极与所述插座连接时，所述第一检测件检测到连接信号；

所述第一辅助电极和/或所述第三辅助电极与所述插座断开时，所述第二检测件检测到断开信号。

4.根据权利要求1所述的插拔装置，其特征在于，所述锁止机构包括：

锁体，

设置在所述锁体内的电磁块，其位于所述锁体长度方向上的一端；和

锁杆；其一端通过弹性件与所述电磁块连接，且所述锁杆沿所述锁体长度方向伸出或收缩，实现对所述插头和所述插座的上锁或解锁。

5.根据权利要求4所述的插拔装置，其特征在于，所述锁体远离所述电磁块的一端开设滑孔；所述弹性件和所述锁杆位于所述滑孔内；所述锁杆在所述滑孔内滑动，其一端能延伸到锁体外部。

6.一种防爆电缆连接器通电插拔的方法，其特征在于，利用如权利要求1-5任一所述的插拔装置，包括连接方法和断开方法；

所述连接方法流程包括如下步骤：

当第一检测件检测到连接信号时，锁止机构上锁，然后断开第一开关和第二开关；所述第一开关和所述第二开关均断开后，所述锁止机构解锁并操作连接器；

当第二检测件不能检测到断开信号时，将所述第一开关和所述第二开关合闸；

所述断开方法流程包括如下步骤：

当所述第二检测件检测到断开信号时，所述锁止机构上锁，然后断开所述第一开关和所述第二开关；所述第一开关和所述第二开关断开后，所述锁止机构解锁并断开所述连接器。

7.一种控制设备，其特征在于，包括存储器，所述存储器存储有计算机程序，

所述控制器执行所述计算机程序时实现权利要求6中所述方法的步骤。

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