CN117458197B - 一种模块化电气连接器、连接系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电连接器技术领域，具体公开了一种模块化电气连接器，包括总插头和用户端插座，还包括取电部、用电部、传导部；总插头设置于取电部上，用户端插座设置于用电部上；取电部上设置有第一插接结构，用电部上设置有第一插接结构和第二插接结构，传导部包括第一插接结构、第二插接结构以及连接于二者之间的线缆，第一插接结构和第二插接结构能够互相插接连通内部电路。通过取电部、用电部、传导部、分线器的灵活插接组合，以满足用户的用电需求。对现场供电线路调整或新增插座时，不需要进行繁琐的工程设计和施工，节省工作量和时间成本。

Description

一种模块化电气连接器、连接系统及控制方法

技术领域

本发明属于电连接器技术领域，特别涉及一种模块化电气连接器、连接系统及控制方法。

背景技术

在目前的办公区和厂区供电线路布置中，通常采用两种布置方式，一种是使用常规的插排、插座根据需要进行插接，成本低，灵活性高，但往往缺乏安全型和观赏性，给人混乱的感觉。另一种是采用定制化电气连接器和线缆布线方式，外观规整，安全性高，多应用于较为高端的场所，这种方式需要根据具体需求进行独立设计和制造，因此在变更供电线路或新增插座时可能面临以下问题：

布线困难：传统的电气连接器一般需要事先确定插座位置并进行布线，因此对现场供电线路调整或新增插座时，可能需要进行繁琐的工程设计和施工，增加了工作量和时间成本。

故障排查困难：传统电气连接器的布线方式可能导致线缆之间相互交织较多，总电源距离用户端较远，线路分支复杂且隐蔽，故障排查和维护调试困难。当出现电气问题时，需要逐个检查和排除故障点，耗费时间和人力资源。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种模块化电气连接器、连接系统及控制方法，通过取电部、用电部、传导部、分线器的灵活插接组合，以满足用户的用电需求。对现场供电线路调整或新增插座时，不需要进行繁琐的工程设计和施工，节省工作量和时间成本。通过在传导部的第一插接结构上设置指示灯，在发生供电故障时，通过沿线查看传导部上的指示灯从哪里熄灭了即可判断大致故障部位，避免逐个检查和排除故障点，节约时间和人力资源。

为了实现上述目的，本发明提供一种模块化电气连接器，包括总插头和用户端插座，还包括取电部、用电部、传导部；总插头设置于取电部上，用户端插座设置于用电部上；取电部上设置有第一插接结构，用电部上设置有第一插接结构和第二插接结构，传导部包括第一插接结构、第二插接结构以及连接于二者之间的线缆，第一插接结构和第二插接结构能够互相插接连通内部电路。

进一步，用户端插座可拆卸安装于用电部上。

进一步，还包括分线器，分线器上设置有一个第二插接结构和多个第一插接结构。

进一步，第二插接结构包括主体，主体内设置有储气空间，储气空间内密封滑动设置有活塞，活塞上固定有推杆，推杆向前延伸并贯穿主体前端的侧壁，推杆与主体滑动接触；主体前端的中部为插接区；主体内部设置有第一通道，第一通道连通储气空间后部与插接区；主体内还设置有吸水部，气体通过第一通道进入储气空间或者从储气空间流出时都经过吸水部；第一插接结构与第二插接结构插接时，第一插接结构向后方推动推杆，进而推动活塞。

进一步，第一插接结构或第二插接结构上设置有第二通道，第二通道连通插接区和外界。

进一步，推杆的端部设置有限位结构，主体和限位结构之间于推杆上套设有弹簧。

进一步，第一通道和第二通道内安装有双向呼吸阀。

进一步，第二通道内安装有单向阀。

一种模块化电气连接系统，包括前文所述的模块化电气连接器，由取电部、用电部、传导部、分线器互相插接而成，系统内部空间连通，且连通空间包括所有第一插接结构和第二插接结构的插接区。

进一步，第二插接结构上设置有通气开关结构，在第一插接结构和第二插接结构插接状态下通气，在分离状态下密封。

进一步，气体仅能够从第二插接结构流向第一插接结构，取电部上设置有气体成分检测器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过取电部、用电部、传导部、分线器的灵活插接组合，以满足用户的用电需求。对现场供电线路调整或新增插座时，不需要进行繁琐的工程设计和施工，节省工作量和时间成本。本发明中接入用电线路的所有部件的第一插接结构表示来电方向，第二插接结构表示取电方向，使用人员通过插接结构即可判断电流方向。

2、本发明远距离送电是通过一个或多个传导部实现的，可以在传导部的第一插接结构上设置指示灯，指示灯亮说明有电，在发生供电故障时，通过沿线查看传导部上的指示灯从哪里熄灭了即可判断大致故障部位，避免逐个检查和排除故障点，节约时间和人力资源。

3、本发明的模块化电气连接系统采用内部空间连通的设计，在一些湿润环境下，可以通过从系统的一个端部通入干燥空气，赶走内部空间尤其是插接区的潮湿空气，避免绝缘材料潮湿而降低绝缘能力或引起其他问题，也可以向内部空间充入惰性气体，进一步提高绝缘性能和抗氧化性能，适用于高压、高频等特殊插接器的场合。另外，系统内部空间连通还可以实现通气吹扫、通风降温等效果，进一步提高电气连接系统的稳定性。

4、本发明气体仅能够从第二插接结构流向第一插接结构，取电部上设置有气体成分检测器。采用这种技术方案，操作人员从电气连接系统的某个分支线路末端通入干燥空气或者惰性气体，气体只能沿着一条路径直至取电部，不会倒流进入其他分支线路。在取电部上设置对应的气体成分检测器，用于判断排出气体中的水分含量或者惰性气体占比，从而判断气体流经线路中湿度是否达标或者惰性气体含量是否达标。其他分支线路也可以进行同样的操作。上述技术方案的好处是，只需要在取电部上设置气体成分检测器即可，而且，由于气体流向固定，在新增用电线路时，从该支线的末端进行充气不会将气体赶到其他支线里，不会对其它支线造成污染。

5、本发明通过在主体内设置储气空间和吸水部，将环境空间进行干燥，仅向插接区提供干燥的空气，解决了用户现场并不具备提供气源的条件，使用气瓶又存在运输、储存等问题的麻烦。进一步，本发明提供了节约成本和操作便捷的两种不同的方案供本领域技术人员进行选择。

附图说明

图1为本发明取电部的立体图；

图2为本发明用电部的立体拆解图；

图3为本发明传导部的立体图；

图4为本发明分线器的立体图；

图5为本发明模块化电气连接系统的示意图；

图6为本发明通风面的立体图；

图7为本发明通气开关结构的立体图；

图8为本发明实施例3第一插接结构和第二插接结构的立体图；

图9为本发明实施例4第一插接结构和第二插接结构的立体图。

图中：100-双向呼吸阀、110-单向阀、200-用户端插座、300-取电部、400-用电部、500-传导部、510-线缆、600-第一插接结构、610-第二通道、700-第二插接结构、710-主体、720-储气空间、730-活塞、740-推杆、741-限位结构、750-插接区、751-第一通道、760-吸水部、770-弹簧、780-通气开关结构、781-密封面、782-滑动杆、790-通风面、791-通风口、800-分线器。

具体实施方式

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参照图1至图4，本实施例公开了一种模块化电气连接器，包括总插头和用户端插座200，还包括取电部300、用电部400、传导部500。总插头设置于取电部300上，用户端插座200设置于用电部400上，优选的，用户端插座200可拆卸安装于用电部400上，从而可以随时更换插座型号，以适应不同用户的用电需求以及不同地区的插座规格标准。取电部300上设置有第一插接结构600，用电部400上设置有第一插接结构600和第二插接结构700，传导部500包括第一插接结构600、第二插接结构700以及连接于二者之间的线缆510，第一插接结构600和第二插接结构700能够互相插接连通内部电路。进一步，还包括分线器800，分线器800上设置有一个第二插接结构700和多个第一插接结构600。

本实施例的原理和使用方法如下：

本实施例通过取电部300、用电部400、传导部500、分线器800的灵活插接组合，以满足用户的用电需求。总插头是本实施例最前端的部件，用于从墙壁等处预留的供电插座上取电，一般使用常规的标准插头即可。用户端插座200是用户从本实施例中接通电源的插座。通过第一插接结构600和第二插接结构700的插接配合，取电部300可以直接插接用电部400，在源头上扩展取电插口的数量，方便其他用电线路随时插接。取电部300还可以插接传导部500，传导部500后端可以继续插接传导部500，从而延长传输距离，也可以插接用电部400，供用户就近取电使用。通过分析可以得知，本实施例中接入用电线路的所有部件的第一插接结构600表示来电方向，第二插接结构700表示取电方向，使用人员通过插接结构即可判断电流方向。分线器800可以设置在任意插接位置，分线器800的第二插接结构700插接于用电线路中的任意第一插接结构600上，即可分出多条第一插接结构600，从而达到扩展线路分支的目的，方便新增用电线路。

作为本实施例进一步的方案：远距离送电是通过一个或多个传导部500实现的，可以在传导部500的第一插接结构600上设置指示灯，指示灯亮说明有电，在发生供电故障时，通过沿线查看传导部500上的指示灯从哪里熄灭了即可判断大致故障部位，避免逐个检查和排除故障点，节约时间和人力资源。

本实施例的有益效果如下：

1、通过取电部300、用电部400、传导部500、分线器800的灵活插接组合，以满足用户的用电需求。对现场供电线路调整或新增插座时，不需要进行繁琐的工程设计和施工，节省工作量和时间成本。本实施例中接入用电线路的所有部件的第一插接结构600表示来电方向，第二插接结构700表示取电方向，使用人员通过插接结构即可判断电流方向。

2、在传导部500的第一插接结构600上设置指示灯，指示灯亮说明有电，在发生供电故障时，通过沿线查看传导部500上的指示灯从哪里熄灭了即可判断大致故障部位，避免逐个检查和排除故障点，节约时间和人力资源。

实施例2

参照图5至图7，本实施例在实施例1的基础上，进一步提供了一种模块化电气连接系统，该系统由取电部300、用电部400、传导部500、分线器800互相插接而成，因此该系统的特性依赖对实施例1种的模块化电气连接器的改进。

在本实施例中，系统内部空间连通，且连通空间包括所有第一插接结构600和第二插接结构700的插接区750。采用这种内部空间连通的设计，在一些湿润环境下，可以通过从系统的一个端部通入干燥空气，赶走内部空间尤其是插接区750的潮湿空气，避免绝缘材料潮湿而降低绝缘能力或引起其他问题，也可以向内部空间充入惰性气体，进一步提高绝缘性能和抗氧化性能，适用于高压、高频等特殊插接器的场合。该技术方案需要系统整体具备较好的密封性能，因此要求较高的生产做工标准，并适当采取一些常规的密封措施。另外，系统内部空间连通还可以实现通气吹扫、通风降温等效果，进一步提高电气连接系统的稳定性。

作为本实施例进一步的方案：不论如何使用取电部300、用电部400、传导部500、分线器800组成本实施例的模块化电气连接系统，系统的任意未进行插接的端部一定是第二插接结构700，因此，在第二插接结构700上设置通气开关结构780，在第一插接结构600和第二插接结构700插接状态下通气，在分离状态下密封，从而阻断系统内外的气体流通。进一步，本实施例提供了一种优选的通气开关结构780，包括密封面781和滑动杆782，第二插接结构700上设置有与密封面781配合的通风面790，通风面790上开设有通风口791，密封面781设置于第二插接结构700的内部，密封面781能够与通风面790贴合进而遮挡通风口791。滑动杆782贯穿通风面790，与通风面790滑动接触，滑动杆782一端垂直固定于密封面781上，另一端位于通风面790的外侧。通气开关结构780与第二插接结构700之间设置有弹性部件。在分离状态下，密封面781在弹性部件作用下紧贴通风面790；在第一插接结构600与第二插接结构700进行插接时，第一插接结构600能够推动滑动杆782向内侧滑动，使得密封面781脱离通风面790，通风口791打开。进一步，本实施例还可以包括专门的充气接头，充气接头上设置有第一插接结构600，用于充气时与电气连接系统分支末端的第二插接结构700进行插接，暂时开启通气开关结构780，完成充气后拔出即可。另外，在实际使用过程中，如果要增加一段新的供电线路，可以先对准备增加的线路充气，挤出内部空气，然后再将该段线路安装于系统中，避免系统的整条线路重新换气。

作为本实施例进一步的方案：气体仅能够从第二插接结构700流向第一插接结构600，取电部300上设置有气体成分检测器。采用这种技术方案，操作人员从电气连接系统的某个分支线路末端通入干燥空气或者惰性气体，气体只能沿着一条路径直至取电部300，不会倒流进入其他分支线路。根据通入的气体种类，在取电部300上设置对应的气体成分检测器，用于判断排出气体中的水分含量或者惰性气体占比，从而判断气体流经线路中湿度是否达标或者惰性气体含量是否达标。其他分支线路也可以进行同样的操作。上述技术方案的好处是，只需要在取电部300上设置气体成分检测器即可，而且，由于气体流向固定，在新增用电线路时，从该支线的末端进行充气不会将气体赶到其他支线里，不会对其它支线造成污染。实现单向通气的常规方式有很多，例如各式单向阀110，本领域技术人员根据实际情况选用即可，此处不做赘述。

本实施例的有益效果如下：

1、模块化电气连接系统采用内部空间连通的设计，在一些湿润环境下，可以通过从系统的一个端部通入干燥空气，赶走内部空间尤其是插接区750的潮湿空气，避免绝缘材料潮湿而降低绝缘能力或引起其他问题，也可以向内部空间充入惰性气体，进一步提高绝缘性能和抗氧化性能，适用于高压、高频等特殊插接器的场合。另外，系统内部空间连通还可以实现通气吹扫、通风降温等效果，进一步提高电气连接系统的稳定性。

2、气体仅能够从第二插接结构700流向第一插接结构600，取电部300上设置有气体成分检测器，操作人员从电气连接系统的某个分支线路末端通入干燥空气或者惰性气体，气体只能沿着一条路径直至取电部300，不会倒流进入其他分支线路，在新增用电线路时，对该线路进行充气不影响其它支线。在取电部300上设置对应的气体成分检测器，用于判断排出气体中的水分含量或者惰性气体占比，从而判断气体流经线路中湿度是否达标或者惰性气体含量是否达标。

实施例3

实施例2的技术方案是将整个模块化电气连接系统充入干燥空气或者惰性气体，而有时候用户现场并不具备提供气源的条件，使用气瓶又存在运输、储存等问题，比较麻烦，针对这些问题本实施例提供了一种模块化电气连接器，是在实施例1的基础上做进一步改进。

参照图8，在本实施例中，第二插接结构700包括主体710，主体710内设置有储气空间720，储气空间720内密封滑动设置有活塞730，活塞730上固定有推杆740，推杆740向前延伸并贯穿主体710前端的侧壁，在推杆740的端部设置有限位结构741。推杆740与主体710滑动接触，在主体710和限位结构741之间于推杆740上套设有弹簧770。主体710前端的中部为插接区750，用于与第一插接结构600插接通电。主体710内部设置有第一通道751，第一通道751连通储气空间720后部与插接区750。主体710内还设置有吸水部760，气体通过第一通道751进入储气空间720或者从储气空间720流出时都经过吸水部760。吸水部760用于吸收空气中的湿气，一般为耗材，需要根据使用情况进行更换。为了方便更换耗材，可以将储气空间720的后端设计成可开启的结构，具体结构本领域技术人员可以在保证密封的前提下任意设计，为现有的常规技术，此处不做赘述。第一插接结构600与第二插接结构700插接时，第一插接结构600能够向后方推动推杆740，进而推动活塞730，而在第一插接结构600与第二插接结构700分离后，推杆740在弹簧770的作用下回到初始位置，活塞730归位。

本实施例的原理和使用方法如下：

气体通过第一通道751进入储气空间720或者从储气空间720流出时都经过吸水部760，因此储气空间720内储存的空气始终是干燥的。在第一插接结构600与第二插接结构700插接时，第一插接结构600推动推杆740，进而推动活塞730，将储气空间720内干燥的空气从第一通道751挤出，并进入插接区750，插接区750内的潮湿空气被赶走，从而使得插接后插接区750的空气为干燥空气。在第一插接结构600与第二插接结构700分离后，推杆740和活塞730在弹簧770的作用下回到初始位置，同时通过第一通道751从插接区750吸取外部空气，外部空气在途径吸水部760时被干燥，并储存在储气空间720内，供下次插接时使用。为了保证空气除湿的效果，推杆740和活塞730归位的过程可以是缓慢的，使得途径吸水部760的空气流量不至于太大。为达到上述效果，可以限制第一通道751的流通半径，或者在第一通道751内设置节流部件。

作为本实施例进一步的方案：第一插接结构600或第二插接结构700上应当设置第二通道610，第二通道610连通插接区750和外界，并且第二通道610内应当安装双向呼吸阀100。采用上述技术方案，在第一插接结构600和第二插接结构700插接时，插接区750内的空气可以通过第二通道610排出，在第一插接结构600和第二插接结构700分离时，外界空气可以通过第二通道610进入插接区750。双向呼吸阀100在两侧压差达到设定值时能够自动开启，为现有技术，此处不做赘述。进一步，第一通道751内也可以安装双向呼吸阀100，在分离状态下防止外界空气与储气空间720进行频繁的气体交换，消耗吸水部760。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上进行进一步改进。

参照图9，本实施例与实施例3的区别在于，省去第二插接结构700上安装的双向呼吸阀100和推杆740上套设的弹簧770，因而推杆740端部的限位结构741也可以省去，第一插接结构600上安装的双向呼吸阀100可以不更换，也可以换成单向阀110。多数情况下，单向阀110的成本要低于双向呼吸阀100。

在实施例3中，第二插接结构700上安装的双向呼吸阀100的作用是在分离状态下防止外界空气与储气空间720进行频繁的气体交换，本实施例在第一插接结构600和第二插接结构700分离时，由于没有弹簧770的作用，推杆740和活塞730不会自动回到初始位置，储气空间720也就不会从外界吸取空气，基本不与外界进行气体交换，因此可以省去该处的双向呼吸阀100。在第一插接结构600和第二插接结构700进行插接前，如果环境湿度较大，使用人员可以手动将推杆740拉出，使得储气空间720通过第一通道751从外界吸取空气，并且对潮湿的空气进行除湿，然后再进行插接，将储气空间720的干燥空气挤到插接区750，插接区750的空气再通过第二通道610和单向阀110排出。在插接状态下，单向阀110阻止外界空气进入插接区750。

采用上述技术方案，使用人员可以根据插接时环境空气的湿度情况选择直接进行插接或者先获得干燥空气再进行插接，无需每次插接都进行空气干燥，减少吸水部760耗材的消耗。并且，上述技术方案省去了第二插接结构700上安装的双向呼吸阀100和推杆740上套设的弹簧770，第一插接结构600上安装的双向呼吸阀100也可以换成单向阀110，降低了制造成本，并且在插接状态下单向阀110相比双向呼吸阀100更不容易漏气。本实施例相比于实施例3而言，缺点是需要使用人员自行判断插接时是否需要除湿，操作相对繁琐。

实施例3和实施例4的有益效果如下：

通过在主体内设置储气空间和吸水部，将环境空间进行干燥，仅向插接区提供干燥的空气，解决了用户现场并不具备提供气源的条件，使用气瓶又存在运输、储存等问题的麻烦，并且提供了节约成本和操作便捷的两种不同的方案供本领域技术人员进行选择。

以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种模块化电气连接器，包括总插头和用户端插座（200），其特征在于，还包括取电部（300）、用电部（400）、传导部（500）；总插头设置于取电部（300）上，用户端插座（200）设置于用电部（400）上；取电部（300）上设置有第一插接结构（600），用电部（400）上设置有第一插接结构（600）和第二插接结构（700），传导部（500）包括第一插接结构（600）、第二插接结构（700）以及连接于第一插接结构（600）和第二插接结构（700）之间的线缆（510），第一插接结构（600）和第二插接结构（700）能够互相插接连通内部电路；在传导部（500）的第一插接结构（600）上设置指示灯，指示灯亮说明有电；

用户端插座（200）可拆卸安装于用电部（400）上；

模块化电气连接器还包括分线器（800），分线器（800）上设置有一个第二插接结构（700）和多个第一插接结构（600）；

第二插接结构（700）包括主体（710），主体（710）内设置有储气空间（720），储气空间（720）内密封滑动设置有活塞（730），活塞（730）上固定有推杆（740），推杆（740）向前延伸并贯穿主体（710）前端的侧壁，推杆（740）与主体（710）滑动接触；主体（710）前端的中部为插接区（750）；主体（710）内部设置有第一通道（751），第一通道（751）连通储气空间（720）后部与插接区（750）；主体（710）内还设置有吸水部（760），气体通过第一通道（751）进入储气空间（720）或者从储气空间（720）流出时都经过吸水部（760）；储气空间（720）的后端设计成可开启的结构，以方便更换吸水部（760）；第一插接结构（600）与第二插接结构（700）插接时，第一插接结构（600）向后方推动推杆（740），进而推动活塞（730）；

第一插接结构（600）或第二插接结构（700）上设置有第二通道（610），第二通道（610）连通插接区（750）和外界；

推杆（740）的端部设置有限位结构（741），主体（710）和限位结构（741）之间于推杆（740）上套设有弹簧（770）；

第一通道（751）和第二通道（610）内安装有双向呼吸阀（100）。