CN1925236A - 无暴露电弧安全插座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无暴露电弧安全插座，特点是插座上设有一根开关轴，开关轴的前端穿过面板上的开关轴孔伸出面板外，后端与一遮光体连接；开关轴被限制只能在轴向上移动，开关轴与后盖之间设有复位弹簧；遮光体位于光电偶合控制电路的发光二极管与接收二极管之间，该光电耦合控制电路的输出端与继电器的线圈电连接，该继电器的常开触点串联在相线的插座片与接线柱之间。由于电器插头插座是在各插脚与相应插座片之间接触良好的情况下才通电、断电后才脱离接触的，电极之间并没有空气隙，因此不会发生电压击穿空气隙而产生电弧的现象，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及低压电气设备，尤其是电器插座。
背景技术
常见的电器插座在插头插入或拔出时会出现暴露电弧。这种现象在一些特定的场合出现是十分危险的。例如，在加油站、城市煤气站、液化石油气站、油库、酒窖、地下煤矿、沼气池等有可燃性气体的场合，如果在拔插电器插头时出现电弧，极有可能发生气体爆炸事故。尽管已有报道，有人设计出使用“干簧管”和“可控硅”控制的“无火花插头插座”可以消除电器插头在拔插时出现电弧，但因为大功率的“可控硅”体积较大，很难在现在通用的86型开关插座产品中使用，且价格较高，无法做出普及型产品，很难在市场推广。
专利号为200320115268.7的中国实用新型专利公开了一种无孔安全防爆阻燃专用插头插座，插头与插座是镶入式结合，在插座体内装有磁钢、弹片、铜片、铁芯和铜板，弹片和铜片位于磁钢和铁芯之间，弹片的悬臂端钢套内装有铁芯并位于铜板下方，弹片与插座体之间连有弹簧，在插座体上方安装转盘；在插头体内安装插脚，在插脚的铜套内安装磁钢，导线与插脚连接。它采用先接触，后导通，而触点过程是在无氧全密封中进行，起到一定的防爆安全作用，但是需要在插头体内安装磁钢，不能适用于通用的电器插头，因而使用具有局限性，得不到广泛推广。
发明内容
本发明的目的是要提供一种无暴露电弧安全插座，能有效地解决插拔电器插头时出现暴露电弧的问题。
为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种无暴露电弧安全插座，包括带有插孔的面板、与插孔相对应的插座片、接线柱、接线螺钉和后盖；
插座还设有一根开关轴，开关轴的前端穿过面板上的开关轴孔伸出面板外，后端与一遮光体连接；开关轴被限制只能在轴向上移动，开关轴与后盖之间设有复位弹簧；
所述遮光体位于光电偶合控制电路的发光二极管与接收二极管之间，该光电偶合控制电路的输出端与继电器的线圈相连接，该继电器的常开触点串联在相线的插座片与接线柱之间。
使用时，电器插头的插脚插入所述插孔至与插座片接触良好后，插脚根部的平面部分推动开关轴移动，遮光体随开关轴发生位移离开发光二极管与接收二极管之间的间隙，光电偶合控制电路输出电流，驱动继电器的常开触点闭合，插座片带电；拔出插头时，插头的平面部分刚离开开关轴时，在复位弹簧的作用下，开关轴马上复位，遮光体重新回到发光二极管与接收二极管之间，光电偶合控制电路断电，继电器常开触点断开，插座片断电，插头的插脚在插座片断电后才离开插座片。插头与插座之间实现“先插入后通电”、“先断电后拔出”，从根本上消除了电器开关插座“暴露电弧”所引发的安全隐患。
作为一种优选方案，所述面板上的开关轴孔位于各插孔的几何中心。
为了既能使插头插入至与插座片接触良好后才推动开关轴发生足够的位移，又能保证插座外形美观，所述开关轴伸出面板外的长度以3～5mm为宜。
为了使开关轴能顺利复位且不会脱离插座，所述开关轴中部有直径大于开关轴孔的凸台，所述复位弹簧套在开关轴外，复位弹簧的两端分别与凸台及后盖内壁相抵触。
作为一种优选方案，所述开关轴的后端伸出后盖外，所述遮光体固定在开关轴的后端末。
作为又一种优选方案，所述光电偶合控制电路的电源由连接在两相线接线柱间的电源模块提供。
为了确保继电器触点动作时不会产生电弧，所述继电器为微型密封式继电器。
当插座为86型插座时，微型密封式继电器的型号优选为JQX-14FW。
作为一种优选方案，所述光电偶合控制电路包括电源模块、发光二极管、接收二极管和集成电路，接收二极管接收到发光二极管发出的光线产生电流，所产生的电流经过所述集成电路放大后输出至继电器线圈。
所述光电偶合控制电路的电源模块可以连接在两相线的接线柱间之间，这样可充分利用相线提供的电能，无需另外为控制电路提供电源。
当然，还可采用其它公知的光电偶合控制电路实现本发明。
本发明的无暴露电弧安全插座是这样工作的：当电器插头的插脚刚插入插座时，由于插脚根部的平面未接触到开关轴，开关轴没有被压动，与开关轴固定连接的遮光体处在光电偶合器件的发光二极管和接收二极管之间，接收二极管接收不到发光二极管发出的光线，没有电流产生，继电器线圈不得电，常开触点不接通，插座片不带电；当插头继续插入至插脚与插座片接触良好时，插头的平面接触开关轴并推动开关轴移动，遮光体随开关轴移动离开发光二极管和接收二极管之间的间隙，接收二极管接收到发光二极管发出的光线，光电偶合器件输出电流，控制电路得电工作，继电器线圈得电，常开触点闭合，插座片得电，插座呈通电状态。在拔出插头过程中，开关轴在复位弹簧的作用下向外回弹，遮光体重新挡住发光二极管发出的光，继电器断电，常开触点断开，插座片断电后插头的插脚才离开插座片。
由于电器插头插座是在各插脚与相应插座片之间接触良好的情况下才通电、断电后才脱离接触的，电极之间并没有空气隙，因此不会发生电压击穿空气隙而产生电弧的现象。另外，由于所使用的微型密封式继电器是全密封的，其触点的接通和断开都是在密闭的空间内完成，动作时可能出现的微小电弧不会接触到外界可燃气体。也就保证了电器插头插座在拔插时的安全。
面板上的开关轴孔位于各插孔的几何中心，可保证在所有插脚与插座片接触良好的情况下开关轴才动作，避免了插头插歪时误动开关轴的情况出现。选用微型密封式继电器，密封性好且体积小，适用于最常用的86型插座。使用光电偶合器件控制电路连接关系简单，制造成本低。
本发明结构简单，使用安全，适用性广。
附图说明
图1是插头未插入前本发明的插座的结构示意图。
图2是插头刚插入插座时的结构示意图。
图3是插头完全插入插座时的结构示意图。
图4是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述。
见图1，本发明的插座由以下零件组成：带有插孔2的面板1；后盖3；接线柱4；接线螺钉5；插座片6；复位弹簧7；开关轴9；遮光体10；把遮光体固定在开关轴后端的螺钉8；光电偶合控制电路12；微型密封式继电器13等构成。开关轴9中部有一个直径比面板1上的开关轴孔11大的凸台91，开关轴9的前端穿过面板1上的开关轴孔11伸出面板外，后端伸出后盖3上的孔伸出后盖外并与遮光体10连接；复位弹簧7套在开关轴9外，前端与凸台91相抵触，后端与后盖3内壁相抵触；开关轴9只可在轴向上来回移动，不能周向转动，也不能横向移动。遮光体10位于光电偶合器件的发光二极管D1与接收二极管D2之间。光电偶合控制电路12的输出端与微型密封式继电器13(型号为JQX-14FW)的线圈电连接，继电器的常开触点串联在相线的插座片6与接线柱4之间。
在电器插头14还没有插入电器插座时，开关轴9在复位弹簧7的作用下，处于弹出位置，遮光体10遮挡住光电偶合器件中发光二极管D1发出的光线，接收二极管D2没有光线照射，没有电流产生，如图4所示，集成电路IC的P2端没有电流输入，P3端没有电流输出，微型密封式继电器13的线圈不得电，触点K不接通，此时的插座片6呈无电状态。
当电器插头14插入到图2所示的位置时，(这时的电器插头14的接地极已经插入电器插座的接地极约7.5毫米，电器插头的N、L极已经插入电器插座的N、L极约4.5毫米。)由于开关轴9没有被压动，与开关轴9连成一体的遮光体10没有脱离出发光二极管D1与吸收二极管D2之间的间隙，遮光体10仍遮挡住发光二极管D1发出的光线，接收二极管D2没有光线照射，没有电流产生。如图4所示，集成电路IC的P2端没有电流输入，P3端没有电流输出，微型密封式继电器13线圈仍不得电，触点K仍不接通，此时的插座仍呈无电状态。
当电器插头14继续向右插入，电器插头14的插脚根部的绝缘部分15推动开关轴9的前端连同连接在开关轴9上的遮光体10一同向右移动，到如图3位置时，与开关轴9连接在一起的遮光体10脱离出发光二极管D1与吸收二极管D2之间的间隙，接收二极管D2接收到发光二极管D1光线的照射，产生电流。集成电路IC的P2端有电流输入，P3端有电流输出，微型密封式继电器13线圈得电，触点K接通，此时的插座呈通电状态。
由于电器插头插座是在相线N、零线L和接地极先接触的情况下通电，在电器插头插座的各电极良好接触情况下，电极之间并没有空气隙，因此不会发生电压击穿空气隙而产生电弧。另外、本发明中使用的微型密封式继电器是全密封型的，其触点的接通和断开都是在密闭的空间内完成，动作时可能出现的微小电弧不会接触到可燃气体。也就保证了电器插头插座在拔插时的安全。
Claims (9)
1、一种无暴露电弧安全插座，包括带有插孔的面板、与插孔相对应的插座片、接线柱、接线螺钉和后盖，其特征在于：
还设有一根开关轴，开关轴的前端穿过面板上的开关轴孔伸出面板外，后端与一遮光体连接；开关轴被限制只能在轴向上来回移动，开关轴与后盖之间设有复位弹簧；
所述遮光体位于光电偶合控制电路的发光二极管与接收二极管之间，光电偶合控制电路的输出端与继电器的线圈相连接，该继电器的常开触点串联在相线的插座片与接线柱之间。
2、根据权利要求1所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述面板上的开关轴孔位于各插孔的几何中心。
3、根据权利要求1所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述开关轴伸出面板外的长度为3～5mm。
4、根据权利要求1所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述开关轴中部有直径大于开关轴孔的凸台，所述复位弹簧套在开关轴外，复位弹簧的两端分别与凸台及后盖内壁相抵触。
5、根据权利要求1所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述开关轴的后端伸出后盖外，所述遮光体固定在开关轴的后端末。
6、根据权利要求1所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述继电器为微型密封式继电器。
7、根据权利要求6所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述插座为86型插座，所述微型密封式继电器的型号为JQX-14FW。
8、根据权利要求1所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述光电偶合控制电路包括电源模块、发光二极管、接收二极管和集成电路，接收二极管接收到发光二极管发出的光线产生电流，所产生的电流经过所述集成电路放大后输出至继电器线圈。
9、根据权利要求8所述的无暴露电弧安全插座，其特征在于：所述光电偶合控制电路的电源模块连接在两相线的接线柱间之间。
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