CN214505820U - 一种低接触电阻安全插座 - Google Patents

Abstract

一种低接触电阻安全插座，涉及电器设备技术领域。由通过孔洞相连通且内部填充有液态合金金属的两个容器组成，第二容器内液态合金金属液面上方悬浮设置有柔软薄片和铁磁金属板，外侧底部设置有电磁铁。本实用新型的低接触电阻安全插座，当插头铜片插入插座后，电磁铁产生电磁力，将铁磁金属板和柔软薄片整体向下吸引，迫使第一容器中的液态合金金属液位升高，将插座铜片和插头铜片淹没，由于液体的特性，上升的液态金属将插座铜片和插头铜片之间的缝隙填补，从而大大减小了插座铜片和插头铜片之间的接触电阻，降低了由于插座在使用过程中由于过量发热而引发火灾的风险。

Description

一种低接触电阻安全插座

技术领域

本实用新型涉及电器设备技术领域，具体是涉及一种低接触电阻安全插座。

背景技术

插座是最常见、最基本的电连接器件。不同于一般电器，插头插座的使用具有两个基本特征：一是使用广泛；二是异常时产生的后果严重。由于插头插座连接点处的接触电阻过大而引起发热导致火灾发生的现象屡见不鲜。此类火灾如此频繁地发生，主要有以下几个方面原因：在日常生活中插头在插座上拔插比较频繁，用于制造插头金属片的铜片由于不断重复地被拨出插入，使其产生了变形，长此以往插座静片的紧握力就会减少，当插头插座接触不紧密的时候其接触电阻就会增大，当电流通过时就会产生比正常情况下多得多的热量。

同时，我们在使用家用电器时，为了减少使用空间以及美观的需要，往往将插头插座置于角落里，那里容易集聚灰尘，通风条件差并且容易被忽视，当插头插座金属片之间有较多灰尘时，就会因为接触不良使接触电阻过大产生过热，在闭塞环境中热量不易散失，温度不断升高而引起火灾。另外，由于插头铜片长时间暴露在空气中，表面发生氧化或者铜片上沾上了水或其他污染物，使插头插座接触不良而引起接触电阻过大。

因此，有必要研制一种低接触电阻安全插座，在使用过程中减少发热量，避免火灾事故的发生。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种低接触电阻安全插座，可以有效降低接触电阻，提高使用安全性。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种低接触电阻安全插座，由通过孔洞相连通的第一容器和第二容器组成，所述第一容器和第二容器均由绝缘材质制成，内部填充有液态合金金属；

所述第二容器内液态合金金属液面上方悬浮设置有柔软薄片和铁磁金属板，柔软薄片边缘将铁磁金属板端部包裹使其与第二容器内壁形成密封结构；所述第二容器外侧底部设置有电磁铁，电磁铁得电后吸引铁磁金属板，使第二容器内液态合金金属液面下降，并将液态合金金属通过孔洞压向第一容器中；

所述第一容器中设置插座铜片，插座铜片围合形成插头铜片插入区域，插座铜片的外部区域置于第二容器内，液态合金金属自第二容器涌向第一容器时，液态合金金属填充于插座铜片与插头铜片之间的间隙。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第一容器中还设置有行程开关，所述行程开关的推杆置于插头铜片插入区域的底端，随着插头铜片的插入，所述行程开关的推杆受到向下压力，使其常开触点的两个接触点闭合。

作为本实用新型的优选技术方案，所述行程开关常开触点的两个接触点分别与市电火线L、单相整流器连接，单相整流器的输入端与电磁铁串接，行程开关常开触点的两个接触点闭合后，单相整流器输出与电磁铁相匹配的工作电压，电磁铁产生磁力使铁磁金属板向下移动迫使液态合金金属向第一容器涌入。

作为本实用新型的优选技术方案，所述液态合金金属为镓铟锡合金。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第二容器内设置有控制铁磁金属板移动位移的止档，止档在第二容器内高度高于孔洞的顶端。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第一容器与第二容器的高度相同，第二容器的底面积大于第一容器的底面积。

作为本实用新型的优选技术方案，所述插头铜片插入区域的顶部设置有绝缘盖板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：

本实用新型的低接触电阻安全插座，当插头铜片插入插座后，同时也将行程开关的推杆向下压，行程开关常开触点的两个接触点闭合。市电火线被加在单相整流器上，此时单相整流器带AC220电压，输出端输出与电磁铁电压相匹配的电压，电磁铁产生电磁力，将铁磁金属板和柔软薄片整体向下吸引，一直向下运动到止档位置，第二容器中的液态合金金属被铁磁金属板和柔软薄片整体向下压，从孔洞流入第一容器中，第一容器中的液态合金金属液位升高，将插座铜片和插头铜片淹没，由于液体的特性，上升的液态金属将插座铜片和插头铜片之间的缝隙填补，从而大大减小了插座铜片和插头铜片之间的接触电阻，降低了由于插座在使用过程中由于过量发热而引发火灾的风险。

附图说明

以下结合实施例和附图对本实用新型的低接触电阻安全插座作进一步的详述。

图1是低接触电阻安全插座的结构示意图。

图2是行程开关的结构示意图。

图3是低接触电阻安全插座的工作示意图(插头弹片插入后)。

图4是电磁铁工作原理图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型提出一种低接触电阻安全插座，由第一容器1和第二容器2组成，第一容器1和第二容器2均由PC、尼龙、ABS或者电玉粉等绝缘材质制成，第一容器1与第二容器2的高度相同，第二容器2的底面积大于第一容器1的底面积。第一容器1和第二容器2通过孔洞15相连通，两个容器中的液态合金金属6可以互相流通。

液态合金金属6可采用镓铟锡合金，其中镓、铟、锡的重量比例分别为68.8％、22.2％和9％，该组份的合金在1标准大气压下的熔点为6℃，气压发生小幅度变化时，熔点也会有小幅度变化，但是变化不大，所以一般室内环境，该组份的镓铟锡合金为液态金属。

第二容器2内液态合金金属6液面上方悬浮设置有柔软薄片4和铁磁金属板3，柔软薄片4边缘将铁磁金属板3端部包裹使其与第二容器2内壁形成密封结构。柔软薄片4可以由硅胶、PC、尼龙或ABS等材料制造而成，铁磁金属板3底部与柔软薄片4上部紧密粘接在一起，成为一个整体部件。

第二容器2外侧底部设置有电磁铁7，不通电时没有磁性，得电后可以吸引铁磁金属板3，使第二容器2内液态合金金属6液面下降，并将液态合金金属6通过孔洞15压向第一容器1中。

第二容器2内设置有控制铁磁金属板3移动位移的止档5，止档5在第二容器2内高度高于孔洞15的顶端。止档5用来防止铁磁金属板3由于电磁力的吸引作用，向第二容器2的底部移动距离过大。

第一容器1中设置插座铜片9(可以是单相插座的L极或N极，也可以是三相插座的A极、B极、C极或N极)和行程开关8，插座铜片9围合形成插头铜片10插入区域，插座铜片9的外部区域置于第二容器2内，液态合金金属6自第二容器2涌向第一容器1时，液态合金金属6填充于插座铜片9与插头铜片10之间的间隙。

行程开关8的推杆11置于插头铜片插入区域的底端，请一并参阅图2所示，推杆11在受到压力和不受到压力的情况下，行程开关8内部触点开断情况会发生改变。推杆不受外力时，常开触点的两个接触点12、13处于打开状态。随着插头铜片10的插入，行程开关8的推杆11受到向下压力，使其常开触点的两个接触点12、13闭合。

请参阅图4所示，行程开关8的常开触点的两个接触点12、13分别与市电火线L、单相整流器14连接，单相整流器14的输入端与电磁铁7串接，行程开关8的常开触点的两个接触点12、13闭合后，单相整流器14输出与电磁铁7相匹配的工作电压，电磁铁7产生磁力使铁磁金属板3向下移动迫使液态合金金属6向第一容器1涌入。

当需要使用插座给电器供电时，将插头插入插座，假设插座铜片是单相插座的火线端铜片(L端铜片)，将插头插入插座以后，插头的火线铜片插入插座的两个铜片之间。普通插座的两个铜片是使用弹簧夹紧的，以保证插座铜片与插头铜片紧密结合，以减小接触电阻，但是由于插头被经常拔插，会造成弹簧夹持不紧、铜片老化和铜片落灰等原因造成插座铜片与插头铜片之间的接触电阻变大。

但是，在本实用新型的低接触电阻安全插座中，当插头铜片10插入插座后(图3所示)，同时也将行程开关8的推杆11向下压，行程开关常开触点的两个接触点12、13闭合。如图4所示，市电火线被加在单相整流器14上，此时单相整流器14带AC 220电压，输出端输出与电磁铁7电压相匹配的电压，电磁铁7产生电磁力，将铁磁金属板3和柔软薄片4整体向下吸引，一直向下运动到止档5位置，第二容器2中的液态合金金属被铁磁金属板3和柔软薄片4整体向下压，从孔洞15流入第一容器1中，第一容器1中的液态合金金属液位升高，将插座铜片9和插头铜片10淹没，由于液体的特性，上升的液态金属将插座铜片9和插头铜片10之间的缝隙填补，从而大大减小了插座铜片和插头铜片之间的接触电阻，降低了由于插座在使用过程中由于过量发热而引发火灾的风险。

当不再需要使用插座对电器进行供电时，将插头从插座中拔出，插头铜片10从插座铜片9中拔出，行程开关8的推杆11不再受到向下压力，其常开触点的两个接触点12、13打开，单相整流器14失电，加在电磁铁7上的直流电压消失，电磁铁失去电磁力，由于重力的作用，第一容器1中的液态金属通过孔洞15流回到容器2中，回到初始状态。

当图1、3的插座铜片是单相插座的零线端铜片(N端铜片)，或者是三相插座的A相端铜片、B相端铜片、C相端铜片和N端铜片时，工作原理与前面完全相同。

铁磁金属板3用柔软薄片4包裹起来的原因是为了减小铁磁金属板3在上下运动过程中对第二容器2的磨损，延长使用寿命。行程开关8的常开触点的两个接触点12、13串联在市电火线(L极)中的原因是不使用插座对电器进行供电时，单相整流器14是不带电的，以免造成电能损失。第二容器2的底面积比第一容器1的底面积大的原因是在第二容器2中下降较少的液面时，第一容器1中便会有较大的液面上升，减少液面上升时间，在较短的时间内将插座铜片9和插头铜片10之间的缝隙填补，迅速减小接触电阻以降低温度升高。插头铜片插入区域的顶部设置有绝缘盖板16，可以防止插头未插入时液态合金金属的流出。

液态合金金属起到的作用是在插头插入插座以后，填补插头铜片和插座铜片之间的缝隙，以减小插头铜片和插座铜片之间的接触电阻，第一容器1和第二容器2的体积并不需要很大，所以用于填补插头铜片和插座铜片之间缝隙的液态金属所需量不大，对于插座成本会有增加但是不会有太大增加。而且，因为已经使用了液态合金金属填补插头铜片和插座铜片之间缝隙，大大减小了两者之间的接触电阻，完全可以适当减少插头铜片和插座铜片的金属铜用量，用以抵消增加的成本。

以市面上常见的额定电流为16安培的插头插座为例，典型数据为插头铜片长为1.6厘米、宽为0.76厘米，插头插入插座后，接触面积为1.064平方厘米(插头铜片不能完全插入插座，插入插座长度大约为1.4厘米)，插头铜片和插座铜片之间需要填补的缝隙宽度平均约为0.02厘米，那么共需要液态金属0.02128立方厘米。重量比例分别为68.8％、22.2％和9％的镓、铟、锡合金密度为6.34克每立方厘米，所以需要0.1349152克液态金属用来填补插头铜片和插座铜片之间缝隙，容器中的液态金属即使按照十倍量进行设计，需要液态金属仅为1.349152克，很明显，液态合金金属的用量不大，对于插座成本不会有显著增加。对于插座安全性要求高的客户完全可以接受这个价格。

以上内容仅仅是对本实用新型的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种低接触电阻安全插座，其特征在于：由通过孔洞(15)相连通的第一容器(1)和第二容器(2)组成，所述第一容器(1)和第二容器(2)均由绝缘材质制成，内部填充有液态合金金属(6)；

所述第二容器(2)内液态合金金属(6)液面上方悬浮设置有柔软薄片(4)和铁磁金属板(3)，柔软薄片(4)边缘将铁磁金属板(3)端部包裹使其与第二容器(2)内壁形成密封结构；所述第二容器(2)外侧底部设置有电磁铁(7)，电磁铁得电后吸引铁磁金属板(3)，使第二容器(2)内液态合金金属(6)液面下降，并将液态合金金属(6)通过孔洞(15)压向第一容器(1)中；

所述第一容器(1)中设置插座铜片(9)，插座铜片(9)围合形成插头铜片(10)插入区域，插座铜片(9)的外部区域置于第二容器(2)内，液态合金金属(6)自第二容器(2)涌向第一容器(1)时，液态合金金属(6)填充于插座铜片(9)与插头铜片(10)之间的间隙。

2.如权利要求1所述的低接触电阻安全插座，其特征在于：所述第一容器(1)中还设置有行程开关(8)，所述行程开关(8)的推杆(11)置于插头铜片插入区域的底端，随着插头铜片(10)的插入，所述行程开关(8)的推杆(11)受到向下压力，使其常开触点的两个接触点(12、13)闭合。

3.如权利要求2所述的低接触电阻安全插座，其特征在于：所述行程开关(8)的常开触点的两个接触点(12、13)分别与市电火线L、单相整流器(14)连接，单相整流器(14)的输入端与电磁铁(7)串接，行程开关(8)的常开触点的两个接触点(12、13)闭合后，单相整流器(14)输出与电磁铁(7)相匹配的工作电压，电磁铁(7)产生磁力使铁磁金属板(3)向下移动迫使液态合金金属(6)向第一容器(1)涌入。

4.如权利要求1或2或3所述的低接触电阻安全插座，其特征在于：所述液态合金金属(6)为镓铟锡合金。

5.如权利要求1或2或3所述的低接触电阻安全插座，其特征在于：所述第二容器(2)内设置有控制铁磁金属板(3)移动位移的止档(5)，止档(5)在第二容器(2)内高度高于孔洞(15)的顶端。

6.如权利要求1或2或3所述的低接触电阻安全插座，其特征在于：所述第一容器(1)与第二容器(2)的高度相同，第二容器(2)的底面积大于第一容器(1)的底面积。

7.如权利要求1或2或3所述的低接触电阻安全插座，其特征在于：所述插头铜片(10)插入区域的顶部设置有绝缘盖板(16)。

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