устройство для ограничения перенапряжений

Формула изобретения

1. Устройство для ограничения перенапряжений, содержащее электроизоляционный корпус, первый электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса, нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности первого электрического вывода, и второй электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на другой торцевой поверхности нелинейного резистора и другой своей соответствующей поверхностью на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса, и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса, отличающееся тем, что первый и второй электрические выводы выполнены в виде электропроводных контактных пластин и электропроводных соединительных пластин, закрепленных одним из своих концов на поверхностях одних из боковых сторон электропроводных контактных пластин и выходящими другими своими концами наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса.

2. Устройство для ограничения перенапряжений по п.1, отличающееся тем, что концы электропроводных соединительных пластин первого и второго электрических выводов, выходящие наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса, расположены в параллельных плоскостях симметрично относительно центральной оси электроизоляционного корпуса, отогнуты встречно друг другу своими концами перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора и размещены своими отогнутыми концами в одной плоскости.

3. Устройство для ограничения перенапряжений, содержащее электроизоляционный корпус, первый электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса, нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности первого электрического вывода и второй электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на другой торцевой поверхности нелинейного резистора и другой своей соответствующей поверхностью на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса, и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса, отличающееся тем, что первый и второй электрические выводы выполнены в виде электропроводных контактных пластин, электропроводных соединительных пластин, закрепленных одними из своих концов на поверхности одной из боковых сторон электропроводных контактных пластин и электропроводных цилиндрических штырей, закрепленных одним из своих концов на другом конце электропроводных соединительных пластин и выходящими другими своими концами наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса.

4. Устройство для ограничения перенапряжений по п.3, отличающееся тем, что концы электропроводных соединительных пластин первого и второго электрических выводов, закрепленные на соответствующих поверхностях боковых сторон электропроводных контактных пластин, расположены в параллельных плоскостях, симметрично относительно центральной оси электроизоляционного корпуса, отогнуты встречно друг к другу своими концами перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора, размещены своими отогнутыми концами, расположенными внутри электроизоляционного корпуса, в одной плоскости и закреплены своими соответствующими отогнутыми концами на соответствующих концах электропроводных цилиндрических штырей.

5. Устройство для ограничения перенапряжений по п.3 или 4, отличающееся тем, что другие концы электропроводных цилиндрических штырей, выходящие наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса, расположены в одной плоскости и параллельно друг другу.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемые технические решения относятся к области электротехники и могут быть использованы для более надежной защиты от перенапряжений различных электрических аппаратов.

Аналогичные технические решения известны см., например, патент Российской Федерации №2096850, которое содержит:

- электроизоляционный пустотелый цилиндрический корпус с дном и с крышкой, установленной на верхнем конце электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса;

- первый электрический вывод, выполненный в виде металлического фланца, установленного своей соответствующей поверхностью на дне электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса, и электропроводного стержневого выступа (болта), подсоединенного одним своим концом к нижней поверхности металлического фланца первого электрического вывода и выходящим другим своим концом наружу из электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса через отверстие, выполненное в дне электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса;

- как минимум, один нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на верхней поверхности металлического фланца первого электрического вывода;

- второй электрический вывод, выполненный в виде металлического фланца, установленного между внутренней нижней поверхностью крышки и верхней торцевой поверхности, как минимум, одного нелинейного резистора и электропроводного стержневого выступа (болта), подсоединенного одним своим концом к верхней поверхности металлического фланца второго электрического вывода и выходящим другим своим концом наружу из электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса через отверстие, выполненное в крышке электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса;

- герметик, расположенный внутри электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса.

Общими признаками предлагаемых технических решений и вышеохарактеризованного аналога являются:

- электроизоляционный корпус;

- первый электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на нижней внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса;

- нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности первого электрического вывода;

- второй электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на верхней торцевой поверхности нелинейного резистора и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса.

Известно также аналогичное техническое решение см., патент Российской Федерации №2183037, которое выбрано в качестве прототипа и содержит:

- электроизоляционный пустотелый цилиндрический корпус с крышками, установленными на концах электроизоляционного пустотелого цилиндрического корпуса;

- первый электрический вывод, выполненный в виде цилиндрического основания с диаметральным сквозным отверстием и стержневого выступа с центральным осевым отверстием, закрепленным одним своим концом в центре одной из сторон цилиндрического основания, сообщающимся своей внутренней полостью с внутренней полостью диаметрального сквозного отверстия, установленный своей соответствующей поверхностью внутри электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса через отверстие, выполненное в нижней крышке;

- как минимум один нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности первого электрического вывода;

- второй электрический вывод, выполненный в виде цилиндрического основания с диаметральным сквозным отверстием и стержневого выступа с центральным осевым отверстием, закрепленным одним своим концом в центре одной из сторон цилиндрического основания, сообщающимся своей внутренней полостью с внутренней полостью диаметрального сквозного отверстия, установленный своей соответствующей поверхностью на другой (верхней) торцевой поверхности нелинейного резистора и другой своей соответствующей поверхностью - на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса (крышки), выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса через отверстие, выполненное в верхней крышке;

- герметик, расположенный внутри электроизоляционного корпуса.

Общими признаками предлагаемых технических решений и прототипа являются:

- электроизоляционный корпус;

- первый электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на нижней внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса;

- нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности первого электрического вывода;

- второй электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на другой торцевой поверхности нелинейного резистора и другой своей соответствующей поверхностью - на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса (крышки), выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из вышеохарактеризованных аналогов, заключается в исключении контактных сопротивлений промежуточных элементов, предназначенных для подсоединения концов первого и второго электрических выводов к сети, контакты которой находятся в одной плоскости (разъемы, сетевые розетки и т.д.), питающей различные виды электрических аппаратов, в снижении массо- и весогабаритных параметров и в расширении арсенала технических средств.

Причиной невозможного достижения технического результата, указанного выше, является то, что сложившаяся практика при создании ограничителей перенапряжений предусматривает, как правило, наличие выходящих из электроизоляционного корпуса наружу, в противоположных направлениях концов первого и второго электрических выводов и, соответственно, наличие промежуточных элементов для подсоединения концов первого и второго электрических выводов к сети, контакты которой находятся в одной плоскости, питающей различные виды электрических аппаратов, а вопросам поиска других более эффективных средств, обеспечивающих достижение технического результата, приведенного выше, должного внимания не уделялось.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений можно сделать вывод, что задача создания устройств для ограничения перенапряжении, имеющих минимально возможную величину контактного сопротивления при подключении к сети, контакты которой находятся в одной плоскости, питающей различные виды электрических аппаратов, обеспечивающих более надежную защиту от перенапряжений при минимальных массо- и весогабаритных показателях, является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат по первому варианту достигается тем, что в устройстве для ограничения перенапряжений, содержащем электроизоляционный корпус, первый электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса, нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности первого электрического вывода, и второй электрический вывод, установленный одной своей соответствующей поверхностью - на другой торцевой поверхности нелинейного резистора и другой своей соответствующей поверхностью на другой соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса:

- первый и второй электрические выводы выполнены в виде электропроводных контактных пластин и электропроводных соединительных пластин, закрепленных одними из своих концов на поверхностях боковых сторон электропроводных контактных пластин и выходящими другими своими концами наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса, при этом выводы электропроводных соединительных пластин первого и второго электрических выводов, выходящих наружу из электроизоляционного корпуса через его боковую поверхность, расположены в параллельных плоскостях, симметрично относительно центральной оси электроизоляционного корпуса, отогнуты встречно друг к другу своими концами перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора и размещены своими отогнутыми концами в одной плоскости.

Технический результат по второму варианту достигается тем, что в устройстве для ограничения перенапряжений, содержащем электроизоляционный корпус, первый электрический вывод, установленный своей соответствующей поверхностью на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса, нелинейный резистор, установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности первого электрического вывода, и второй электрический вывод, установленный одной своей соответствующей поверхностью на другой торцевой поверхности нелинейного резистора и другой своей соответствующей поверхностью - на другой соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса и выходящим своим концом наружу из электроизоляционного корпуса:

- первый и второй электрические выводы выполнены в виде электропроводных контактных пластин, электропроводных соединительных пластин, закрепленных одними из своих концов на поверхности одной из боковых сторон электропроводных контактных пластин и электропроводных цилиндрических штырей, закрепленных одним из своих концов на другом конце электропроводных соединительных пластин и выходящими другими своими концами наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса, при этом концы электропроводных соединительных пластин первого и второго электрических выводов, закрепленные на соответствующих поверхностях боковых сторон электропроводных контактных пластин, расположены в параллельных плоскостях, симметрично относительно центральной оси электроизоляционного корпуса, отогнуты встречно друг к другу своими концами перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора, размещены своими отогнутыми концами, расположенными внутри электроизоляционного корпуса, в одной плоскости и закреплены своими соответствующими отогнутыми концами на соответствующих концах электропроводных цилиндрических штырей, а другие концы электропроводных цилиндрических штырей, выходящие наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса, расположены в одной плоскости и параллельно друг другу.

Выполнение первого и второго электрических выводов, их расположение и закрепление как указано выше позволяет значительно снизить контактные сопротивления подсоединений, так как контактных соединений стало меньше, получить минимально возможную толщину, минимально возможные вес и габариты конструкции ограничителя перенапряжении с электропроводными пластинчатыми выводами, точно сориентированными по месту их установки и крепления к сети, питающей различные виды электрических аппаратов или конструкции ограничителя перенапряжений с электропроводными цилиндрическими штырями, с точно сориентированными для включения, например, в переходники-тройники или в переноски, предназначенные для подачи напряжения сети к питающим выводам различных видов бытовой электротехнической продукции, которые при подключенных к ней предложенных устройствах для ограничения перенапряжений, в случае возникновения перенапряжений поступают по цепям, имеющим минимально возможные значения контактных сопротивлений, через первый и второй электрические выводы к нелинейному резистору, и он, срабатывая с минимальными потерями напряжения на контактных переходах, закорачивает на себя возникшие перенапряжения и осуществляет таким образом более надежную защиту различных видов электротехнических аппаратов или бытовой электротехнической продукции и, соответственно, преждевременный выход их из строя, в чем и проявляется достижение технического результата, указанного выше.

Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков предлагаемого устройства для ограничения перенапряжений, что позволило сделать вывод о его новизне и изобретательском уровне.

Предлагаемое устройство для ограничения перенапряжений поясняется описанием и чертежом, где на фиг.1 изображено устройство для ограничения перенапряжений с пластинчатыми выводами, на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 изображено устройство для ограничения перенапряжений с цилиндрическими выводами (штырями); на фиг.4 - то же, вид сбоку.

Устройство для ограничения перенапряжении с пластинчатыми выводами (фиг.1 и 2) содержит:

- электроизоляционный пустотелый корпус 1, например, цилиндрической формы;

- первый электрический вывод, выполненный в виде электропроводной контактной пластины 2, например, круглой формы и электропроводной соединительной пластины 3, например прямоугольной формы, закрепленной одним из своих концов на поверхности одной из боковых сторон электропроводной контактной пластины 2, выходящим другим своим концом наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса 1 и установленный своей соответствующей поверхностью (поверхностью с закрепленным одним из концов электропроводной соединительной пластины 3) (закрепление на чертеже не показано) на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса 1;

- нелинейный резистор 4 (типа: В 46 Н/025 или В 28 Н/025), установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности электропроводной контактной пластины 2 первого электрического вывода;

- второй электрический вывод, выполненный в виде электропроводной контактной пластины 5, например, круглой формы и электропроводной соединительной пластины 6, например, прямоугольной формы, закрепленной одним из своих концов на поверхности одной из боковых сторон электропроводной контактной пластины 5, выходящим другим своим концом наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса 1 и установленный своей соответствующей поверхностью на другой торцевой поверхности нелинейного резистора 4, а другой поверхностью - на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса 1. При этом концы электропроводных соединительных пластин 3 и 6 первого и второго электрических выводов, выходящие наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса 1, расположены в параллельных плоскостях, симметрично относительно центральной оси электроизоляционного корпуса 1, отогнуты встречно друг другу своими концами 7 и 8 перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора 4 и размещены своими отогнутыми концами 7 и 8 в одной плоскости.

Устройство для ограничения перенапряжении с цилиндрическими выводами (фиг.3 и 4) содержит:

- электроизоляционный корпус 1, например, полуцилиндрической формы;

- первый электрический вывод, выполненный в виде электропроводной контактной пластины 2, например, круглой формы, соединительной электропроводной пластины 3, например, прямоугольной формы, закрепленной одним из своих концов на поверхности одной из боковых сторон электропроводной контактной пластины 2 и электропроводного цилиндрического штыря 9, закрепленного одним из своих концов на отогнутом конце 7 соединительной электропроводной пластины 3, выходящим другим своим концом наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса 1 и установленный своей соответствующей поверхностью (поверхностью с закрепленным одним из концов электропроводной соединительной пластины 3) на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса 1;

- нелинейный резистор 4 (типа: В 46 Н/025 или В 28 Н/025), установленный одной из своих торцевых поверхностей на поверхности электропроводной контактной пластины 2 первого электрического вывода;

- второй электрический вывод, выполненный в виде электропроводной контактной пластины 5, например, круглой формы, соединительной электропроводной пластины 6, например, прямоугольной формы, закрепленной одним из своих концов на поверхности одной из боковых сторон электропроводной контактной пластины 5, и электропроводного цилиндрического штыря 10, закрепленного одним из своих концов на отогнутом конце 8 соединительной электропроводной пластины 6, выходящим другим своим концом наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса 1 и установленный своей соответствующей поверхностью на другой торцевой поверхности нелинейного резистора 4, а другой поверхностью - на соответствующей внутренней поверхности электроизоляционного корпуса 1. При этом концы электропроводных соединительных пластин 3 и 6 первого и второго электрических выводов расположены внутри электроизоляционного корпуса 1 в параллельных плоскостях, симметрично относительно центральной оси электроизоляционного корпуса 1, отогнуты встречно друг к другу своими концами 7 и 8 перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора 4 и размещены своими отогнутыми концами 7 и 8 в одной плоскости, а другие концы электропроводящих цилиндрических штырей 9 и 10, выходящие наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса 1, расположены в одной плоскости и параллельно друг другу.

Технология изготовления предлагаемых устройств для ограничения перенапряжений осуществляется следующим образом.

В нижнюю часть одной из специально изготовленных литьевых форм, состоящих, например, из двух крышек, плотно прилегающих друг к другу, имеющие цилиндрический выступ в центре внутреннего основания литьевой формы с высотой, равной толщине стенки электроизоляционного корпуса 1, и соответствующие отверстия и прорези для расположения в них соответствующих частей электропроводных соединительных пластин 3 и 6 (фиг.1 и 2) или соответствующих частей электропроводных цилиндрических штырей 9 и 10 (фиг.3 и 4), устанавливают на торцевую поверхность цилиндрического выступа своей центральной частью заранее подготовленную электропроводную контактную пластину 2 круглой формы с закрепленной на одной из ее поверхностей одного из концов электропроводной соединительной пластины 3 прямоугольной формы, которую располагают в соответствующую прорезь нижней части литьевой формы или устанавливают на торцевую поверхность цилиндрического выступа своей центральной частью заранее подготовленную электропроводную контактную пластину 2 круглой формы с закрепленной на одной из ее поверхностей одного из концов электропроводной соединительной пластины 3 прямоугольной формы и закрепленным на отогнутом конце 7 электропроводной соединительной пластины 3 прямоугольной формы одного из концов электропроводного цилиндрического штыря 9, который располагают в соответствующее отверстие в нижней части литьевой формы.

На верхнюю поверхность электропроводной контактной пластины 2 круглой формы устанавливают одной из своих торцевых поверхностей нелинейный резистор 4.

На верхнюю торцевую поверхность нелинейного резистора устанавливают заранее подготовленную электропроводную контактную пластину 5 круглой формы с закрепленной на одной из ее поверхностей одного из концов электропроводной соединительной пластины 6 прямоугольной формы, которую располагают в соответствующие прорези в верхней части литьевой формы или устанавливают на верхнюю торцевую поверхность нелинейного резистора 4 заранее подготовленную электропроводную контактную пластину 5 круглой формы с закрепленной на одной из ее поверхностей одного из концов электропроводной соединительной пластины 6 прямоугольной формы и закрепленной на ее отогнутом конце 8 электропроводной соединительной пластины 6 прямоугольной формы, одного из концов электропроводного цилиндрического штыря 10, который располагают в соответствующем отверстии в верхней части литьевой формы.

При этом другие концы электропроводных соединительных пластин 2 и 5, входящих в состав устройства для ограничения перенапряжений пластинчатого типа (фиг.1 и фиг.2), располагают в параллельных плоскостях, симметрично относительно центральной оси литьевой формы, а заранее отогнутые концы 7 и 8 электропроводных соединительных пластин 3 и 6 направляют встречно друг к другу и перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора 4, располагая отогнутые концы 7 и 8 электропроводных соединительных пластин 3 и 6 в одной плоскости и выходящими своими отогнутыми концами 7 и 8 наружу из литьевой формы через ее боковую поверхность.

А концы других электропроводных соединительных пластин 3 и 6, входящих в состав устройства для ограничения перенапряжений штыревого типа (фиг.3 и 4), располагают в параллельных плоскостях, симметрично относительно центральной оси литьевой формы, а заранее отогнутые концы 7 и 8 электропроводных соединительных пластин 3 и 6 направляют встречно друг к другу и перпендикулярно торцевым поверхностям нелинейного резистора 4, располагая отогнутые концы 7 и 8 электропроводных соединительных пластин 3 и 6 в одной плоскости и внутри литьевой формы, а электропроводные цилиндрические штыри 9 и 10, закрепленные одними своими концами на отогнутых концах 7 и 8 электропроводных соединительных пластин 3 и 6, располагают выходящими наружу из литьевой формы через ее боковую поверхность в одной плоскости и параллельно друг другу.

Прикладывают усилие к центральной части верхней стороны электропроводной пластины 5 круглой формы второго электрического вывода, обеспечивая необходимый и достаточный контакт прилегающих поверхностей электропроводных пластин 2 и 5 круглой формы к торцевым поверхностям нелинейного резистора 4, и фиксируют это положение внутри литьевой формы.

Заполняют литьевую форму необходимым количеством расплавленной электроизоляционной пластмассы и выдерживают ее до полной полимеризации (до отверждения).

Снимают усилие, прикладываемое к центральной части верхней стороны электропроводной пластины 5 круглой формы второго электрического вывода, находящегося в литьевой форме.

Удаляют из литьевой формы электроизоляционный корпус 1 с находящимися внутри него первым и вторым электрическими выводами и нелинейным резистором.

Заливают центральные отверстия в электроизоляционном корпусе - 1, например, расплавленной пластмассой или электроизоляционным клеем и после их полимеризации (отверждения) получают готовое к эксплуатации устройство для ограничения перенапряжений с пластинчатыми или цилиндрическими электрическими выводами.

Устройство для ограничения перенапряжений работает следующим образом.

Подключают загнутые концы 7, 8 (фиг.1 и 3) электропроводных соединительных пластин 3 и 6 к электрической сети, питающей различные виды электрических аппаратов, или вставляют в розетку электрической переноски, питающей различные виды электрических аппаратов (компьютеров, телевизоров и т.д.), электропроводные цилиндрические штыри 9, 10 (фиг.3 и 4) устройств для ограничения перенапряжений.

При появлении перенапряжений в электрической сети перенапряжение через первый и второй электрические выводы поступает к нелинейному резистору 4, который под действием этого перенапряжения включается в работу и с высоким быстродействием закорачивает возникшее перенапряжение, предотвращая его поступление к питающим входам различных видов электрических аппаратов и защищая таким образом их от выхода из строя.

Таким образом, предлагаемые устройства для ограничения перенапряжений позволяют:

- создать конструкцию для ограничения перенапряжений с минимально возможными весо- и массогабаритными параметрами, так как отсутствуют "массивные" первый и второй электрические выводы;

- улучшить условия установки и подключения конструкции пластинчатого типа для ограничения перенапряжений к сети, питающей различные виды электрических аппаратов, так как загнутые концы электропроводных соединительных пластин расположены в одной плоскости и выходят наружу через боковую поверхность электроизоляционного корпуса, а не сверху и снизу, как в известных устройствах для ограничения перенапряжений;

- создать малогабаритную конструкцию штыревого типа для ограничения перенапряжений в виде обычной вилки, включаемой в переноску, параллельно питающим выводам различных видов электрических аппаратов;

- получить минимально возможное значение контактных сопротивлений цепей подключения первого и второго выводов к электрической сети, питающих различные виды электрических аппаратов, а следовательно, достичь более надежную защиту от возникающих перенапряжений, поэтому предлагаемые устройства для ограничения перенапряжений займут достойное место среди объектов аналогичного назначения.