專利名稱：無暴露電弧安全插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓電氣設(shè)備，尤其是電器插座。
背景技術(shù)：
常見的電器插座在插頭插入或拔出時會出現(xiàn)暴露電弧。這種現(xiàn)象在一些特定的場合出現(xiàn)是十分危險的。例如，在加油站、城市煤氣站、液化石油氣站、油庫、酒窖、地下煤礦、沼氣池等有可燃性氣體的場合，如果在拔插電器插頭時出現(xiàn)電弧，極有可能發(fā)生氣體爆炸事故。盡管已有報道，有人設(shè)計出使用“干簧管”和“可控硅”控制的“無火花插頭插座”可以消除電器插頭在拔插時出現(xiàn)電弧，但因為大功率的“可控硅”體積較大，很難在現(xiàn)在通用的86型開關(guān)插座產(chǎn)品中使用，且價格較高，無法做出普及型產(chǎn)品，很難在市場推廣。
專利號為200320115268.7的中國實用新型專利公開了一種無孔安全防爆阻燃專用插頭插座，插頭與插座是鑲?cè)胧浇Y(jié)合，在插座體內(nèi)裝有磁鋼、彈片、銅片、鐵芯和銅板，彈片和銅片位于磁鋼和鐵芯之間，彈片的懸臂端鋼套內(nèi)裝有鐵芯并位于銅板下方，彈片與插座體之間連有彈簧，在插座體上方安裝轉(zhuǎn)盤；在插頭體內(nèi)安裝插腳，在插腳的銅套內(nèi)安裝磁鋼，導線與插腳連接。它采用先接觸，后導通，而觸點過程是在無氧全密封中進行，起到一定的防爆安全作用，但是需要在插頭體內(nèi)安裝磁鋼，不能適用于通用的電器插頭，因而使用具有局限性，得不到廣泛推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種無暴露電弧安全插座，能有效地解決插拔電器插頭時出現(xiàn)暴露電弧的問題。
為達上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種無暴露電弧安全插座，包括帶有插孔的面板、與插孔相對應的插座片、接線柱、接線螺釘和后蓋；插座還設(shè)有一根開關(guān)軸，開關(guān)軸的前端穿過面板上的開關(guān)軸孔伸出面板外，后端與一遮光體連接；開關(guān)軸被限制只能在軸向上移動，開關(guān)軸與后蓋之間設(shè)有復位彈簧；所述遮光體位于光電偶合控制電路的發(fā)光二極管與接收二極管之間，該光電偶合控制電路的輸出端與繼電器的線圈相連接，該繼電器的常開觸點串聯(lián)在相線的插座片與接線柱之間。
使用時，電器插頭的插腳插入所述插孔至與插座片接觸良好后，插腳根部的平面部分推動開關(guān)軸移動，遮光體隨開關(guān)軸發(fā)生位移離開發(fā)光二極管與接收二極管之間的間隙，光電偶合控制電路輸出電流，驅(qū)動繼電器的常開觸點閉合，插座片帶電；拔出插頭時，插頭的平面部分剛離開開關(guān)軸時，在復位彈簧的作用下，開關(guān)軸馬上復位，遮光體重新回到發(fā)光二極管與接收二極管之間，光電偶合控制電路斷電，繼電器常開觸點斷開，插座片斷電，插頭的插腳在插座片斷電后才離開插座片。插頭與插座之間實現(xiàn)“先插入后通電”、“先斷電后拔出”，從根本上消除了電器開關(guān)插座“暴露電弧”所引發(fā)的安全隱患。
作為一種優(yōu)選方案，所述面板上的開關(guān)軸孔位于各插孔的幾何中心。
為了既能使插頭插入至與插座片接觸良好后才推動開關(guān)軸發(fā)生足夠的位移，又能保證插座外形美觀，所述開關(guān)軸伸出面板外的長度以3～5mm為宜。
為了使開關(guān)軸能順利復位且不會脫離插座，所述開關(guān)軸中部有直徑大于開關(guān)軸孔的凸臺，所述復位彈簧套在開關(guān)軸外，復位彈簧的兩端分別與凸臺及后蓋內(nèi)壁相抵觸。
作為一種優(yōu)選方案，所述開關(guān)軸的后端伸出后蓋外，所述遮光體固定在開關(guān)軸的后端末。
作為又一種優(yōu)選方案，所述光電偶合控制電路的電源由連接在兩相線接線柱間的電源模塊提供。
為了確保繼電器觸點動作時不會產(chǎn)生電弧，所述繼電器為微型密封式繼電器。
當插座為86型插座時，微型密封式繼電器的型號優(yōu)選為JQX-14FW。
作為一種優(yōu)選方案，所述光電偶合控制電路包括電源模塊、發(fā)光二極管、接收二極管和集成電路，接收二極管接收到發(fā)光二極管發(fā)出的光線產(chǎn)生電流，所產(chǎn)生的電流經(jīng)過所述集成電路放大后輸出至繼電器線圈。
所述光電偶合控制電路的電源模塊可以連接在兩相線的接線柱間之間，這樣可充分利用相線提供的電能，無需另外為控制電路提供電源。
當然，還可采用其它公知的光電偶合控制電路實現(xiàn)本發(fā)明。
本發(fā)明的無暴露電弧安全插座是這樣工作的當電器插頭的插腳剛插入插座時，由于插腳根部的平面未接觸到開關(guān)軸，開關(guān)軸沒有被壓動，與開關(guān)軸固定連接的遮光體處在光電偶合器件的發(fā)光二極管和接收二極管之間，接收二極管接收不到發(fā)光二極管發(fā)出的光線，沒有電流產(chǎn)生，繼電器線圈不得電，常開觸點不接通，插座片不帶電；當插頭繼續(xù)插入至插腳與插座片接觸良好時，插頭的平面接觸開關(guān)軸并推動開關(guān)軸移動，遮光體隨開關(guān)軸移動離開發(fā)光二極管和接收二極管之間的間隙，接收二極管接收到發(fā)光二極管發(fā)出的光線，光電偶合器件輸出電流，控制電路得電工作，繼電器線圈得電，常開觸點閉合，插座片得電，插座呈通電狀態(tài)。在拔出插頭過程中，開關(guān)軸在復位彈簧的作用下向外回彈，遮光體重新?lián)踝“l(fā)光二極管發(fā)出的光，繼電器斷電，常開觸點斷開，插座片斷電后插頭的插腳才離開插座片。
由于電器插頭插座是在各插腳與相應插座片之間接觸良好的情況下才通電、斷電后才脫離接觸的，電極之間并沒有空氣隙，因此不會發(fā)生電壓擊穿空氣隙而產(chǎn)生電弧的現(xiàn)象。另外，由于所使用的微型密封式繼電器是全密封的，其觸點的接通和斷開都是在密閉的空間內(nèi)完成，動作時可能出現(xiàn)的微小電弧不會接觸到外界可燃氣體。也就保證了電器插頭插座在拔插時的安全。
面板上的開關(guān)軸孔位于各插孔的幾何中心，可保證在所有插腳與插座片接觸良好的情況下開關(guān)軸才動作，避免了插頭插歪時誤動開關(guān)軸的情況出現(xiàn)。選用微型密封式繼電器，密封性好且體積小，適用于最常用的86型插座。使用光電偶合器件控制電路連接關(guān)系簡單，制造成本低。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用安全，適用性廣。


圖1是插頭未插入前本發(fā)明的插座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是插頭剛插入插座時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是插頭完全插入插座時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描述。
見圖1，本發(fā)明的插座由以下零件組成帶有插孔2的面板1；后蓋3；接線柱4；接線螺釘5；插座片6；復位彈簧7；開關(guān)軸9；遮光體10；把遮光體固定在開關(guān)軸后端的螺釘8；光電偶合控制電路12；微型密封式繼電器13等構(gòu)成。開關(guān)軸9中部有一個直徑比面板1上的開關(guān)軸孔11大的凸臺91，開關(guān)軸9的前端穿過面板1上的開關(guān)軸孔11伸出面板外，后端伸出后蓋3上的孔伸出后蓋外并與遮光體10連接；復位彈簧7套在開關(guān)軸9外，前端與凸臺91相抵觸，后端與后蓋3內(nèi)壁相抵觸；開關(guān)軸9只可在軸向上來回移動，不能周向轉(zhuǎn)動，也不能橫向移動。遮光體10位于光電偶合器件的發(fā)光二極管D1與接收二極管D2之間。光電偶合控制電路12的輸出端與微型密封式繼電器13(型號為JQX-14FW)的線圈電連接，繼電器的常開觸點串聯(lián)在相線的插座片6與接線柱4之間。
在電器插頭14還沒有插入電器插座時，開關(guān)軸9在復位彈簧7的作用下，處于彈出位置，遮光體10遮擋住光電偶合器件中發(fā)光二極管D1發(fā)出的光線，接收二極管D2沒有光線照射，沒有電流產(chǎn)生，如圖4所示，集成電路IC的P2端沒有電流輸入，P3端沒有電流輸出，微型密封式繼電器13的線圈不得電，觸點K不接通，此時的插座片6呈無電狀態(tài)。
當電器插頭14插入到圖2所示的位置時，(這時的電器插頭14的接地極已經(jīng)插入電器插座的接地極約7.5毫米，電器插頭的N、L極已經(jīng)插入電器插座的N、L極約4.5毫米。)由于開關(guān)軸9沒有被壓動，與開關(guān)軸9連成一體的遮光體10沒有脫離出發(fā)光二極管D1與吸收二極管D2之間的間隙，遮光體10仍遮擋住發(fā)光二極管D1發(fā)出的光線，接收二極管D2沒有光線照射，沒有電流產(chǎn)生。如圖4所示，集成電路IC的P2端沒有電流輸入，P3端沒有電流輸出，微型密封式繼電器13線圈仍不得電，觸點K仍不接通，此時的插座仍呈無電狀態(tài)。
當電器插頭14繼續(xù)向右插入，電器插頭14的插腳根部的絕緣部分15推動開關(guān)軸9的前端連同連接在開關(guān)軸9上的遮光體10一同向右移動，到如圖3位置時，與開關(guān)軸9連接在一起的遮光體10脫離出發(fā)光二極管D1與吸收二極管D2之間的間隙，接收二極管D2接收到發(fā)光二極管D1光線的照射，產(chǎn)生電流。集成電路IC的P2端有電流輸入，P3端有電流輸出，微型密封式繼電器13線圈得電，觸點K接通，此時的插座呈通電狀態(tài)。
由于電器插頭插座是在相線N、零線L和接地極先接觸的情況下通電，在電器插頭插座的各電極良好接觸情況下，電極之間并沒有空氣隙，因此不會發(fā)生電壓擊穿空氣隙而產(chǎn)生電弧。另外、本發(fā)明中使用的微型密封式繼電器是全密封型的，其觸點的接通和斷開都是在密閉的空間內(nèi)完成，動作時可能出現(xiàn)的微小電弧不會接觸到可燃氣體。也就保證了電器插頭插座在拔插時的安全。
權(quán)利要求
1.一種無暴露電弧安全插座，包括帶有插孔的面板、與插孔相對應的插座片、接線柱、接線螺釘和后蓋，其特征在于還設(shè)有一根開關(guān)軸，開關(guān)軸的前端穿過面板上的開關(guān)軸孔伸出面板外，后端與一遮光體連接；開關(guān)軸被限制只能在軸向上來回移動，開關(guān)軸與后蓋之間設(shè)有復位彈簧；所述遮光體位于光電偶合控制電路的發(fā)光二極管與接收二極管之間，光電偶合控制電路的輸出端與繼電器的線圈相連接，該繼電器的常開觸點串聯(lián)在相線的插座片與接線柱之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述面板上的開關(guān)軸孔位于各插孔的幾何中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述開關(guān)軸伸出面板外的長度為3～5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述開關(guān)軸中部有直徑大于開關(guān)軸孔的凸臺，所述復位彈簧套在開關(guān)軸外，復位彈簧的兩端分別與凸臺及后蓋內(nèi)壁相抵觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述開關(guān)軸的后端伸出后蓋外，所述遮光體固定在開關(guān)軸的后端末。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述繼電器為微型密封式繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述插座為86型插座，所述微型密封式繼電器的型號為JQX-14FW。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述光電偶合控制電路包括電源模塊、發(fā)光二極管、接收二極管和集成電路，接收二極管接收到發(fā)光二極管發(fā)出的光線產(chǎn)生電流，所產(chǎn)生的電流經(jīng)過所述集成電路放大后輸出至繼電器線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無暴露電弧安全插座，其特征在于所述光電偶合控制電路的電源模塊連接在兩相線的接線柱間之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無暴露電弧安全插座，特點是插座上設(shè)有一根開關(guān)軸，開關(guān)軸的前端穿過面板上的開關(guān)軸孔伸出面板外，后端與一遮光體連接；開關(guān)軸被限制只能在軸向上移動，開關(guān)軸與后蓋之間設(shè)有復位彈簧；遮光體位于光電偶合控制電路的發(fā)光二極管與接收二極管之間，該光電耦合控制電路的輸出端與繼電器的線圈電連接，該繼電器的常開觸點串聯(lián)在相線的插座片與接線柱之間。由于電器插頭插座是在各插腳與相應插座片之間接觸良好的情況下才通電、斷電后才脫離接觸的，電極之間并沒有空氣隙，因此不會發(fā)生電壓擊穿空氣隙而產(chǎn)生電弧的現(xiàn)象，安全可靠。
文檔編號H03K17/968GK1925236SQ200610122009
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者王德義, 黃偉平, 程磊 申請人:廣州安杰安全節(jié)能電器有限公司