CN101320659A - 塑壳断路器的旋转双断点结构 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了塑壳断路器的旋转双断点结构，包括：杆状块转子，轴向几何中心具有轴孔，轴向两侧具有数个中心对称的连杆通孔，轴向两端具有中心对称的联动孔，径向中心具有触桥通孔，径向两侧的侧壁上具有开口供放置触桥；触桥，穿过触桥通孔放置在杆状块转子的开口中，触桥的轴向几何中心具有第二通孔，对准杆状块转子的轴孔，第二轴穿过第二通孔以及轴孔，触桥具有数个中心对称的第一通孔；一组连杆，每一个具有连接孔和凸起短轴，连接孔对准触桥上的一个第一通孔，一组第一轴分别穿过互相对准的连接孔和第一通孔，突起短轴置于杆状块转子上的一个连杆通孔中；一组触头弹簧，每一个的两端分别固定在中心对称的两个第一轴上。

Description

塑壳断路器的旋转双断点结构

技术领域

本发明涉及断路器的触头模块中的动触头模块，更具体地说，涉及断路器操作机构动触头模块的旋转双断点结构。

背景技术

塑壳断路器的双断点形式是当今塑壳断路器产品的发展方向之一，触头模块部分作为塑壳断路器重要的组成部分受到了非常大的重视，当代新型的高分断塑壳断路器基本都采用旋转双断点动触头结构，结构形式繁多，国内外同类产品中不乏具有附加功能的旋转动触头结构，其主要的附加功能为触头受电动斥力斥开后的自动卡紧防反弹功能。在旋转双断点动触头的设计中，需要解决的主要问题之一是触桥一但受电动斥力斥开一较小角度，卡紧装置可以迅速将触桥卡在触头开距极限位置；旋转双断点触头结构另一必须解决的问题是保持两侧触头压力的平衡。

发明内容

本发明旨在提供一种旋转双断点动触头结构，其不同于以往传统的结构，结构简单，可靠性佳，使用具有较少零件的斥开卡住装置。

根据本发明，提供一种塑壳断路器的旋转双断点结构，包括：

杆状块转子，杆状块转子的轴向几何中心具有轴孔，杆状块转子的轴向两侧具有数个关于其轴向几何中心对称的连杆通孔，杆状块转子的轴向两端具有关于其轴向几何中心对称的联动孔，杆状块转子的径向中心具有一触桥通孔，杆状块转子径向两侧的侧壁上具有开口，开口供放置触桥；

触桥，穿过杆状块转子的径向中心的触桥通孔，放置在杆状块转子径向两侧的侧壁上的开口中，触桥的轴向几何中心具有第二通孔，该第二通孔对准杆状块转子的轴向几何中心的轴孔，一第二轴穿过触桥上的第二通孔以及杆状块转子上的轴孔，触桥具有数个关于其轴向几何中心对称的第一通孔；

一组连杆，每一个连杆具有一连接孔和一凸起短轴，连接孔对准触桥上的其中一个第一通孔，一组第一轴分别穿过互相对准的连接孔和第一通孔，突起短轴置于杆状块转子上的其中一个连杆通孔中；

一组触头弹簧，每一触头弹簧的两端分别固定在两个第一轴上，该两个第一轴位于杆状块转子的同一侧并且是关于触桥的轴向几何中心对称。

其中，杆状块转子轴向两端的联动孔包括相对杆状块中心对称的一圆联动孔和一方联动孔，圆联动孔和联动圆轴微小间隙配合，方联动孔在高度方向与联动方轴微小间隙配合，在圆联动孔和方联动孔几何中心连线方向与联动方轴间隙配合。杆状块转子上的触桥通孔为不规则形状，其宽度大于触桥的宽度，触桥通孔包括中心对称的第一曲面，与触桥外轮廓配合，第一曲面限制触桥的初压力位置和最大斥开位置。杆状块转子径向具有数个第一凹槽，凹槽的槽宽不小于所述连杆的平面宽度，使得连杆在一定夹角范围内的自由旋转。杆状块转子的轴向两侧的连杆通孔的中心连线方向与联动孔几何中心连线方向间有一固定夹角，连杆通孔共有四个，分别连接安装四根所述连杆，连杆通孔作为连杆的转动中心；杆状块转子的轴孔与第二轴以微小间隙配合安装。杆状块转子轴向两侧具有第二凹槽，使触头弹簧在一定夹角范围内作自由运动。而第一轴连接触头弹簧在杆状块转子轴向两侧的第二凹槽内滑动。

连杆的突起短轴与杆状块转子的连杆通孔以微小间隙配合；连杆的连接孔与第一轴以微小间隙配合；连杆的厚度不大于杆状块转子的第一凹槽的深度。

触桥的外轮廓中心对称，该触桥包括中心对称的两段第二曲面，该第二曲面与杆状块转子上的第一曲面以微小间隙配合；触桥的第一通孔是腰形孔，腰形孔的槽长指向触桥的几何中心，腰形孔的槽宽与第一轴以微小间隙配合，第一轴在其中滑动，腰形孔的槽长方向与触桥上触点焊接面具有一夹角，夹角使触头弹簧的分力提供触头必要的压力，同时提供触桥从斥开位置到自动翻转位置之间的合适角度。腰形孔的槽长和其距离对称中心的距离使得触桥在连杆处于单侧顺逆时针极限位置和单侧死点位置时不被卡死。

触桥的第二通孔是腰形孔，该腰形孔的槽长方向与触桥上触点焊接面保持一夹角，所述夹角的范围从70°到平行于第一通孔的槽长方向。

本发明可以大幅度提高两组触头间压力的平衡并使其都满足预期触头压力的要求；另外还有弹簧保护结构，保护弹簧不受到电弧或金属粒子的损伤。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1a-图1d示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构装配的示意图；

图2a-图2d示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构的杆状块转子的示意图；

图3a和图3b示出了本发明的新型旋转双断点动触头模块结构的连杆的示意图；

图4a和图4b示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构的触桥的示意图；

图5示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构在分闸位置或脱扣位置的示意图；

图6示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构在合闸位置的示意图；

图7示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构在连杆运动的死点位置的示意图；

图8示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构在最大斥开位置的示意图；

图9a-图9c示出了本发明的旋转双断点动触头模块结构在不平衡受力位置的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种塑壳断路器的旋转双断点结构，其设计具有如下的特点，该旋转双断点结构包括：

杆状块转子，杆状块转子的轴向几何中心具有轴孔，杆状块转子的轴向两侧具有数个关于其轴向几何中心对称的连杆通孔，杆状块转子的轴向两端具有关于其轴向几何中心对称的联动孔，杆状块转子的径向中心具有一触桥通孔，杆状块转子径向两侧的侧壁上具有开口，开口供放置触桥；

触桥，穿过杆状块转子的径向中心的触桥通孔，放置在杆状块转子径向两侧的侧壁上的开口中，触桥的轴向几何中心具有第二通孔，该第二通孔对准杆状块转子的轴向几何中心的轴孔，一第二轴穿过触桥上的第二通孔以及杆状块转子上的轴孔，触桥具有数个关于其轴向几何中心对称的第一通孔；

一组连杆，每一个连杆具有一连接孔和一凸起短轴，连接孔对准触桥上的其中一个第一通孔，一组第一轴分别穿过互相对准的连接孔和第一通孔，突起短轴置于杆状块转子上的其中一个连杆通孔中；

一组触头弹簧，每一触头弹簧的两端分别固定在两个第一轴上，该两个第一轴位于杆状块转子的同一侧并且是关于触桥的轴向几何中心对称。

杆状块转子轴向两端的联动孔包括相对杆状块中心对称的一圆联动孔和一方联动孔，圆联动孔和联动圆轴微小间隙配合，方联动孔在高度方向与联动方轴微小间隙配合，在圆联动孔和方联动孔几何中心连线方向与联动方轴间隙配合。杆状块转子上的触桥通孔为不规则形状，其宽度大于触桥的宽度，触桥通孔包括中心对称的第一曲面，与触桥外轮廓配合，第一曲面限制触桥的初压力位置和最大斥开位置。杆状块转子径向具有数个第一凹槽，凹槽的槽宽不小于连杆的平面宽度，使得连杆在一定夹角范围内的自由旋转。杆状块转子的轴向两侧的连杆通孔的中心连线方向与联动孔几何中心连线方向间有一固定夹角，连杆通孔共有四个，分别连接安装四根连杆，连杆通孔作为连杆的转动中心；杆状块转子的轴孔与第二轴以微小间隙配合安装。杆状块转子轴向两侧具有第二凹槽，使触头弹簧在一定夹角范围内作自由运动。第一轴连接触头弹簧在杆状块转子轴向两侧的第二凹槽内滑动。

连杆的突起短轴与杆状块转子的连杆通孔以微小间隙配合。连杆的连接孔与第一轴以微小间隙配合。连杆的厚度不大于杆状块转子的第一凹槽的深度。

触桥的外轮廓中心对称，该触桥包括中心对称的两段第二曲面，该第二曲面与杆状块转子上的第一曲面以微小间隙配合。触桥的第一通孔是腰形孔，腰形孔的槽长指向触桥的几何中心，腰形孔的槽宽与第一轴以微小间隙配合，第一轴在其中滑动，腰形孔的槽长方向与触桥上触点焊接面具有一夹角，夹角使触头弹簧的分力提供触头必要的压力，同时提供触桥从斥开位置到自动翻转位置之间的合适角度。腰形孔的槽长和其距离对称中心的距离使得触桥在连杆处于左右极限位置和死点位置时能自由运动。触桥的第二通孔是腰形孔，该腰形孔的槽长方向与触桥上触点焊接面保持一夹角，夹角的范围从70°到平行于第一通孔的槽长方向。

图1-图9揭示了本发明的一具体实现。如图1-图9所示，该旋转双断点结构包括以下零部件：单相独立的杆状块转子100、一组连杆200、触桥300、第一轴400、第二轴500和触头弹簧600，在触桥300两侧端点部分焊接有触头302。

杆状块转子100包括以下特征：

1)杆状块转子100轴向两侧有相对杆状块中心对称的一圆联动孔102和一方联动孔104作多相动触头模块同步联动用。圆联动孔102和联动圆轴微小间隙配合，方联动孔104在高度方向与联动方轴微小间隙配合，在圆联动孔和方联动孔几何中心连线方向与联动方轴间隙配合以方便安装(参考图2b)。

2)杆状块转子径向有一不规则触桥通孔106，宽度足以将触桥300穿过(参考图2c)，触桥通孔106中有两中心对称的第一曲面160与触桥外轮廓配合，限制触桥的初压力位置和最大斥开位置(参考图2d)。

3)杆状块转子轴向两侧各有相对杆状块中心对称的两个连杆通孔108(参考图2b)，连杆通孔108中心连线方向与联动孔102、104几何中心连线方向间有一固定夹角，连杆通孔108共四个(每一侧2个)，分别用于安装四根连杆200，连杆通孔108作为连杆200的转动中心。

4)杆状块转子径向有四个第一凹槽110(参考图2d)，第一凹槽110的槽宽不小于连杆200的平面宽度，保证连杆在一定夹角范围内的自由旋转。

5)杆状块转子轴向两侧的几何中心有轴孔112(参考图2b)，轴孔112与第二轴500微小间隙配合安装。

6)杆状块转子轴向两侧有第二凹槽114(参考图2c)，保证触头弹簧600在一定夹角范围内的自由运动，此结构把触桥300与触头弹簧600隔离，防止电弧产生的金属粒子烧损触头弹簧或导致触头弹簧变形。

连杆200包括以下特征：

1)连杆平面202上具有一突起短轴204，该突起短轴204与杆状块转子的连杆通孔108微小间隙配合(参考图3a和图3b)。

2)连杆平面202上具有一连接孔206，与第一轴400微小间隙配合(参考图3a和图3b)。

3)连杆平面202厚度不大于杆状块转子的第一凹槽110的深度，连杆平面202外轮廓不影响其本身在一定夹角范围内的自由旋转。

触桥300包括以下特征：

1)触桥大平面304外轮廓中心对称，其中有中心对称的两段第二曲面306，与杆状块转子上的第一曲面160微小间隙配合(参考图4a和图4b)。

2)触桥大平面304上具有中心对称的两个第一通孔308，为腰形孔308(参考图4a和图4b)，槽长指向触桥大平面304中心，槽宽与第一轴400微小间隙配合，第一轴400在其中滑动。第一通孔308槽长方向与触桥上触点302焊接面保证一夹角，此夹角经过精心计算和设计，一方面触头弹簧的分力能使触头保持必要的压力，第二方面使触桥从斥开位置到能自动翻转位置之间的角度不能过大，从而达到良好的限流分断效果。腰形孔(第一通孔)308的槽长和其距离对称中心的距离保证了触桥300在连杆200处于左右极限位置和死点位置时都能自由运动，不会卡死。

3)触桥大平面304上中心位置有第二通孔310(参考图4a和图4b)，也是腰形孔，槽长方向与触桥上触点302焊接面保证一夹角，夹角范围从70°到平行于第一通孔308腰形孔的槽长方向。

第一轴400沿杆状块转子轴向方向穿过连杆200和触桥的第一通孔。第二轴500沿杆状块转子轴向方向穿过杆状块转子100的轴孔112和触桥的第二通孔310。触头弹簧600挂在两根中心对称的第一轴400上，在杆状块转子轴向两侧的第二凹槽114内运动。

按照本发明的实施例，当断路器分闸位置，此时在触头弹簧600拉力的作用下，连杆200逆时针方向受力旋转，通过第一轴400将作用力传递给触桥300的第一通孔308上，迫使触桥300逆时针旋转，最终触桥300的第二曲面306依靠到杆状块转子100的第一曲面160上，旋转双断点动触头模块结构保持如图5的位置。

按照本发明的实施例，对于断路器再扣位置，其与分闸位置相同，这里不再重复描述。

按照本发明的实施例，当断路器合闸位置，此时在触头弹簧600拉力的作用下，连杆200逆时针方向受力旋转，通过第一轴400将作用力传递给触桥300的第一通孔308上，迫使触桥300逆时针旋转，最终触桥300上的触头302与静触头700相接触，旋转双断点动触头模块结构保持如图6的位置。

按照本发明的实施例，当断路器通过大电流时，此时在触头间电动斥力的作用下，触桥300极快地顺时针旋转，当斥力足够大的情况下，触桥300顺时针翻转经过如图7位置后，此时由于连杆结构在弹簧力作用下过死点，由逆时针方向受力变为顺时针方向受力，通过第一轴400将作用力传递给触桥300的第一通孔308上，加速触桥300顺时针旋转，自动远离静触头700，最终触桥300翻转到最大斥开位置，触桥300外轮廓背面与杆状块转子的第一曲面160依靠，旋转双断点动触头模块结构保持如图8的位置。此时无须操作机构动作，旋转双断点动触头模块结构已经自动完成分断功能，极大减少了塑壳断路器极限分断的时间。

按照本发明的实施例，作为双断点结构，当中心对称的两侧结构尺寸或空间位置出现了偏差导致不再对称时，为保证两侧的触头压力相接近并且都满足预期值，触桥300需要在垂直于杆状块转子轴向的平面里具有较高的自由度，起到自我调节平衡的作用，触桥300上的第二通孔310使触桥300不必完全以杆状块转子的转动中心转动，触桥300可以沿着第二通孔310的槽长方向导向移动并调节两个触点的触头压力，调节量的大小取决于第二通孔310槽长与触桥300上触点302焊接面之间的夹角。夹角范围从70°到平行于第一通孔308的槽长方向的范围内变化，呈现触头压力调节量递增、触头中心不对称偏离中心位置距离的最大值递减的变化情况，即触头压力越来越趋于平衡，但是触桥可中心不对称偏移的最大距离越来越小了。作为最优化设计的理念，选取第二通孔310槽长与触桥300上触点302焊接面之间的夹角为65°，同时具有良好的触头压力平衡调节能力和可较大幅度偏离中心对称位置的移动距离。腰形孔的槽长既能保证充足的触头压力调节量，又不会过长使触桥缺少约束。图9a-图9c示出了该旋转双断点动触头模块结构在不平衡受力位置的示意图。

为防止触头电弧对弹簧的两侧面的烧损，还可以在杆状块转子的两侧各设置一个塑料保护罩。

本发明可以大幅度提高两组触头间压力的平衡并使其都满足预期触头压力的要求；另外还有弹簧保护结构，保护弹簧不受到电弧或金属粒子的损伤。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，包括：

杆状块转子，所述杆状块转子的轴向几何中心具有轴孔，所述杆状块转子的轴向两侧具有数个关于其轴向几何中心对称的连杆通孔，所述杆状块转子的轴向两端具有关于其轴向几何中心对称的联动孔，所述杆状块转子的径向中心具有一触桥通孔，所述杆状块转子径向两侧的侧壁上具有开口，所述开口供放置触桥；

触桥，穿过所述杆状块转子的径向中心的触桥通孔，放置在所述杆状块转子径向两侧的侧壁上的开口中，所述触桥的轴向几何中心具有第二通孔，该第二通孔对准所述杆状块转子的轴向几何中心的轴孔，第二轴穿过所述触桥上的第二通孔以及所述杆状块转子上的轴孔，所述触桥具有数个关于其轴向几何中心对称的第一通孔；

一组连杆，所述每一个连杆具有一连接孔和一凸起短轴，所述连接孔对准所述触桥上的其中一个第一通孔，一组第一轴分别穿过互相对准的连接孔和第一通孔，所述突起短轴置于所述杆状块转子上的其中一个连杆通孔中；

一组触头弹簧，每一触头弹簧的两端分别固定在两个第一轴上，该两个第一轴位于所述杆状块转子的同一侧并且是关于触桥的轴向几何中心对称。

2.如权利要求1所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述杆状块转子轴向两端的联动孔包括相对杆状块中心对称的一圆联动孔和一方联动孔，所述圆联动孔和联动圆轴微小间隙配合，所述方联动孔在高度方向与联动方轴微小间隙配合，在圆联动孔和方联动孔几何中心连线方向与联动方轴间隙配合。

3.如权利要求1所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述杆状块转子上的触桥通孔为不规则形状，其宽度大于触桥的宽度，所述触桥通孔包括中心对称的第一曲面，与触桥外轮廓配合，所述第一曲面限制触桥的初压力位置和最大斥开位置；

所述杆状块转子径向具有数个第一凹槽，凹槽的槽宽不小于所述连杆的平面宽度，使得连杆在一定夹角范围内的自由旋转。

4.如权利要求1所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述杆状块转子的轴向两侧的连杆通孔的中心连线方向与联动孔几何中心连线方向间有一固定夹角，所述连杆通孔共有四个，分别连接安装四根所述连杆，所述连杆通孔作为连杆的转动中心；

所述杆状块转子的轴孔与第二轴以微小间隙配合安装。

5.如权利要求1所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述杆状块转子轴向两侧具有第二凹槽，使触头弹簧在一定夹角范围内作自由运动。

6.如权利要求5所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述第一轴连接所述触头弹簧在杆状块转子轴向两侧的第二凹槽内滑动。

7.如权利要求1所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述连杆的突起短轴与杆状块转子的连杆通孔以微小间隙配合；

所述连杆的连接孔与第一轴以微小间隙配合；

所述连杆的厚度不大于杆状块转子的第一凹槽的深度。

8.如权利要求1所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述触桥的外轮廓中心对称，该触桥包括中心对称的两段第二曲面，该第二曲面与杆状块转子上的第一曲面以微小间隙配合；

所述触桥的第一通孔是腰形孔，所述腰形孔的槽长指向触桥的几何中心，腰形孔的槽宽与第一轴以微小间隙配合，第一轴在其中滑动，所述腰形孔的槽长方向与触桥上触点焊接面具有一夹角，所述夹角使触头弹簧的分力提供触头必要的压力，同时提供触桥从斥开位置到自动翻转位置之间的合适角度；

所述腰形孔的槽长和其距离对称中心的距离使得所述触桥在连杆处于单侧顺逆时针极限位置和单侧死点位置时不被卡死。

9.如权利要求1所述的塑壳断路器的旋转双断点结构，其特征在于，

所述触桥的第二通孔是腰形孔，该腰形孔的槽长方向与触桥上触点焊接面保持一夹角，所述夹角的范围从70°到平行于第一通孔的槽长方向。

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