CN101477921B - 一种控制保护电器的连接锁定结构 - Google Patents

Abstract

本发明是控制与保护开关电器的连接锁定结构，应用于一体式模块化的控制与保护开关电器，实现各模块之间的相互连接锁定，并预留与外置模块的连接锁定端口。该连接锁定结构具有至少一个旋转架，至少一个滑块，以及装在电源模块中的至少一个连杆、至少一个滑块和至少一个弹簧。把各个模块之间的连接锁定统一起来，实现手柄的集中控制。本发明的有益效果：采用本发明的结构，可以对各模块进行统一连接锁定，使得锁定结构简化，占用体积较小，有利于实现产品小型化。同时本发明的结构采用统一连接锁定，不需要对每个模块进行连接锁定，减少操作环节，可以有效提高产品连接锁定的可靠性。

Description

一种控制保护电器的连接锁定结构

技术领域

本发明涉及一种开关电器整体连接锁定结构，更确切地说涉及集成化、多功能的控制与保护开关电器中各个模块之间的连接锁定结构，属于低压电器技术领域。

背景技术

控制与保护开关电器的结构主要有两种形式：

一种是由实现保护作用的电器(主要为断路器)和控制作用的电器(主要为接触器)组成的分立式控制与保护开关电器。各个器件独立安装，以串联方式连接在电源和负载之间。保护电器的操作机构接受检测控制单元的故障信号而脱扣并分断保护电器的主电路，控制电器的控制电路接受人为或自动的控制信号而操作电磁系统并接通或分断控制电器的主电路。

另一种是同时带有控制与保护作用的集成化的多功能组合电器，即一体式控制与保护开关电器。该电器，连接在电源和负载之间，采用一体式安装方式，同时内部具有控制与保护的功能。电器采用模块化的结构形式，各个模块之间的相互联系，相互作用。同时可以选用不同规格的模块，组装成不同规格的电器。

专利文献ZL 00813988“接触器-断路器”涉及一种接触器-断路器，包括控制磁铁和保护装置，它们各自能够通过一个多极装置分别响应人为控制和电气故障探测而作用在动触头上。

从现有技术看出，控制与保护开关电器有两种结构形式，一种是采用分立器件组成的，另一种是一体式的。由分立器件组成的电器不涉及模块连接锁定问题。而一体式的结构有采用模块化的和不采用模块化的，不采用模块化的结构就不涉及模块间连接锁定结构，而采用模块化的目前多是采用每个模块各自连接锁定的方式实现的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关电器的连接锁定结构，用于实现控制与保护开关电器内部各模块之间的锁定和机械信号的连接传递，同时提供一个与外部模块的连接锁定端口，该连接锁定结构可以实现控制与保护开关电器内部的电源模块、动力底座、保护模块之间，以及和控制与保护开关电器外部隔离模块之间的机械锁定，并可以实现机械状态信号在各模块之间的连接传递。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种开关电器的连接锁定结构，包括动力底座A，电源模块B，保护模块C，更具体说，具有一个旋转架，一个滑块，以及装在电源模块中的一个连杆、一个滑块和一个弹簧。在手柄的带动下，实现对电源模块，保护模块，以及隔离模块的一锁四动作，同时把状态信号传递到各模块内去。

本发明的有益效果：控制与保护开关电器作为一种高度集成化的电器产品，采用可更换的模块化结构，且模块数量较多。应用传统的方式，每个模块各自独立的进行连接锁定，这种结构对模块数量较小的电器来说是可以使用的，但是对本产品模块数量较多的情况来说，其效果就不是很好。采用本发明的结构，可以对各模块进行统一连接锁定，使得锁定结构简化，占用体积较小，有利于实现产品小型化。同时采用统一连接锁定，不需要对每个模块进行连接锁定，减少操作环节，可以有效提高产品连接锁定的可靠性。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的控制与保护开关电器系统原理框图；

图2为本发明控制与保护开关电器的整体布局的实施示意图；

图3为本发明连接锁定机构的在处于开关未工作时的正视图。

图4为本发明连接锁定机构的在处于开关未工作时的侧视图。

图5为本发明连接锁定机构的在处于开关工作时的侧视图。

具体实施方式

参照图1，这是本发明的整体连接布局方式的原理框图。

控制与保护开关电器的外接端口分别连接控制电路的控制电源、连接主电路的主电源、连接受控的负载。通过控制电磁铁和机构的动作来控制主电路的通断。

图2是根据图1原理框图的控制与保护开关电器的结构布置图，包括动力底座A，电源模块B，保护模块C。其中，电源模块B布置在动力底座A上部，保护模块C布置在动力底座A下部。在开关本体外部，根据实际工作需要经常要求有一个与开关本体有连锁的隔离模块，图中D表示隔离模块。

动力底座A是控制与保护开关电器的主体部分，这部分在既定框架等级下是不需要更换的。内部主要包括触头灭弧室p2，控制电磁铁p3以及操作机构p1。操作机构p1和控制电磁铁p3作为两个独立的执行部件，可分别接受来自保护模块C的控制信号，执行分断主电路的动作。

电源模块B为整个开关设备提供电能。可根据现场使用时不同工作电源电压，选用不同的电源模块。电源内部有一辅助触头p5，和开关手柄有相同状态。

保护模块C内部装有电流检测单元p6，可以检测主电路电流，处理检测信号，并可以发出控制信号，控制操作机构p1和电磁铁p3动作。

隔离模块D，其上有一锁定件p4，可隔离模块的隔离动作进行锁定。同时锁定件p4有一伸出部分，与开关本体进行连锁。

对于控制与保护开关电器，要求其在通电工作时装有电源模块B、保护模块C，并且电源模块B、保护模块C不能从开关上取下；电源模块B内部的辅助触点p5闭合；隔离模块D上锁定件p4伸出部分不能伸入开关内部，即不能对隔离模块D进行操作。其未通电工作时，可对电源模块B、保护模块C进行更换；电源模块B内部的辅助触点p5打开；隔离模块D上锁定件p4伸出部分可以伸入开关内部，即能对隔离模块D进行操作。

控制与保护开关电器未通电工作时，即连接锁定机构处于解锁位置，如图3，4所示。手柄3处于水平位置，旋转架1与手柄3固接，也处于水平位置，旋转架1上与保护模块C连接锁定用的突起部分1b处于动力底座A内部，这样保护模块C就可自由拆卸。旋转架1的另一端突起1a在滑块2的滑槽2a中滑动，当滑到滑槽边缘时，带动滑块2运动。如图所示，处于解锁状态时滑块2还在动力底座A内，这样电源模块B和动力底座A之间没有连接，可以自由拆卸。此时电源内部，连杆4在弹簧5的作用下顺时针转动，连杆4的端面4a与电源模块B的外壳相碰，连杆4的另一端4b带动滑块5运动，并使滑块5处于右侧极限位置(按图4)。滑块5的端面5a与电源模块B内部的辅助触头p5相连，滑块5处于右侧极限位置时，辅助触头p5打开。滑块5上的凹槽5b是和隔离模块进行连锁的机械接口，此时凹槽5b露在外面，隔离模块D上的连锁件p4的伸出部分可以伸到凹槽5b内。

操动机构使其从解锁到锁定，即顺时针转动手柄3(按图3)。这时旋转架1与手柄3固连，也进行顺时针转动。这样旋转架1的1b端将逐步转入保护模块C的凹槽8中去，这样就实现对保护模块C的锁定。而旋转架1的1a端开始一段时间在滑槽2a内运动时不带动滑块2平动，当1a端与滑槽壁相碰时，开始带动滑块2平动，同时滑块2的一端2b开始伸入电源模块B内，这样就实现对电源模块B的锁定。当2b伸入电源模块B后开始后4a端接触，并克服弹簧5对连杆4的作用，推动连杆4转动。连杆4转动时其上一端4b带动滑块5向左运动(按图4)，进而推动与滑块5a相连的辅助触头p5闭合。此时滑块5上的凹槽5b开始进入电源模块B的外壳内，这样隔离模块D的连锁件p4的伸出部分就不可以伸到凹槽5b内，隔离模块D被锁定。

控制与保护开关电器工作时，由于操作机构p1设计采用死点结构可以保证手柄3处于垂直位置，对于连接锁定机构来说，将借用这一特点使得连接锁定机构保持锁定位置。如图5所示，此时手柄3处于垂直位置，旋转架1与手柄3固接，也处于垂直位置，旋转架1的1b端在保护模块C的凹槽8中，、保护模块C被锁定。滑块2的一端2b开始伸入电源模块B内电源模块B被锁定。这时旋转架1的1b端和其中心连线与滑块2的运动方向一致，设计这样的死点结构可以使受柄在锁定位置保持的比较可靠，同时不影响由故障引起的解锁动作。滑块5运动到左侧，使得辅助触头p5闭合。滑块5上的凹槽5b在电源模块B的外壳内，隔离模块D被锁定。

把手柄3逆时针转动，即进行解锁操作时。由于这时转动的是手柄，锁定时的死点结构此时由于施力杆发生变化，而变成极位，手柄上只需作用很少的力就可以转动。这时，旋转架1跟随手柄3转动。旋转架1上的1b端从这样旋转架1的1b端将逐步转出保护模块C的凹槽8，从而实现对保护模块C的解锁。而旋转架1的1a端带动滑块2平动，运动到一定距离后，1a端将在滑块2的滑槽2a内运动而不带动滑块运动，同时滑块2的一端2b缩回动力底座A内，实现对电源模块B的解锁。电源模块B内的各零件由于撤去了外力，将在弹簧6的作用下复位。

如上所述，由于控制与保护开关电器的模块化结构需要，把各模块之间的连接锁定做成一个统一的结构，方便地实现各模块之间的连接锁定，并且可以使个各个模块的连接锁定同步进行，不会出现有些模块锁好而有些没锁好的情况。同时连接锁定结构与手柄连动，可以把手柄上的状态信号传到各个模块内部去。

从本实施例可以看出，通过这种一锁四的连接锁定机构，实现了控制与保护电器的各个模块间的锁定和机械信号的传递，减少结构复杂程度，实现了产品的小型化，集成化。同时这种统一的锁定结构可以有效避免单个锁定未锁好的情况，同时可以有效减少设计多个锁定结构所需空间。

当然在具体使用中，可以更换弹簧6的位置，比如把弹簧6作用在滑块5上，同样可以实现功能要求。也可以在滑块2和旋架1之间加入一个连杆，使现有的变种四连杆机构变成正常的四连杆结构，这同样可以实现功能要求。

虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种控制与保护开关电器的连接锁定结构，包括动力底座(A)、电源模块(B)，其特征在于：还含有保护模块(C)，与开关本体有连锁的隔离模块(D)，其中，电源模块(B)设置在动力底座(A)上部，保护模块(C)设置在动力底座(A)下部，在开关本体外部，开关本体有连锁的所述隔离模块(D)；

所述的隔离模块(D)，其上有一连锁件(p4)，连锁件(p4)能够对隔离模块的隔离动作进行锁定，同时连锁件(p4)有一伸出部分，与开关本体进行连锁；

所述的电源模块(B)，其内部有一辅助触头(p5)，所述辅助触头(p5)和开关的手柄有相同状态；

当所述连接锁定结构处于解锁位置时，所述手柄(3)处于水平位置，旋转架(1)与所述手柄(3)固接也处于水平位置，所述旋转架(1)上与所述保护模块(C)连接锁定用的突起部分(1b)处于所述动力底座(A)内部，这样所述保护模块(C)就可自由拆卸；所述旋转架(1)的另一端突起(1a)在第一滑块的滑槽(2a)中滑动，当滑到所述滑槽的边缘时，带动所述第一滑块运动；处于解锁状态时，所述第一滑块还在所述动力底座(A)内，这样所述电源模块(B)和动力底座(A)之间没有连接，可以自由拆卸，此时在电源内部，连杆(4)在弹簧的作用下顺时针转动，所述连杆(4)的端面(4a)与电源模块(B)的外壳相碰，所述连杆(4)的另一端(4b)带动第二滑块运动，并使第二滑块处于右侧极限位置；第二滑块的端面(5a)与电源模块(B)内部的所述辅助触头(p5)相连，第二滑块处于右侧极限位置时，所述辅助触头(p5)打开；所述第二滑块上的凹槽(5b)是和所述隔离模块进行连锁的机械接口，此时所述凹槽(5b)露在外面，所述隔离模块(D)上的所述连锁件(p4)的伸出部分能伸到所述凹槽(5b)内；

当操动机构使所述连接锁定结构从解锁到锁定时，顺时针转动所述手柄(3)，这时所述旋转架(1)与所述手柄(3)固连，也进行顺时针转动，这样所述旋转架(1)的第一端部将逐步转入所述保护模块(C)的凹槽(8)中，从而实现对所述保护模块(C)的锁定；所述旋转架(1)的第二端部开始一段时间在所述滑槽(2a)内运动时不带动所述第一滑块平动，当所述第二端部与所述滑槽的滑槽壁相碰时，开始带动所述第一滑块平动，同时所述第一滑块的第三端部开始伸入所述电源模块(B)内，从而实现对电源模块(B)的锁定；当所述第三端部伸入所述电源模块(B)后与所述连杆(4)的第四端部接触并克服所述弹簧对所述连杆(4)的作用，推动所述连杆(4)转动；所述连杆(4)转动时其上的第五端部带动所述第二滑块向左运动，进而推动与所述第二滑块相连的所述电源模块(B)内部的所述辅助触头(p5)闭合，此时所述第二滑块上的凹槽(5b)开始进入所述电源模块(B)的外壳内，这样隔离模块(D)的所述连锁件(p4)的伸出部分就不能伸到所述第二滑块上的凹槽(5b)内，隔离模块(D)被锁定。

2.如权利要求1所述的控制与保护开关电器的连接锁定结构，其特征在于：所述的动力底座(A)包括触头灭弧室(p2)、控制电磁铁(p3)以及操作机构(p1)，操作机构(p1)和控制电磁铁(p3)作为两个独立的执行部件，由操作机构(p1)接受来自保护模块(C)的控制信号，由控制电磁铁(p3)执行分断主电路的动作。

3.如权利要求1所述的控制与保护开关电器的连接锁定结构，其特征在于：所述的保护模块(C)装有电流检测单元(p6)、控制操作机构(p1)和电磁铁动作机构，电流检测单元(p6)能检测主电路电流、处理检测信号、并能发出控制信号。

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