CN101923992B - 一种控制与保护开关电器操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制与保护开关电器操作机构，包括手柄，凸轮由手柄带动旋转，凸轮设于夹板上，凸轮通过传动机构可带动三角连杆上升，其特征在于：传动机构由锁扣限位，顶杆的底部通过弹簧与脱扣器相连，可旋转的第一转轴与顶杆相接触，可上下滑动的滑板与凸轮相连，第一杠杆的一端连接第一转轴，滑块与第二转轴相接触，第二转轴设于滑板的下方，信报的触头支持连接第二转轴，在触头支持顶部两侧分别设有下触头、中间触头及上触头。本发明提供的开关操作机构简化了零部件数量，加工工艺简单，同时，正常操作本发明提供的操作机构从关断状态变为自动状态时，或者从自动状态变为关断状态时能提供正常的信号指示，不会输出脱扣信报信号。

Description

一种控制与保护开关电器操作机构

技术领域

 本发明涉及一种控制与保护开关电器的开关操作机构，属于低压电器技术领域。

背景技术

控制与保护开关电器具有过载和短路保护功能，这种同时具有保护与控制功能的开关电器，可以由单一电器组成，也可以由分立元器件组成。控制与保护开关电器的操作机构由于开关电器组成的方式不同，造成其结构的构成差异。由分立元器件组成的控制与保护开关电器其操作机构由断路器和接触器两套机构并列而成，零部件数量多，内部协调配合难度大；由单一电器组成的一体式控制与保护开关电器其操作机构相对分立式的则结构紧凑，零部件数量少，内部协调配合容易实现。

名称为《带有开关锁脱扣位置的开关设备》（专利号为ZL98801334.7）的专利公开了一种开关电器（主要是断路器）的操作机构，该操作机构对于脱扣位置的定位采用了专用零件，增加了机构零件的数量。

名称为《带有锁定装置的开关操作机构》（申请号为200610119125.1）的专利公开了一种控制与保护开关电器的操作机构，该操作机构对结构进行了简化，同时能够输出关断、自动及脱扣三种信报信号。但是，每次正常操作该操作机构从关断状态变为自动状态时，或者从自动状态变为关断状态时，都会输出一个脱扣信报信号，从而干扰正常的信号指示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不会干扰正常信号指示同时又简化结构的开关操作机构。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种控制与保护开关电器操作机构，包括手柄，凸轮由手柄带动旋转，凸轮设于夹板上，在凸轮上设有复位弹簧，凸轮通过传动机构可带动三角连杆上升，主扭簧的一端与三角连杆相连，另一端连接夹板，其特征在于：传动机构由锁扣限位，顶杆推动锁扣旋转，顶杆的底部通过弹簧与脱扣器相连，可旋转的第一转轴与顶杆相接触，可上下滑动的滑板与凸轮相连，当滑板下移时与第一转轴相接触，第一杠杆的一端连接第一转轴，另一端与滑块相接触，滑块与第二转轴相接触，第二转轴设于滑板的下方，信报的触头支持连接第二转轴，在该触头支持顶部两侧分别设有下触头及上触头，触头支持底部连接有弹簧，当下触头导通时输出脱扣信号，当上触头导通时输出自动信号，当触头支持处于中间位置时，上下触头均不导通，此时为断开信号。

本发明的优点是：本发明提供的开关操作机构简化了零部件数量，加工工艺简单，同时，正常操作本发明提供的操作机构从关断状态变为自动状态时，或者从自动状态变为关断状态时能提供正常的信号指示，不会输出脱扣信报信号。

附图说明

图1 为本发明提供的一种控制与保护开关电器操作机构的立体图，其中，控制与保护开关电器操作机构处于断开状态；

图2 为本发明提供的一种控制与保护开关电器操作机构的立体图和脱扣器的正视图，其中，控制与保护开关电器操作机构处于断开状态；

图3A 为本发明提供的一种控制与保护开关电器操作机构的局部正视图，其中，控制与保护开关电器操作机构处于断开状态；

图3B为本发明提供的一种控制与保护开关电器操作机构的局部后视图，其中，控制与保护开关电器操作机构处于断开状态；

图4为本发明提供的一种控制与保护开关电器操作机构的立体图，其中，控制与保护开关电器操作机构处于自动状态；

图5 为本发明提供的一种控制与保护开关电器操作机构的正视图，其中，控制与保护开关电器操作机构处于脱扣状态。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明而不是用于限制本发明的保护范围。此外应理解，本领域技术人员在阅读了本发明讲授的内容之后，对本发明所作各种等价形式的改动或修改，同样落入本申请权利要求书所要求的范围之內。

实施例

    操作机构可以接受外界的人为/自动控制信号，通过操作机构作用于主触头，实现主电路的正常接通及分断。当发生故障时，脱扣电磁铁直接作用于操作机构，使操作机构解扣，储能杆动作并通过传动机构分断主电路。同时操作机构还可以接受人为脱扣信号使操作机构解扣。解扣后，操作机构可以接受人为再扣操作，使操作机构复位。

如图1及图2所示，为本发明提供的一种控制与保护开关电器操作机构，包括手柄1，手柄1通过与其固连的齿与凸轮12相配合，两者的配合实质上是锥齿轮的啮合，主要实现旋转方向的变换，即实现手柄1的旋转方向与凸轮12的旋转方向成90度。手柄1安装在罩壳上，是外界操作的接口（当手柄1旋转至水平位置时，则整个操作机构处于断开状态，当手柄1旋转至竖直位置时，则整个操作机构处于自动状态），同时也是机构状态的指示器。手柄1上装有一止锁件2，可以把手柄锁定在断开位置，并可以为止锁件2加挂锁，以防止手柄1误合闸。凸轮12安装在夹板31上，并受到夹板31上第一槽31a的限位，使凸轮12的转动限定在一定范围内。同时凸轮12上装有复位弹簧11，使得凸轮12有一向断开位置复位的力。凸轮12与第一U型连杆18的一端相连。第一U型连杆18的另一端在夹板31上的第二槽31b中滑动，且与L形跳扣13上的一个孔铰接。这样凸轮12、第一U型连杆18、第二槽31b就构成了第一个四连杆系统。L形跳扣13上的另一个孔与第二U型连杆19铰接，同时L形跳扣13端头处被锁扣15限位，并形成一个虚杆13a。第二U型连杆19与安装在夹板31上的三角连杆22上的孔铰接。这样虚杆13a、第二U型连杆19、三角连杆22构成了第二个四连杆系统，这个连杆系统跟第一个四连杆系统通过L型跳扣13联在一起。旋转手柄1后，通过这两个连杆系统的变换，使得三角连杆22跟着一起动。三角连杆22与主扭簧20的一端连接，主扭簧20的另一端连接在夹板31上，且三角连杆22受到主扭簧20的限位。三角连杆22压在第一滑块3上，第一滑块3在外壳的滑槽上滑动，且与压板4铰接，这样外壳上的滑槽、第一滑块3、压板4就构成了第三个四连杆系统，这个连杆系统主要作用是使得机构作用到主触头的行程可以放大而机构相对于主触头的位置可以不受限制。如图1所示，由于机构行程在5mm左右，而设计需要触头支持的行程在9mm左右，所以需要一个放大系统进行放大，如果把第三个四连杆系统设计成一个杠杆结构，这样做行程的放大是可以实现的，但是机构相对主触头的位置将会被限定。由于总体结构布局上的需要，需把操作机构布置在尽量靠近主触头处，所以采用了四连杆系统。触头支持6可以在底座5中上下滑动，压板4压住触头支持6，同时带动动触桥7向下运动，并把主触头弹簧8压缩。

如图3A所示，顶杆16推动锁扣15旋转，顶杆16的底部通过弹簧与脱扣器B相连，可旋转的第一转轴17与顶杆16相接触，可上下滑动的滑板23与凸轮12相连，当滑板23下移时与第一转轴17相接触，第一杠杆24的一端连接第一转轴17，另一端与滑块25相接触，滑块25与第二转轴26相接触，第二转轴26设于滑板23的下方，信报的触头支持28连接第二转轴26，在触头支持28顶部两侧分别设有下触头29及上触头27，触头支持28底部连接有弹簧32，当下触头29导通时输出脱扣信号，当上触头27导通时输出自动信号，当触头支持28处于中间位置时，上下触头均不导通，此时为断开信号。

如图4所示，手柄1从断开位置转到自动位置后，本发明提供的机构经过一系列连杆传递，从而实现三角连杆22跟随手柄1向上运动，并让开第一滑块3上方的位置，使得主触头支持5、第三个四连杆系统等可以在主触头弹簧8作用下向上运动，直至动触桥7与静导电排9相接触。

如图5所示，当发生故障时，脱扣器B接受故障信号，并释放顶杆16。顶杆16运动后，推动锁扣15转到，使锁扣15无法对L形跳扣13进行限位，即破坏了虚杆13a的存在，使得第二个四连杆系统变成由第二槽31b、L形跳扣13、第二U型连杆19、三角连杆22组成的五连杆系统，这样三角连杆22就在主扭簧20的作用下开始向下运动，直到三角连杆22与主扭簧20相接触。这时三角连杆22位置与处于断开状态的位置是相同的，也就是说三角连杆22以下部分是相同的。脱扣后，凸轮12将在复位扭簧11的作用下开始向断开方向转动，直到受到脱扣器B及滑板23的作用停留在中间位置，同时手柄1也在凸轮12的带动下停留在中间位置，这样就可以根据手柄的位置清晰的判断出开关的状态。

如图3A及图3B所示，滑板23在夹板31的第三槽31c上滑动，滑板23与凸轮12相连，且滑板23与第一转轴17、第二转轴26相接触，其中第一转轴17与脱扣器B上的顶杆16相接触，第二转轴26与信报的触头支持28相连。第一杠杆24与第一转轴17相连，并和与第二转轴26相接触的滑块25相接触。滑块25与信报的触头支持28相接触。滑板23主要有三个作用：1、处于脱扣状态时，使手柄1保持在中间位置；2、使脱扣器B复位；3、输出断开、自动信报信号。当脱扣时，脱扣器B上的顶杆16向上运动，从而带动第一转轴17停留在上方，当滑板23在凸轮12的复位弹簧11带动下接触到第一转轴17时，由于复位力小于脱扣器B弹簧的保持力，使得滑板23和凸轮12停留在中间位置，同时手柄1也在凸轮12的带动下停留在中间位置。当复位时，手柄1向断开位置转动，带动凸轮12向断开位置转动，并带动滑板23向下运动，进一步带动第一转轴17转动，使得脱扣器B的顶杆16向下运动，从而复位脱扣器B。对于信报来说，最期望输出的信号是自动信号及脱扣信号，而滑板23上有三个位置状态，依次分别是自动、脱扣、断开，且每次正常的操作从断开状态到自动状态或从自动状态到断开状态都将经过脱扣状态，如果在此取脱扣信号，则每次的正常操作都将发出一个故障信号，从而干扰正常的信号指示。因此引入第一杠杆24和滑块25，用此来专门输出脱扣信号，而滑板23则只输出断开，自动信号。

如图3A所示机构处于断开位置，此时滑板23压住第二转轴26，信报触头支持28在弹簧32作用下保持在图示位置，即上触头27，下触头29均断开。当机构处于自动状态时，滑板23处于上方，与第二转轴26脱开，同时脱扣器B无动作，滑块25保持原位不动，因此信报触头支持28在弹簧32作用下向上运动，直到信报触头支持28上的触头与上触头27相接触，这样就可以对外输出一个自动信号。当脱扣时，脱扣器B上的顶杆16动作，推动第一转轴17动作，带动第一杠杆24和滑块25动作，滑块25作用在第二转轴26上，使得信报触头支持28向下运动，并接通下触头29，输出脱扣信号。这里，第一转轴17的作用主要是由于整体布局时，脱扣器B的顶杆16未在滑板23正下方，造成一个偏置力矩，需要转化成转矩加以平衡，且滑板23中间位置到断开位置的行程和脱扣器B的行程不一致需要用杠杆进行调整；第二转轴26的作用与第一转轴17类似。

图3B中还可以看到一个第二杠杆30，此杆一端直接作用在脱扣器顶杆16上，另一端与第二滑块10相接触，在第二滑块10的端部设有一个下压按钮。当第二滑块10接受一个人为的向下的作用力时，将带动顶杆16动作，从而造成脱扣器B脱扣，实现短路脱扣测试。

Claims (5)

1.一种控制与保护开关电器操作机构，包括手柄（1），凸轮（12）由手柄（1）带动旋转，凸轮设于夹板（31）上，在凸轮（12）上设有复位弹簧（11），凸轮（12）通过传动机构可带动三角连杆（22）上升，主扭簧（20）的一端与三角连杆（22）相连，另一端连接夹板（31），其特征在于：传动机构由锁扣（15）限位，顶杆（16）推动锁扣（15）旋转，顶杆（16）的底部通过弹簧与脱扣器（B）相连，可旋转的第一转轴（17）与顶杆（16）相接触，可上下滑动的滑板（23）与凸轮（12）相连，当滑板（23）下移时与第一转轴（17）相接触，第一杠杆（24）的一端连接第一转轴（17），另一端与滑块（25）相接触，滑块（25）与第二转轴（26）相接触，第二转轴（26）设于滑板（23）的下方，信报的触头支持（28）连接第二转轴（26），在触头支持（28）顶部两侧分别设有下触头（29）及上触头（27），触头支持（28）底部连接有弹簧（32），当下触头（29）导通时输出脱扣信号，当上触头（27）导通时输出自动信号。

2.如权利要求1所述的一种控制与保护开关电器操作机构，其特征在于：所述传动机构包括L形跳扣（13），L形跳扣（13）通过第一U型连杆（18）及第二U型连杆（19）分别连接所述凸轮（12）及所述三角连杆（22）。

3.如权利要求2所述的一种控制与保护开关电器操作机构，其特征在于：所述锁扣（15）的顶端抵住所述L形跳扣（13）以完成对L形跳扣（13）的限位。

4.如权利要求1所述的一种控制与保护开关电器操作机构，其特征在于：所述三角连杆（22）压在可滑动的第一滑块（3）上，第一滑块（3）与压板（4）铰接。

5.如权利要求1所述的一种控制与保护开关电器操作机构，其特征在于：第二杠杆（30）的一端与所述顶杆（16）相连，另一端与第二滑块（10）相接触，在第二滑块（10）的端部设有一个下压按钮。

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