CN102103947B - 断路器闭合/断开执行机构的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，所述外壳顶端面上开有顶杆通孔，所述顶杆通孔内置有可移动的顶杆活塞，所述顶杆活塞与外壳之间为密封连接，位于外壳内部密封腔体中的顶杆活塞部分直接或者间接连接相变膨胀物质；本发明的有益效果：利用在特定的温度变化范围内物质相变所产生的体积变化，并将此体积变化转换为顶杆活塞的位移移动和力，驱动断路器外配储能机构或断路器原有的合/分闸机械机构以实现断路器合闸或断开。结合控制回路，本发明可以实现电器开关的远程控制和自动控制。此外，本发明结构简单、动作可靠、体积极小但能输出极大的驱动力，免维护，而且成本低，该驱动装置可以被应用于各种合分闸采用触点类结构的断路器。

Description

断路器闭合/断开执行机构的驱动装置

[技术领域]

本发明涉及电器开关技术领域，具体地说是一种断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，能够实现远程控制断路器闭合或断开。

[背景技术]

目前使用的断路器开关中，其自动合闸或断开执行机构的驱动装置，往往是采用电机或电磁铁等动力驱动，甚至是采用结构复杂的电机、减速器、连杆一起动作，从而产生断路器合闸及断开所需要的力能量(力*位移或扭矩*转角)。这种执行机构不但结构复杂、体积大、动作时能量消耗高，而且相应的控制部分成本也很高，由于结构过于复杂，可靠性较低。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述现有技术方式的不足，用全新的技术提供一种断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其体积极小、可靠性高、能耗低、控制容易且成本低、结构简单，免维护，以便于普遍应用。

为实现上述目的设计一种断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，包括加热器、外壳、安装在外壳内部密封腔体中的相变膨胀物质，其特征在于：还包括一顶杆活塞，所述外壳顶端面上开有顶杆通孔，所述顶杆通孔内置有可移动的顶杆活塞，所述顶杆活塞与外壳之间为密封连接，位于外壳内部密封腔体中的顶杆活塞部分直接或者间接连接相变膨胀物质。

所述外壳内部密封腔体中装有流体介质和相变膨胀物质混合物，所述外壳内部密封腔体中的顶杆活塞部分置于流体介质中。

所述外壳内部密封腔体中设有一隔离膜片，所述膜片设置在相变膨胀物质与流体介质之间。

所述顶杆活塞与外壳之间设有密封件。

所述密封件采用O型密封圈、密封垫、环形密封套或上述组合。

所述加热器设置在外壳内部的相变膨胀物质中或者与相变膨胀物质相接触的外壳外部。

所述相变膨胀物质为石蜡，所述加热器采用PTC(Positive Temperature Coefficientthermistor)正温度系数热敏电阻或电热器件。

所述流体介质采用液体润滑油、润滑脂或密封脂等。

本发明的有益效果：本发明利用在特定的温度变化范围内物质相变所产生的体积变化，并将此体积变化转换为顶杆活塞的位移移动和力，为断路器合闸/分闸提供能量(力*位移或扭矩*角度)，此驱动装置做功时可驱动断路器外配储能机构(即：力传递机构)或断路器原有的合/分闸机械机构以实现断路器合闸或断开。结合控制回路，本发明可以实现电器开关的远程控制和自动控制。此外，本发明结构简单、控制能量小、动作可靠、体积极小但能输出极大的驱动力，免维护，而且成本低，该驱动装置可以被应用于微型断路器(MCB)、塑壳断路器(MCCB)、框架断路器、真空断路器，隔离开关以及合分闸采用触点类结构的断路器。

[附图说明]

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的第二实施方式的结构示意图；

图3为本发明的第三实施方式的结构示意图；

图4为本发明的第四实施方式的结构示意图；

图5为本发明的工作原理图；

图6为本发明的工作原理图(二)；

图中：1为顶杆活塞，2为外壳，3为密封件，4为相变膨胀物质，5为加热器，6为加热器导线，7为流体介质，8为膜片，9为力传递机构，10为断路器开关机构或手柄。

[具体实施方式]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述：

根据图1所示，本发明第一实施方式。其包括加热器5、外壳2、安装在外壳内部密封腔体中的相变膨胀物质4及顶杆活塞；所述相变膨胀物质为石蜡，所述加热器采用PTC正温度系数热敏电阻或电热器。所述外壳顶端面上开有顶杆通孔，所述顶杆通孔内置有可移动的顶杆活塞1，所述顶杆活塞与与外壳之间处设有密封件3，所述密封件采用环形密封套；位于外壳内部密封腔体中的顶杆活塞部分直接置于相变膨胀物质中；加热器5设置在与相变膨胀物质4相接触的外壳外部。

图2所示，为本发明的第二实施方式。其结构与第一实施方式区别仅在于：所述密封件3采用O型密封圈，所述外壳2内部密封腔体中装有流体介质和相变膨胀物质混合物，所述外壳内部密封腔体中的顶杆活塞部分置于流体介质中；所述流体介质可采用液体润滑油、润滑脂或密封脂等流体介质。所述加热器5设置在外壳内部的相变膨胀物质4中。

图3所示，为本发明的第三实施方式。其结构在第二实施方式基础上作进一步的改进，增加了一隔离膜片8，所述膜片设置在相变膨胀物质与流体介质之间，将相变膨胀物质与流体介质隔开。所述膜片采用橡胶材料，高分子材料或金属薄片制成。膜片的设置是为了使相变膨胀物质产生的膨胀力更加有效的推动顶杆活塞。此外，所述位于膜片上方的外壳腔体中还设有流体介质7，其作用为将相变膨胀物质相变时的体积变化通过流体介质转换成为传递到顶杆活塞上的力和位移。

图4所示，本发明的第四实施方式与第三实施方式的区别仅在于：所述加热器5设置在与相变膨胀物质4相接触的外壳外部。

图5、6为本发明的工作原理图。本发明安装在断路器的外面或内部，当加热器导线6通电时，加热器5发热使外壳体内的相变膨胀物质4(或相变膨胀物质4与流体介质7的混合物)升温到某温度时产生固-液相变，体积增大(即膨胀)，通过适当尺寸的顶杆活塞1将体积膨胀转换为位移和力传递给断路器的力传递机构9，力传递机构推动断路器开关机构或手柄10实现断路器合闸或断开。

Claims (8)

1.一种断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，包括加热器、外壳、安装在外壳内部密封腔体中的相变膨胀物质及顶杆活塞，所述外壳顶端面上开有顶杆通孔，所述顶杆通孔内置有可移动的顶杆活塞，所述顶杆活塞与外壳之间为密封连接，其特征在于：所述外壳内部密封腔体中装有流体介质和相变膨胀物质混合物，所述外壳内部密封腔体中的顶杆活塞部分置于流体介质中，所述外壳内部密封腔体中设有一隔离膜片，所述膜片设置在相变膨胀物质与流体介质之间。

2.按权利要求1所述的断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其特征在于：所述顶杆活塞与外壳之间设有密封件。

3.按权利要求1或2所述的断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其特征在于：所述密封件采用O型密封圈、密封垫、环形密封套或上述组合。

4.按权利要求1所述的断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其特征在于：所述加热器设置在外壳内部的相变膨胀物质中或者与相变膨胀物质相接触的外壳外部。

5.按权利要求4所述的断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其特征在于：所述相变膨胀物质为石蜡。

6.按权利要求4所述的断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其特征在于：所述加热器采用PTC正温度系数热敏电阻。

7.按权利要求4所述的断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其特征在于：所述加热器采用电热器件。

8.按权利要求1所述的断路器闭合/断开执行机构的驱动装置，其特征在于：所述流体介质采用液体润滑油、润滑脂或密封脂。

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