CN102427000B - 控制与保护开关电器的操作机构 - Google Patents

Abstract

一种控制与保护开关电器的操作机构。主要解决了现有的操作机构易产生偏差误操作及不能实现过载报警、过流脱扣的问题。其特征在于：安装板(1)内还装有报警凸轮(2)、报警止动器(7)、脱扣凸轮(3)及脱扣止动器(6)，脱扣凸轮(3)能够与中止动器(5)相卡，逆时针转动中凸轮(4)能够使报警凸轮(2)与报警止动器(7)相卡、脱扣凸轮(3)与脱扣止动器(6)相卡，报警凸轮(2)及脱扣凸轮(3)分别由推杆(9)及推板(8)控制脱扣，脱扣凸轮(3)脱扣后能够使报警凸轮(2)随动；所述的推杆(9)由过载推杆(14)及过流推杆(15)组成。本发明过载时只报警不脱扣，过流或短路时脱扣并断开主电路，动作稳定、可靠。

Description

控制与保护开关电器的操作机构

技术领域：

本发明涉及低压电器领域中的控制与保护开关电器，更确切的说，是涉及一种具有消防功能的CPS(KB0)控制与保护开关电器的操作机构。

背景技术：

“控制与保护开关电器”(控制保护器)是低压电器中的新型产品，作为新的大类产品，其产品类别代号为“CPS”，是英文“Controland Protective Switching Device”的缩写。CPS的主要特征为：在单一结构形式的产品上实现集成化的、内部协调配合的控制与保护功能，能够替代断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、启动器、隔离器等多种传统的分立元器件。KB0是国内第一代CPS大类产品。KB0主要用于交流50Hz(60Hz)、额定电压至690V、电流自0.16A至125A的电力系统中接通、承载和分断正常条件下包括规定的过载条件下的电流，且能够接通、承载并分断规定的非正常条件下的电流(如短路电流)。KB0采用模块化的单一产品结构型式，集成了传统的断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、启动器、隔离器等的主要功能，具有远距离自动控制和就地直接人力控制功能，具有面板指示及机电信号报警功能，具有协调配合的时间-电流保护特性(具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性)。根据需要选配功能模块或附件，即可实现对一般(不频繁起动)的电动机负载、频繁起动的电动机负载、配电电路负载的控制与保护。

本申请人于2005年7月提出的名为《一种控制与保护开关电器的操作机构》(专利号为：ZL200510050593.3，授权公告日为2007年6月6日，授权公告号为CN1320579C)的专利文献中，曾揭示了一种控制与保护开关电器的操作机构，该操作机构包括安装板和面壳，面壳上标志有自动控制位置、脱扣位置、分断位置、复位位置及隔离位置，安装板内装有能分别与控制与保护开关电器的热磁脱扣器、主电路接触组、电磁传动机构、隔离机构并联的推杆、推板、摇臂、拉杆，并有手动操作的指示旋钮，该指示旋钮能分别至于自动控制位置、脱扣位置、分断位置、复位位置及隔离位置，安装板内还装有侧凸轮、跳扣凸轮、中凸轮、中止动器、侧止动器、弹簧。控制与保护开关电器应用它来实现消防的功能，可以实现对过载、过流只报警不脱扣，短路时脱扣并断开主电路的功能，不需串联辅助触头，可直接就地手动控制，给使用和维护提供了诸多便利。但是该操作机构尚存在下述不足之处：1、由于侧凸轮和跳扣凸轮共用一个侧止动器，而侧凸轮和跳扣凸轮的动作限位都是由侧止动器完成的，且侧凸轮和跳扣凸轮又可以独立动作，如果侧止动器的动作行程稍有偏差，很容易使侧凸轮或跳扣凸轮产生误动作。2、过载和过流均由推杆控制，推杆只能完成报警工作，不能实现过载报警、过流脱扣的功能。

发明内容：

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种控制与保护开关电器的操作机构，该控制与保护开关电器的操作机构主要解决了现有的操作机构易产生偏差误操作及不能实现过载报警、过流脱扣的问题，本发明是对背景技术的进一步完善，采用了双凸轮嵌套结构及双止动器结构，过载时只报警不脱扣，过流或短路时脱扣并断开主电路，具有动作稳定、可靠的特点。

本发明的技术方案是：该控制与保护开关电器的操作机构包括安装板及面壳，面壳上标志有自动控制位置、脱扣位置、分断位置、复位位置，安装板内装有能分别与KB0控制与保护开关电器的热磁脱扣器、主电路接触组、电磁传动机构并联的推杆、推板、摇臂，并有手动操作的指示旋钮，该指示旋钮能分别置于自动控制位置、脱扣位置、分断位置、复位位置，安装板内安装有中凸轮及中止动器，安装板内还装有报警凸轮、报警止动器、脱扣凸轮及脱扣止动器，中凸轮上设有第一层凸轮面和第二层凸轮面，中凸轮上的第一层凸轮面与中止动器及脱扣凸轮相对应，中凸轮上的第二层凸轮面与报警凸轮相对应，脱扣凸轮能够与中止动器相卡，脱扣凸轮相对报警凸轮有一定的自由转角，脱扣凸轮与报警凸轮能够相互随动，报警止动器相对于脱扣止动器有一定的自由转角，报警止动器与脱扣止动器也能够相互随动；逆时针转动中凸轮能够使报警凸轮与报警止动器相卡、脱扣凸轮与脱扣止动器相卡，报警凸轮及脱扣凸轮分别由推杆及推板控制脱扣，脱扣凸轮脱扣后能够使报警凸轮随动；所述的推杆由过载推杆及过流推杆组成，过载推杆与报警止动器相对应，过载推杆与过流推杆之间能够相对滑动，过流推杆能够带动过载推杆移动，过载推杆仅限于使报警凸轮单独脱扣，过流推杆可同时带动过载推杆使报警止动器和脱扣止动器同时转动，致使脱扣凸轮和报警凸轮动作。

所述的报警凸轮包括有两层凸轮面、开孔及卡台，两层凸轮面分别与中凸轮的第一、第二凸轮面相配合，报警凸轮上设有驱使报警凸轮逆时针旋转的拉簧；脱扣凸轮嵌套于报警凸轮的开孔内，脱扣凸轮和报警凸轮共用同一转轴。

所述的脱扣凸轮和报警凸轮安装在与中止动器相反的一侧。

所述的中止动器包括有与中凸轮的第一层凸轮面相配合的弹性凸台、固定凸台及驱使中止动器逆时针旋转的拉簧。

所述的脱扣凸轮包括凸台、伸臂及复位扭簧，复位扭簧驱使脱扣凸轮顺时针旋转，并使凸台顶在中止动器的固定凸轮上而使中止动器顺时针旋转，伸臂与脱扣止动器相配合。

所述的脱扣止动器包括有凸柱、两个开孔、止动面及凸面，凸柱与推板相作用，两个开孔内分别嵌套放置报警止动器及复位扭簧，复位扭簧驱使脱扣止动器顺时针复位，凸面驱动报警止动器实现联动，所述的脱扣凸轮的伸臂与止动面卡位配合。

所述的报警止动器嵌套于脱扣止动器内且与脱扣止动器共用一轴，报警止动器包括有顶板、凸面及止动面，报警止动器还设有驱使报警止动器顺时针复位的压簧，所述的报警凸轮的卡台与止动面卡位配合。

所述的过载推杆与过流推杆叠放在一起，过流推杆上设有导向键，过载推杆上设有导向槽，导向键位于导向槽内，导向槽的长度大于导向键的长度。

所述的过流推杆上设有卡块，过载推杆上设有滑板，所述的滑板被卡块限位。

本发明的有益效果是：由于采取上述方案，当出现故障过载时，过载由过载推杆控制，过载推杆动作，过流推杆不动作，过载推杆使报警止动器与报警凸轮脱开，报警凸轮脱扣发出警报，在此过程中报警止动器在自由转角内转动，不会使脱扣止动器动作，主电路不会断开；当出现故障过流时，过流由过流推杆控制，由于过流推杆行程较长，过流推杆带动过载推杆使报警止动器与报警凸轮脱开后，继续推动报警止动器，报警止动器带动脱扣止动器动作，报警凸轮脱扣发出警报同时脱扣凸轮脱开，主电路断开。当出现短路时，脱扣止动器在推板的作用下与脱扣凸轮脱开，脱扣凸轮脱扣后转动不能与中止动器相卡，中止动器带动摇臂使控制主电路的断路器断开，报警止动器随同脱扣止动器动作，报警凸轮也脱扣发出警报。由于报警凸轮和报警止动器是独立动作的，不影响主电路，使得该控制装置动作更加稳定、可靠，有效避免了误动作的产生。过载和过流也分别由过载推杆和过流推杆控制，实现过载只报警不脱扣、过流报警并脱扣的功能。

附图说明：

图1是本发明的面壳13与指示旋钮12配合示意图。

图2是本发明的立体图。

图3是本发明的另一角度立体图。

图4是本发明的脱扣凸轮3扣在脱扣止动器6上的示意图。

图5是本发明的报警凸轮2扣在报警止动器7上的示意图。

图6是本发明的中止动器5扣住中凸轮4的示意图。

图7是本发明的脱扣凸轮3扣住中止动器5的示意图。

图8是本发明的报警凸轮2扣在报警止动器7上的示意图。

图9是本发明的脱扣凸轮3扣在脱扣止动器6上的示意图。

图10是本发明的报警凸轮2与报警止动器7脱扣的示意图。

图11是本发明的脱扣凸轮3与脱扣止动器6脱扣的示意图。

图12是本发明的中凸轮4顶开中止动器5的示意图。

图13是本发明的中推杆9的结构示意图。

图中：1-安装板，2-报警凸轮，3-脱扣凸轮，4-中凸轮，5-中止动器，6-脱扣止动器，7-报警止动器，8-推板，9-推杆，10-摇臂，11-固定板，12-指示旋钮，13-面壳，14-过载推杆，15-过流推杆，16-导向键，17-导向槽，18-卡块，19-滑板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图13，一种控制与保护开关电器的操作机构，包括安装板1及面壳13，面壳13上标志有自动控制位置(AUTO)、脱扣位置(Trip)、分断位置(Off)、复位位置(Reset)，安装板1内装有分别与KB0控制与保护开关电器的热磁脱扣器、主电路接触组、电磁传动机构并联的推杆9、推板8、摇臂10，并有手动操作的指示旋钮12，该指示旋钮12能分别置于自动控制位置(AUTO)、脱扣位置(Trip)、分断位置(Off)、复位位置(Reset)，安装板1内安装有中凸轮4及中止动器5，安装板1内还装有报警凸轮2、报警止动器7、脱扣凸轮3及脱扣止动器6，中凸轮4上设有第一层凸轮面和第二层凸轮面，中凸轮4上的第一层凸轮面与中止动器5及脱扣凸轮3相对应，中凸轮4上的第二层凸轮面与报警凸轮2相对应，脱扣凸轮3能够与中止动器5相卡，脱扣凸轮3相对报警凸轮2有一定的自由转角，脱扣凸轮3与报警凸轮2能够相互随动，报警止动器7相对于脱扣止动器6有一定的自由转角，报警止动器7与脱扣止动器6也能够相互随动；逆时针转动中凸轮4能够使报警凸轮2与报警止动器7相卡、脱扣凸轮3与脱扣止动器6相卡，报警凸轮2及脱扣凸轮3分别由推杆9及推板8控制脱扣，脱扣凸轮3脱扣后能够使报警凸轮2随动；所述的推杆9由过载推杆14及过流推杆15组成，过载推杆14与报警止动器7相对应，过载推杆14与过流推杆15之间能够相对滑动，过流推杆15能够带动过载推杆14移动，过载推杆14仅限于使报警凸轮2单独脱扣，过流推杆15可同时带动过载推杆14使报警止动器7和脱扣止动器6同时转动，致使脱扣凸轮3和报警凸轮2动作。当出现故障过载时，过载由过载推杆14控制，过载推杆14动作，过流推杆15不动作，过载推杆14使报警止动器7与报警凸轮2脱开，报警凸轮2脱扣发出警报，在此过程中报警止动器7在自由转角内转动，不会使脱扣止动器6动作，主电路不会断开；当出现故障过流时，过流由过流推杆15控制，由于过流推杆15行程较长，过流推杆15带动过载推杆14使报警止动器7与报警凸轮2脱开后，继续推动报警止动器7，报警止动器7带动脱扣止动器6动作，报警凸轮2脱扣发出警报同时脱扣凸轮3脱开，主电路断开。当出现短路时，脱扣止动器6在推板8的作用下与脱扣凸轮3脱开，脱扣凸轮3脱扣后转动不能与中止动器5相卡，中止动器5带动摇臂10使控制主电路的断路器断开，报警止动器7随同脱扣止动器6动作，报警凸轮2也脱扣发出警报。由于报警凸轮2和报警止动器7是独立动作的，不影响主电路，使得该控制装置动作更加稳定、可靠，有效避免了误动作的产生。过载和过流也分别由过载推杆14和过流推杆15控制，实现过载只报警不脱扣、过流报警并脱扣的功能。

所述的报警凸轮2包括有两层凸轮面、开孔及卡台，两层凸轮面分别与中凸轮4的第一、第二凸轮面相配合，报警凸轮2上设有驱使报警凸轮逆时针旋转的拉簧；脱扣凸轮3嵌套于报警凸轮2的开孔内，脱扣凸轮3和报警凸轮2共用同一转轴。

所述的脱扣凸轮3和报警凸轮2安装在与中止动器5相反的一侧。

所述的中止动器5包括有与中凸轮4的第一层凸轮面相配合的弹性凸台、固定凸台及驱使中止动器5逆时针旋转的拉簧。

所述的脱扣凸轮3包括凸台、伸臂及复位扭簧，复位扭簧驱使脱扣凸轮顺时针旋转，并使凸台顶在中止动器5的固定凸轮上而使中止动器5顺时针旋转，伸臂与脱扣止动器6相配合。

所述的脱扣止动器6包括有凸柱、两个开孔、止动面及凸面，凸柱与推板相作用，两个开孔内分别嵌套放置报警止动器7及复位扭簧，复位扭簧驱使脱扣止动器7顺时针复位，凸面驱动报警止动器7实现联动，所述的脱扣凸轮3的伸臂与止动面卡位配合。

所述的报警止动器7嵌套于脱扣止动器6内且与脱扣止动器6共用一轴，报警止动器7包括有顶板、凸面及止动面，报警止动器7还设有驱使报警止动器7顺时针复位的压簧，所述的报警凸轮2的卡台与止动面卡位配合。

所述的过载推杆14与过流推杆15叠放在一起，过流推杆15上设有导向键16，过载推杆14上设有导向槽17，导向键16位于导向槽17内，导向槽17的长度大于导向键16的长度。

所述的过流推杆15上设有卡块18，过载推杆14上设有滑板19，所述的滑板19被卡块18限位。

本发明的工作原理如下：

参见图1-图3，当手动操作指示旋钮12由脱扣位置(Trip)至复位位置(Reset)时，在旋转过程中，中凸轮4跟随指示旋钮12一起做逆时针旋转，并推动报警凸轮2做反向旋转，再由报警凸轮2推动脱扣凸轮3做同向旋转，当指示旋钮12操作一定角度后，由复位位置(Reset)至自动控制位置(Auto)，在这过程中，由于反力弹簧的作用，使得报警凸轮2和脱扣凸轮3往回运动，此时由报警止动器7和脱扣止动器6分别阻止报警凸轮2和脱扣凸轮3运动，使得报警凸轮2和脱扣凸轮3的弹簧产生储能，当指示旋钮12操作到自动控制位置(Auto)时，中止动器5在反力弹簧作用下，扣住中凸轮4，使其能够停留在自动控制位置(Auto)，同时，中止动器5推动摇臂10工作。它能够可靠实现过载时只报警而不断开主电路；在过流短路情况下才断开主电路并报警的消防功能。

参见图4-图7，当指示旋钮12置于自动控制位置(Auto)时，报警凸轮2和脱扣凸轮3分别扣在报警止动器7和脱扣止动器6上，中止动器5在M点扣住中凸轮4，脱扣凸轮3同时在N点扣住中止动器；若脱扣凸轮3绕O点逆时针旋转，带动中止动器5顺时针旋转，则整个机构脱扣。这样使KB0控制与保护开关电器断开。

参见图8-图9，当出现过载故障时，过载推杆14带动过流推杆15沿L方向推动报警止动器7，使报警止动器7旋转一定角度后，报警凸轮2脱扣，并旋转一定角度，带动KB0控制与保护开关电器中报警触头动作(报警触头图中省略)。参见图4-图5，由于报警止动器7可独立逆时针旋转一定角度，而脱扣止动器6在逆时针旋转时，通过A面和B面的配合实现联动，即当脱扣止动器6逆时针旋转时，同时带动报警止动器7做同向运动，此时，报警止动器7的逆时针旋转无法带动脱扣止动器6，所以脱扣凸轮3仍然扣在脱扣止动器6上，参见图6和图7，中止动器5维持在原位即仍与脱扣凸轮3相扣，即实现过载只报警不“跳闸”的功能。当出现过流故障时，过流推杆15沿L方向推动报警止动器7，报警止动器7同时带动脱扣止动器6动作，实现过流时报警同时“跳闸”的功能。

参见图10-图11，短路故障时，推板8给脱扣止动器6一个P方向的力，时脱扣止动器6逆时针方向旋转，使报警凸轮2和脱扣凸轮3均脱扣，同时脱扣凸轮3带动中止动器5顺时针旋转，使整个机构脱扣，KB0控制与保护开关电器断开，同时指示旋钮12也由自动控制位置(Auto)到脱扣位置(Trip)，即实现短路时分断主电路的功能。

参见图12，手动分断主电路时，指示旋钮12由自动控制位置(Auto)旋至分断位置(Off)，中凸轮4顶开中止动器5，使中止动器5顺时针旋转，断开主电路。

Claims (9)

1.一种控制与保护开关电器的操作机构，包括安装板(1)及面壳(13)，面壳(13)上标志有自动控制位置、脱扣位置、分断位置、复位位置，安装板(1)内装有能与KB0控制与保护开关电器的热磁脱扣器并联的推杆(9)、有能与KB0控制与保护开关电器的主电路接触组并联的推板(8)、有能与KB0控制与保护开关电器的电磁传动机构并联的摇臂(10)，并有手动操作的指示旋钮(12)，该指示旋钮(12)能分别置于自动控制位置、脱扣位置、分断位置、复位位置，安装板(1)内安装有中凸轮(4)及中止动器(5)，其特征在于：安装板(1)内还装有报警凸轮(2)、报警止动器(7)、脱扣凸轮(3)及脱扣止动器(6)，中凸轮(4)上设有第一层凸轮面和第二层凸轮面，中凸轮(4)上的第一层凸轮面与中止动器(5)及脱扣凸轮(3)相对应，中凸轮(4)上的第二层凸轮面与报警凸轮(2)相对应，脱扣凸轮(3)能够与中止动器(5)相卡，报警凸轮(2)能够相对于脱扣凸轮(3)转动，脱扣凸轮(3)与报警凸轮(2)能够相互随动，报警止动器(7)能够相对于脱扣止动器(6)转动，报警止动器(7)与脱扣止动器(6)也能够相互随动；逆时针转动中凸轮(4)能够使报警凸轮(2)与报警止动器(7)相卡、脱扣凸轮(3)与脱扣止动器(6)相卡，报警凸轮(2)及脱扣凸轮(3)分别由推杆(9)及推板(8)控制脱扣，脱扣凸轮(3)脱扣后能够使报警凸轮(2)随动；所述的推杆(9)由过载推杆(14)及过流推杆(15)组成，过载推杆(14)与报警止动器(7)相对应，过载推杆(14)与过流推杆(15)之间能够相对滑动，过流推杆(15)能够带动过载推杆(14)移动，过载推杆(14)仅限于使报警凸轮(2)单独脱扣，过流推杆(15)可同时带动过载推杆(14)使报警止动器(7)和脱扣止动器(6)同时转动,致使脱扣凸轮(3)和报警凸轮(2)动作。

2.根据权利要求1所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：报警凸轮(2)包括有两层凸轮面、开孔及卡台，两层凸轮面分别与中凸轮(4)的第一、第二层凸轮面相配合，报警凸轮(2)上设有驱使报警凸轮逆时针旋转的拉簧；脱扣凸轮(3)嵌套于报警凸轮(2)的开孔内，脱扣凸轮(3)和报警凸轮(2)共用同一转轴。

3.根据权利要求2所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：脱扣凸轮(3)和报警凸轮(2)安装在与中止动器(5)相反的一侧。

4.根据权利要求1、2或3所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：中止动器(5)包括有固定凸台、驱使中止动器(5)逆时针旋转的拉簧、以及与中凸轮(4)的第一层凸轮面相配合的弹性凸台。

5.根据权利要求4所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：脱扣凸轮(3)包括凸台、伸臂及复位扭簧，复位扭簧驱使脱扣凸轮顺时针旋转，并使凸台顶在中止动器(5)的固定凸台上而使中止动器(5)顺时针旋转，伸臂与脱扣止动器(6)相配合。

6.根据权利要求5所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：脱扣止动器(6)包括有凸柱、两个开孔、止动面及凸面，凸柱与推板相作用，脱扣止动器(6)的一个开孔内嵌套放置报警止动器(7)，另一个开孔内放置复位扭簧，复位扭簧驱使脱扣止动器(6)顺时针复位，凸面驱动报警止动器(7)实现联动，所述的脱扣凸轮(3)的伸臂与止动面卡位配合。

7.根据权利要求6所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：报警止动器(7)嵌套于脱扣止动器(6)内且与脱扣止动器(6)共用一轴，报警止动器(7)包括有顶板、凸面及止动面，报警止动器(7)还设有驱使报警止动器(7)顺时针复位的压簧，所述的报警凸轮(2)的卡台与报警止动器(7)的止动面卡位配合。

8.根据权利要求1所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：所述的过载推杆(14)与过流推杆(15)叠放在一起，过流推杆(15)上设有导向键(16)，过载推杆(14)上设有导向槽(17)，导向键(16)位于导向槽(17)内，导向槽(17)的长度大于导向键(16)的长度。

9.根据权利要求8所述的控制与保护开关电器的操作机构，其特征在于：所述的过流推杆(15)上设有卡块(18)，过载推杆(14)上设有滑板(19)，所述的滑板(19)被卡块(18)限位。

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