CN103325629B - 双断点断路器的复位机构 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种双断点断路器的复位机构，包括U型跳扣件，跳扣件的两侧臂转动安装在两侧板的内侧，所述跳扣件与断路器的传动机构、脱扣机构相配合，其特征在于，还包括贯穿在一根定位轴上的复位弹簧，所述定位轴固定在所述两侧板间，所述复位弹簧由两个扭簧连接而成，两个扭簧的连接部作为复位弹簧的固定端限位在一固定面上，所述复位弹簧的两腿部与所述跳扣件的两侧臂相连。本发明的双断点断路器的复位结构，其跳扣件与复位弹簧不共轴设置，且复位弹簧为双扭簧，可以很好的与跳扣件的两侧壁配合，在确保机构正常的情况下，既能不增加触头系统的压力、主拉簧的拉力，又能够加速塑壳式断路器的断开速度。
Description
技术领域
本发明涉及低压电器领域，特别涉及一种双断点断路器的复位机构。
背景技术
对于现有的塑壳式断路器主机构来说，一般由侧板、手柄杠杆、上连杆、下连杆、跳扣件件、牵引杆、锁扣件、定位轴等零部件构成，这在行业中公知共用。那么，在确保主机构正常动作、有限空间尺寸(或者因降低断路器的温升而增加触头压力)的情况下，通过加快断路器机构的复位速度，进而提高断路器的分断能力、电气寿命成为业内专家研究的重点。
影响断路器机构分断速度的主要因素有以下几方面：机构连杆系统的尺寸分配；主拉簧拉力的大小、触头系统的压力等。其中主拉簧提供给主机构断开的驱动力，可以通过增加主拉簧的有效拉力来提高主机构的断开速度，但是此拉力过大会导致机构的再扣力增加，从而增加了电动操力或手动操力，操作不便，同时有限的机构空间尺寸决定了有限的拉力；也可以通过减小触头系统动触头的压力来增加机构跳扣件的回复力，进而提高主机构的断开速度，但是触头系统的压力过小，会增加断路器的温升、降低断路器的电气寿命。
中国专利CN102034652A公开了一种塑壳断路器的操作机构，其包括手柄、主拉簧、锁扣件、再扣、上连杆、下连杆和动触头系统，还包括一加速分断装置，该加速分断装置包括跳扣件(单板)、跳扣件旋转轴、储能弹簧，跳扣件转动的安装在跳扣件旋转轴上，储能弹簧的一端固定另一端连接在跳扣件上，并该储能弹簧为单扭簧并穿设在跳扣件旋转轴上，该储能弹簧的转动中心与跳扣件的转动中心相同，储能弹簧位于跳扣件的一侧，只显示了单断点塑壳断路器，其不足之处在于：所需的零件较多，因单断点塑壳断路器的空间大易于实现，双断点塑壳断路器空间相对较小，实现比较困难。GE(通用电气)公司的一款塑壳断路器产品中带有加速分断机构，包括跳扣件(单板)、U型传动杠杆、单扭簧，U型传动杆与手柄杠杆相连，并U型传动杆、跳扣件共用一根旋转轴绕其旋转，该单扭簧穿设在该旋转轴上，该结构除了具有加速分断的功能，还能给手柄杠杆提供一个力以确保手柄杠杆能够处于复位状态；跳扣件、U型传动杠杆、单扭簧三零件的旋转中心同心，其不足之处在于：该结构中的单扭簧与手柄杠杆相互影响，减弱了单扭簧对跳扣件的复位作用力，使分断效果不够显著；并且结构较复杂，装配困难，成本较高，生产效率较低。因此，需要一种新的双断点断路器机构，在确保机构正常的情况下，既能不增加触头系统的压力、主拉簧的拉力，又能够加速断路器机构的断开速度，而且结构简单，成本较低，易于生产。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种双断点断路器的复位机构，在确保机构正常的情况下，既能不增加触头系统的压力、主拉簧的拉力，又能够加快机构的断开速度，同时减小了复位机构的零件数量，便于装配，克服现有技术中存在的上述问题。
本发明一种双断点断路器的复位机构，包括U型跳扣件，跳扣件的两侧臂转动安装在两侧板的内侧，所述跳扣件与断路器的传动机构、脱扣机构相配合，还包括贯穿在一根定位轴上的复位弹簧，所述定位轴固定在所述两侧板间，所述复位弹簧由两个扭簧连接而成，两个扭簧的连接部作为复位弹簧的固定端限位在一固定面上，所述复位弹簧的两腿部与所述跳扣件的两侧臂相连。采用双扭簧构成的复位弹簧，将复位弹簧的两腿部与跳扣件两侧臂相连，使跳扣件受力平衡，能够加速跳扣件的复位，提高机构的分断速度，且复位弹簧固定在定位轴上与跳扣件的旋转轴不同心，易于单独安装，且充分利用双断点断路器的内部空间，易于生产。
本发明所述跳扣件两侧臂的端部各设有一限位面，在所述脱扣机构处于自由脱扣状态时，限位面与所述定位轴接触。
本发明所述跳扣件两侧臂的内侧均设有一凸臂，所述复位弹簧的腿部与所述凸臂相连。
本发明所述凸臂的端部向下弯折构成一弯折部，所述复位弹簧的腿部抵触在所述弯折部的内部。
本发明所述两个扭簧的连接部固定在所述断路器的单个盒体上。
本发明所述两个扭簧的连接部与所述两侧板固定相连。
本发明所述跳扣件包括两侧臂及一横部，所述两侧臂的顶面设有内凹曲面，所述两侧臂的内侧均设有一销轴，所述横部的下侧设有一凸台，横部的上侧设有一外翻边。
本发明所述传动机构包括手柄杠杆、第一连杆、第二连杆、驱动弹簧，所述手柄杠杆转动连接在所述两侧板上，所述手柄杠杆上的驱动轴可沿所述跳扣件两侧臂上的内凹曲面运动，所述第一连杆的一端与断路器动触头的转轴铰接，所述第一连杆的另一端通过连接轴与所述第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与所述跳扣件两侧臂上的轴销铰接，所述驱动弹簧的一端与所述手柄杠杆相连，所述驱动弹簧的另一端与所述连接轴相连。
本发明所述脱扣机构包括锁扣件、牵引杠杆，所述锁扣件和牵引杠杆分别通过定位销可转动的连接在两侧板的内侧，锁扣件上设有一个供跳扣件的外翻边插入的长孔，锁扣件的底部设有一个可与所述跳扣件的凸台接触的凸块翻边。
通过以上技术方案，本发明的双断点断路器的复位结构，其跳扣件与复位弹簧的不共轴设置，且复位弹簧为双扭簧，可以很好的与跳扣件的两侧壁配合，在确保机构正常的情况下，既能不增加触头系统的压力、主拉簧的拉力，又能够加速塑壳式断路器的断开速度。本发明具有以下优点：①.有利于加速断路器机构的分断速度；②.有利于提高断路器的分断能力和电气寿命；③.结构简单，在设计本发明的复位机构时充分利用双断点断路器的内部空间，便于装配。
附图说明
图1为本发明双断点断路器复位机构第一实施例的结构示意图。
图2为本发明双断点断路器复位机构第一实施例中跳扣件的结构示意图。
图3为本发明双断点断路器复位机构第一实施例中复位扭簧的结构示意图。
图4为本发明双断点断路器复位机构和其它主要零部件的装配示意图。
图5为本发明双断点断路器复位机构在自由脱扣(TRIPPED)时的状态示意图。
图6为本发明双断点断路器复位机构在断开(OFF)或再扣(RE-TRIP)时的状态示意图。
图7为本发明双断点断路器复位机构在闭合(ON)时的状态示意图。
图8为本发明双断点断路器复位机构第二实施例的结构示意图。
图9为本发明双断点断路器复位机构第二实施例中复位扭簧的结构示意图。
图中，1，手柄杠杆；2，锁扣件；3，牵引杠杆；4，驱动轴；5，侧板；6，跳扣件；7，复位弹簧；8，单元盒；9，第一连杆；10，第二连杆；11，驱动弹簧；12，定位轴；13，销轴；14，转轴；15，轴销；16，静触头；17，动触头。
具体实施方式
实施例一
如图1、图4所示，本发明一种双断点断路器复位机构，该机构包括U型跳扣件6，跳扣件6的两侧臂转动安装在两侧板5的内侧，跳扣件6与断路器的传动机构、脱扣机构相配合，还包括贯穿在一根定位轴12上的复位弹簧7，定位轴12固定在两侧板5间，复位弹簧7由两个扭簧71连接而成，如图3所示，两个扭簧的连接部73作为复位弹簧的固定端限位在一固定面上，如图4所示两个扭簧的连接部73固定在断路器的单个盒体8上，复位弹簧7的两腿部72与跳扣件6的两侧臂相连，复位弹簧的两腿部72为弯折结构并延伸到跳扣件两侧臂的下方与其抵触，装配后的复位弹簧7对称地位于跳扣件6的内侧。采用与跳扣件不同轴设置的复位弹簧来加速机构的分断速度，该复位弹簧为双扭簧，其两腿部可以与跳扣件的两侧臂配合，使跳扣件受力平衡，解决了对U型跳扣件的快速复位；本复位机构的安装既不影响断路器传动机构的正常运作，也保证了跳扣件的快速复位，解决了双断点断路器空间狭小难于安装设置的问题。
如图2所示，上述跳扣件6呈U型，为冷冲压件，通过落料、冲孔、成型冲压而成，其包括两侧臂61及一横部62，两侧臂61的顶面设有内凹曲面613，在手柄旋转时手柄上的驱动轴沿该内凹曲面613运动，两侧臂61的端部分别设有一圆孔611，圆孔611内穿设一根销轴13使跳扣件6与两侧板5转动连接(见图4)，并两侧臂61的底端各设有一限位面614，在脱扣机构处于自由脱扣状态时，限位面614与定位轴12接触；跳扣件两侧臂61的内侧各设有一根轴销612，轴销612为从一端到另一端外径依次递减的台阶型圆柱，轴销外径小的一端固定在两侧臂上，轴销612与上连杆10铰接。跳扣件横部62的下侧设有一凸台622，横部62的上侧设有一外翻边621。
如图4所示，上述断路器的传动机构包括手柄杠杆1、第一连杆9、第二连杆10、驱动弹簧11，手柄杠杆1转动连接在两侧板5上，驱动轴4通过限位件可转动的连接在手柄杠杆1上，在手柄杠杆1的驱动下驱动轴4可沿上述跳扣件两侧臂61上的内凹曲面613运动，第一连杆9的一端与断路器动触头17的转轴14铰接，第一连杆9的另一端通过连接轴15与第二连杆10的一端铰接，第二连杆10的另一端与跳扣件内侧面上的轴销612铰接，上述驱动弹簧11的一端与手柄杠杆1相连，驱动弹簧11的另一端与连接轴15相连。
上述断路器的脱扣机构具体包括锁扣件2、牵引杠杆3，锁扣件2和牵引杠杆3分别通过定位销可转动的连接在两侧板5的内侧，锁扣件2上设有一个供上述跳扣件6的外翻边621插入的长孔，锁扣件2的底部设有一个可与跳扣件的凸台622接触的凸块翻边，在断路器机构锁扣件过程中，跳扣件6上的凸台622可压在锁扣件的凸块翻边上,跳扣件上的外翻边621可插入锁扣件2的长孔内。通过外翻边621与长孔的顶面接触实现扣合，因此两平面的接触加大了扣合面。两侧板5固定在单元盒8上，静触头16、动触头17均位于单元盒8的内部。
本实施例双断点断路器的复位机构的工作过程为：
如图5所示，断路器动静触头处于分开状态，手柄杠杆1在驱动弹簧11拉力的作用下，驱动轴4限在上述跳扣件两侧臂的内凹曲面613上，手柄杠杆1处于机构脱扣复位状态；复位弹簧7上的两腿部72分别限在跳扣件6的两侧臂下方，此时，复位弹簧7提供给跳扣件6一个初始扭矩(逆时针)M1。
如图6所示，手柄杠杆1在手动或电动的驱动下，顺时针旋转，驱动轴4可贴在上述内凹曲面613上压着跳扣件6顺时针转动，跳扣件6上的凸台622压在上述凸块翻边上推着锁扣件2逆时针转动，同时牵引杠杆3逆时针旋转，当手柄杠杆1扳到最终位置后，跳扣件上的外翻边621扣在锁扣件2上；此时，在跳扣件6顺时针的压力下，复位弹簧7的扭距增大至最大值为M2(逆时针)，此过程，跳扣件6与锁扣件2完成锁扣，使复位弹簧完成储能。
如图7所示，逆时针转动手柄杠杆1，由于跳扣件6为锁扣状态不会转动，在驱动弹簧11拉力的作用下，第二连杆10绕上述跳扣件上的轴销612顺时针旋转，同时带动第一连杆9，第一连杆9推着动触头17运动，最终动动触头17与静触头16完全闭合，机构完成合闸操作，此时，复位弹簧7的扭距不变仍为M2(逆时针)。此过程，跳扣件6、锁扣件2和复位弹簧7保持不变，复位弹簧7的储能仍处于最大值M2。本复位机构中的复位弹簧与手柄杠杆的运动无关，手柄杠杆的受力只与驱动弹簧的拉力有关，而复位弹簧只受跳扣件的影响，因此，复位弹簧的复位作用只作用在跳扣件上，利于机构的复位。再顺时针旋转手柄杠杆1，跳扣件6仍为锁扣状态，当手柄杠杆转到最终位置时，机构回到断开状态完成分闸操作同图6所示。
当断路器处于如图7所示的闭合状态时，按动复位按钮(未显示)，复位按钮推动牵引杠杆3顺时针转动一定的角度时，锁扣件2解扣并顺时针旋转，进而上述跳扣件的外翻边621与锁扣件2解锁，此时，跳扣件6增加一个转动的自由度，在驱动弹簧11拉力的作用下，同时加上复位弹簧7的最大扭距M2(逆时针)，使跳扣件6快速的逆时针旋转，并带动第二连杆10、第一连杆9、动触头17运动，使得动、静触头快速分开，断路器转换至如图5所示的脱扣状态，实现断路器的分断。本复位机构的复位弹簧7自身的扭矩全部作用在跳扣件上，使跳扣件的复位速度提高几倍，而且可以缩短燃弧时间，有助于提高分断能力和电气寿命；如果去除复位弹簧7以后，施加同样的动作，动、静触头分开的速度变慢，甚至可能会出现不分、机构不复位的现象。
本发明的工作原理为：本复位机构应用于双断点断路器，并且该双断点断路器的跳扣6为U型跳扣，将复位弹簧7固定在两侧板5间，其独立安装但不需要增设其安装空间。并在断路器分闸、合闸运动过程中，跳扣件6与锁扣件22始终保持锁扣状态，复位弹簧7始终保持在储能状态，弹簧力作用在跳扣上。由于跳扣固定不动，复位弹簧的作用力不会影响手柄杠杆的操作力，本复位机构只使跳扣快速复位，通过仿真分析的结果对比可知，增加本复位机构后，机构的脱扣时间(没有考虑电动斥力的影响)相对缩短15％左右。
实施例二
本实施例中的结构基本与实施例一相同，不同之处在与本实施例中复位弹簧的具体结构，以及复位弹簧与跳扣的配合结构。如图8、图9所示，复位弹簧7由两个扭簧71连接而成，与实施例一中的复位弹簧相比，该复位弹簧的两腿部72为直线型，其余结构与实施例一相同。相应地，跳扣6的具体结构也相应改动，跳扣件6两侧臂的内侧均设有一凸臂615，凸臂615的端部向下弯折构成一弯折部616，复位弹簧7的腿部72卡设在弯折部的内部(其余结构同实施例1所述)。复位弹簧的两腿部72限在跳扣件6两弯折部的内部，两扭簧的连接部71抵在单元盒上。其工作原理同实施例一所述，在此不再一一赘述。
上述实施例一和实施例二中的两扭簧的连接部73可抵在单元盒8上，也可以固定在两侧板5上。
以上对本发明实施例所提供的双断点断路器复位机构进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变，因此本说明书内容仅用来于对本发明实施例进行说明，不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双断点断路器的复位机构，包括U型跳扣件(6)，跳扣件(6)的两侧臂(61)转动安装在两侧板(5)的内侧，所述跳扣件(6)与断路器的传动机构、脱扣机构相配合，其特征在于，还包括贯穿在一根定位轴(12)上且与所述跳扣件(6)不共轴的复位弹簧(7)，所述定位轴(12)固定在所述两侧板(5)间，所述复位弹簧(7)由两个扭簧(71)连接而成，两个扭簧的连接部(73)作为复位弹簧的固定端限位在一固定面上，所述复位弹簧的两腿部(72)与所述跳扣件的两侧臂(61)相连。
2.根据权利要求1所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述跳扣件两侧臂(61)的端部各设有一限位面(614)，在所述脱扣机构处于自由脱扣状态时，限位面(614)与所述定位轴(12)接触。
3.根据权利要求1所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述跳扣件两侧臂(61)的内侧均设有一凸臂(615)，所述复位弹簧的腿部(72)与所述凸臂(615)相连。
4.根据权利要求3所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述凸臂(615)的端部向下弯折构成一弯折部(616)，所述复位弹簧的腿部(72)抵触在所述弯折部(616)的内部。
5.根据权利要求1所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述两个扭簧的连接部(73)固定在所述断路器的单个盒体(8)上。
6.根据权利要求1所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述两个扭簧的连接部(73)与所述两侧板(5)固定相连。
7.根据权利要求1所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述跳扣件(6)包括两侧臂(61)及一横部(62)，所述两侧臂(61)的顶面设有内凹曲面(613)，所述两侧壁的内侧面均设有一轴销(612)，所述横部(62)的下侧设有一凸台(622)，横部(62)的上侧设有一外翻边(621)。
8.根据权利要求7所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述传动机构包括手柄杠杆(1)、第一连杆(9)、第二连杆(10)、驱动弹簧(11)，所述手柄杠杆(1)转动连接在所述两侧板(5)上，所述手柄杠杆上的驱动轴(3)可沿所述跳扣件两侧臂上的内凹曲面(613)运动，所述第一连杆(9)的一端与断路器动触头的转轴(14)铰接，所述第一连杆(9)的另一端通过连接轴(15)与所述第二连杆(10)的一端铰接，第二连杆(10)的另一端与所述跳扣件两侧臂上的轴销(612)铰接，所述驱动弹簧(11)的一端与所述手柄杠杆(1)相连，所述驱动弹簧(11)的另一端与所述连接轴(15)相连。
9.根据权利要求7所述的双断点断路器的复位机构，其特征在于，所述脱扣机构包括锁扣件(2)、牵引杠杆(3)，所述锁扣件(2)和牵引杠杆(3)分别通过定位销可转动的连接在两侧板(5)的内侧，锁扣件(2)上设有一个供跳扣件的外翻边(621)插入的长孔，锁扣件(2)的底部设有一个可与所述跳扣件的凸台(622)接触的凸块翻边。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cao Jin Inventor after: Zhang Guangzhi Inventor after: Sun Conglin Inventor after: Yan Guoyun Inventor after: Zhang Jiang Inventor before: Cao Jin Inventor before: Yan Guoyun Inventor before: Zhang Jiang |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |