CN103531407B - 带平衡型操纵机构的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带平衡型操纵机构的断路器，包括操纵机构、至少两个单极单元盒及连接在所有单极单元盒之间的联动轴、定位轴，所述操纵机构安装在两个单极单元盒上并且关于联动轴中心对称。本发明的带平衡型操纵机构的断路器，能够使联动轴受力平衡，不会产生扭矩M，将操纵机构主簧力最大的输出给动触头系统，又能够保证动触头良好的同步性，而且零件较少，结构简单，便于装配，成本较低，易于生产。

Description

带平衡型操纵机构的断路器

技术领域

本发明涉及一种塑壳断路器，特别是涉及一种带平衡型操纵机构的断路器。

背景技术

对于现有的旋转双断点塑壳式断路器的操纵机构来说，一般都是单个操纵机构系统装在独立的单元盒上，再和单个的单元盒组装成整台断路器（包括双极、三极、四极），通过正常的合、分实现对电路的保护作用，这在行业中公知共用。那么，三极断路器的操纵机构位于中间一极的单元盒上，也位于整台断路器的中间位置；双极断路器的操纵机构位于两极中的右边一极的单元盒上，处于整台断路器的一侧；四极断路器的操纵机构位于四极中的右边第二个单元盒上，处于整台断路器的中间偏一侧。当操纵机构正常动作时，通过传递将主簧的拉力输出给动触头，进而实现断路器触头系统的正常开闭。对于三极断路器，因操纵机构位于中间位置，操纵机构对各相的动触头输出的转动力矩均匀；而对于双极、四极断路器来说，操纵机构位于整台断路器中间的偏一侧位置（见图1），操纵机构对动触头输出的转动力矩不均匀，会产生轴向扭转力矩M，这种结构不利于操纵机构对动触头输出有效的转动力矩，操纵机构对各相N、A、B、C的动触头输出的转动力矩不均匀，导致双极、四极产品中触头的同步性较差，尤其是四极产品中N极的超程会大大减小。

中国专利CN1372696A公布了一种断路器操纵机构，其包括框架，枢转地连接于框架的驱动部件，将驱动部件枢转地连接于驱动连接器的弹簧，枢转地承座在驱动连接器上的上连接部件，枢转地连接于驱动连接器的下连接部件，枢转地连接于下连接部件以便接合可分离触点构件的曲柄部件，枢转地固定于框架、且枢转地固定上连接部件的支架部件。支架部件形成用于由锁定组件可释放地接合，锁定组件在电路中出现预定状态比如跳开状态时偏移。机构可以在跳开位置、复位位置、断开位置和接通位置之间移动。本发明的断路器操纵机构为现有公知常用结构，其安装在断路器的一个单极单元盒上，因此，由该断路器操纵机构构成的断路器，若为四极或二极断路器，其结构为非对称结构，这种结构不利于机构对动触头输出有效的转动力矩，机构对各相的动触头输出的转动力矩不均匀，导致双极、四极产品中触头的同步性较差，尤其是四极产品中N极的超程会大大减小。

因此，需要一种新的克服现有技术常规运用的带平衡型操纵机构的断路器，在确保操纵机构正常动作的情况下，能够将操纵机构主簧力最大的输出给动触头系统，又能够保证动触头良好的同步性，而且零件较少，结构简单，便于装配，成本较低，易于生产。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带平衡型操纵机构的断路器，用于解决现有技术中根据常规将操纵机构安装在一个单极单元盒上，使操纵机构位于断路器偏一侧的位置，这种结构对动触头输出的转动力矩不均匀，会产生轴向扭转力矩，对各相的动触头输出产生转动力矩不均匀的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种带平衡型操纵机构的断路器，包括操纵机构、至少两个单极单元盒及连接在所有单极单元盒之间的联动轴、定位轴，所述操纵机构安装在两个单极单元盒上并且关于联动轴中心对称，所述操纵机构包括：

左、右侧板，左、右侧板分别置于所述两个单极单元盒的两侧，所述定位轴穿设在所述左、右侧板上，所述左、右侧板间设有跳扣轴、锁扣轴；

传动机构，包括手柄、手柄杠杆、跳扣、上连杆和下连杆、至少两个主簧，所述手柄杠杆、跳扣和上连杆均为U形，手柄杠杆的上端与手柄固定连接，所述手柄杠杆两条侧臂的下端分别可转动地支撑在左、右侧板上，所述跳扣两条侧臂的端部穿设在所述跳扣轴上，所述上连杆的两条侧臂转动连接在所述跳扣两条侧臂的内侧，所述上连杆通过一根连接轴与所述下连杆相铰接，所述下连杆的端部穿设在所述联动轴上；所述主簧一端挂设在所述手柄杠杆上，主簧的另一端挂设在所述连接轴上，所有主簧关于所述联动轴中心对称分布；脱扣机构，包括锁扣、锁扣弹簧和牵引杠杆，所述锁扣、锁扣弹簧均穿设在所述锁扣轴上，所述牵引杠杆转动连接在所述左、右侧板的内侧。

优选的，所述左、右侧板的顶面均设有一个弧形凹槽，所述弧形凹槽与所述手柄杠杆两条侧臂的下端圆弧曲面相配合，弧形凹槽的上方设有朝外侧凸出的连板。

优选的，所述手柄杠杆的两条侧臂间穿设一根驱动轴，所述驱动轴位于所述跳扣的上方，跳扣两条侧臂的上表面分别设有圆弧曲面与所述驱动轴相配合。

优选的，所述连接轴上设有多个限位槽，所述主簧挂设在所述限位槽内，所有限位槽关于所述连接轴中心对称分布。

优选的，所述手柄杠杆包括两条侧臂和连接两条侧臂的横部，所述横部上设有多个槽孔，所述主簧挂设在所述槽孔内，所有槽孔关于所述手柄杠杆的中心线对称分布。

优选的，所述跳扣轴上穿设有第一扭簧，第一扭簧位于所述跳扣两侧臂的内侧，所述跳扣两侧臂的内侧均设有一第一半轴，所述第一扭簧的支腿固定在所述第一半轴上。

优选的，所述跳扣轴的两端在位于所述跳扣的外侧分别具有一卡槽，一限位件卡设在所述卡槽内。

优选的，所述锁扣轴的两端均套设有一限位轴套，所述锁扣限位在两个限位轴套间。

优选的，所述跳扣包括两条侧臂及一横部，所述横部的下侧设有一凸台，横部的上侧设有一外翻边；所述锁扣上设有一个供跳扣的外翻边插入的长孔，锁扣的底部设有一个可与所述跳扣的凸台接触的凸块翻边，所述锁扣的顶端可与所述牵引杠杆接触。

优选的，所述锁扣弹簧包括第二扭簧和第三扭簧，所述第二扭簧和第三扭簧均由两个弹簧相连构成，第二扭簧的两条支腿均朝上分别固定在所述锁扣的两侧，第三扭簧的两条支腿均朝下分别固定在所述牵引杠杆的中间部。

优选的，所述牵引杠杆底部的横轴中间具有槽口，所述第三扭簧的支腿卡设在所述槽口内。

优选的，所述锁扣底端的两侧均设有一凸台，所述凸台上具有一卡口，所述第二扭簧的支腿卡设在所述卡口内。

优选的，在锁扣下方的单极单元盒表面具有一弧形凹面，第一扭簧、第二扭簧的两弹簧相连处抵触在弧形凹面上。

如上所述，本发明的带平衡型操纵机构的断路器，具有以下有益效果：能够使联动轴受力平衡，不会产生扭矩M，将操纵机构主簧力最大的输出给动触头系统，又能够保证动触头良好的同步性，而且零件较少，结构简单，便于装配，成本较低，易于生产。

附图说明

图1显示为现有技术中的四极断路器示意图。

图2显示为本发明的带平衡型操纵机构的四极断路器示意图。

图3显示为本发明的带平衡型操纵机构的四极断路器的具体结构图。

图4显示为图3的爆炸图。

图5显示为本发明的所述单极单元盒内的结构图。

图6显示为本发明的所述传动机构的具体结构图。

图7显示为本发明的所述跳扣的具体结构图。

图8显示为本发明的所述锁扣的具体结构图。

图9显示为本发明的所述牵引杠杆的具体结构图。

图10显示为本发明的所述跳扣轴的具体结构图。

图11显示为本发明的断路器处于闭合状态示意图。

图12显示为本发明的断路器处于再扣、断开状态示意图。

图13显示为本发明的断路器处于脱扣状态示意图。

元件标号说明

1单极单元盒

2操纵机构

3左、右侧板

4牵引杠杆

5主簧

6手柄杠杆

7上连杆

8跳扣

9锁扣

10下连杆

11定位轴

12联动轴

13手柄

14连接轴

15驱动轴

16跳扣轴

17锁扣轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图13。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图2所示，本发明提供一种带平衡型操纵机构的断路器，包括操纵机构2、至少两个单极单元盒1及连接在所有单极单元盒1之间的联动轴12、定位轴11，操纵机构2安装在两个单极单元盒1上并且关于联动轴中心对称。本实施例以四极断路器为例，操纵机构2安装在中间两个单极单元盒上1，即关于整个断路器的中心线GG对称，操纵机构2对N、A、B、C各相的动触头输出的转动力矩一致，将操纵机构主簧力最大的输出给动触头系统，又能够保证动触头良好的同步性。如图5所示，每个单极单元盒内设有动触头101、静触头102。

如图3及图4所示，上述操纵机构包括：

左、右侧板3，左、右侧板3分别置于上述两个单极单元盒1的两侧，上述定位轴11穿设在左、右侧板3上，左、右侧板3间设有跳扣轴16、锁扣轴17；

传动机构，见图4及图6所示，包括手柄13、手柄杠杆6、跳扣8、上连杆7和下连杆10、至少两个主簧5，手柄杠杆6、跳扣8和上连杆7均为U形，手柄杠杆6的上端与手柄13固定连接，手柄杠杆6的两条侧臂下端分别可转动地支撑在左、右侧板3上，跳扣8的两条侧臂的端部穿设在跳扣轴16上，上连杆7的两条侧臂转动连接在跳扣两条侧臂的内侧，上连杆7通过一根连接轴14与下连杆10相铰接，下连杆10的端部穿设在联动轴12上；主簧5的一端挂设在手柄杠杆6上，主簧5的另一端挂设在连接轴14上，所有主簧5关于联动轴中心对称分布；

脱扣机构，见图6所示，包括锁扣9、锁扣弹簧和牵引杠杆4，锁扣9、锁扣弹簧均穿设在锁扣轴17上，牵引杠杆4转动连接在左、右侧板的内侧。

本操纵机构内的各结构关于联动轴中心对称设置，确保了操纵机构对N、A、B、C各相输出的动触头转动力矩一致，确保动触头的同步性。如图10所示，上述跳扣轴16的两端在位于跳扣的外侧分别具有一卡槽161，一限位件82卡设在卡槽161内，该限位件用来阻挡跳扣沿跳扣轴左右滑动，确保跳扣的对称性。同样，为确保锁扣9位于锁扣轴的中间位置，在锁扣轴17的两端均套设有一限位轴套93，锁扣9限位在两个限位轴套93间。上述跳扣和锁扣的限位也可也通过其他结构实施，例如在跳扣轴和锁扣轴上设置相应凸起等。

上述左、右侧板3的顶面均设有一个弧形凹槽，弧形凹槽与手柄杠杆两条侧臂的下端圆弧曲面相配合，弧形凹槽的上方设有朝外侧凸出的连板来加固左、右侧板。手柄杠杆6转动支撑在左、右侧板3上，手柄杠杆6的两条侧臂间穿设一根驱动轴15，驱动轴15位于跳扣8的上方，跳扣两条侧臂的上表面分别设有圆弧曲面804与驱动轴15相配合。

上述连接轴14上设有多个限位槽，所有限位槽关于连接轴中心对称分布。手柄杠杆6包括两条侧臂和连接两条侧臂的横部，在横部上设有多个槽孔，所有槽孔关于手柄杠杆6的中心线对称分布。上述主簧5的一端挂设在限位槽内，主簧5的另一端挂设在槽孔内，通过限位槽的设置，防止主簧5在连接轴14上左右滑动，确保所有主簧的安装对称性。

为加快跳扣的迅速复位，提高操作机构的分断能力，上述跳扣轴16上穿设有第一扭簧81，第一扭簧81位于跳扣两侧臂的内侧，第一扭簧81的支腿固定在上述跳扣两侧臂内侧。

为加快锁扣的迅速复位，提高操作机构的分断能力，上述锁扣弹簧包括第二扭簧91和第三扭簧92，第二扭簧91和第三扭簧92均由两个弹簧相连构成，第二扭簧91的两条支腿均朝上分别固定在锁扣9的两侧，第三扭簧92的两条支腿均朝下分别固定在牵引杠杆4的中间部。在锁扣下方的单极单元盒表面具有一弧形凹面，第一扭簧91、第二扭簧92的两弹簧相连处抵触在弧形凹面上，因为两个扭簧分别位于牵引杠杆4、锁扣9的中间位置，两个扭簧的两支腿施加给两个零件的扭力均匀，不会产生轴向扭力，所以牵引杆、锁扣能够以最大扭矩作转动，进一步的减小机构的脱扣力。

如图7所示，跳扣8包括两条侧臂及一横部，横部的下侧设有一凸台802，横部的上侧设有一外翻边805；在两条侧臂的上表面设有圆弧曲面804，在两条侧臂的两端内侧分别设有第一半轴803和第二半轴801。跳扣上的圆弧曲面804与驱动轴15相配合，手柄杠杆6带动驱动轴15沿该圆弧曲面804运动，驱使跳扣8运动。跳扣上的第一半轴803用来固定上述第一扭簧的支腿。跳扣上的第二半轴801卡设在上连杆两条侧臂的端部，使跳扣与上连杆转动连接。

如图8所示，锁扣9上设有一个供跳扣8的外翻边805插入的长孔902，锁扣9的底部设有一个可与跳扣8的凸台802接触的凸块翻边901，锁扣的顶端903可与牵引杠杆4接触。在锁扣底端的两侧均设有一凸台904，凸台904上具有一卡口，上述第二扭簧91的支腿卡设在卡口内。

左、右侧板3通过两个销轴31、32定位相连，其中销轴32作为牵引杠杆的转动轴使用。如图9所示，牵引杠杆4具有空心轴403，销轴32穿设在空心轴403内，在空心轴的一侧设有与锁扣顶端抵触的凸台402，在牵引杠杆底部的横轴中间上设有固定上述第三扭簧支腿的槽口401。上述左、右侧板的内侧也可以设置一个半轴，上述牵引杠杆的空心轴两端插入半轴，实现牵引杠杆与左、右侧板转动连接，牵引杠杆的安装不限于上述两种转动方式，也可以为其他转动连接结构。

手柄杠杆6在手动或电动力的驱动下顺时针旋转，驱动轴15可旋转的贴在跳扣上的两处圆弧曲面804上压着跳扣8顺时针转动，跳扣8上的凸台802推着锁扣上的凸块翻边901使锁扣9逆时针转动，同时牵引杠杆4在第三扭簧92的作用下逆时针旋转，当手柄杠杆4被扳到最终位置后，跳扣上的外翻边805扣在锁扣上的长孔902内；此时，操纵机构处于再扣位置，如图12所示，动、静触头处于分断状态。

逆时针转动手柄杠杆4，由于跳扣8处于锁扣状态不会转动，在主簧5拉力的作用下，上连杆7绕着跳扣上的第二半轴801顺时针旋转，同时带动下连杆10，下连杆10推着动触头101快速转动，最终动触头101与静触头102完全接触，处于闭合状态，如图11所示，断路器为闭合位置。再顺时针旋转手柄杠杆4，跳扣8仍为锁扣状态，当手柄杠杆4转到最终位置时，操纵机构回到断开状态同图13所示。

当断路器处于闭合状态时，推动牵引杠杆4顺时针转动一定的角度时，锁扣9在第二扭簧91扭力的作用下解扣并顺时针旋转，此时，跳扣8增加一个转动的自由度，在主簧5拉力的作用下，跳扣8快速的逆时针转动，带动上连杆7、下连杆10、动触头101运动，使得动、静触头快速分开，操纵机构转换至脱扣状态，实现断路器的分断，而且由于操纵机构位于断路器的中间位置，使得主簧5传递给联动轴12的驱动力较均匀，不会产生扭矩M，进而最大的传递给动触头101，那么，操纵机构对各极动触头输出的转动力矩均匀，提高了触头的同步性，尤其是会增加两极产品中A极、四极产品中N极的超程。这种平衡型操纵机构既可以应用于塑壳式断路器，也可应用于万能式断路器（ACB）四极和大容量产品中、小型断路器（MCB）、油阻尼断路器等产品中。

综上所述，本发明的带平衡型操纵机构的断路器，能够使联动轴受力平衡，不会产生扭矩M，将操纵机构主簧力最大的输出给动触头系统，又能够保证动触头良好的同步性，而且零件较少，结构简单，便于装配，成本较低，易于生产。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种带平衡型操纵机构的断路器，包括操纵机构(2)、至少两个单极单元盒(1)及连接在所有单极单元盒(1)之间的联动轴(12)、定位轴(11)，其特征在于，所述操纵机构(2)安装在两个单极单元盒(1)上并且关于联动轴中心对称，所述操纵机构包括：左、右侧板(3)，左、右侧板(3)分别置于所述两个单极单元盒(1)的两侧，所述定位

轴穿设在所述左、右侧板上，所述左、右侧板间设有跳扣轴(16)、锁扣轴(17)；传动机构，包括手柄(13)、手柄杠杆(6)、跳扣(8)、上连杆(7)和下连杆(10)、至少两个主簧(5)，所述手柄杠杆(13)、跳扣(8)和上连杆(7)均为U形，手柄杠杆的上端与手柄固定连接，所述手柄杠杆两条侧臂的下端分别可转动地支撑在左、右侧板(3)上，所述手柄杠杆(6)的两条侧臂间穿设一根驱动轴(15)，所述驱动轴(15)位于所述跳扣(8)的上方，跳扣两条侧臂的上表面分别设有圆弧曲面与所述驱动轴相配合；所述跳扣两条侧臂的端部穿设在所述跳扣轴(16)上，所述上连杆(7)的两条侧臂转动连接在所述跳扣两条侧臂的内侧，所述上连杆(7)通过一根连接轴(14)与所述下连杆(10)相铰接，所述下连杆(10)的端部穿设在所述联动轴(12)上；所述主簧(5)一端挂设在所述手柄杠杆(6)上，主簧(5)的另一端挂设在所述连接轴(14)上，所有主簧关于所述联动轴中心对称分布；

脱扣机构，包括锁扣(9)、锁扣弹簧和牵引杠杆(4)，所述锁扣(9)、锁扣弹簧均穿设在所述锁扣轴(17)上，所述牵引杠杆(4)转动连接在所述左、右侧板(3)的内侧。

2.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述左、右侧板(3)的顶面均设有一个弧形凹槽，所述弧形凹槽与所述手柄杠杆(6)两条侧臂的下端圆弧曲面相配合，弧形凹槽的上方设有朝外侧凸出的连板。

3.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述连接轴(14)上设有多个限位槽，所述主簧(5)挂设在所述限位槽内，所有限位槽关于所述连接轴中心对称分布。

4.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述手柄杠杆(6)包括两条侧臂和连接两条侧臂的横部，所述横部上设有多个槽孔，所述主簧挂设在所述槽孔内，所有槽孔关于所述手柄杠杆的中心线对称分布。

5.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述跳扣轴(16)上穿设有第一扭簧(81)，第一扭簧(81)位于所述跳扣两侧臂的内侧，所述跳扣两侧臂的内侧均设有第一半轴(803)，所述第一扭簧的支腿固定在所述第一半轴(803)上。

6.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述跳扣轴(16)的两端在位于所述跳扣的外侧分别具有一卡槽(161)，一限位件(82)卡设在所述卡槽内。

7.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述锁扣轴(17)的两端均套设有一限位轴套(93)，所述锁扣(9)限位在两个限位轴套(93)间。

8.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述跳扣(8)包括两条侧臂及一横部，所述横部的下侧设有一凸台(802)，横部的上侧设有一外翻边(805)；所述锁扣(9)上设有一个供跳扣的外翻边(805)插入的长孔(902)，锁扣(9)的底部设有一个可与所述跳扣的凸台(802)接触的凸块翻边(901)，所述锁扣的顶端(903)可与所述牵引杠杆(4)接触。

9.根据权利要求1所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述锁扣弹簧包括第二扭簧(91)和第三扭簧(92)，所述第二扭簧(91)和第三扭簧(92)均由两个弹簧相连构成，第二扭簧(91)的两条支腿均朝上分别固定在所述锁扣(9)的两侧，第三扭簧(92)的两条支腿均朝下分别固定在所述牵引杠杆(4)的中间部。

10.根据权利要求9所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述牵引杠杆底部的横轴中间具有槽口(401)，所述第三扭簧(92)的支腿卡设在所述槽口内。

11.根据权利要求9所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：所述锁扣底端的两侧均设有一凸台(904)，所述凸台上具有一卡口，所述第二扭簧(91)的支腿卡设在所述卡口内。

12.根据权利要求9所述的带平衡型操纵机构的断路器，其特征在于：在锁扣下方的单极单元盒表面具有一弧形凹面，第一扭簧(91)、第二扭簧(920)的两弹簧相连处抵触在弧形凹面上。