CN106024478B - 一种具有灭弧装置的旋转开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有灭弧装置的旋转开关，包括壳体及由壳体承载的触头组件，所述触头组件包括动触头组件和与所述动触头组件配合的两个静触件，所述壳体包括动触头容腔以及与所述动触头容腔连通的沿径向布置的两个静触头容腔，所述动触头组件转动设置于所述动触头容腔内，在所述动触头组件上设置有灭弧装置，所述两个静触件分别置于所述的两个静触头容腔内，其特征在于：在所述壳体内还设置有两个消游离腔，该消游离腔与所述动触头容腔相通，且沿所述动触头容腔的圆周方向延伸。本发明旋转开关有效利用了壳体内部空间，在有限的空间内，合理设置动、静触件以及消游离腔，实现了在有限空间内消游离腔的最大化，增强了旋转开关的消游离效果。

Description

一种具有灭弧装置的旋转开关

技术领域

本发明涉及一种旋转开关，属于低压电器技术领域。

背景技术

旋转开关作为一种隔离开关，在分闸位置时，动、静触头间应具有符合规定要求的绝缘距离，并且开关具有明显的断开标志；在合闸位置时，触头应能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件下的电流。

目前已知的旋转开关都包括多个层，每个层均包括壳体、壳体承载的用于接通和分断的动、静触头，多个层的动触头绕同一旋转轴线转动，每个层的动触头与各自对应的静触头分离、闭合，同时可实现多个电路的切换。

这种旋转开关主要用于直流电路中，因此当开关分断时，会产生电弧，电弧的大小随着切换功率的增大而增加。因此会对开关的触头室产生比较大的影响，甚至会引起短路现象。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种有效利用旋转开关壳体的内部空间，增强消游离效果的具有灭弧装置的旋转开关。

技术方案：

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种具有灭弧装置的旋转开关，包括壳体及由壳体承载的触头组件，所述触头组件包括动触头组件和与所述动触头组件配合的两个静触件，所述壳体包括动触头容腔以及与所述动触头容腔连通的沿径向布置的两个静触头容腔，所述动触头组件转动设置于所述动触头容腔内，在所述动触头组件上设置有灭弧装置，所述两个静触件分别置于所述的两个静触头容腔内，在所述壳体内还设置有两个消游离腔，该消游离腔与所述动触头容腔相通，且沿所述动触头容腔的圆周方向延伸。

所述的两个消游离腔分别封闭在所述壳体内。

所述壳体还包括两个固定装配腔，一个固定装配腔与所述两个静触头容腔中的一个静触头容腔相邻，另一个固定装配腔与所述两个静触头容腔中的另一个静触头容腔相邻；每个所述消游离腔的一端由一个固定装配腔的腔壁隔断，另一端由一个静触头容腔的腔壁隔断，使得静触头容腔、固定装配腔、消游离腔在动触头容腔的整个圆周方向依次排列设置。

每个所述消游离腔的一端由所述两个静触头容腔中一个静触头容腔的腔壁隔断，另一端由所述两个静触头容腔中另一个静触头容腔的腔壁隔断，使得两个静触头容腔和两个消游离腔在动触头容腔的整个圆周方向彼此相间设置。

在位于消游离腔与动触头容腔之间的隔断壁上设有通槽，所述通槽开设在对应动触头打开位置处。

在所述消游腔内设置有冷却隔板，所述冷却隔板为多个且相互间间隔设置。

在所述消游离室的对应通槽的位置设置有由导磁材料制成的引弧片。

所述动触头组件包括一盘状动触头支架、一支承在动触头支架上的动触件，所述灭弧装置设置在所述动触头支架上，所述灭弧装置呈以动触头转动中心为圆心的圆弧状延伸。

所述动触头支架上设置有凸缘，所述动触头容腔内构成有与所述凸缘相配合的凹槽。

所述静触件包括用于与动触头组件接合的接触部和用于连接导线的连接部，所述接触部探入动触头容腔内，所述连接部露出壳体外，所述静触头容腔内构成有用于将动触头容腔与壳体外部隔断的第一封闭凸台。

有益效果：

当旋转开关的动触头组件与静触件打开时，动触头与静触件的接触部分离，两者之间产生电弧，电弧在打开过程中被拉长，并通过灭弧装置被熄灭，电弧灼烧动触头和接触部产生高温金属气体，电弧产生的高温气体进入消游离腔，在消游离腔内部被冷却，达到消游离的目的。本发明具有灭弧装置的旋转开关，其壳体内部设置动触头容腔、与动触头容腔连通的沿径向布置的两个静触头容腔以及两个消游离腔，该消游离腔与动触头容腔相通，且沿动触头容腔的圆周方向延伸，在整个动触头容腔的圆周外侧，消游离腔占据了除了静触头容腔外的所有空间，有效利用了壳体内部空间，在有限的空间内，合理设置动、静触件以及消游离腔，实现了在有限空间内消游离腔的最大化，增强了旋转开关的消游离效果；进一步地，消游离腔、动触头容腔为密闭腔，且两者相通，高温金属气体在动触头容腔中产生，由于空间的密闭性，动触头容腔与消游离腔之间产生气压差，迫使气体快速进入消游离腔，达到消游离目的，防止了旋转开关分断过程中产生的高温气体的喷出，消除了对外部环境产生的不利影响，实现零飞弧。另外，若将壳体、动触头支架等部件采用产气材料制造，当受到电弧灼烧时会产生有利于灭弧的气体，密闭的腔室还可防止灭弧气体的扩散，从而更有利于灭弧。再进一步地，消游离室中设置间隔一定距离的隔板，隔板可与壳体一体成型或设置成单独的导磁零件，用于增加与由电弧产生的高温气体的接触面积，从而对其进行冷却。另外，消游离室的对应通槽的位置设置有引弧片，引弧片采用导磁材料制成，有利于将电弧顺利的引导到消游离室中。

附图说明

图1本发明的旋转开关立体图。

图2本发明的旋转开关各层分解图。

图3本发明的本层基座和动、静触件的分解图

图4本发明的本层基座和动、静触件的装配图。

图5本发明的基座正面图。

图6本发明的动、静触件配合图。

图7本发明的基座背面图。

图8本发明动触头支架正面图。

图9本发明动触头支架背面图。

图10a本发明动触片侧视图。

图10b本发明的两个接触片的装配图。

图11本发明静触件图。

图12本发明静触件正视图。

图13本发明静触件侧视图。

图14本发明操作机构模块分解图。

具体实施方式

本发明的一种具有灭弧装置的旋转开关，如图1、2，包括多个层，每个层均通过一层的壳体1和相邻层的壳体1两两拼接构成一个触头模块的壳体，该触头模块内具有由壳体1承载的触头组件，如图3、4、5、7，触头组件包括动触头组件3和静触件2，动触头组件3包括一盘状动触头支架31、一支承在动触头支架31上的动触件32，动触件32包括两个动触头320，动触头支架31上设有灭弧装置311，灭弧装置311是以动触头转动中心为圆心的圆弧状延伸的狭缝灭弧室。

壳体内部设置有动触头容腔11、消游离腔12和静触头容腔14。通过一层的壳体和相邻层的壳体两两拼接构成一个触头模块的壳体，将静触件2的接触部21、动触头组件3、消游离腔12封闭在壳体内部，静触件2的连接部22露出在壳体外部。

如图3、6、8—13，动触头组件3包括一盘状动触头支架31、一支承在动触头支架31上的动触件32，在本实施例中，动触件32包括两个动触头320，动触件32由两个接触片321面对面叠装而成，或者采用具有两个接触片321形状的一个零件对折而成。每个接触片321包括中间基部324，以及从中间基部324分别向两个相反方向延伸构成的两个触片，每个触片包括与中间基部324衔接的第一折弯边322和与第一折弯边322衔接的第二折弯边323。一个接触片321的第一折弯边322和第二折弯边323和面对面设置的另一个接触片321的第一折弯边322和第二折弯边323构成一个动触头320，面对面设置的两个触片之间可容纳静触件2的接触部21，当静触件2的接触部21插入两个触片之间时，一个触片的第一折弯边322、第二折弯边323和与其面对面设置的另一个触片的第一折弯边322、第二折弯边323均发生弹性变形，对静触件2的接触部21施加压力，即产生触头压力。动触件32的中心位置即每个接触片321的中间基部324的中间位置设置有多边形孔325，如图3、图8、图10a、10b，中间基部324上设有定位凹槽3233，用于两个接触片321叠装时的铆接定位，中间基部324上还设有铆装凸台3232和铆装槽3234，两个接触片321对扣后，一个接触片321的铆装凸台3232插入到另一个接触片321的铆装槽3234内，然后通过铆装，将两个接触片321固定在一起，并通过铆装凸台3232与铆装槽3234的配合，防止在合分闸过程中两者出现错开。在第二折弯边323的侧部上设置有起导向作用的翼片3231，用于在动触头320与静触件2的接触部21开始接触时起导向作用。优选地，在第二折弯边323的端部通过倒角处理构成有倒角面3235。两个接触片321对拼后，在第二折弯边323的端部形成一刃口，该刃口在动作过程中对接触部21表面有切削作用，造成动、静触头摩擦力加大，使动、静触头分闸力也相应增大。倒角面3235的设置，减小了动触头320对静触头接触部21的切削，从而减小动、静触头之间的摩擦力。

动触头支架31包括驱动部315、支撑部313和灭弧装置311。驱动部315设置在动触头支架31的中心位置，驱动部315包括位于动触头支架31的一侧上的横截面呈多边形的柱状件，以及位于动触头支架31的另一侧上的圆台316，柱状件的顶部凸设有定位件3151，圆台316的中心位置开设有用于与旋转开关另一层上的动触头支架31上的柱状件相配合、且横截面呈多边形的嵌配槽317。装配时，旋转开关一层上的动触头支架31上的柱状件与另一层的动触头支架31上的嵌配槽317相嵌合，同时，定位件3151容纳在嵌配槽317底部的槽口3171中，使得旋转开关的每一层的动触头组件3具有同一旋转轴。支撑部313用于支承动触件32的中间基部324，支撑部313的一侧开设有用于与动触件32的中间基部324上的铆装凸台3232相配合的凹槽3131，支撑部313的另一侧即动触头支架31的设置圆台316的该侧上设置有以动触头组件3的转动中心为圆心呈圆周状延伸的凸缘318，用于与动触头容腔11内的凹槽110相配合，从而增加旋转开关相邻两极之间的爬电距离和动触头容腔11的密闭性。灭弧装置311为以动触头组件3的转动中心为圆心的环状延伸的狭缝灭弧室，其上开设有同样以动触头组件3的转动中心为圆心的环状延伸的且横截面呈“V”形的灭弧槽312，V形灭弧槽312的开口尺寸为其刚好可容纳一个静触件2的接触部21。

本发明的动触件32包括两个动触头320，两个动触头320之间呈180°设置，由于动触头320至动触头组件3的转动中心的距离与灭弧装置311的半径相同，且当动触头组件3的中间基部324与支撑部313相配合安装完成后，动触头320与灭弧装置311在同一水平面上，因此，在本发明中，两个动触头320会对灭弧装置311进行阻断，灭弧装置311构成为两段以动触头转动中心为圆心的圆弧状延伸的零件。

支撑部313还包括两个分别用于支承动触头320的支承翼片314，其进一步的作用是：增加旋转开关上层、下层即相邻两极之间的爬电距离，对相邻两极进行有效隔断；同时，防止在分合闸过程中动触头320对动触头容腔11的底壁111的刮擦而减小合分闸速度。

静触件2包括用于与动触头组件3接合的接触部21和用于连接导线的连接部22，接触部21探入动触头容腔11内，连接部22位于壳体外。接触部21上，在与动触头接合的方向上设置有细长槽23，细长槽23在接合方向上设置有开口24，且细长槽的顶端无限接近静触头的合闸区域，使开关在分断过程中产生的电弧在电流磁场的作用下能移动到开口24处，实现对电弧的磁吹作用，避免合闸区由于烧损引起动、静触头无法合闸到位。细长槽的宽度一般大于一个静触头导电板的厚尺寸。接触部21两侧边缘设置有斜边刃口25，作用是保证动触头与静触头在开始接触时，静触头能顺利插入动触头中。连接部22上设置有用于固定接线螺钉的螺纹孔221。接触部21和连接部22之间设置有安装部27，安装部27设置有垂直向外延伸的凸台26。

壳体的中心位置处设置有容纳动触头组件3的动触头容腔11，在动触头容腔11中心设置有通孔112，用于上下两层触头组之间的联系，动触头容腔11内构成有与动触头支架31上设置的凸缘318相配合的凹槽110。

壳体内部还设置有两个用于容纳静触件2的静触头容腔14，两个静触头容腔14与动触头容腔11连通，且两者之间沿径向布置，即以动触头组件的转动中心对称设置在动触头容腔11两侧，两者之间相隔180°，静触头容腔14内构成有用于将动触头容腔11与壳体1外部隔断的第一封闭凸台145。在本发明中，旋转开关的每个层均通过本层的壳体1和相邻层的壳体1两两配合构成一个模块，静触头容腔14可通过在本层的壳体1的上表面的凹设构造和在上层壳体的下表面凹设上接线腔147共同构成，本层的壳体1的上表面设置有用于支承安装部27的凸筋141、用于对连接部22安装定位的端部止挡143、用于防止在细长槽23的两个壁之间落入电弧粒子的嵌合筋144、用于支承连接部22的斜面142，斜面142上开设有用于配合螺纹孔221安装螺钉的螺钉孔1421，上层壳体的下表面凹设有上接线腔147、用于当接线时对改锥让位的接线让位凹腔148、第一封闭凸台145、用于抵靠灭弧装置311上表面的第二封闭凸台113、用于抵靠接触片321中间基部324上表面的圆周状封闭筋114、用于抵靠静触头2的安装部27的安装部凸台149、第三封闭筋132。第一封闭凸台145上开设有用于与嵌合筋144相配合的凹口146。

在壳体1内还设置有两个消游离腔12，该消游离腔12与动触头容腔11相通，且沿动触头容腔11的圆周方向延伸。本实施例中，壳体1还包括两个固定装配腔15，一个固定装配腔15与两个静触头容腔14中的一个静触头容腔14相邻，另一个固定装配腔15与两个静触头容腔14中的另一个静触头容腔14相邻；每个消游离腔12的一端由一个固定装配腔15的腔壁152隔断，另一端由一个静触头容腔14的腔壁140隔断，使得静触头容腔14、固定装配腔15、消游离腔12在动触头容腔11的整个圆周方向依次排列设置。考虑电弧产生高温气体后腔体内的气压差，以及可能的将壳体、动触头支架等部件采用产气材料制造后，当受到电弧灼烧时会产生有利于灭弧的气体，优选地，将两个消游离腔12分别封闭在壳体内，即消游离腔12与壳体1外部隔断。通槽13开设在动触头容腔11与消游离室12之间的隔断壁115上，并对应动触头320打开位置处，通槽13的开口优选为宽度为2mm，使得消游离腔12与动触头容腔11相通。引弧片4设置在消游离室12中，引弧片4具有折弯头41，引弧片4采用导磁材料制成。消游离室12中的对应通槽13的位置处设置有通槽台阶131，引弧片4的折弯头41帖合在通槽台阶131上，引弧片4的一端抵靠在消游离室12的底壁上，引弧片4的另一端由第三封闭筋132压紧，从而将引弧片4固设在消游离室12中。消游离室12中设置间隔一定距离的隔板121，隔板121可与壳体1一体成型或设置成单独的导磁零件，用于增加与由电弧产生的高温气体的接触面积，从而对其进行冷却。

安装时将动触件32通过多边形孔325套装在动触头支架31的驱动部315上，实现与触头支架的联动。动触件32抵靠在支撑部313上，动触件32上的铆装凸台3232埋入触头支架31的凹坑3131内，动触件32上由两个接触片组成的中心平面与“V”形槽所在的中心平面处于同一平面上。将静触件2的接触部21插入灭弧装置311的“V”型槽312内，然后一起安装到动触头容腔11中，使静触头2的安装部27抵靠在外壳的静触件容腔14的凸筋141上，并通过安装部27上的安装凸台26实现在静触件容腔14内的定位，静触头的连接部分别延伸到外壳的面143上。动触头支架31安装在动触头容腔11内，灭弧装置311的底部一侧由动触头容腔11的底壁111支承，凸缘318埋设在凹槽110内，动触头支架31上的驱动部315插入上一层的壳体1的通孔112内，从而形成一极触头模块。所述的触头模块分为奇数级触头模块和偶数级触头模块，两种模块的外壳相类似，具有相同的特征点。

将触头模块一层层叠装，上一层壳体1背面的螺孔凸台152与下一层壳体1正面的孔内台阶151相配合，实现外壳之间的安装定位。使触头模块中的触头支架上的多边形驱动轴315插入到相邻触头模块中的触头支架上的多边形驱动孔318内，从而实现多极开关联动。相邻层的静触头相隔60度，引出至不同的外壳面上，相邻层的触头支架也隔60度安装，从而实现多层触头模块中的动触头绕同一轴线转动，实现各极同分或同合。旋转开关底部通过一底盖6封闭，底盖一侧面上设置有外壳1背面相一致的特征。触头模块通过螺钉7穿过外壳上的孔150后与操作机构模块5相固定。

操作机构5包括由上盖531和下壳532构成的外壳，操作杆51、驱动盘54、主扭簧56、限位盘59、止动件57及复位弹簧58。

驱动盘54、限位盘59、止动件57安装在外壳内。操作杆51穿过上盖531上的中心孔后，与驱动盘54通过弹性卡扣相卡合，实现操作杆51带动驱动盘54绕着上盖531中心孔来回旋转。主扭簧56套装在限位盘59内，安装在限位盘59与驱动盘54之间，并使主扭簧56上的两个弹性臂夹持在限位盘59和驱动盘54的驱动凸台上。止动件57通过复位弹簧58抵靠在限位盘54的轴向限位凸台面591上。限位盘通过外壳上的孔向外输出，限位盘上设有与触头支架上多边形驱动孔相配合的多边形驱动轴。从而实现与触头模块的连动。

固定装配腔15上设置有用于穿设螺钉7的孔150，通过螺钉7穿过各层的壳体后，螺钉7的螺钉头最终扭入操作机构5上的螺纹孔内，实现各层的层叠固定。如果本发明的壳体1与相邻层的壳体1之间不是通过螺钉7紧固，而是通过卡接方式紧固，那么壳体内部也可不设置固定装配腔15，则每个消游离腔12的一端由所述两个静触头容腔14中一个静触头容腔14的腔壁140隔断，另一端由所述两个静触头容腔14中另一个静触头容腔14的腔壁140隔断，使得两个静触头容腔14和两个消游离腔12在动触头容腔11的整个圆周方向彼此相间设置。

Claims (9)

1.一种具有灭弧装置的旋转开关，包括壳体及由壳体承载的触头组件，所述触头组件包括动触头组件和与所述动触头组件配合的两个静触件，所述壳体包括动触头容腔以及与所述动触头容腔连通的沿径向布置的两个静触头容腔，所述动触头组件转动设置于所述动触头容腔内，在所述动触头组件上设置有灭弧装置，所述两个静触件分别置于所述的两个静触头容腔内，其特征在于：在所述壳体内还设置有两个消游离腔，该消游离腔与所述动触头容腔相通，且沿所述动触头容腔的圆周方向延伸，所述的两个消游离腔分别封闭在所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：所述壳体还包括两个固定装配腔，一个固定装配腔与所述两个静触头容腔中的一个静触头容腔相邻，另一个固定装配腔与所述两个静触头容腔中的另一个静触头容腔相邻；每个所述消游离腔的一端由一个固定装配腔的腔壁隔断，另一端由一个静触头容腔的腔壁隔断，使得静触头容腔、固定装配腔、消游离腔在动触头容腔的整个圆周方向依次排列设置。

3.根据权利要求1所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：每个所述消游离腔的一端由所述两个静触头容腔中一个静触头容腔的腔壁隔断，另一端由所述两个静触头容腔中另一个静触头容腔的腔壁隔断，使得两个静触头容腔和两个消游离腔在动触头容腔的整个圆周方向彼此相间设置。

4.根据权利要求2或3所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：在位于消游离腔与动触头容腔之间的隔断壁上设有通槽，所述通槽开设在对应动触头打开位置处。

5.根据权利要求4所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：在所述消游腔内设置有冷却隔板，所述冷却隔板为多个且相互间间隔设置。

6.根据权利要求5所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：在所述消游离室的对应通槽的位置设置有由导磁材料制成的引弧片。

7.根据权利要求6所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：所述动触头组件包括一盘状动触头支架、一支承在动触头支架上的动触件，所述灭弧装置设置在所述动触头支架上，所述灭弧装置呈以动触头转动中心为圆心的圆弧状延伸。

8.根据权利要求7所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：所述动触头支架上设置有凸缘，所述动触头容腔内构成有与所述凸缘相配合的凹槽。

9.根据权利要求8所述的具有灭弧装置的旋转开关，其特征在于：所述静触件包括用于与动触头组件接合的接触部和用于连接导线的连接部，所述接触部探入动触头容腔内，所述连接部露出壳体外，所述静触头容腔内构成有用于将动触头容腔与壳体外部隔断的第一封闭凸台。