CN106796849B - 电气开关设备及其对应的传动总成 - Google Patents

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Abstract

一种用于电气开关设备(2)的传动总成(100)。所述电气开关设备包含外壳(4)、座架(6)、至少一个充电机构(8、10)以及一对可分离触头(12)。所述传动总成具有驱动总成(102)和传递总成(152)。所述驱动总成包含旋转驱动部件(104)、储能机构(110)以及部分地延伸到所述储能机构中并且耦合到所述旋转驱动部件的线性驱动部件(108)。所述传递总成与所述驱动总成和所述可分离触头配合并且包含滑动传递组件(160)。所述传动总成在负载断开位置、空载闭合位置、负载闭合位置和空载断开位置之间移动。当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述线性驱动部件在大体线性方向(109)上驱动所述滑动传递组件，由此闭合所述可分离触头。

Description

电气开关设备及其对应的传动总成
相关申请案的交叉引用
本申请案主张2014年10月20日递交的第14/518,059号美国专利申请案的优先权并主张所述美国专利申请案的权益，所述美国专利申请案以引用的方式并入本文中。
技术领域
所公开的概念大体上涉及电气开关设备，并且更具体地说，涉及断路器等电气开关设备。所公开的概念还涉及用于电气开关设备的传动总成。
背景技术
例如断路器等电气开关设备为电气系统提供保护，以使电气系统免受电气故障情况(例如电流过载、短路、异常电压和其它故障情况)影响。通常，断路器包含操作机构，所述操作机构响应于如例如通过脱扣器检测到的此类故障情况而断开电触头总成以中断电流流过电气系统的导体。
例如，一些中压断路器的操作机构通常包含允许断开和闭合电触头的凸轮总成。个别凸轮制造起来昂贵且困难。另外，凸轮总成需要大量劳动时间来组装。
因此存在改进电气开关设备及其对应的传动总成的空间。
发明内容
通过所公开的概念的实施例能满足这些需要以及其它需要，其中提供一种传动总成，所述传动总成的优势之一是能经济且有效地允许断开和闭合电气开关设备的一对可分离触头。
根据所公开的概念的一个方面，提供一种用于电气开关设备的传动总成。电气开关设备包含外壳、耦合到外壳的座架、耦合到座架的至少一个充电机构，以及设置在外壳内的一对可分离触头。传动总成包括：驱动总成，所述驱动总成包括构造成耦合到充电机构的旋转驱动部件、储能机构，以及部分地延伸到储能机构中并且耦合到旋转驱动部件的线性驱动部件；传递总成，所述传递总成与驱动总成配合并且构造成与可分离触头配合，所述传递总成包括构造成设置在座架上的滑动传递组件。传动总成构造成在负载断开位置、空载闭合位置、负载闭合位置和空载断开位置之间移动。当传动总成从负载断开位置移动到空载闭合位置时，线性驱动部件在大体线性方向上驱动滑动传递组件，由此闭合可分离触头。
作为所公开的概念的另一方面，提供一种电气开关设备。所述电气开关设备包括：外壳、耦合到外壳的座架、耦合到座架的至少一个充电机构、设置在外壳内的一对可分离触头，以及传动总成，所述传动总成包括驱动总成和传递总成，所述驱动总成包括耦合到充电机构的旋转驱动部件、储能机构，以及部分地延伸到储能机构中并且耦合到旋转驱动部件的线性驱动部件，所述传递总成与驱动总成和可分离触头中的每个配合，所述传递总成包括设置在座架上的滑动传递组件。传动总成构造成在负载断开位置、空载闭合位置、负载闭合位置和空载断开位置之间移动。当传动总成从负载断开位置移动到空载闭合位置时，线性驱动部件在大体线性方向上驱动滑动传递组件，由此闭合可分离触头。
附图说明
当结合附图理解时可以从优选实施例的以下描述获得对所公开的概念的充分理解，附图中：
图1是根据所公开的概念的实施例的电气开关设备及其对应的传动总成的一部分的简化视图；
图2是图1的电气开关设备及其对应的传动总成的一部分的等距前视图；
图3是电气开关设备及其对应的传动总成的侧视正视图，示出处于负载断开位置的传动总成；
图3A是图3的电气开关设备及其对应的传动总成的一部分的放大视图；
图4是电气开关设备及其对应的传动总成的侧视正视图，示出处于空载闭合位置的传动总成；
图5是电气开关设备及其对应的传动总成的侧视正视图，示出处于负载闭合位置的传动总成；
图6是电气开关设备及其对应的传动总成的侧视正视图，示出处于空载断开位置的传动总成；
图7是图1的电气开关设备的一部分的等距前视图，示出移除座架的一部分以展示隐藏的结构。
具体实施方式
如本文中所采用，术语“数目”应指一或大于一的整数(即，多个)。
如本文中所采用，两个或更多个部件“连接”或“耦合”在一起的表述应指所述部件直接接合在一起或通过一个或多个中间部件接合。
如本文中所采用，两个或更多个部件或组件彼此“啮合”的表述应指所述部件直接接触和/或相对于彼此施加力或通过一个或多个中间部件或组件接触和/或相对于彼此施加力。
图1示出根据所公开的概念的非限制性实施例的电气开关设备(例如，非限制性地，中压真空断路器2)。在图1的实例中，断路器2包含外壳4(以幻线绘线图中的简化形式示出)、耦合到外壳4的座架6、耦合到座架6的充电机构(例如，非限制性地，电机8)，以及传动总成100。断路器2还可以包含除电机8以外的手动充电机构10，如图2中所示。如将在下文中论述，断路器2进一步包含一对可分离触头12(图3、4、5和6)。所公开的传动总成100的优势之一是能有效且经济地允许断开和闭合可分离触头12。
参考图3，传动总成100包含驱动总成102和传递总成152。驱动总成102与充电机构8、10(图2)和传递总成152配合。传递总成152与驱动总成102和可分离触头12配合。驱动总成102具有旋转驱动部件104和耦合到旋转驱动部件104的多个线性驱动部件106、108(示出两个)。应了解，旋转驱动部件104进一步耦合到电机8和手动充电机构10。驱动总成102还包含耦合到座架6并与线性驱动部件108配合的控制部件107。另外，驱动总成102具有储能机构(例如，非限制性地，压缩弹簧110)。线性驱动部件106、108中的每个线性驱动部件至少部分地延伸到弹簧110中，如图所示。
传递总成152包含滑动传递组件160和连杆总成170。滑动传递组件160与驱动总成102和连杆总成170中的每一个配合。此外，连杆总成170与可分离触头12配合。如所见，连杆总成170具有多个旋转连杆部件171、174(示出两个)和多个耦合连杆部件177、178(示出两个)。旋转连杆部件171、174和耦合连杆部件178具有对应的端部部分172、173、175、176和179、180。旋转连杆部件171的端部部分172构造成啮合滑动传递组件160，并且耦合连杆部件177将旋转连杆部件171的端部部分173耦合到旋转连杆部件174的端部部分175。另外，耦合连杆部件178的端部部分179耦合到旋转连杆部件174的端部部分176，并且耦合连杆部件178的端部部分180耦合到可分离触头12。
如图3A的放大视图中所见，滑动传递组件160具有多个底座边缘161、162和多个滑动边缘163、165，所述多个滑动边缘位于底座边缘161、162之间。底座边缘161与底座边缘162间隔开并平行于底座边缘162。滑动边缘163与滑动边缘165相对设置并与滑动边缘165间隔开。滑动传递组件160进一步包含连接边缘164，所述连接边缘将滑动边缘163连接到底座边缘162。在本文中示出且描述的实例中，滑动边缘165具有弯曲部分166和线性部分167。
再次参考图3，传递总成152包含耦合到座架6的底座总成200。底座总成200具有耦合到座架6的底座组件202。底座组件202具有细长线性槽203。滑动传递组件160位于细长线性槽203中。应了解，图3和3A示出了处于负载断开位置的传动总成100，对应于处于缩回位置的连杆总成170。
在操作中，控制部件107经配置以被致动(例如，非限制性地，通过位于断路器2上的手动按钮(未示出)致动)。当被致动时，控制部件107释放线性驱动部件108和弹簧110。当发生这种情况时，旋转驱动部件104旋转，并且线性驱动部件106、108在大体线性方向109上移动，以便驱动滑动传递组件160。当滑动传递组件160开始移动时，滑动传递组件160在槽203内滑动，并且传动总成100从负载断开位置(图3)移动到空载闭合位置(图4)，由此闭合可分离触头12。
参考图3和4，应了解，当传动总成100从负载断开位置(图3)移动到空载闭合位置(图4)时，连杆总成170从缩回位置(图3)移动到延伸位置(图4)。此外，当传动总成100从负载断开位置(图3)移动到空载闭合位置(图4)时，耦合连杆部件178在与方向109大体相反且平行的方向181上移动。另外，旋转连杆部件171的端部部分172从滑动传递组件160的弯曲部分166滑动到滑动传递组件160的线性部分167。以此方式，传动总成100有效地允许弹簧110使可分离触头12闭合。因此，所公开的传动总成100的优势之一是能省略现有技术所需要的凸轮总成，并且因此比传统的传动总成(未示出)制造起来明显更便宜且更容易。
参考图4和5，传动总成100还包含负载闭合位置(图5)。当传动总成100从空载闭合位置(图4)移动到负载闭合位置(图5)时，线性驱动部件108从滑动传递组件160移开。负载闭合位置(图5)是当断路器2可操作时传动总成100的位置。
继续参考图5，传递总成152进一步包含旋转轴组件184和耦合到旋转轴组件184的短柄斧状组件186。旋转轴组件184耦合到断路器2的座架6。短柄斧状组件186啮合滑动传递组件160的滑动边缘163。另外，传递总成152具有各自耦合到旋转连杆部件174的接触弹簧188和开放型弹簧190。如所见，接触弹簧188进一步耦合到可分离触头12并且开放型弹簧190耦合到座架6。
参考图5和6，传动总成100还包含空载断开位置(图6)。当传动总成100从负载闭合位置(图5)移动到空载断开位置(图6)时，接触弹簧188和开放型弹簧190各自释放能量，由此允许连杆总成172从延伸位置移动到缩回位置。此外，滑动传递组件160有利地构造成倾斜的，因此旋转连杆部件171的端部部分172能够在滑动边缘165的线性部分167上滑动，而不是被固定的滑动传递组件160阻挡。当传动总成100从负载闭合位置(图5)移动到空载断开位置(图6)时，旋转轴组件184旋转并且短柄斧状组件186在滑动传递组件160的滑动边缘163上滑动。以此方式，传动总成100有利地允许断开可分离触头12。
如图7中所见，底座总成200进一步包含耦合到底座组件202的锁定组件204。当传动总成100从负载断开位置(图3)移动到空载闭合位置(图4)时，线性驱动部件108将滑动传递组件160驱动到驱动位置。当传动总成100处于空载闭合位置(图4)时，锁定组件204有利地将滑动传递组件160维持在驱动位置中。以此方式，锁定组件204提供用于滑动传递组件160的合适的机构以保持可分离触头12闭合。
继续参考图7，断路器2进一步包含耦合到线性驱动部件108和滑动传递组件160的复位弹簧14。当传动总成100从空载断开位置(图6)移动到负载断开位置(图3)时，复位弹簧14有利地使滑动传递组件160、短柄斧状部件186和旋转轴组件184能够移动到图3中示出的位置。以此方式，断路器2复位并且准备好闭合可分离触头12。
因此，应了解，所公开的概念提供改进的(例如，非限制性地，制造起来更便宜且更容易)电气开关设备(例如，非限制性地，中压真空断路器2)及其对应的传动总成100，所述传动总成的优势之一是能提供改进的机构以允许断开和闭合一对可分离触头12。
另外，虽然已经结合具有底座边缘161、162和滑动边缘163、165的滑动传递组件160描述了所公开的概念，但是应了解，滑动传递组件(未示出)可以具有任何合适的替代形状和/或配置以便执行以下期望功能：允许线性驱动部件108与连杆总成170以如本文所描述的类似方式配合以断开和闭合可分离触头12。此外，连杆总成(未示出)具有任何合适的替代数目和/或配置的连杆部件(未示出)以便执行允许滑动传递组件160与可分离触头12配合的期望功能，这在所公开的概念的范围内。
虽然已经详细描述了所公开的概念的特定实施例，但是所属领域的技术人员应了解，可以考虑本发明的整体教示而完善对那些详细描述的各种修改和替代方案。因此，所揭示的具体布置仅意指说明性的而不限制关于所公开的概念的范围，所公开的概念的范围由所附权利要求书以及其任何和所有等效物的完整范围指定。

Claims (13)

1.一种用于电气开关设备(2)的传动总成(100)，所述电气开关设备包括外壳(4)、耦合到所述外壳的座架(6)、耦合到所述座架的至少一个充电机构(8、10)，以及设置在所述外壳内的一对可分离触头(12)，所述传动总成包括：
驱动总成(102)，其包括：
旋转驱动部件(104)，其构造成耦合到所述至少一个充电机构，
储能机构(110)，以及
线性驱动部件(108)，其部分地延伸到所述储能机构中并且耦合到所述旋转驱动部件，
传递总成(152)，其与所述驱动总成配合并且构造成与所述可分离触头配合，所述传递总成包括构造成设置在所述座架上的滑动传递组件(160)，
其中所述传动总成构造成在负载断开位置、空载闭合位置、负载闭合位置和空载断开位置之间移动，
其中，当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述线性驱动部件在大体线性方向(109)上驱动所述滑动传递组件，由此闭合所述可分离触头，
其中所述传递总成(152)进一步包括连杆总成(170)；其中所述连杆总成与所述滑动传递组件(160)配合，并且构造成与所述可分离触头(12)配合；并且其中当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述连杆总成从缩回位置移动到延伸位置，由此闭合所述可分离触头，
其中所述连杆总成(170)包括第一耦合连杆部件(177)、第二耦合连杆部件(178)、第一旋转连杆部件(171)以及第二旋转连杆部件(174)；其中所述第二耦合连杆部件、所述第一旋转连杆部件和所述第二旋转连杆部件中的每个具有第一端部部分(179、172、175)和第二端部部分(180、173、176)；其中所述第一旋转连杆部件的所述第一端部部分构造成啮合所述滑动传递组件(160)；其中所述第一耦合连杆部件将所述第一旋转连杆部件的所述第二端部部分耦合到所述第二旋转连杆部件的所述第一端部部分；其中所述第二旋转连杆部件的所述第二端部部分耦合到所述第二耦合连杆部件的所述第一端部部分；并且其中所述第二耦合连杆部件的所述第二端部部分构造成耦合到所述可分离触头(12)，
其中所述滑动传递组件(160)包括第一底座边缘(161)、第二底座边缘(162)、第一滑动边缘(165)和第二滑动边缘(163)；其中所述第一底座边缘平行于所述第二底座边缘并与所述第二底座边缘间隔开；其中所述第一滑动边缘与所述第二滑动边缘相对并与所述第二滑动边缘间隔开；其中所述第一滑动边缘和所述第二滑动边缘中的每个位于所述第一底座边缘与所述第二底座边缘之间；其中所述第一滑动边缘包括弯曲部分(166)和线性部分(167)；并且其中当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述第一旋转连杆部件(171)的所述第一端部部分(172)在所述第一滑动边缘上从所述弯曲部分滑动到所述线性部分。
2.根据权利要求1所述的传动总成(100)，其中所述传递总成(152)进一步包括旋转轴组件(184)和耦合到所述旋转轴组件的短柄斧状组件(186)；其中所述旋转轴组件构造成耦合到所述座架(6)；其中所述短柄斧状组件啮合所述滑动传递组件(160)的所述第二滑动边缘(163)；并且其中当所述传动总成从所述负载闭合位置移动到所述空载断开位置时，所述旋转轴组件旋转并且所述短柄斧状组件在所述滑动传递组件的所述第二滑动边缘上滑动。
3.一种用于电气开关设备(2)的传动总成(100)，所述电气开关设备包括外壳(4)、耦合到所述外壳的座架(6)、耦合到所述座架的至少一个充电机构(8、10)，以及设置在所述外壳内的一对可分离触头(12)，所述传动总成包括：
驱动总成(102)，其包括：
旋转驱动部件(104)，其构造成耦合到所述至少一个充电机构，
储能机构(110)，以及
线性驱动部件(108)，其部分地延伸到所述储能机构中并且耦合到所述旋转驱动部件，
传递总成(152)，其与所述驱动总成配合并且构造成与所述可分离触头配合，所述传递总成包括构造成设置在所述座架上的滑动传递组件(160)，
其中所述传动总成构造成在负载断开位置、空载闭合位置、负载闭合位置和空载断开位置之间移动，
其中，当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述线性驱动部件在大体线性方向(109)上驱动所述滑动传递组件，由此闭合所述可分离触头，
其中所述传递总成(152)进一步包括底座总成(200)，所述底座总成包括底座组件(202)；其中所述底座组件构造成耦合到所述座架(6)；其中所述底座组件具有细长线性槽(203)；并且其中当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述滑动传递组件(160)在所述细长线性槽内滑动，
其中所述滑动传递组件(160)具有驱动位置；其中当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述线性驱动部件(108)将所述滑动传递组件驱动到所述驱动位置；其中所述底座总成(200)进一步包括耦合到所述底座组件的锁定组件(204)；并且其中当所述传动总成处于所述空载闭合位置时，所述锁定组件将所述滑动传递组件维持在所述驱动位置中。
4.根据权利要求3所述的传动总成(100)，其中所述传递总成(152)进一步包括连杆总成(170)；其中所述连杆总成与所述滑动传递组件(160)配合，并且构造成与所述可分离触头(12)配合；并且其中当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述连杆总成从缩回位置移动到延伸位置，由此闭合所述可分离触头。
5.根据权利要求4所述的传动总成(100)，其中所述连杆总成(170)包括第一耦合连杆部件(177)、第二耦合连杆部件(178)、第一旋转连杆部件(171)以及第二旋转连杆部件(174)；其中所述第二耦合连杆部件、所述第一旋转连杆部件和所述第二旋转连杆部件中的每个具有第一端部部分(179、172、175)和第二端部部分(180、173、176)；其中所述第一旋转连杆部件的所述第一端部部分构造成啮合所述滑动传递组件(160)；其中所述第一耦合连杆部件将所述第一旋转连杆部件的所述第二端部部分耦合到所述第二旋转连杆部件的所述第一端部部分；其中所述第二旋转连杆部件的所述第二端部部分耦合到所述第二耦合连杆部件的所述第一端部部分；并且其中所述第二耦合连杆部件的所述第二端部部分构造成耦合到所述可分离触头(12)。
6.根据权利要求5所述的传动总成(100)，其中当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述线性驱动部件(108)在第一方向(109)上移动；并且其中当所述连杆总成(170)从所述缩回位置移动到所述延伸位置时，所述第二耦合连杆部件(178)在与所述第一方向(109)大体平行且相反的第二方向(181)上移动。
7.根据权利要求5所述的传动总成(100)，其中当所述传动总成从所述空载闭合位置移动到所述负载闭合位置时，所述线性驱动部件(108)从所述滑动传递组件(160)移开。
8.根据权利要求7所述的传动总成(100)，其中所述传递总成(152)进一步包括开放型弹簧(190)和接触弹簧(188)；其中所述开放型弹簧耦合到所述第二旋转连杆部件(174)并且构造成耦合到所述座架(6)；其中所述接触弹簧耦合到所述第二耦合连杆部件(178)并且构造成耦合到所述可分离触头(12)；并且其中当所述传动总成从所述负载闭合位置移动到所述空载断开位置时，所述开放型弹簧和所述接触弹簧中的每个释放能量。
9.根据权利要求7所述的传动总成(100)，其中当所述传动总成从所述负载闭合位置移动到所述空载断开位置时，所述连杆总成(170)从所述延伸位置移动到所述缩回位置。
10.根据权利要求3所述的传动总成(100)，其中所述驱动总成(102)进一步包括与所述线性驱动部件(108)配合的控制部件(107)；其中所述控制部件构造成耦合到所述座架(6)；并且其中所述控制部件构造成释放所述线性驱动部件，由此将所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置。
11.一种电气开关设备(2)，其包括：
外壳(4)；
座架(6)，其耦合到所述外壳；
至少一个充电机构(8、10)，其耦合到所述座架；
一对可分离触头(12)，其设置在所述外壳内，以及
传动总成(100)，其包括：
根据权利要求1到10中任一权利要求所述的驱动总成(102)。
12.根据权利要求11所述的电气开关设备(2)，其中所述滑动传递组件(160)具有驱动位置；其中当所述传动总成(100)从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述线性驱动部件(108)将所述滑动传递组件驱动到所述驱动位置；其中所述传递总成进一步包括底座总成(200)，所述底座总成包括底座组件(202)和耦合到所述底座组件的锁定组件(204)；其中所述底座组件耦合到所述座架(6)；其中所述底座组件具有细长线性槽(203)；其中当所述传动总成从所述负载断开位置移动到所述空载闭合位置时，所述滑动传递组件在所述细长线性槽内滑动；并且其中当所述传动总成处于所述空载闭合位置时，所述锁定组件将所述滑动传递组件维持在所述驱动位置中。
13.根据权利要求11所述的电气开关设备(2)，其中所述电气开关设备是中压真空断路器(2)；其中所述至少一个充电机构(8、10)选自由手动充电机构(10)和电机(8)组成的群组；其中所述驱动总成(102)进一步包括延伸到所述储能机构(110)中并且将所述线性驱动部件(108)耦合到所述旋转驱动部件(104)的另一个线性驱动部件(106)；并且其中所述储能机构(110)是压缩弹簧(110)。
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