CN107785215A - 一种断路器操作机构的脱扣动作装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断路器操作机构的脱扣动作装置，包括旋转固定在操作盒内的档销块，其特征在于：所述档销块一端设置有外制动件，所述外制动件运动后能对外制动配合件进行限位从而触发断路器内的脱扣机构，所述档销块另一端设置有内制动配合件，所述操作盒内安装有由动力装置驱动的内制动件，所述内制动配合件在内制动件驱动下带动外制动件进行和内制动配合件相反方向的运动，同时也公开了该脱扣动作装置的控制方法。本发明所提供的断路器操作机构的脱扣动作装置，其结构简单，制作成本低，控制方便且反应灵敏，实现了断路器脱扣保护功能的创新式结构设计，便于规模化的工业推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种断路器操作机构部件，具体来说是一种断路器操作机构的脱扣动作装置及其控制方法。
背景技术
断路器是普遍应用于电气终端配电设备中的电器，具有短路和过载保护功能。断路器操作机构是通过自动或手动使断路器进行分闸或合闸的操作装置，断路器操作机构主要性能在于确保断路器可靠地进行闭合及断开。为了提升断路器的安全性能，目前许多断路器产品已十分注重实现脱扣保护功能，并提供了有效的解决方案，如中国专利文献CN203277259U所公开的一种断路器的电动操作机构，以及中国专利文献CN102290298A所公开的一种微型断路器用电动操作机构的传动机构，但这两种技术方案均未能避免人为强行合闸的问题，从而在安全保障及防止欠费偷电方面需进一步提升。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种简便易行、控制灵敏的断路器操作机构的脱扣动作装置。
本发明的技术方案为：一种断路器操作机构的脱扣动作装置，包括旋转固定在操作盒内的档销块，其特征在于：所述档销块一端设置有外制动件，所述外制动件运动后能对外制动配合件进行限位从而触发断路器内的脱扣机构，所述档销块另一端设置有内制动配合件，所述操作盒内安装有由动力装置驱动的内制动件，所述内制动配合件在内制动件驱动下带动外制动件进行和内制动配合件相反方向的运动。
其中，所述外制动配合件限位后能触发断路器内的脱扣机构，此时断路器手柄在闭合后能弹性复位至断开状态，即手动拨动断路器手柄无法实现合闸和接通电路。
其中，所述操作盒内设置有通孔，所述外制动件伸入到通孔内；优选地，所述通孔为与外制动件运动轨迹一致的弧形通孔，所述外制动件由档销块带动在通孔内进行转动。
其中，所述操作盒内安装有定位轴，所述定位轴上安装有档销块，所述档销块在转动一定角度后能通过断路器内的弹性复位机构实现回位。
其中，所述外制动件为外拨杆，所述制动配合件为外配合杆，所述外拨杆向上或向下转动从而对外配合杆的向下或向上运动进行限位，从而使与外配合杆一体连接的弹性复位机构实现断路器手柄在闭合后的复位功能。
其中，所述动力装置为涡轮蜗杆机构，所述涡轮蜗杆机构包括电机、蜗杆和涡轮，所述电机安装在操作盒内，所述电机通过减速机构与蜗杆连接，所述涡轮通过转轴旋转固定在操作盒内并与蜗杆活动连接，所述内制动件安装在涡轮上。
其中，所述内制动配合件为内配合杆，所述内制动件为内拨杆，所述内拨杆向下或向上转动至与内配合杆的接触位来驱动内配合杆的向下或向上运动；
其中，所述内制动配合件为内配合杆，所述内制动件为档销块活动槽，所述内配合杆嵌入至档销块活动槽内，所述档销块活动槽向下或向上运动至档销块活动槽端部与内配合杆的接触位来驱动内配合杆的向下或向上运动；
进一步地，所述档销块活动槽为与内配合杆运动轨迹一致的弧形凹槽结构，所述内配合杆底部设有嵌入档销块活动槽内的活动轴，所述活动轴能从档销块活动槽一端到档销块活动槽另一端来回进行滚动。
其中，所述操作盒内安装有传动机构，所述操作盒上方旋转固定有与断路器手柄固定连接的内轴，所述传动机构包括活动设置在涡轮上的驱动件和与内轴外侧的内轴轮固定连接的导向件，所述涡轮旋转并通过驱动件带动导向件运动，所述导向件与内轴及断路器手柄联动而实现断路器的分闸、合闸动作；优选地，所述操作盒内固定安装有PCB板，所述PCB板上设置有与电机相连的控制芯片，所述操作盒顶部设置有与PCB板线路连接的自动和手动调节按钮。
一种断路器操作机构的脱扣动作装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）所述动力装置接收到欠费分闸的控制信号后，输出动力并带动内制动件运动；
2）所述内制动件驱动内制动配合件运动而带动档销块旋转；
3）在杠杆力作用下位于档销块另一端的外制动件与内制动配合件进行反向运动；
4）所述外制动件运动并对带弹性复位机构的外制动配合件进行限位，所述外制动配合件限位后能使断路器手柄在闭合后能弹性复位至断开状态，从而实现对分闸锁定功能；
5）所述动力装置接收到续费合闸的控制信号后，输出动力并带动内制动件反向运动；
6）内制动件反向运动后，档销块复位至初始状态，实现解锁功能。
所述步骤1）中，所述内制动配合件为内配合杆，所述内制动件为内拨杆，所述内拨杆向下或向上转动至与内配合杆的接触位来驱动内配合杆的向下或向上运动，所述动力装置为涡轮蜗杆机构，所述涡轮蜗杆机构包括电机、蜗杆和涡轮，所述电机安装在操作盒内，所述电机通过减速机构与蜗杆连接，所述涡轮通过转轴旋转固定在操作盒内并与蜗杆活动连接，所述内拨杆安装在涡轮上，所述操作盒内安装有传动机构，所述操作盒上方旋转固定有与断路器手柄固定连接的内轴，所述传动机构包括活动设置在涡轮上的驱动件和与内轴外侧的内轴轮固定连接的导向件，所述涡轮旋转并通过驱动件带动导向件运动，所述导向件与内轴及断路器手柄联动而实现断路器的分闸状态。
所述步骤6）中，所述档销块通过断路器内的弹性复位机构实现回位。
本发明的有益效果为：本发明所提供的断路器操作机构的脱扣动作装置，通过外制动件来对外制动配合件进行限位，然后由外制动配合件触发断路器内的脱扣机构实现断路器分闸，同时通过外制动件复位来实现解锁功能，因而实现了断路器脱扣保护功能的创新式结构设计，并具有结构简单、制作成本低、控制方便且反应灵敏的优点，便于规模化的工业推广应用。
附图说明
图1为本发明脱扣动作装置的结构示意图；
图2为本发明应用于断路器操作机构时的分闸锁定状态图；
图中，1-小型直流电机，2-蜗杆，3-缺齿蜗轮，4-连杆，5-内轴轮，6-内轴，7-导向连杆，8-档销块，9-通孔，10-定位轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1和图2所示，一种断路器操作机构的脱扣动作装置，包括旋转固定在操作盒内的档销块（8），其特征在于：所述档销块（8）一端设置有外制动件，所述外制动件运动后能对与断路器内脱扣机构一体安装的外制动配合件进行限位，所述档销块（8）另一端设置有内制动配合件，所述内制动配合件在带动力装置的内制动件驱动下带动外制动件和内制动配合件进行反向运动。
在本实施例中，所述外制动配合件限位后能触发断路器内的脱扣机构，此时断路器手柄在闭合后能弹性复位至断开状态，即手动拨动断路器手柄无法实现合闸和接通电路；所述操作盒内设置有通孔（9），所述外制动件伸入到通孔（9）内，所述通孔（9）为与外制动件运动轨迹一致的弧形通孔（9），所述外制动件由档销块（8）带动在通孔（9）内进行转动，所述操作盒内安装有定位轴（10），所述定位轴（10）上安装有档销块（8），所述档销块（8）在转动一定角度后能通过断路器内的弹性复位机构实现回位。
在本实施例中，所述外制动件为外拨杆，所述制动配合件为外配合杆，所述外拨杆向上或向下转动从而对外配合杆的向下或向上运动进行限位，从而使与外配合杆一体连接的弹性复位机构实现断路器手柄在闭合后的复位功能；所述内制动配合件为内配合杆，所述内制动件为安装在涡轮（2）内侧面的内拨杆，所述涡轮（2）转动带动内拨杆向下转动至与内配合杆的接触位而驱动内配合杆向下运动。
如图2所示，本发明脱扣动作装置所具体应用的断路器操作机构，包括操作盒、直流电机（1）、蜗杆（2）、缺齿蜗轮（3）、驱动连杆（4）、内轴轮（5）、内轴（6）、导向连杆（7）和档销块（8），其特征在于：所述操作盒内下方安装有直流电机（1），所述直流电机（1）安装有减速机构且电机轴与蜗杆（2）一端连接，所述蜗杆（2）另一端旋转固定在操作盒内的支撑座上，所述蜗杆（2）上方与缺齿蜗轮（3）活动连接，所述缺齿蜗轮（3）中部旋转固定在操作盒中，所述缺齿蜗轮（3）外侧面开设有导槽，所述驱动连杆（4）下端活动设置在导槽内，所述操作盒内上方安装有与断路器手柄一体连接的正六边形内轴（6），所述正六边形内轴（6）端部固定有内轴轮（5），所述内轴轮（5）上设置有安装柱，所述安装柱上固定有导向连杆（7），所述导向连杆（7）右端与驱动连杆（4）上端铰接，所述导向连杆（7）左半部设置有滑槽，所述滑槽活动套设在位于内轴轮（5）左侧操作盒内的定位杆A上，所述滑槽套设在定位杆A外部并能在定位杆A外部来回进行运动；所述操作盒内固定安装有PCB板，所述PCB板上的控制芯片与直流电机（1）相连，所述操作盒顶部设置有与PCB板线路连接的自动和手动调节按钮；该断路器操作机构的工作过程为：a. 当接受到控制电路发出相关信号后，经控制芯片分析处理后驱动小型直流电机（1）转动，并经过自带减速机构降速达到所需转速；b. 通过与电机相连的蜗杆（2）带动缺齿蜗轮（3）转动，转动角度由霍尔开关控制，脱扣自保功能由档销块（8）控制；c. 蜗轮旋转带动其上驱动连杆（4）运动；d. 连杆（4）另一端与内轴轮（5）偏合相连，当缺齿蜗轮（3）转动时，通过驱动连杆（4）将带动内轴轮（5）转动一定角度，并由不锈钢内轴（6）带动与之相连的小型断路器手柄实现合闸、分闸，从而达到自动控制断路器的目的。
本发明脱扣动作装置具体应用于断路器操作机构时，其工作过程为：当用户处于欠费情况下，控制电路发出欠费分闸信号并通过动力装置和传动机构的系列动作使得小型断路器手柄处于欠费分闸状态，然后使小型直流电机（1）继续转动，蜗杆（2）旋转并带动缺齿蜗轮（3）往逆时针方向运动至最大角度时，缺齿蜗轮（3）带动内侧面的内拨杆向下转动并使得内配合杆向下运动， 在杠杆力作用下位于档销块（8）另一端的外拨杆向上转动从而对外配合杆的向下运动进行限位，此时启动了断路器手柄的分闸锁定功能，从而在人手动向右拨动断路器手柄后，断路器手柄将实现弹性复位从而不能停留在合闸位置（即始终保持分闸状态）。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种断路器操作机构的脱扣动作装置，包括旋转固定在操作盒内的档销块，其特征在于：所述档销块一端设置有外制动件，所述档销块另一端设置有内制动配合件，所述操作盒内安装有由动力装置驱动的内制动件，所述内制动配合件在内制动件驱动下带动外制动件进行和内制动配合件相反方向的运动。
2.根据权利要求1所述的断路器操作机构的脱扣动作装置，其特征在于：所述操作盒内设置有通孔，所述外制动件伸入到通孔内。
3.根据权利要求1所述的断路器操作机构的脱扣动作装置，其特征在于：所述操作盒内安装有定位轴，所述定位轴上安装有档销块。
4.根据权利要求1所述的断路器操作机构的脱扣动作装置，其特征在于：所述外制动件为外拨杆，所述制动配合件为与弹性复位机构一体连接的外配合杆。
5.根据权利要求1所述的断路器操作机构的脱扣动作装置，其特征在于：所述动力装置为涡轮蜗杆机构，所述涡轮蜗杆机构包括电机、蜗杆和涡轮，所述电机安装在操作盒内，所述电机通过减速机构与蜗杆连接，所述涡轮通过转轴旋转固定在操作盒内并与蜗杆活动连接，所述内制动件安装在涡轮上。
6.根据权利要求1或5所述的断路器操作机构的脱扣动作装置，其特征在于：所述内制动配合件为内配合杆，所述内制动件为内拨杆。
7.根据权利要求1或5所述的断路器操作机构的脱扣动作装置，其特征在于：所述内制动配合件为内配合杆，所述内制动件为档销块活动槽，所述内配合杆嵌入至档销块活动槽内。
8.根据权利要求1所述的断路器操作机构的脱扣动作装置，其特征在于：所述操作盒内安装有传动机构，所述操作盒上方旋转固定有与断路器手柄固定连接的内轴，所述传动机构包括活动设置在涡轮上的驱动件和与内轴外侧的内轴轮固定连接的导向件，所述涡轮旋转并通过驱动件带动导向件运动，所述操作盒内固定安装有PCB板，所述PCB板上设置有与电机相连的控制芯片。
9.一种断路器操作机构的脱扣动作装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）所述动力装置接收到欠费分闸的控制信号后，输出动力并带动内制动件运动；
2）所述内制动件驱动内制动配合件运动而带动档销块旋转；
3）在杠杆力作用下位于档销块另一端的外制动件与内制动配合件进行反向运动；
4）所述外制动件运动并对带弹性复位机构的外制动配合件进行限位，所述外制动配合件限位后能使断路器手柄在闭合后能弹性复位至断开状态，从而实现对分闸锁定功能；
5）所述动力装置接收到续费合闸的控制信号后，输出动力并带动内制动件反向运动；
6）内制动件反向运动后，档销块复位至初始状态，实现解锁功能。
10.根据权利要求9所述的断路器操作机构的脱扣动作装置的控制方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述内制动配合件为内配合杆，所述内制动件为内拨杆，所述内拨杆向下或向上转动至与内配合杆的接触位来驱动内配合杆的向下或向上运动，所述动力装置为涡轮蜗杆机构，所述涡轮蜗杆机构包括电机、蜗杆和涡轮，所述电机安装在操作盒内，所述电机通过减速机构与蜗杆连接，所述涡轮通过转轴旋转固定在操作盒内并与蜗杆活动连接，所述内拨杆安装在涡轮上，所述操作盒内安装有传动机构，所述操作盒上方旋转固定有与断路器手柄固定连接的内轴，所述传动机构包括活动设置在涡轮上的驱动件和与内轴外侧的内轴轮固定连接的导向件，所述涡轮旋转并通过驱动件带动导向件运动，所述导向件与内轴及断路器手柄联动而实现断路器的分闸状态。
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