CN109478482B - 用于连接至电路的断路器设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在电路中连接的断路器设备(1)，该设备包括至少一个烟火引发器(3)和其中存在有以下的主体(11)：‑加压室(7)，与来自所述烟火引发器(3)的出口(S)连通；‑至少一个导电部分(8)，用于连接至电路；‑与导电部分串联连接的至少一个可熔元件(40)，引发器连接到所述可熔元件的端子，并且所述可熔元件被配置成当通过它的电流超过预定值时跳闸，从而致动引发器；以及‑可移动断路器元件(15)；烟火引发器被配置成使断路器设备从电流通过的第一配置转到断路的第二配置，可移动断路器元件在从第一配置转到第二配置时被移动以便使所述导电部分断开连接。

Description

用于连接至电路的断路器设备

技术领域

本发明涉及一种用于中断在电路中流动的电流的断路器设备，并且还涉及一种包括这种断路器设备的安全电气系统。

背景技术

现在可通过在每个相中放置保险丝来保护电路。这种保险丝用于在高电流出现特定历时的情况下中断电流，并且它们在具有高故障电流的故障的情况下可靠地使用。然而，对于仅略大于额定电流的电流而言，这种保险丝可能需要相对长的时间才能断开并且可能不完全断开。不完全或发生得太晚的断开会导致对电气系统的不可接受的损坏，特别是对由电路供电的电气设备造成的不可接受的损坏。因此，希望改善在发生故障的情况下执行的断路的质量，以便提高电气系统的安全性和寿命。

因此，存在对提供相对简单并且能够使得断路质量被改善的断路器设备的需求。

发明内容

为此，在第一方面，本发明提供了一种用于在电路中连接的断路器设备，该设备包括至少一个烟火引发器和其中存在有以下的主体：

-加压室，与来自所述烟火引发器的出口连通；

-至少一个导电部分，用于连接至电路；

-与导电部分串联连接的至少一个可熔元件，引发器被连接到所述可熔元件的端子，并且所述可熔元件被配置成当通过它的电流超过预定值时跳闸，从而致动引发器；以及

-可移动断路器元件；

烟火引发器被配置成使断路器设备从电流通过的第一配置转到断路的第二配置，可移动断路器元件在从第一配置转到第二配置时被移动以便使所述导电部分断开连接。

在被致动时，烟火引发器被配置成产生加压气体以便对加压室加压。加压气体对可移动断路器元件施加压力以使其移动。以这种方式移动的可移动断路器元件被配置成使得该设备进入导电部分被断开连接的第二配置，即导电部分中的电流流动被中断的配置。因此，当设备处于第二配置时，切断在电路中流动的电流。

本发明提出了一种断路器设备，其使得能够在电流过大的情况下在电路中快速且可靠地执行断路，从而使得避免损坏由所述电路供电的电气设备成为可能。更确切地说，在系统的正常操作期间，可熔元件是导电的，并且可熔元件的端子两端的电压相对较低，使得流过烟火引发器的点火器设备的电流足够低以避免引发它。相反，当流过可熔元件的电流超过预定值时，可熔元件跳闸，即其电阻增加，从而启动导电部分的断开连接。因此，可熔元件的端子两端的电压在其跳闸时增加，并且结果是流过点火器设备的电流增加，从而用于致动烟火引发器并使设备从第一配置转到第二配置，从而永久地中断电路中的电流。本发明的另一个优点是提出了一种紧凑和集成的断路器解决方案，只要使得引发器能够被触发的可熔元件存在于断路器设备内而不是在断路器设备外部。因此，本发明有利地通过提出一种独立的断路器设备来简化现有的断路器系统，该断路器设备直接集成将触发断路的元件，特别是可熔元件。这有利地有助于避免对于存在附加设备的需要，该附加设备用于感测和/或分析电压和/或电流以便使得引发器能够被触发。因此，通过将借助于可熔元件的断开和通过移动可移动断路器元件进行断开相结合以相对简单的方式非常显著地改善了电源系统的安全性，只要它能够使得确保完全断开被独立执行，并且由此避免可熔元件不完全中断电流的情况。

有利地，至少一个电阻器或二极管可以在将用于点燃引发器的设备连接到可熔元件的一个端子的线路中串联连接到。

这样的实施例有利地用于避免点火器设备因流过其中的电流而降级的任何风险。

在实施例中，可熔元件可以是连接到导电部分的单独部件。在此类情况下，可熔元件构成与导电部分不同且例如通过焊接与之串联连接的元件。

在变型中，可熔元件可以由导电部分的窄区构成。在此类情况下，导电部分和可熔元件由相同的材料构成。

在实施例中，加压室构成第一断路器设备腔室，导电部分的至少一部分存在于主体中存在的第二腔室中，可移动断路器元件将第一腔室与第二腔室分开并呈现由电绝缘材料制成的至少一个突出部分，所述至少一个突出部分面向导电部分，可移动断路器元件被使得朝向导电部分移动，以便在从第一配置传递至第二配置时通过撞击突出部分来断开它。

在此类情况下，当设备从第一配置转到第二配置时，导电部分通过撞击突出部分被断开而断开连接。然而，本发明不限于这样的实施例，其中当引发器被致动时导电部分被断路。

具体地，在另一实施例中，导电部分呈现第一导电元件和第二导电元件，并且可移动断路器元件呈现第三导电元件，当断路器设备处于第一配置时，第三导电元件在第一和第二导电元件之间建立电连接，并且当设备处于第二配置时，第三导电元件与第一和第二导电元件中的至少一个脱离，以便防止电流在它们之间流动。

在此类情形中，当设备处于第一配置时，电流可以经由第三导体在第一导体和第二导体之间流动。相反，当设备处于第二配置时，第一和第二导体不再电连接，但是导电部分未被断路。这种电的断开连接是当设备从第一配置转到第二配置时可移动断路器元件的导电元件移动的结果。因此，在此类情况下，通过消除其导电元件中的至少两个导电元件之间的电连接来使导电部分断开连接，但是当设备从第一配置转到第二配置时，作为可移动断路器元件移动的结果，导电部分没有被断路。如下面更详细描述的，在该实施例中，可移动断路器元件可以完全由导电材料制成，或者它可以包括第三导电元件以及电绝缘部分。

在实施例中，该设备可具有单个导电部分。在此类情况下，断路器设备可以用于连接单相电源电路。

在变型中，该设备可包括多个导电部分，相应的可熔元件与每个导电部分串联连接，该引发器可能被连接到每个可熔元件的端子，并且当通过它的电流超过预定值时，每个可熔元件可能被配置为跳闸以便致动引发器。在此类情况下，断路器设备可以用于连接到多相电源电路。举例来说，多相电源电路可以是三相电路，或者在变型中它可以具有两相或至少四相。除非有相反的说明，否则术语“电路的相”应理解为对应于电路的所述相的电导体。

利用多个导电部分，当设备从第一配置转到第二配置时，所有导电部分同时在电上被断开连接。这有利地用于执行电路中流动的电流的完全和同时中断。

本发明还提供一种安全电气系统，其至少包括：

-安全供电系统，其至少包括：

-如上所述的断路器设备；以及

-连接到断路器设备的电源电路，所述至少一个导电部分连接到电源电路的相；以及

-连接到所述电源系统以便由此供电的电气设备。

在实施例中，电气系统还可包括监控元件，用于监控电气设备并且被配置为当电气设备的操作参数的值达到预定值时致动引发器。

该实施例有利于在待供电的电气设备中发生故障但不必然涉及电源电路中的过量电流的情况下实现电路的完全断开。

操作参数可以是压力或温度。因此，电气设备的监控元件可以被配置为当电气设备的温度或电气设备的至少一部分的压力超过预定值时致动烟火引发器。

本发明还提供了一种包括至少一个如上所述的安全电气系统的交通工具。作为示例，交通工具可以是飞行器、火车或汽车。

本发明还提供了一种包括至少一个如上所述的安全电气系统的设施。

作为示例，电气设备可以是火车电机。在变型中，电气设备可以是热泵或动力设施。

附图说明

从作为非限制性示例的本发明的特定实施例的以下描述并参考附图，本发明的其他特征和优点显现出来，在附图中：

-图1是第一种配置的本发明第一示例断路器设备的截面图；

-图2是分解图，其示出了图1的设备的各种组成元件；

-图3是准备用于在电路中连接的图1断路器设备的透视图；

-图4A至4C解说了由图1的设备执行的电路断开；以及

-图5是本发明的第二示例断路器设备的细节；

-图5A是本发明的第三示例断路器设备的细节；

-图6是第一种配置的本发明第四示例断路器设备的截面图；

-图7A是第一种配置的本发明第五示例断路器设备的截面图；

-图7B是处于第二配置的图7A的断路器设备的截面图；

-图8是示出了图7A和7B中示出的设备的各种组成元件的分解图；

-图9是根据本发明安全制造的示例电气系统的框图；以及

-图10是根据本发明安全制造的变型电气系统的框图。

具体实施方式

图1是本发明的示例断路器设备1的截面图。如下面详细描述的，在图1中示出的示例断路器设备1中，当设备1从第一配置进行到第二配置时导电部分断路。如下所述，在本发明的上下文中其他布置是可能的。

在图1中，设备1处于第一配置，即电流(箭头I)可以在电源电路的相10中和导电部分8中流动的配置。在所示出的示例中，电源电路具有单相，并且断路器设备1具有单个导电部分8。然而，对于电路具有多个相并且断路器设备具有多个导电部分，不会超出本发明的范围，并且下面将提到一个这样的实施例。

断路器设备1包括烟火引发器3，其具有带有两个电导体5的点火器设备9(图1中仅示出了一个导体，而图2和3中两个导体5都是可见的)。烟火引发器3还具有烟火药料4。烟火药料4可以是一个或多个固体块的形式。在变型中，药料4可以是颗粒形式。选择用于预期电路断路器应用的烟火药料的性质和尺寸在本领域技术人员的一般知识范围内。

设备1包括其中存在第一和第二腔室7和12的主体11。作为示例，主体11可由热塑性或热固性材料制成。烟火引发器3具有由可弹性变形的材料制成的密封垫圈6，该密封垫圈6压靠在主体11的内壁14上。在示出的示例中，点火器设备9容纳在主体11中。主体11还呈现两个通道11a，每个导体5在相应的一个通道11a中延伸。第一腔室7构成加压室并且与烟火引发器3的出口S连通。在被致动时，烟火引发器3被配置为对第一腔室7加压。在示出的示例中，烟火药料4存在于第一腔室7中。然而，只要腔室与烟火引发器的出口保持连通，在第一腔室外存在药料就不会超出本发明的范围。

导电部分8存在于第二腔室12中(特别参见图1和3)。在示出的示例中，导电部分8的端部从主体11突出。在示出的示例中，导电部分8以舌状物的形式。作为示例，导电部分8可由铜制成。

导电部分8设置有与其串联连接的保险丝40。在该示例中，可熔元件40构成与导电部分8不同并且已被装配到其上的元件。作为示例，保险丝40可以焊接或夹在导电部分8上。在示出的示例中，保险丝40与其绝缘壳一起焊接到导电部分8。在该示例中，保险丝40包括存在于电绝缘壳内的可熔芯。绝缘壳可以包含电绝缘材料的粉末，例如二氧化硅，其中存在可熔芯。使用与其绝缘壳相关联的可熔芯有利地改善了可熔芯的寿命，从而进一步提高了断路器设备的可靠性。在变型中，导电部分仅包含商用保险丝的可熔元件(没有其绝缘壳)将是可能的。另外，在该示例中，保险丝40存在于第二腔室12中，第二腔室12存在于主体11内部。

每个电导体5连接到保险丝40的不同端子。更确切地说，主体11的侧壁22具有通道23a和23b，电导体24a和24b延伸穿过通道23a和23b。第一电导体24a将保险丝40的第一端子连接到点火器设备9的第一导体5。第二电导体24b将不同于第一端子的保险丝40的第二端子连接到不同于第一导体的点火器设备9的第二导体5。因此，当通过相10和导电部分8传送大于预定值的电流时，保险丝40跳闸。结果，保险丝40的端子两端的电阻增加，从而产生足以致动点火器设备9并因此断开电流的电位差。选择应该使用的保险丝特性以便在期望的电流水平下获得断路，这在本领域技术人员的一般知识范围内。特别地，可以观察到保险丝不需要承受高电压，这意味着可以使用具有相对低击穿电压的保险丝。断路器设备可以用在涉及例如小于100伏(V)的电压的系统中。

至少一个电阻器或二极管(未示出)可以有利地在将保险丝40连接到点火器设备9的线路中串联连接，以便减少流过点火器设备9的电流，并且因此在标称电流存在的情况下避免点火器设备的任何降级。

导电部分8存在于支撑件18上。在示出的示例中，支撑件18具有滑动结构，用于接合主体11的侧壁22中的开口22a。当设备1处于第一配置时，支撑件18限定位于导电部分8下方的凹陷部分20。支撑件18呈现凹槽19，导电部分8容纳在凹槽19中。导电部分8用于连接在电源电路的相10中。作为示例，该连接可通过焊接来执行。导电部分8的端部连接在电源电路的相10中。

图1的示例性设备1还包括可移动断路器元件15，其由电绝缘材料制成，例如聚醚醚酮(PEEK GF40)或聚苯硫醚(PPS)。断路器元件15以密封方式将第一腔室7与第二腔室12分开。断路器元件15位于第一与第二腔室7和12之间。断路器元件15具有面向导电部分8的至少一个突出部分17。断路器元件15具有由可弹性变形材料制成的密封垫圈16，该密封垫圈16压靠在主体11的侧壁22上。侧壁22围绕第一和第二腔室7和12。主体11的侧壁22限定了内部容积，第一和第二腔室7和12存在于该内部容积中，特别是保险丝40存在于其中。更确切地，在示出的示例中，保险丝40存在于第二腔室12中。突出部分17具有一部分额外厚度的形式。在示出的示例中，断路器设备15具有用于断开导电部分8的单个突出部分17。本发明不限于突出部分17的远端17b的任何特定形状，只要突出部分17适于通过撞击导电部分8而使导电部分8断路即可。举例来说，突出部分17的远端17b因此可以是平面形状，如图所示，或者实际上它可以是尖的或圆形的。如下面详细描述的，断路器元件15被配置成由于烟火引发器3被致动而沿着行进轴线X移动。当设备1处于第一配置时，凹陷部分20、导电部分8和突出部分17沿轴线X重叠。

下面描述组装图1至3中所示的断路器设备1的各种元件。

最初，将主体11注塑成型到烟火引发器3上。然后，断路器元件15通过力被插入通过底部25。如图2中所示，断路器元件15具有定位装置26，特别是凹口的形式，用于与存在于主体内壁上的突出部分配合。该配合用于防止断路器元件15转动并因此确保当第一腔室7被烟火引发器3加压时它不会绕轴线X转动。然后将承载保险丝40的导电部分放置在支撑件18中的凹槽19中。然后，支撑件18可以跨行进轴线X通过主体11的侧壁22中的开口22a插入，然后将导线24a和24b焊接到保险丝40的端子。因此，获得图3中示出的准备好例如通过在相10中焊接导电部分8连接在电源电路中的断路器设备1。

参照图4A至4C，下面描述图1的断路器设备1断开电路。

设备1最初处于第一配置，其中电流(箭头I)可以在相10中和导电部分8中流动(保险丝40是导电的)。当设备1处于第一配置时，断路器元件15处于第一位置，称为“高”位置。当在导电部分8中流动的电流超过预定值时，保险丝40跳闸。因此，保险丝端子之间的电阻增加，从而使烟火引发器能够被致动。致动烟火引发器3用于使断路器设备从第一配置变为第二配置，在第二配置中，其中导电部分8中的电流流动被中断(导电部分断开连接)。更确切地说，致动烟火引发器用于引发一个或多个烟火药料4的燃烧，以便产生对第一腔室7加压的燃烧气体(箭头F)(参见图4A)。第一腔室7的这种加压使得断路器元件15朝向导电部分8移动。可移动断路器元件15被配置成在第一腔室7被烟火引发器加压时不会断路。在示出的示例中，断路器元件15被配置成在设备1从第一配置转到第二配置时移动而不变形。在从第一配置到第二配置的转换期间，断路器元件15沿轴线X朝向导电部分8平移移动。特别地，由于定位装置26的存在，断路器元件15的移动在从第一配置到第二配置的转换期间不包括绕轴线X旋转的任何部件。作为移动的结果，断路器元件15撞击导电部分8并因此使其断路(见图4B和4C)。以这种方式将导电部分8分成多个不同部分8a和8b用于防止电流流动并因此保证系统的安全性。断路器元件如图所示被配置成相对于该导电部分8中的电流的流动方向横向地，例如，垂直地，撞击该导电部分8。在所示的示例中，当设备1处于第二配置时，突出部分17容纳在支撑件18的凹陷部分20中，因此突出部分17抵靠凹陷部分20的底部。当设备处于第二配置时，断路器元件15处于被称为“低”位置的第二位置，并且电流被中断。本发明的这个示例性设备可以有利地用于特别快速地断开电路，例如，在大约0.2毫秒(ms)中。在所示的示例中，突出部分17在与保险丝40存在的区域不同的区域中撞击导电部分。然而，设备以这样的方式布置：突出部分直接撞击并断路结合在导电部分中的保险丝将不会超出本发明的范围。可以选择引发器以在操作之后呈现大于系统电压的介电隔离。

在电源电路已经被断开之后可以执行维护操作，以便移除第二配置中的断路器设备并且用第一配置中的断路器设备替换它。然后可以重新开始通过电源电路向电气设备供电。

上面参考图1至3和4A至4C描述的示例断路器设备1使得：(i)当导电部分8受到可移动断路器元件15的撞击时，通过断开导电部分8来断开电路；(ii)保险丝40存在于第二腔室12中，该第二腔室12中存在导电部分8。如下所述，在本发明的上下文中其他配置是可构想的。

图5示出了在本发明的变型实施例中的断路器设备的细节。在该变型中，断路器设备具有多个导电部分80。具有该多个导电部分的断路器设备可用于多相电路。在示出的示例中，断路器设备用于在三相电路中连接。断路器设备中的导电部分80的数量可以等于电路中的相数。导电部分80中的每个导电部分用于在电路的不同相中连接。每个导电部分80呈现与其串联连接的保险丝40。除了烟火引发器呈现多个点火器设备，每个点火器设备连接到相应的一个保险丝的端子之外，断路器设备的其余部分可以类似于图1中所描述的。导电部分80彼此间隔开非零距离。在此类情况下，断路器元件的突出部分被设计成在烟火引发器被致动时同时断开各个导电部分80。以与上述相同的方式，当大于预定值的电流流入其中一相时，跨与该相关联的保险丝的端子的电阻增加，从而跨该保险丝的端子产生电位差，该电位差足以致动连接到该保险丝的点火器设备，并且由此断开电路。在多相电路中，实施这种断路器设备有利地有助于避免在另一相断开之后至少一相保持导电的情况，假定在断路器设备被致动之后，所有导电部分同时断开，从而防止电路中的任何电流流动。

图5A示出了是本发明的断路器设备的变型的细节。在该示例中，导电部分90由单一材料制成，并且其呈现宽度减小且可能还具有减小的厚度的窄区140。该窄区140被配置为当由导电部分90传送的电流超过预定值时熔化。引发器也连接到窄区140的端子，以便当窄区140的电阻增加时触发电路断开，其方式与上述类似。因此，在本发明的范围内，可熔元件可以由导电部分本身中的收缩构成，而不需要将单独的可熔元件与其串联连接。

图6示出了处于第一配置的本发明的断路器设备111的变型，即，其中电流(箭头I)可以在电源电路的相110中和在导电部分180中流动的配置。在示出的示例中，设备1包括其中存在有以下的主体114：第一腔室7；第二腔室12；和第三腔室128。烟火引发器3呈现与图1的示例中相同的结构，并且在图6中重复相同的附图标记以表示与图1中相同的元件。

第一腔室7构成加压室并且与烟火引发器3的出口S连通。在图6的示例中，导电部分180存在于第二腔室12中。然而，与图1的示例不同，可熔元件不存在于第二腔室12中。。具体地，在该示例中，设备111具有第三腔室128，第三腔室128包含可熔元件130和电绝缘材料的粉末131。在该示例中，可熔元件130存在于绝缘粉末131内。这种配置用于通过改善可熔芯的时间特性来进一步提高断路器设备的可靠性。作为示例，电绝缘材料可以是二氧化硅。可熔元件130可以由已经与其绝缘壳分离的商用保险丝的可熔芯构成。可熔元件130经由电连接器110a连接到电路的相110，并且该元件130还经由电连接器180a与导电部分180串联连接。导电部分180连接到电路的相110，以使得在正常操作中电流可以通过断路器设备111在电路中流动。

此外，每个电导体5连接到可熔元件130的不同端。如在图1的示例中，主体114的侧壁122呈现通道123a和123b，电导体124a和124b延伸通过通道123a和123b。第一电导体124a将可熔元件130的第一端子连接到点火器设备9的第一导体5。第二电导体124b将不同于第一端子的可熔元件130的第二端子连接到不同于第一导体的点火器设备9的第二导体5。因此，当大于预定值的电流通过相110时，可熔芯的端子之间的电阻增加，从而产生足以致动点火器设备9并因此断开电路的电位差。以与图1的示例相同的方式，致动点火器设备9用于使可移动断路器元件15移动，从而通过撞击导电部分8来断开导电部分8，以便中断电路中的电流流动。

在图6的示例中，第一、第二和第三腔室7、12和128重叠。在该示例中，第二腔室12位于第一腔室7和第三腔室128之间。导电部分180存在于支撑件118上，支撑件118具有类似于参照图1至图3描述的滑动结构。然而，在图6的示例中，通道123a和123b延伸穿过滑动件118，以便能够将连接器5连接到可熔元件130的端子。

致动引发器使得可移动断路器元件15朝向导电部分180移动以便以类似于参考图4A至4C描述的方式使其断开。

上述示例通过可移动断路器元件将导电部分断开来使导电部分断开连接。参考图7A，7B和8，下面描述本发明的示例性断路器设备，其中导电部分以不同方式断开连接。

断路器设备211具有由限定腔219的电绝缘材料制成的中空主体216、烟火引发器223以及具有两个主导电接头213和214的导电部分，所述主导电接头213和214通向腔219内。在该示例中，导电部分因此具有第一导电元件(导电接头213)和第二导电元件(导电接头214)。在所示的示例中，第一和第二导电元件213和214沿着腔219的纵向轴线Y偏移。

断路器设备211还具有可移动断路器元件220，其被配置成在腔219中移动。在该示例中，腔219是圆柱形的，并且可移动断路器元件220本身基本上是圆柱形的。在所示的示例中，可移动断路器元件220包括由电绝缘材料制成的第一部分和由导电材料制成的第二部分。可移动断路器元件220包括对开管221，对开管221包括至少一个导电元件。在图7A，7B和8所示的示例中，对开管221完全是导电的。对开管221呈现槽229。可移动断路器元件220还具有滑动件222，滑动件222由电绝缘材料制成并形成活塞，该活塞适于在腔内移动以便夹带对开管221。在变型中，在图7A中示出的示例断路器设备中使用完全由导电材料制成的可移动断路器元件将是可能的。这种元件可以具有类似于所示的导电管221的管形成的第一部分和盘形成的第二部分，该第二部分横跨轴线Y延伸并封闭第一部分。

当设备211处于如图7A所示的第一配置时，对开管221(第三导电元件)提供接头213和214(第一和第二导电元件)之间的电连接。这使得电流能够通过断路器设备211的导电部分在电路中流动。

在该示例中，烟火引发器223包括安装在中空主体中的传统烟火气体发生器，以便与腔219连通。加压室225被限定在烟火引发器223和活塞222的一个轴向端面之间。更具体地，在该示例中，活塞222在其面向烟火引发器223的上游面中具有腔226，并且该腔226构成加压室225的一部分。在滑块222实际上与引发器223接触的初始位置，即在加压室225减小到其最小体积的情况下，两个导电接头213和214经由对开管221在被称为“初始”位置的第一位置电连接在一起。如上所述，经由第三导电元件(特别是对开管221)进行电接触。

两个导电接头具有围绕轴线Y的两个相应的环213a和214a，它们沿着该轴线轴向偏移(该轴线对应于可移动断路器元件220的行进方向)，并且当可移动断路器元件的导电部分(特别是对开管221)处于所述第一位置时，这些环213a和214a与它紧密接触。在该示例中，环213a和214a的内表面与腔219的壁齐平。有利地，在所述第一位置，对开管221作为力配合接合在所述主导电接头213和214的环213a和214a之间，从而保证贯穿断路器设备211的致动之前的时段期间在所述主导电接头之间的优良电连接。

在图8中，在所示示例中的一个环213a具有在其中串联连接的保险丝240。在示出的示例中，保险丝240与其绝缘壳一起结合到环213a中。然而，在不超出本发明的范围的情况下，以与如上所述类似的方式，使用仅由商业保险丝的可熔芯(没有其绝缘壳)或由环的窄区形成的可熔元件将是可能的。烟火引发器223的支撑件形成部分212具有两个通道212a和212b。第一电导体240a延伸穿过第一通道212a，以便将烟火引发器223的第一导电部分223a连接到保险丝240的第一端子。以相同的方式，第二电导体240b延伸通过第二通道212b，以便将不同于第一导体223a的烟火引发器223的第二电导体223b连接到不同于第一端子的保险丝240的第二端子。因此，当大于预定值的电流通过环213a时，保险丝240的电阻增加，从而跨其端子产生足以能够致动烟火引发器223的电位差。在变型或组合中，连接到烟火引发器的可熔元件可以存在于电接头214中，与其串联连接。

在致动烟火引发器223时，由于加压室225被加压，可移动断路器元件220以及因此对开管221朝向腔中的第二位置(图7B)移动。在该第二位置，对开管221与接头213脱离，从而防止两个导电接头213和214之间的电连接并中断电路中的电流。在示出的示例中，当设备211处于断开的第二配置(如图7B所示)时，对开管221与接头213分离并且与接头214接触。然而，如果当设备处于第二配置时，对开管既不与接头213接触也不与接头214接触，则不会超出本发明的范围。

图8示出了如何简单且廉价地制造上述断路器设备211。中空主体216通过将两个壳体元件230和231，分别为左侧元件230和右侧元件231，组装在一起而限定。壳体元件230具有两个螺纹盲孔232，其上方是横向开口的凹口233a、233b和233c，其形状被限定为接收每个导电接头213和214的一部分，以及烟火引发器的支撑件212的一部分。每个导电接头具有环213a或214a，环213a或214a通过连接杆213b或214b横向延伸，连接杆213b或214b突出到绝缘中空体外部，以便能够连接在断路器设备211外部的电路中。第二壳体元件231具有两个通孔236，使得能够插入紧固螺钉237。以与第一壳体元件230相同的方式，它还具有横向开口的凹口234a、234b和234c，其形状被限定为接收每个导电接头213和214的一部分，以及烟火引发器的一部分支撑件212。支撑件212安装在两个壳体元件230和231之间，并且它包括孔238，孔238在其端部接收引发器223。引发器223安装在所述支撑件212内，以便在所述孔238内部限定加压室225。如上所述，对开管221通过力接合在两个环213a和214a中的每一个中。

以这种方式，在所述初始第一位置，两个环213a和214a在它们沿其轴向偏移的公共轴上通过对开金属管221电连接在一起。在示出的示例中，绝缘滑动件222插入可滑动的对开管221内。圆柱形的上游或第一部分241的直径基本上等于沿着所述腔的内表面滑动的腔219的直径。在图7A、7B和8中面向上的上游面中，第一部分241包括腔226，在该示例中该腔同样基本上是圆柱形的，用于限定加压室225的初始体积的一部分。如图8中可见，第一部分241具有两个彼此轴向间隔开的圆周槽261、262，每个圆周槽261、262接收相应的密封环263、264。因此，活塞222关闭加压室225并使压力在该室的封闭环境中快速上升。因此，在加压室225中产生的气体不会朝向导电环213a和214渗透。

槽有利地形成在至少一个所述凹槽中，并且被配置成形成校准通道，用于在将烟火引发器223的支撑件212中组装活塞222的同时从加压室排出空气。活塞222至少部分地位于对开管的上游，用于将由加压室225中的气体产生的压力传递到所述管221，以便通过移动所述管221使电路断开。第一部分241由稍微更小直径的下游第二部分242延伸，该第二部分242被选择成使得一旦被插入环213a和214a之间就可以通过力将其插入到对开管的内部。当第二部分在腔219内部移动时，该第二部分可以用作对开管的引导元件。在一个有利的实施例中，它还可以形成一个夹紧元件，该夹紧元件除了对开管之外还抵靠环213a和214a。图7B示出了在触发了烟火引发器223之后的情况。两个接头213和214之间的电连接被中断，并且因此中断通过断路器设备211的导电部分的电流的流动。在该示例中，应该观察到，在直接位于对开管上游的部分上，活塞222在被插入环之间时呈现出等于不大于管的外径的直径。在示出的示例中，活塞的上游部分的直径甚至略小于对开管的直径，使得在驱动对开管的同时，活塞可以在环之间容易地滑动而不会在它们之间保持卡住。在这个例子中，这可以通过腔的最远上游部分与更大且其中引导环的其下游部分(由壳体元件形成)之间的直径的小差异来实现，活塞沿该最远上游部分滑动(在该示例中由引发器支撑件的孔形成)。

如在附图中可以看到的，腔219通过引导部分245向下游延伸，引导部分245用于在对开管221从第一位置转到第二位置时引导对开管221，以确保其沿着直线路径行进。阻尼垫29插入腔219的底部。必要时，当导电对开管221和绝缘活塞222这两个部分与主体216的底部接触时，阻尼垫29用于减小导电对开管221和绝缘活塞222的撞击能量。

图9示出了根据本发明制成的电气系统30的第一示例。安全电气系统30包括连接到电气设备31的安全电源系统2，电气设备31由电源系统2供电。电源系统2包括单相电源电路，其具有发电机G和连接到发电机G的单相10。作为示例，发电机G可以是交流发电机。发电机G可以连接到发动机，例如活塞发动机或涡轮喷气发动机。在变型中，发电机G可以形成诸如产生交流电的发电站的设施的一部分。在该示例中，图1中所示的断路器设备1在相10中连接，如上面详细描述的。断路器设备1与发电机G和电气设备31串联连接。断路器设备1存在于发电机G和电气设备31之间。发电机G位于断路器设备1的上游，电气设备31位于断路器设备1的下游。术语“上游”和“下游”在本文中相对于电源电路中的电力流(箭头I)来使用。如上所述，当由相10输送的电流超过预定值时，存在于断路器设备1中的保险丝40的跳闸用于致动烟火引发器3并因此断开电路。

图10示出了根据本发明的电气系统和电源系统的另一示例300。在图10的示例中，使用类似于图9的结构，其中添加了用于监控电气设备31的监控元件37。该监控元件37与断路器设备100的点火器设备连接。监控元件37被配置为当电气设备的操作参数达到预定值时致动烟火引发器。这使得断路器设备100也可以在电气设备31发生故障的情况下，并且不仅在电路中流过过电流的情况下，中断电流。作为示例，监控元件37可以包括终端传感器，其被配置为测量电气设备31的温度。在变型或组合中，监控元件37可包括压力传感器，其被配置成测量至少电气设备31的一部分中的压力。因此，监控元件37可被配置为当电气设备31的温度或所述设备31的一部分的压力超过预定值时致动烟火引发器，从而在发生被观察到的故障时保证系统300的安全性。

上述安全电气系统30和300可以安装在诸如飞机或火车的交通工具中，或者它们可以存在于工业设施中。

Claims (9)

1.一种用于连接至电路的断路器设备(1；100；111)，所述断路器设备包括至少一个烟火引发器(3)和其中存在有以下的主体(11；114)：

-与来自所述烟火引发器(3)的出口(S)连通并且构成第一断路器设备腔室的加压室(7)；

-用于连接至所述电路的至少一个导电部分(8；180)，所述导电部分(8；180)的至少一部分存在于所述主体(11；114)中存在的第二腔室(12)中；

-与所述导电部分串联连接的至少一个可熔元件(40；130)，所述烟火引发器连接到所述可熔元件的端子，并且所述可熔元件被配置成当通过它的电流超过预定值时跳闸，从而致动所述烟火引发器；以及

-将所述第一断路器设备腔室与所述第二腔室分开并呈现由电绝缘材料制成的至少一个突出部分(17)的可移动断路器元件(15)，所述至少一个突出部分(17)面对所述导电部分；

所述烟火引发器被配置成使所述断路器设备从电流通过的第一配置转到断路的第二配置，所述可移动断路器元件被朝向所述导电部分移动，以便在从所述第一配置转到所述第二配置时通过在不同于其中存在所述可熔元件的区域的区域中撞击所述突出部分来断开所述导电部分，所述可熔元件存在于所述第二腔室中并且将其绝缘壳连接至所述导电部分，或者所述可熔元件存在于不同于所述第二腔室的第三腔室(128)中，电绝缘材料的粉末(131)也存在于所述第三腔室中。

2.如权利要求1所述的断路器设备，其特征在于，所述可熔元件(40；130)是连接至所述导电部分的分开的组件。

3.如权利要求1或2中任一项所述的断路器设备(1；111)，其特征在于，所述断路器设备具有单个导电部分(8；180)。

4.如权利要求1或2中任一项所述的断路器设备，其特征在于，所述断路器设备具有多个导电部分(80)，相应的可熔元件(40)与每个所述导电部分串联连接，所述烟火引发器连接到每个可熔元件的端子，并且每个可熔元件被配置为当通过它的电流超过预定值时跳闸以便致动所述烟火引发器。

5.一种安全电气系统(30；300)，至少包括：

-安全供电系统(2；200)，至少包括：

-根据权利要求1到4中任一项所述的断路器设备(1；100)；以及

-连接到所述断路器设备的电源电路，所述至少一个导电部分(8)连接到所述电源电路的相(10)；以及

-连接到所述安全供电系统(2；200)以便由此供电的电气设备(31)。

6.如权利要求5所述的安全电气系统(300)，其特征在于，进一步包括监控元件(37)，用于监控所述电气设备并且被配置为当所述电气设备的操作参数的值达到预定值时致动所述烟火引发器(3)。

7.如权利要求6所述的安全电气系统(300)，其特征在于，所述操作参数是压力或温度。

8.一种包括至少一个如权利要求5到7中任一项所述的安全电气系统(30；300)的交通工具。

9.一种包括至少一个如权利要求5到7中任一项所述的安全电气系统(30；300)的设施。

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