CN109509685B - 一种断路器合分闸指示机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器合分闸指示机构，包括顶杆传动部分、指示部分和计数部分；顶杆传动部分包括第一传动杆、第二传动杆和第三传动杆；第三传动杆上活动套设有壳槽；指示部分包括弯板、撞针、指示牌、第二回复弹簧、第三销钉、第四销钉、滚筒和扭簧；计数部分包括折弯板、弯杆、计数器、挡板和方套；顶杆传动部分和指示部分通过壳槽对接安装，顶杆传动部分和计数部分连接在一起；本发明通过模块化设计，大大简化了结构；各部分机构零件简单，调整范围大，调整简单方便，避免了机构对接对零件加工要求高、装配困难的问题；设计与生产成本降低，批量生产适应性提高；采用机械计数器还大大提高了计数的准确性。

Description

一种断路器合分闸指示机构

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体涉及一种断路器合分闸指示机构。

背景技术

断路器是一种用于电网中的配电电器，能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在规定的非正常条件下（如过载、短路、欠电压以及发生单相接地故障时）接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。任何一次断路器故障都有可能带来巨大的经济损失甚至是人员伤亡。而通常断路器的触头系统和机构传动系统都是装配在断路器壳体内，导致无法直接观察判断短路器的合分闸状态，掌握断路器合分状态在进行线路检查、设备维修包括操作断路器中都是最基本的要求。而了解断路器使用状态，及时检查更换到达寿命期限的断路器显得至关重要。

现有的断路器合分闸指示机构多是采用凸轮连杆传动机构和弹簧储能机构，机构的缺点是零件数量多，重要零件多并且外形复杂，装配精度要求高，这样不仅增加了断路器成本，还大大降低了断路器的可靠性。同时，现有断路器的计数功能多采用电子式，或者单独设计用于计数的传动机构，而本发明采用模块化设计将计数功能与合分闸指示功能结合，共用一个传动部分，这样带来的优点是结构得到简化，并且机械计数器可靠性十分高，保证了计数的准确性。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种结构简单、计数准确的断路器合分闸指示机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种断路器合分闸指示机构，包括顶杆传动部分、指示部分和计数部分；所述的顶杆传动部分包括第二传动杆以及分别铰接在第二传动杆两端的第一传动杆和第三传动杆；所述的第一传动杆包括端部垂直固定连接的连杆和转动轴，所述的连杆的另一端与第二传动杆相铰接，所述的转动轴的另一端与断路器壳体圆柱副相连接，所述的转动轴的中部固定设置有轮架，所述的轮架上固定设置有穿轴，所述的穿轴上活动套设有与断路器触头系统的凸台高副连接的滚轮；所述的第三传动杆的中部固定设置有第一垫片，其另一端活动套设有固定设置在断路器壳体上的壳槽，所述的第三传动杆上还活动套设有位于壳槽和第一垫片之间的第一回复弹簧；

所述的指示部分包括固定设置在壳槽上的弯板、与第三传动杆配合使用的撞针以及指示牌，所述的弯板上设置有延伸进壳槽容腔内的圆筒，所述的圆筒的开口端固定设置有第二垫片，所述的第二垫片以及圆筒与弯板的连接端面上同轴分别开设有第一撞针孔和第二撞针孔，所述的撞针依次穿过第一撞针孔和第二撞针孔，所述的撞针上还活动套设有位于圆筒容腔内使其复位的第二回复弹簧，所述的弯板侧面内壁上固定设置有第三销钉，所述的指示牌活动套设在第三销钉上，指示牌上固定设置有与第三销钉相平行的第四销钉，所述的第四销钉上活动套设有与撞针配合使用的滚筒，所述的第三销钉上还套设有与弯板和滚筒配合使用的扭簧；

所述的计数部分包括固定设置在壳槽上的折弯板、一端固定设置在第三传动杆上的弯杆和计数器，所述的计数器上轴接有与弯杆配合使用的挡板，所述的折弯板上设置有弯杆限位板，所述的弯杆限位板上开设有供弯杆直线移动的U字形弯杆安放槽，所述的弯杆上固定设置有位于弯杆限位板和挡板之间的方套。

所述的壳槽上与第三传动杆配合使用的开口端固定设置有套筒，所述的套筒与第三传动杆间隙配合；所述轮架为U字形支架并通过限位钉固定安装在转动轴上，所述轮架包括延伸臂和滚轮安装槽，所述的穿轴固定设置在轮架的延伸臂上，所述的滚轮活动套设在穿轴上且位于滚轮安装槽内。

所述的撞针上设置有位于圆筒容腔内的定位凸圈，所述的第二回复弹簧设置在撞针的定位凸圈和圆筒与弯板的连接端面之间。

所述的挡板上开设有U字形卡孔，所述的挡板U字形卡孔的两个延伸臂上均设置有锁紧孔，所述的计数器上设置有卡柱，所述的挡板通过其上的U字形卡孔轴接在计数器的卡柱上，并通过第二螺钉锁紧挡板的延伸臂。

所述的连杆上与转动轴相连接的一端设置有U字形连杆开口槽，所述的转动轴插接入连杆的连杆开口槽内并通过第一螺钉固定连接。

所述的弯板上设置有第一长孔，所述的弯板通过第一螺栓穿过第一长孔固定连接在壳槽上。

所述的折弯板上设置有多个第二长孔，所述的折弯板通过第二螺栓穿过第二长孔固定连接在壳槽上。

所述的连杆通过第一销钉与第二传动杆相铰接，所述的第二传动杆通过第二销钉与第三传动杆相铰接，所述的第一垫片通过插销设置在第三传动杆上。插销对第一垫片起止位的作用，并不固定第一垫片。

所述的弯杆上与第三传动杆相连接的一端设置有螺纹，所述的第三传动杆上设置有弯杆安装孔，所述的弯杆穿过弯杆安装孔并通过第一螺母和第二螺母固定连接在第三传动杆上；所述的方套通过第三螺母固定设置在弯杆上。

本发明的有益效果是：

1，本发明的断路器合分闸指示机构采用模块化设计，由顶杆传动部分、指示部分和计数部分三部分组成，通过模块化设计，大大简化了结构。各部分机构零件简单，并且各个机构部分的连接分别通过调整连杆与转动轴的固定安装角度、挡板与计数器的固定安装角度和长孔固定安装时的安装位置使整个机构工作在最佳状态，调整范围大，调整简单方便，避免了机构对接对零件加工要求高、装配困难的问题。模块化设计使得整个断路器合分闸指示机构的结构大大简化，设计与生产成本降低，批量生产适应性提高。

2，本发明的断路器合分闸指示机构的计数部分采用机械计数器，并和指示部分共用顶杆传动部分作为动力源，不仅降低了结构的复杂程度，还大大提高了计数的准确性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的分闸状态示意图；

图3是本发明的合闸状态示意图；

图4是本发明的顶杆传动部分示意图；

图5是本发明处于分闸状态时的顶杆传动部分示意图；

图6是本发明处于合闸状态时的顶杆传动部分示意图；

图7是本发明处于分闸状态时的指示部分示意图；

图8是本发明处于合闸状态时的指示部分示意图；

图9是本发明处于分闸状态时的计数部分示意图；

图10是本发明处于合闸状态时的计数部分示意图。

各附图标记为：1—顶杆传动部分，11—第一传动杆，111—连杆，112—第一螺钉，113—限位钉，114—轮架，115—转动轴，116—穿轴，117—滚轮，12—第一销钉，13—第二传动杆，14—第二销钉，15—第三传动杆，151—插销，152—第一垫片，16—第一回复弹簧，17—套筒，18—壳槽，2—指示部分，21—撞针，22—第二回复弹簧，23—弯板，231—圆筒，232—第一长孔，24—指示牌，25—扭簧，26—第三销钉，27—滚筒，28—第二垫片，29—第四销钉，3—计数部分，31—弯杆，32—方套，33—第三螺母，34—挡板，35—计数器，36—第二螺钉，37—折弯板，371—第二长孔，372—弯杆安放槽，38—第一螺母，39—第二螺母。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

如图1所示，基于模块化设计，本发明的断路器合分闸指示机构由顶杆传动部分1、指示部分2和计数部分3三部分组成。

参看图4、图5和图6，所述的顶杆传动部分1主要包括第一传动杆11、第二传动杆13、第三传动杆15和壳槽18。

所述的顶杆传动部分1包括第二传动杆13以及通过第二销钉14与第二传动杆13的一端相铰接的第三传动杆15，还包括与第二传动杆13的另一端相铰接的第一传动杆11。

所述的第一传动杆11包括其端部垂直固定连接的连杆111和转动轴115，所述的连杆111上与转动轴115相连接的一端设置有U字形连杆开口槽，所述的转动轴115插接入连杆111的连杆开口槽内并通过第一螺钉112锁定，使得连杆111的U字形连杆开口槽收紧，连杆111与转动轴115之间的间隙消失并变成固定连接，通过松紧第一螺钉112调整连杆111与转动轴115的固定安装角度，调整范围大，调整简单。

所述的连杆111的另一端通过第一销钉12与第二传动杆13相铰接，所述的转动轴115的另一端与断路器壳体圆柱副相连接，进行回转运动，通过转动轴115的旋转带动连杆111运动。所述的转动轴115的中部通过限位钉113固定设置有U字形轮架114，所述轮架114包括延伸臂和滚轮安装槽，所述的轮架114的延伸臂上固定设置有穿轴116，所述的穿轴116上活动套设有位于滚轮安装槽内的滚轮117，滚轮117绕穿轴116旋转运动。所述的顶杆传动部分1的滚轮117与断路器触头系统的凸台高副连接，触头系统的凸台推动滚轮117做往复运动，而顶杆传动部分1通过滚轮117从动触头中获取动力。

所述的第三传动杆15的中部通过插销151固定设置有第一垫片152，151插销对第一垫片152起止位的作用，并不固定第一垫片152，其非铰接端活动套设有固定设置在断路器壳体上的壳槽18，使第三传动杆15在壳槽18中往复直线运动，相当于一个滑块。所述的壳槽18上与第三传动杆15配合使用的开口端固定设置有套筒17，所述的套筒17与第三传动杆15间隙配合，而第三传动杆15通过套筒17在壳槽18上往复直线运动，避免了直接与壳槽18的摩擦，套筒17采用耐磨材料，硬度比第三传动杆15小，换装简单，机械使用寿命和经济性得到相应提高。所述的第三传动杆15上还活动套设有位于壳槽18和第一垫片152之间的第一回复弹簧16，所述的壳槽18和第一垫片152用于第一回复弹簧16的两端止位。

顶杆传动部分1的工作原理如下：所述的顶杆传动部分1的滚轮117与触头系统的凸台高副连接，凸台与触头铰链连接，并只能进行直线往复运动，当断路器处于分闸状态时，滚轮117与凸台的下表面接触，而当断路器从分闸运动到合闸状态，凸台水平直线运动，滚轮沿着凸台从下表面运动到上表面从而带动转动轴115旋转转动，由于转动轴115与连杆111固定连接，因此连杆111也发生相同的旋转运动，而连杆111旋转运动带动第二传动杆13运动从而推动第三传动杆15沿着壳槽18直线运动，第一回复弹簧16在第三传动杆15作用下压缩储能，而第三传动杆15直线运动带动指示部分2和计数部分3运动，当断路器从合闸到分闸状态时，凸台回到初始位置，第一回复弹簧16中储存的能量释放使得顶杆传动部分1回到初始位置。

参看图7和图8，所述的指示部分2包括固定设置在壳槽18上的弯板23、与第三传动杆15配合使用的十字形撞针21以及指示牌24，所述的指示牌24的外表面上设置有指示字符ON和OFF。

所述的弯板23上铆接有延伸进壳槽18容腔内的圆筒231，所述的圆筒231的开口端固定设置有第二垫片28，所述的第二垫片28以及圆筒231与弯板23的连接端面上同轴分别开设有第一撞针孔和第二撞针孔。所述的撞针21上固定设置有定位凸圈，所述的撞针21依次穿过第一撞针孔和第二撞针孔使其定位凸圈位于圆筒231的容腔内，所述的撞针21上还活动套设有位于圆筒231容腔内使其复位的第二回复弹簧22，所述的第二回复弹簧22设置在撞针21的定位凸圈和圆筒231与弯板23的连接端面之间，所述的第三传动杆15通过直线运动推动撞针21运动。

所述的弯板23侧面内壁上固定设置有第三销钉26，所述的指示牌24活动套设在第三销钉26上，指示牌24绕着第三销钉26旋转运动，所述的指示牌24上固定设置有与第三销钉26相平行的第四销钉29，所述的第四销钉29上活动套设有与撞针21配合使用的滚筒27，所述的第三销钉26上还套设有与弯板23和滚筒27配合使用的扭簧25。撞针21撞击滚筒27推动指示牌24旋转运动时，撞针21与滚筒27之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，增加了机构的灵活性和可靠性。撞针21工作行程超过一定值后将处于滚筒27的下方，不会导致指示牌24继续转动，降低了装配难度。

所述的弯板23上设置有第一长孔232，所述的弯板23通过第一螺栓穿过第一长孔232固定连接在壳槽18上，使得弯板23在壳槽18上的位置上下可调，确保撞针21能准确撞击安装在指示牌24上的滚筒27。

指示部分2的工作原理如下：所述的指示部分2在断路器合闸过程中，第三传动杆15推动撞针21向前运动，第二回复弹簧22压缩储能，撞针21撞击指示牌24上的滚筒27使得指示牌24绕第三销钉26逆时针旋转，指示牌24显示从OFF变成ON，所述的指示部分2在断路器从合闸变成分闸过程中，第三传动杆15在第一回复弹簧16作用下回到初始位置，撞针21在第二回复弹簧22作用下回复到初始位置，指示牌24在扭簧25的作用下绕着第三销钉26顺时针旋转，指示牌24显示从ON变成OFF。

参看图9和图10，所述的计数部分3包括固定设置在壳槽18上的折弯板37、一端固定设置在第三传动杆15上的弯杆31和计数器35，所述的弯杆31上与第三传动杆15相连接的一端设置有螺纹，所述的第三传动杆15上设置有弯杆安装孔，所述的弯杆31穿过弯杆安装孔并通过第一螺母38和第二螺母39固定连接在第三传动杆15上。

所述的计数器35上轴接有与弯杆31配合使用的挡板34，所述的挡板34上开设有U字形卡孔，所述的挡板34的U字形卡孔的两个延伸臂上均设置有锁紧孔，所述的计数器35上设置有卡柱，所述的挡板34通过其上的U字形卡孔轴接在计数器35的卡柱上，并通过第二螺钉36来锁紧挡板34的延伸臂以调整卡孔的开口大小，使挡板34绕计数器35上的卡柱做旋转运动，所述的挡板34和计数器35之间的角度可调整，调整范围大，调整简单。

所述的折弯板37上设置有弯杆限位板，所述的弯杆限位板上开设有供弯杆31直线移动的U字形弯杆安放槽372，弯杆31卡在弯杆安放槽372上并通过弯杆安放槽372直线运动，确保了弯杆31运动方向的准确性。所述的弯杆31上通过第三螺母33固定设置有位于弯杆限位板和挡板34之间的方套32，，所述的方套32和第三螺母33通过对顶螺纹的方式连接在弯杆31上，所述的方套32在弯杆31直线回复运动时起到限位的作用。

所述的折弯板37上设置有多个第二长孔371，所述的折弯板37通过第二螺栓穿过第二长孔371固定连接在壳槽18上，通过调整折弯板37的固定位置使得计数器35安装在正确的位置，以便弯杆31能正确撞击安装在计数器35上的挡板34。

计数部分3的工作原理如下：所述的计数部分3的弯杆31在第三传动杆15的作用下直线运动，当断路器从分闸到合闸状态，第三传动杆15带动弯杆31水平运动撞击计数器35上的挡板34，使挡板34旋转一定角度，计数器35计数加一，当断路器动合闸到分闸状态时，第三传动杆15在第一回复弹簧16的作用下回到初始位置，弯杆31在第三传动杆15的作用下回到初始位置，计数器35回到初始状态并等待下一次计数，所述的弯杆31上的方套32用于弯杆31回复初始位置时的定位，防止第三传动杆15回位超过初始位置，避免了机构故障。

所述的顶杆传动部分1在断路器合闸过程中运动带动指示部分2和计数部分3，指示牌24显示从OFF变成ON，计数器35计数加一，所述的顶杆传动部分1在断路器分闸过程中由于第一回复弹簧16的作用回到初始状态，指示部分2在第二回复弹簧22和扭簧25作用下由显示合闸状态回到显示分闸状态，计数器35回到初始状态等待下一次计数。

本断路器合分闸指示机构的工作原理如下：在断路器合闸过程中，触头系统带动凸台水平直线运动，使滚轮117沿着凸台的表面从下表面运动到上表面从而带动转动轴115转动，由于转动轴115与连杆111固定连接，因此连杆111也发生相同的旋转运动，连杆111通过第一销钉12带动第二传动杆13运动从而推动第三传动杆15沿着壳槽18直线运动，并且第一回复弹簧16在第三传动杆15作用下压缩储能，如图6所示。一方面，在壳槽18中作直线运动的第三传动杆15推动撞针21，使得撞针21在圆筒231中向前作直线运动，在撞针21作用下第二回复弹簧22压缩储能，而向前运动的撞针21撞击安装在指示牌24第四销钉29上的滚筒27并使指示牌24绕第三销钉26逆时针旋转，安装在第三销钉26上的扭簧25在指示牌24作用下旋转储能，同时指示牌24显示从分闸变成合闸，如图3和图8所示。另一方面，与第三传动杆15固定连接的弯杆31在第三传动杆15的作用下向右运动撞击计数器35上的挡板34，使得挡板34顺时针旋转一定角度，计数器35计数加一如图10所示。本断路器合分闸机构最终合闸状态示意图如图3所示。

在断路器分闸过程中，触头系统带动凸台往回直线运动，在第一回复弹簧16的作用下，滚轮117沿着凸台的表面从上表面往回运动到下表面，第三传动杆15也在壳槽18中往回直线运动，并通过方套32定位，同时与第三传动杆15固定连接的弯杆31也往回运动到初始位置，如图2和图5所示。此时安装在圆筒231上第二回复弹簧22中储存的能量释放，撞针21在该第二回复弹簧22的作用下回到初始位置，安装在第三销钉26上的扭簧25中储存的能量也释放，指示牌24在该扭簧25的作用下绕着第三销钉26顺时针回转到初始位置，指示牌24显示从合闸变成分闸，如图7和图2所示。由于与第三传动杆15固定连接的弯杆31已经回运动到初始位置，计数器35自行复位到初始状态并等待下一次计数，如图9所示。本断路器合分闸机构最终分闸状态示意图如图2所示。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种断路器合分闸指示机构，其特征在于：包括顶杆传动部分（1）、指示部分（2）和计数部分（3）；

所述的顶杆传动部分（1）包括第二传动杆（13）以及分别铰接在第二传动杆（13）两端的第一传动杆（11）和第三传动杆（15）；所述的第一传动杆（11）包括垂直固定连接的连杆（111）和转动轴（115），所述的连杆（111）的另一端与第二传动杆（13）相铰接，所述的转动轴（115）的另一端与断路器壳体圆柱副相连接，所述的转动轴（115）的中部固定设置有轮架（114），所述的轮架（114）上固定设置有穿轴（116），所述的穿轴（116）上活动套设有与断路器触头系统的凸台高副连接的滚轮（117）；所述的第三传动杆（15）的中部固定设置有第一垫片（152），第三传动杆（15）的非铰接端活动套设有固定设置在断路器壳体上的壳槽（18），所述的第三传动杆（15）上还活动套设有位于壳槽（18）和第一垫片（152）之间的第一回复弹簧（16）；

所述的指示部分（2）包括固定设置在壳槽（18）上的弯板（23）、与第三传动杆（15）配合使用的撞针（21）以及指示牌（24），所述的弯板（23）上设置有延伸进壳槽（18）容腔内的圆筒（231），所述的圆筒（231）的开口端固定设置有第二垫片（28），所述的第二垫片（28）以及圆筒（231）与弯板（23）的连接端面上同轴开设有第一撞针孔和第二撞针孔，所述的撞针（21）依次穿过第一撞针孔和第二撞针孔，所述的撞针（21）上还活动套设有位于圆筒（231）容腔内使其复位的第二回复弹簧（22），所述的弯板（23）侧面内壁上固定设置有第三销钉（26），所述的指示牌（24）活动套设在第三销钉（26）上，指示牌（24）上固定设置有与第三销钉（26）相平行的第四销钉（29），所述的第四销钉（29）上活动套设有与撞针（21）配合使用的滚筒（27），所述的第三销钉（26）上还套设有与弯板（23）和滚筒（27）配合使用的扭簧（25）；

所述的计数部分（3）包括固定设置在壳槽（18）上的折弯板（37）、固定设置在第三传动杆（15）上的弯杆（31）和计数器（35），所述的计数器（35）上轴接有与弯杆（31）配合使用的挡板（34），所述的折弯板（37）上设置有弯杆限位板，所述的弯杆限位板上开设有供弯杆（31）直线移动的U字形弯杆安放槽（372），所述的弯杆（31）上固定设置有位于弯杆限位板和挡板（34）之间的方套（32）。

2.根据权利要求1所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的壳槽（18）上与第三传动杆（15）配合使用的开口端固定设置有套筒（17），所述的套筒（17）与第三传动杆（15）间隙配合；所述轮架（114）为U字形支架并通过限位钉（113）固定安装在转动轴（115）上，所述轮架（114）包括延伸臂和滚轮安装槽，所述的穿轴（116）固定设置在轮架（114）的延伸臂上，所述的滚轮（117）活动套设在穿轴（116）上且位于滚轮安装槽内。

3.根据权利要求1所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的撞针（21）上设置有位于圆筒（231）容腔内的定位凸圈，所述的第二回复弹簧（22）设置在撞针（21）的定位凸圈和圆筒（231）与弯板（23）的连接端面之间。

4.根据权利要求1所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的挡板（34）上开设有U字形卡孔，所述的挡板（34）U字形卡孔的两个延伸臂上均设置有锁紧孔，所述的计数器（35）上设置有卡柱，所述的挡板（34）通过其上的U字形卡孔轴接在计数器（35）的卡柱上，并通过第二螺钉（36）锁紧挡板（34）的延伸臂。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的连杆（111）上与转动轴（115）相连接的一端设置有U字形连杆开口槽，所述的转动轴（115）插接入连杆（111）的连杆开口槽内并通过第一螺钉（112）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的弯板（23）上设置有第一长孔（232），所述的弯板（23）通过第一螺栓穿过第一长孔（232）固定连接在壳槽（18）上。

7.根据权利要求6所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的折弯板（37）上设置有多个第二长孔（371），所述的折弯板（37）通过第二螺栓穿过第二长孔（371）固定连接在壳槽（18）上。

8.根据权利要求7所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的连杆（111）通过第一销钉（12）与第二传动杆（13）相铰接，所述的第二传动杆（13）通过第二销钉（14）与第三传动杆（15）相铰接，所述的第一垫片（152）通过插销（151）设置在第三传动杆（15）上。

9.根据权利要求8所述的一种断路器合分闸指示机构，其特征在于，所述的弯杆（31）上与第三传动杆（15）相连接的一端设置有螺纹，所述的第三传动杆（15）上设置有弯杆安装孔，所述的弯杆（31）穿过弯杆安装孔并通过第一螺母（38）和第二螺母（39）固定连接在第三传动杆（15）上；所述的方套（32）通过第三螺母（33）固定设置在弯杆（31）上。