CN109844883B - 用于外壳中所容纳的电气开关的致动组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于致动容纳在电气外壳中的电气开关的致动组件。该致动组件包括至少一个手柄组件，手柄组件包括位于外壳盖件上方的手柄、位于盖件下方的跳闸支架、将手柄连接到跳闸支架的轴。至少一个滑动件致动器可滑动地安装在电气开关上方，并且联接到电气开关的切换件。滑动件致动器具有驱动连杆，该驱动连杆适于与跳闸支架接合，使得手柄的旋转引起驱动连杆滑动，这又引起滑动件致动器的直线运动以切换电气开关。滑动件致动器的使用允许更高密度的电气开关堆叠在外壳内。

Description

用于外壳中所容纳的电气开关的致动组件

技术领域

本发明涉及用于外壳中的电气开关的致动装置，并且更具体地涉及用于防爆断路器外壳的致动装置。

背景技术

在包含可燃蒸汽的环境中，产生电弧的断路器被封闭在防爆外壳内。防爆外壳通过在燃烧气体和操作断路器的人员之间形成屏障来提供安全措施。

外壳内部的断路器设计成通过致动组件从外部切换或跳闸，而无需打开外壳盖件(例如，盖子)。致动组件通常包括轴，该轴将位于外壳盖件外部的手柄连接到位于盖件下方的断路器的切换件(toggle)。

可以理解，与普通位置外壳相比，防火外壳非常昂贵。因此，重要的是尽可能地增加外壳中的断路器的密度以降低成本。

传统上，相对大尺寸的致动组件需要相邻断路器之间的额外间隔。这意味着制造商被迫使用更大的外壳。例如，在41"X 15"外壳中，即使在不需要致动组件的情况下，可以填充大约60个断路器，也只能填充大约42个小型断路器(例如，瑞士Zürich的ABB公司的型号S201-C20)。

因此，需要提供一种允许在外壳中以更高密度安装断路器的改进型致动组件。

发明内容

公开了一种用于致动容纳在电气外壳中的电气开关的致动组件。该致动组件包括至少一个手柄组件，手柄组件包括位于外壳盖件上方的手柄、位于盖件下方的跳闸支架(trip bracket)、将手柄连接到跳闸支架的轴。至少一个滑动件致动器可滑动地安装在电气开关上方，并且联接到电气开关的切换件。滑动件致动器具有驱动连杆，该驱动连杆适于与跳闸支架接合，使得手柄的旋转引起驱动连杆滑动，这又引起滑动件致动器的直线运动以切换电气开关。

在一个实施例中，致动组件包括前面板，该前面板在电气开关上方附接到电气外壳，并且具有供电气开关的切换件延伸穿过的开口。滑动件致动器可滑动地安装在前面板上。

滑动件致动器的使用允许更高密度的电气开关堆叠在外壳内。

在另一个实施例中，提供了一种组装致动组件的方法，致动组件用于多个断路器，多个断路器位于具有盖件的电气外壳中。该方法涉及：在所述多个断路器上方将前面板附接到所述电气外壳，使得所述断路器的切换件延伸穿过所述前面板的开口；在各个断路器上方将多个滑动件致动器可滑动地安装到所述前面板，使得每个滑动件致动器联接到相关联的断路器的切换件；以及将多个手柄组件附接到所述外壳的所述盖件，每个手柄组件与一个断路器相关联，并包括位于所述盖件上方的手柄、位于所述盖件下方的跳闸支架、将所述手柄连接到所述跳闸支架的轴，使得当所述盖件关闭时，所述跳闸支架联接到相关联的滑动件致动器的驱动连杆。

附图说明

图1A示出了根据本发明的一个方面的外壳。

图1B示出了外壳内部的剖视图，以示出根据本发明的一个方面的致动组件。

图2A是如图1B所示的致动组件的侧视图。

图2B是图1B的致动组件的透视图。

图3A是根据本发明的一个方面的图2B的致动组件的滑动件致动器的透视图。

图3B是图2B的滑动件致动器的另一个透视图。

图4A是根据本发明的一个方面的手柄组件的跳闸支架的替代实施例。

图4B是图4A的跳闸支架的替代实施例。

具体实施方式

图1A示出了外壳10，而图1B示出了外壳内部的剖视图，以示出用于切换诸如断路器等电气开关14的致动组件16。致动组件16包括一组手柄组件18、一组滑动件致动器20和前面板22(例如，正面无接线的面板)。侧隔板34(例如，如图所示的正面无接线的间隔件)滑过并固定到金属导轨24(例如DIN导轨)上。

外壳10通常包含多个并排堆叠在金属导轨24上的断路器14。金属导轨24通过诸如螺钉等紧固件以传统方式附接到子面板26。子面板26又用螺钉固定在外壳10的底部。

参见图2A，每个断路器14包括上部30和下部32。上部30包括切换件64、切换件引导部62。在所示实施例中，切换件支架/延长部66附接到切换件64，以提供更大的区域来用于通过滑动件致动器20进行切换。

前面板22通过螺钉附接到侧隔板34，以将断路器14牢固地固定在位。前面板22具有矩形开口28，切换件64和切换件引导部/防护部62延伸穿过该开口。在前面板22上方延伸的切换件64被滑动件致动器20接合。切换件引导部62减少切换件64的左右移动。前面板22定位成与断路器14的上部30的顶面相对齐平。

参见图2A和图2B，现在将描述手柄组件18。外螺纹衬套40通过密封螺母41固定到盖件12。螺纹(threading)迫使外壳10内的任何火焰行进更长的距离，以使其逃逸最小化。轴36穿过衬套40插入并且可在衬套内自由旋转。轴36的一端附接到手柄38，轴36的另一端附接到跳闸支架46，使得手柄38的转动使跳闸支架在相同圆周方向上转动。跳闸支架46通过螺钉(未示出)附接到轴36的底部。跳闸支架46包括与滑动件致动器20的驱动连杆50接合的一对耳部48。耳部48凸出地弯曲/倒圆，以用于提供与驱动连杆50的平滑接合。

如图所示，六边形部分42是作为单个整体件的衬套40的一部分。弹簧44围绕轴36设置在螺母和跳闸支架44之间。弹簧44允许跳闸支架46和轴36相对于衬套40轴向移动。

在所示实施例中，每个手柄组件18与一个断路器14和一个滑动件致动器20相关联。滑动件致动器20可滑动地安装在相关联的断路器14上，并包括联接到跳闸支架46的耳部48的驱动连杆50，使得手柄38的旋转引起滑动件致动器的直线运动以切换断路器。

图3A和图3B是根据本发明的一个方面的图2B的致动组件的滑动件致动器20的透视图。如图所示，附接到前面板22的一对引导部52(参见图2A)用于引导滑动件致动器20的滑动运动。在所示实施例中，引导部包括一对销52，销52例如是拧入前面板22中的孔中的带肩螺钉。每个滑动件致动器20具有一对相对设置的纵向狭槽54，螺钉52通过该纵向狭槽54插入。每个纵向狭槽54包括唇部56，螺钉52的头部骑设在该唇部56上。唇部54提供用于滑动致动器20的滑动运动的引导部，并防止滑动致动器20自前面板22起的任何竖直运动。

驱动连杆50呈矩形形状并且定位在纵向狭槽54中的一个上方。在所示实施例中，没有驱动连杆50的狭槽54在两端封闭，而带有驱动连杆50的狭槽在一端是敞开的。

滑动件致动器20具有弯曲的第一凹槽58和矩形的第二凹槽60。在图2A和图2B所示的实施例中，第二凹槽60形成在第一凹槽58内。第一凹槽58定位在断路器14的弯曲的切换件引导部62上方，并为滑动件致动器20的滑动运动提供间隙，以将断路器从一个位置切换到另一个位置。第二凹槽60接纳断路器14的切换件64。在所示实施例中，切换件支架/延长部66附接到切换件64，以提供更大的区域用来切换。因此，第二凹槽60接纳切换件延长部66，使得滑动件致动器20的滑动运动使切换件64滑动，这又使断路器14在打开位置和关闭位置之间切换。

在所示实施例中，除了驱动连杆50的宽度为0.75英寸，滑动件致动器的宽度为0.55英寸。优选地，0.55英寸的宽度小于或等于与滑动件致动器20一起使用的断路器的宽度，使得多个断路器可以堆叠而在它们之间没有任何间隙。驱动连杆50的宽度可以大于断路器宽度，因为滑动件致动器20以交错方式安装，其中相邻断路器的驱动连杆相对于断路器的切换件定位在相反两侧。在另一个实施例中，断路器14的宽度等于或大于0.75(驱动连杆50的宽度)。以这种方式，即使当致动器20没有以交错方式安装时，多个断路器14也可以紧密堆叠而不需要在它们之间提供任何间隙。

在所示实施例中，滑动件致动器20由单个模制塑料部件制成。优选地，滑动件致动器20由缩醛均聚物树脂材料制成，例如来自杜邦公司的Delrin^TM，因为其具有高结构完整性和自润滑性能。

图4A是手柄组件18的跳闸支架46的替代实施例。在该实施例中，跳闸支架包括跳闸板66和一对耳部64。跳闸板66通过螺钉68和锁紧垫圈70附接到轴36。耳部64拧入跳闸板66中并且为圆筒形，以与驱动连杆50接合。圆筒形耳部64提供滑动件致动器20的平滑滑动和致动。

尽管图4A的跳闸支架由多个部件制成，但在一个替代实施例中，跳闸板66和耳部64由单个整体件制成，其可以模制或冲压，其一个实施例在图4B中示出。如图4B所示，跳闸支架是模制件，其中跳闸板72和耳部74形成为单个整体件。如果跳闸支架被冲压，那么耳部74可以弯曲并成形为凸出地弯曲或圆筒形状。

现在将描述组装致动组件16的方法。在外壳10中，可以具有不同尺寸的所需数量的断路器14水平地堆叠在侧隔板35之间。

然后将前面板22放置在堆叠好的断路器14上方，使得切换件引导部62和切换件64延伸穿过矩形开口28。然后将前面板22通过一组螺钉(未示出)附接到侧隔板35上，从而附接到外壳10上。

对于每个断路器14，相关联的滑动件致动器20定位在断路器的顶部。一对引导部52(所示实施例中的头部螺钉)穿过纵向狭槽54拧入前面板22中的相应孔中，并沿着狭槽骑设，以允许滑动件致动器20的滑动运动。优选地，相邻的滑动件致动器20沿相反方向定位，使得它们的驱动连杆50相对于断路器14的切换件64位于相反两侧，以允许断路器的最大密度，这将在下文说明。

对于每个断路器14，相关联的手柄组件18安装在盖件12上。具有附接手柄38的轴36的一端插入盖件12的相应开口。然后将带有密封螺母41和六角形部分42的螺纹衬套40套在轴36上。然后在用扳手抓住六角形部分42的同时，用另一个扳手旋转密封螺母41，以将衬套40牢固地固定到盖件12上。

弹簧44套在轴36的暴露部分上，然后通过螺钉68和锁紧垫圈70将跳闸支架46附接到轴36上。弹簧44沿向下方向偏压跳闸支架46。

如图2B所示，跳闸支架46的与驱动连杆50相互作用的耳部48径向偏离轴36的纵轴线。因此，手柄组件18的轴36定位在两个相邻的断路器14之上和之间。如果相邻的手柄组件18在断路器14的同一侧上彼此紧邻定位，则可能需要相邻断路器之间的一定量的间隙空间，以容纳径向偏移的跳闸支架46。因此，为了断路器14的最大密度，优选的是以交错的方式安装手柄组件18，使得相邻滑动件致动器20的驱动连杆相对于断路器14的切换件64位于相反两侧。

在所有手柄组件安装在盖件12上之后，盖件关闭，使得耳部48定位在驱动连杆50的两侧。然而，如果一些耳部48落在驱动连杆50的顶部上，则弹簧44允许跳闸支架46暂时竖直移动，直到耳部向下弹回以面向驱动连杆的两侧。

可以理解的是，本发明的致动组件16允许在断路器之间没有任何间隙的情况下堆叠最大数量的断路器。例如，在24"x 36"x 8"外壳中，使用传统的致动组件16可以允许大约42个分支断路器或一个4极主断路器和36个分支断路器堆叠在外壳内。相反，本发明允许90个分支断路器或一个4极主断路器和72个分支断路器堆叠在外壳内。有利地，使用本发明允许安装的断路器数量超过使用传统致动组件的两倍以上。

前述具体实施例仅代表实施本发明的一些方式。在本发明的精神内可以有许多其他实施例。因此，本发明的范围不限于前述说明书，而是由所附权利要求书及其全部等效范围给出。

Claims (15)

1.一种致动组件，其用于断路器，所述断路器容纳在具有盖件的电气外壳中，所述致动组件包括：

手柄组件，其包括位于所述盖件上方的手柄、位于所述盖件下方的跳闸支架、将所述手柄连接到所述跳闸支架的轴；

滑动件致动器，其构造为在安装时安装在所述断路器的切换件上，所述滑动件致动器包括：

第一凹槽，其在安装时定位在所述断路器的所述切换件上方；

第二凹槽，其形成在所述第一凹槽内以接纳所述切换件；以及

驱动连杆，其适于与所述跳闸支架接合，所述跳闸支架包括沿朝向所述驱动连杆的方向延伸的第一耳部以及沿朝向所述驱动连杆的方向延伸的第二耳部，以使所述第一耳部位于所述驱动连杆的第一侧并且所述第二耳部位于所述驱动连杆的第二侧，从而使得所述手柄的旋转引起所述跳闸支架的旋转，并且所述跳闸支架的旋转转化为所述滑动件致动器的直线运动，从而所述第二凹槽能够移动所述断路器的所述切换件。

2.根据权利要求1所述的致动组件，其中，所述滑动件致动器包括在所述第一凹槽的第一侧的第一纵向狭槽和在所述第一凹槽的第二侧的第二纵向狭槽，所述第一纵向狭槽能够接纳第一销以用于在所述手柄旋转时引导所述滑动件致动器的移动，所述第二纵向狭槽能够接纳第二销以用于在所述手柄旋转时引导所述滑动件致动器的移动。

3.根据权利要求2所述的致动组件，其中，每个纵向狭槽包括唇部，相应销的头部搁置在所述唇部上，以防止所述滑动件致动器朝向所述手柄的竖直运动。

4.一种电气开关外壳，其包括：

外壳盒；

盖件，其能拆卸地固定于所述外壳盒，并且具有延伸穿过所述盖件的多个开口；

多个电气开关，其安装在所述外壳盒内，所述多个电气开关中的每一个包括上部和下部，所述上部具有切换件，所述切换件具有能在接通位置与断开位置之间移动的切换件延长部，并且所述下部用于将所述电气开关安装在所述外壳内；

多个致动组件，其中，所述多个致动组件中的每一个与所述多个电气开关中的一个相关联，所述多个致动组件中的每一个包括：

手柄组件，其具有延伸穿过所述多个开口中的一个开口的轴、在所述盖件上方的附接到所述轴的端部的手柄、以及在所述盖件的下方的附接到所述轴的端部的跳闸支架；

滑动件致动器，其可滑动地安装在所述切换件和所述切换件延长部上方，所述滑动件致动器包括：

第一凹槽，所述切换件被定位在所述第一凹槽中；

第二凹槽，其形成在所述第一凹槽内，所述切换件延长部被定位在所述第二凹槽中；以及

驱动连杆，其可操作地联接至所述跳闸支架，使得所述手柄的旋转引起所述跳闸支架的旋转，并且所述跳闸支架的旋转转化为所述滑动件致动器的直线运动，从而所述滑动件致动器将所述切换件延长部和所述切换件移动至所述接通位置或所述断开位置。

5.根据权利要求4所述电气开关外壳，还包括多个衬套，其中，所述多个衬套中的一个衬套被固定在所述多个开口中的一个开口内，并且与所述开口相关联的所述手柄组件的轴延伸穿过所述衬套。

6.根据权利要求4所述的电气开关外壳，还包括具有多个盖件开口的前面板，所述前面板被定位在所述多个电气开关与所述滑动件致动器之间，使得所述多个电气开关中的一个的所述切换件延伸穿过所述多个盖件开口中的一个。

7.根据权利要求6所述的电气开关外壳，其中，每个滑动件致动器包括第一纵向狭槽和第二纵向狭槽，第一引导销穿过所述第一纵向狭槽并且固定于所述前面板，第二引导销穿过所述第二纵向狭槽并且固定于所述前面板，并且所述第一引导销和所述第二引导销随着所述滑动件致动器将所述切换件移动到所述接通位置或所述断开位置而相对于所述前面板和相应的电气开关引导所述滑动件致动器。

8.根据权利要求7所述的电气开关外壳，其中，所述第一纵向狭槽定位在所述第一凹槽的第一侧，并且所述第二纵向狭槽定位在所述第一凹槽的第二侧。

9.根据权利要求7所述电气开关外壳，其中，所述第一纵向狭槽包括第一唇部，所述第一引导销的头部搁置在所述第一唇部上，并且所述第二纵向狭槽包括第二唇部，所述第二引导销的头部搁置在所述第二唇部上，以限制所述滑动件致动器沿朝向所述盖件的方向竖直移动。

10.根据权利要求4所述的电气开关外壳，其中，所述滑动件致动器和所述手柄组件以交错的方式设置，使得任何两个相邻滑动件致动器的所述驱动连杆位于所述滑动件致动器的相反两侧。

11.根据权利要求4所述的电气开关外壳，其中，所述跳闸支架包括第一耳部和第二耳部，并且所述第一耳部具有用于接合所述驱动连杆的第一表面的凸出内表面，并且所述第二耳部具有用于接合所述驱动连杆的第二表面的凸出内表面。

12.根据权利要求4所述的电气开关外壳，其中，所述跳闸支架包括第一耳部和第二耳部，并且所述第一耳部包括圆筒形部件，所述第二耳部包括圆筒形部件。

13.根据权利要求4所述的电气开关外壳，其中，所述跳闸支架包括第一耳部和第二耳部，并且所述第一耳部的纵轴线和所述第二耳部的纵轴线径向偏离所述轴的纵轴线。

14.根据权利要求4所述的电气开关外壳，其中，所述滑动件致动器由缩醛均聚物材料制成。

15.根据权利要求4所述的电气开关外壳，其中，所述多个电气开关中的每一个包括断路器。

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