CN110571111A - 小型断路器 - Google Patents
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Abstract
一种小型断路器，其壳体内设有操作机构和静触头，操作结构包括触头支持，所述触头支持设有与静触头配合的动触头，所述壳体内设有用于屏蔽动触头和静触头之间电弧的屏蔽件；所述屏蔽件设有转动端、限位端和屏蔽端；所述转动端与壳体转动连接，限位端设有用于控制屏蔽件与动触头相对位置的滑槽，动触头通过凸出的接触部伸入滑槽内带动屏蔽件绕转动端作相对于动触头的转动；分闸时，屏蔽端转入动触头与静触头之间，合闸时，屏蔽端转出动触头与静触头之间。在分、合闸过程中，屏蔽件在滑槽的作用下由动触头带动并绕转动端进行相对于动触头的转动，结构简单且紧凑，所占用的转动空间较小。
Description
技术领域
本发明涉及低压电器，具体涉及一种小型断路器。
背景技术
直流电力系统中存在断开临界电流或者小电流，由于直流不像交流存在过零电流的特点，电弧不容易熄灭。现有的小型断路器触头之间的开距在5mm-5.5mm之间，断路器在断开临界电流或者小电流的时候无法拉长电弧，电弧持续燃烧，难熄灭且燃烧时间长，不利于断路器的正常使用。现有一些断路器内设有屏蔽动触头、静触头的屏蔽件，但其结构较为复杂，各部分配合较为繁琐，在断路器内需要占用一定的空间，不利于断路器的生产加工。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高的小型断路器。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种小型断路器，其壳体内设有操作机构和静触头，操作结构包括触头支持，所述触头支持设有与静触头配合的动触头，所述壳体内设有用于屏蔽动触头和静触头之间电弧的屏蔽件；所述屏蔽件设有转动端、限位端和屏蔽端；所述转动端与壳体转动连接，限位端设有用于控制屏蔽件与动触头相对位置的滑槽，动触头通过凸出的接触部伸入滑槽内带动屏蔽件绕转动端作相对动触头的转动；
分闸时，屏蔽端转入动触头与静触头之间的间隙，
合闸时，屏蔽端转出动触头与静触头之间的间隙。
进一步，所述滑槽分为第一段槽和第二段槽两部分，远离转动端的部分为第一段槽，靠近转动端的部分为第二段槽，第一段槽与第二段槽的连接处形成开口朝向屏蔽端的夹角，所述夹角为钝角；分闸时，接触部由第一段槽滑入第二段槽内使屏蔽端逆时针转入动触头与静触头之间；合闸时，接触部由第二段槽滑入第一段槽内使屏蔽端顺时针转出动触头与静触头之间。
进一步，第一段槽与第二段槽的连接处的夹角为140°到160°。
进一步，接触部与第一段槽滑动配合使屏蔽件旋转的角度小于接触部与第二段槽滑动配合使屏蔽件旋转的角度。
进一步，在接触部与第一段槽滑动配合下，屏蔽件的旋转角度为8°到12°，在接触部与第二段槽滑动配合下，屏蔽件的旋转角度为40°到50°。
进一步，接触部与第一段槽滑动配合时的屏蔽件相对动触头旋转角度的平均变化率小于接触部与第二段槽滑动配合时的屏蔽件相对动触头旋转角度的平均变化率；
接触部与第一段槽滑动配合时，屏蔽件相对动触头旋转角度的平均变化率的范围为1～3；
接触部与第二段槽滑动配合时，屏蔽件相对动触头旋转角度的平均变化率的范围为3～7。
进一步，接触部与第一段槽滑动配合时，屏蔽件相对动触头旋转角度的平均变化率为1.7，接触部与第二段槽滑动配合时，屏蔽件相对动触头旋转角度的平均变化率为4.6。
进一步，所述接触部凸出设置于触头支持的侧壁且与触头支持一体成型，动触头设有供接触部穿过的连接孔，所述接触部穿过连接孔伸入屏蔽件的滑槽内。
进一步，所述接触部凸出设置于动触头侧壁且与动触头一体成型。
进一步，所述屏蔽端设有弧形的屏蔽挡板,屏蔽挡板的面积大于且能完全覆盖动触头和静触头相接触的接触面。
进一步，所述屏蔽件位于动触头靠近壳体的任意一侧，屏蔽件的转动端转动支撑于壳体上，靠近屏蔽端的壳体上设有一段弧形轨道；所述屏蔽件靠近壳体一侧的边缘设有多个支腿,所述支腿位于屏蔽端与限位端之间且沿弧形轨道滑行；屏蔽端设有屏蔽挡板，所述屏蔽挡板的延伸方向与支腿的延伸方向相反。
进一步，所述屏蔽件整体呈三角形，所述转动端位于三角形的第一端角，所述屏蔽端位于三角形的第二端角，所述限位端的滑槽设置在屏蔽端和三角形的第三端角之间，转动端设有向一侧凸起的与屏蔽件一体成型的转轴，所述屏蔽端设有向另一侧凸起的弧形的屏蔽挡板，在屏蔽件的第三端角与屏蔽端之间设有向一侧凸起的支腿，所述屏蔽挡板的延伸方向与转轴和支腿的延伸方向相反。
本发明的小型断路器，在动触头、静触头之间设置用于屏蔽两者之间电弧的屏蔽件，分闸时，屏蔽件转入动触头与静触头之间，强制将动触头与静触头之间的电弧拉长，并使电弧沿着屏蔽件表面燃烧并冷却，有效减少电弧的燃烧时间，使电弧较快熄灭；合闸时，屏蔽件会转出动触头与静触头之间，因而不会影响断路器的正常工作。在分、合闸过程中，屏蔽件在滑槽的作用下由动触头带动并绕转动端进行相对于动触头的转动，结构简单且紧凑，所占用的转动空间较小。
此外，本发明的屏蔽件通过滑槽被动触头带动，滑槽分为两部分，通过控制屏蔽件在滑槽各部的旋转角度以及相对动触头旋转角度的平均变化率使屏蔽件的屏蔽端转入或转出动触头、静触头之间的间隙，结构简单，利于生产加工。
附图说明
图1是本发明小型断路器的结构示意图；
图2是本发明小型断路器合闸时的结构示意图；
图3是本发明小型断路器分闸时的结构示意图；
图4是本发明小型断路器的触头支持、动触头及屏蔽件的连接示意图；
图5是本发明小型断路器的触头支持的结构示意图；
图6是本发明小型断路器的动触头的结构示意图；
图7是本发明小型断路器的屏蔽件的结构示意图；
图8是本发明小型断路器的屏蔽件靠近壳体一侧的结构示意图；
图9是本发明小型断路器的屏蔽件远离壳体一侧的结构示意图；
图10是本发明小型断路器的动触转动角度与屏蔽转动角度之间的关系曲线图；
图11是本发明小型断路器的动触头转动角度变化与屏蔽件转动角度变化比例关系图。
具体实施方式
以下结合附图1至9给出的实施例，进一步说明本发明的小型断路器的具体实施方式。本发明的小型断路器不限于以下实施例的描述。
一种小型断路器，其壳体内设有操作机构和静触头3，操作结构包括触头支持2，所述触头支持2设有与静触头3配合的动触头4，所述壳体内设有用于屏蔽动触头4、静触头3之间电弧的屏蔽件5；所述屏蔽件5设有转动端5a、限位端5b和屏蔽端5c；所述转动端5a与壳体转动连接，限位端5b设有用于控制屏蔽件5与动触头4相对位置的滑槽，动触头4通过凸出的接触部7伸入滑槽内带动屏蔽件5绕转动端5a作相对动触头4的转动；分闸时，屏蔽端5c转入动触头4与静触头3之间的间隙，合闸时，屏蔽端5c转出动触头4与静触头3之间的间隙。
本发明的小型断路器，在动触头4、静触头3之间设置用于屏蔽两者之间电弧的屏蔽件5，分闸时，屏蔽件5转入动触头4与静触头3之间，强制将动触头4与静触头3之间的电弧拉长，并使电弧沿着屏蔽件5表面燃烧并冷却，有效减少电弧的燃烧时间，使电弧较快熄灭；合闸时，屏蔽件5会转出动触头4与静触头3之间，因而不会影响断路器的正常工作。在分、合闸过程中，屏蔽件5在滑槽的作用下由动触头4带动并绕转动端5a进行相对于动触头4的转动，结构简单且紧凑，所占用的转动空间较小。
如图1-3所示，小型断路器包括由底座1和盖体构成的壳体，壳体内设有操作机构和静触头3，操作结构包括触头支持2，所述触头支持2设有与静触头3配合的动触头4，所述壳体内设有用于屏蔽动触头4、静触头3之间电弧的屏蔽件5；所述屏蔽件5设有转动端5a、限位端5b和屏蔽端5c；所述转动端5a与壳体转动连接，限位端5b设有用于控制屏蔽件5与动触头4相对位置的滑槽，动触头4通过凸出的接触部7伸入滑槽内带动屏蔽件5绕转动端5a作相对动触头4的转动；分闸时，屏蔽端5c转入动触头4与静触头3之间，合闸时，屏蔽端5c按转入方向的反方向转出动触头4与静触头3之间。
所述凸出的接触部7可以与动触头4的侧壁一体成型，从屏蔽件5连接稳定性的角度考虑，也可以如图4-6所示，将接触部7设置于触头支持2的侧壁，设置于触头支持2的接触部7最好与触头支持2一体成型，动触头4与接触部7相对应的部分设有供接触部7穿过的连接孔41，接触部7穿过连接孔41伸入屏蔽件5的滑槽内带动屏蔽件5绕屏蔽端5c作相对动触头4的转动。
如图6所示，所述动触头4包括依次连接的第一连接臂42、第二连接臂45、触点部43和引弧部44，第一连接臂42和第二连接臂45成L型与触头支持限位配合，触点部43的侧边向第一连接臂42一侧凸出设有与静触头3配合的动触点，第一连接臂42、第二连接臂45和触点部43成U型构成避让屏蔽件5的避让缺口46，所述触点部43上设有供接触部7穿过的连接孔41，引弧部44设置在触点部43远离第二连接臂45的一侧侧边向远离动触点的方向延伸。
如图4、7、8和9所示，为了使屏蔽端5c准确在动触头4和静触头3之间转入转出，安装时屏蔽件5需要将屏蔽端5c和转动端5a设置的高于限位端5b，所述滑槽分为两部分，靠近屏蔽端5c一侧的部分作为第一段槽61，靠近转动端5a一侧的部分作为第二段槽62，在第一段槽61与第二段槽62的连接处形成一个开口朝向屏蔽端5c的夹角A，这个夹角A最好为钝角，以保证分闸时接触部7由第一段槽61滑入第二段槽62内使屏蔽端5c逆时针转入动触头4与静触头3之间；合闸时，接触部7由第二段槽62滑入第一段槽61内使屏蔽端5c顺时针转出动触头4与静触头3之间，所述第一段槽61与第二段槽62的夹角A优选为140°到160°，优选为150°。
为进一步保证屏蔽件5绕旋转端相对于动触头4旋转，优选设计为，接触部7与第一段槽61滑动配合使屏蔽件5旋转的角度小于接触部7与第二段槽62滑动配合使屏蔽件5旋转的角度，这种设计方式能使断路器内的结构设计紧凑，利于节省空间，具体的，在接触部7与第一段槽61的配合作用下，屏蔽件5的旋转角度为8°到12°，优选为10°，在接触部7与第二段槽62的配合作用下，屏蔽件5的旋转角度为40°到50°，优选为46°；与此同时，为屏蔽端5c准确、快速的转入、转出动触头4与静触头3之间，有效屏蔽电弧，接触部7与第一段槽61滑动配合时的屏蔽件5相对动触头4旋转角度的平均变化率应当小于接触部7与第二段槽62滑动配合时的屏蔽件5相对动触头4旋转角度的平均变化率，接触部7与第一段槽61滑动配合时，屏蔽件5相对动触头4旋转角度的平均变化率的范围为1～3，具体为1.7；接触部7与第二段槽62滑动配合时，屏蔽件5相对动触头4旋转角度的平均变化率的范围为3～7，具体为4.6。这种仅通过滑槽来精确控制屏蔽端5c在动触头4、静触头3之间转入转出的方式，结构简单，利于生产加工。
为实现较好的灭弧效果，屏蔽件5的屏蔽端5c设有弧形的屏蔽挡板51,屏蔽挡板51的面积大于动触头4、静触头3相接触的接触面并能完全覆盖两者的接触面，动触头4与静触头3之间的电弧能够在屏蔽挡板51上燃烧冷却，有效缩短燃弧时间。
如图3、4、8所示，屏蔽件5可以设置于动触头4靠近壳体的任意一侧，屏蔽件5设置于动触头4靠近壳体的一侧，屏蔽件5的转动端5a转动支撑于壳体上，靠近屏蔽端5c的壳体上设有一段弧形轨道11(参见图3)；所述屏蔽件5靠近壳体一侧的边缘设有多个支腿52,所述支腿52位于屏蔽端5c与限位端5b之间且沿弧形轨道11滑行；屏蔽端5c设有屏蔽挡板51，所述屏蔽挡板51的延伸方向与支腿52的延伸方向相反，图1-3所示为屏蔽件5设置于动触头4靠近底座1的一侧，屏蔽件5的转动端5a转动支撑于底座1上，底座1上设有一段弧形轨道11；屏蔽件5面对底座1的一侧边缘设有至少一个支腿52，支腿52位于屏蔽端5c与限位端5b之间，支腿52可沿弧形轨道11滑行，图中所示的弧形轨道11的轨道结构为表面光滑的凸起结构，当然也可以在凸起结构上设置与支腿52相配合的凹槽(图中未示出)；在屏蔽端5c背离底座1的一侧设有屏蔽挡板51，屏蔽挡板51的面积大于且能完全覆盖动触头4与静触头3的接触面。
屏蔽件5的转动端5a与壳体为销钉连接，转动端5a设有与屏蔽件5一体成型的转轴53，壳体设有与转轴53相配合的轴孔8，当然也可以在转动端5a设置轴孔8并在壳体上设置与该轴孔8配合的轴。屏蔽件5上可设置减少摩擦的凸筋。
具体的，如图7-8所示，所述屏蔽件5整体呈近似三角形，所述转动端5a位于三角形的第一端角，所述屏蔽端5c位于三角形的第二端角，所述限位端5b的滑槽设置在屏蔽端5c和三角形的第三端角之间，转动端5a设有向一侧凸起的与屏蔽件5一体成型的转轴53，所述屏蔽端5c设有向另一侧凸起的弧形的屏蔽挡板51，在屏蔽件5的第三端角与屏蔽端5c之间设有向一侧凸起的支腿52，所述屏蔽挡板51的延伸方向与转轴53和支腿52的延伸方向相反。
动触头4转动角度与屏蔽件5转动角度之间的关系曲线见图10，其中：AB段代表接触部7位于第一段槽61，BC段代表接触部7位于代表第二段槽62；
动触头4转动角度变化与屏蔽件5转动角度变化比例关系见图11，其中：AB段代表接触部7位于第一段槽61，BC段代表接触部7位于代表第二段槽62；
本发明与无屏蔽件5的断路器的分闸时燃弧时间对比见下表：
由上表可知，本发明的燃弧时间明显短于无屏蔽件5的断路器。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种小型断路器，其壳体内设有操作机构和静触头(3)，操作结构包括触头支持(2)，所述触头支持(2)设有与静触头(3)配合的动触头(4)，其特征在于：所述壳体内设有用于屏蔽动触头(4)和静触头(3)之间电弧的屏蔽件(5)；所述屏蔽件(5)设有转动端(5a)、限位端(5b)和屏蔽端(5c)；所述转动端(5a)与壳体转动连接，限位端(5b)设有用于控制屏蔽件(5)与动触头(4)相对位置的滑槽，动触头(4)通过凸出的接触部(7)伸入滑槽内带动屏蔽件(5)绕转动端(5a)作相对动触头(4)的转动；
分闸时，屏蔽端(5c)转入动触头(4)与静触头(3)之间，
合闸时，屏蔽端(5c)转出动触头(4)与静触头(3)之间。
2.根据权利要求1所述的小型断路器，其特征在于：所述滑槽包括第一段槽(61)和第二段槽(62)两部分，远离转动端(5a)的部分为第一段槽(61)，靠近转动端(5a)的部分为第二段槽(62)，第一段槽(61)与第二段槽(62)的连接处形成开口朝向屏蔽端(5c)的夹角(A)，所述夹角(A)为钝角；分闸时，接触部(7)由第一段槽(61)滑入第二段槽(62)内使屏蔽端(5c)逆时针转入动触头(4)与静触头(3)之间；合闸时，接触部(7)由第二段槽(62)滑入第一段槽(61)内使屏蔽端(5c)顺时针转出动触头(4)与静触头(3)之间。
3.根据权利要求2所述的小型断路器，其特征在于：所述夹角(A)为140°到160°。
4.根据权利要求2所述的小型断路器，其特征在于：接触部(7)与第一段槽(61)滑动配合使屏蔽件(5)旋转的角度小于接触部(7)与第二段槽(62)滑动配合使屏蔽件(5)旋转的角度。
5.根据权利要求4所述的小型断路器，其特征在于：在接触部(7)与第一段槽(61)滑动配合下，屏蔽件(5)的旋转角度为8°到12°，在接触部(7)与第二段槽(62)滑动配合下，屏蔽件(5)的旋转角度为40°到50°。
6.根据权利要求2所述的小型断路器，其特征在于：接触部(7)与第一段槽(61)滑动配合时的屏蔽件(5)相对动触头(4)旋转角度的平均变化率小于接触部(7)与第二段槽(62)滑动配合时的屏蔽件(5)相对动触头(4)旋转角度的平均变化率；
接触部(7)与第一段槽(61)滑动配合时，屏蔽件(5)相对动触头(4)旋转角度的平均变化率的范围为1～3；
接触部(7)与第二段槽(62)滑动配合时，屏蔽件(5)相对动触头(4)旋转角度的平均变化率的范围为3～7。
7.根据权利要求6所述的小型断路器，其特征在于：接触部(7)与第一段槽(61)滑动配合时，屏蔽件(5)相对动触头(4)旋转角度的平均变化率为1.7，接触部(7)与第二段槽(62)滑动配合时，屏蔽件(5)相对动触头(4)旋转角度的平均变化率为4.6。
8.根据权利要求1所述的小型断路器，其特征在于：所述接触部(7)凸出设置于触头支持(2)的侧壁且与触头支持(2)一体成型，动触头(4)设有供接触部(7)穿过的连接孔(41)，所述接触部(7)穿过连接孔(41)伸入屏蔽件(5)的滑槽内。
9.根据权利要求1所述的小型断路器，其特征在于：所述接触部(7)凸出设置于动触头(4)侧壁且与动触头(4)一体成型。
10.根据权利要求1所述的小型断路器，其特征在于：所述屏蔽端(5c)设有弧形的屏蔽挡板(51),屏蔽挡板(51)的面积大于且能完全覆盖动触头(4)和静触头(3)相接触的接触面。
11.根据权利要求1所述的小型断路器，其特征在于：所述屏蔽件(5)位于动触头(4)靠近壳体的任意一侧，屏蔽件(5)的转动端(5a)转动支撑于壳体上，靠近屏蔽端(5c)的壳体上设有一段弧形轨道(11)；所述屏蔽件(5)靠近壳体一侧的边缘设有支腿(52),所述支腿(52)位于屏蔽端(5c)与限位端(5b)之间且沿弧形轨道(11)滑行；屏蔽端(5c)设有屏蔽挡板(51)，所述屏蔽挡板(51)的延伸方向与支腿(52)的延伸方向相反。
12.根据权利要求1所述的小型断路器，其特征在于：所述屏蔽件(5)整体呈三角形，所述转动端(5a)位于三角形的第一端角，所述屏蔽端(5c)位于三角形的第二端角，所述限位端(5b)的滑槽设置在屏蔽端(5c)和三角形的第三端角之间，转动端(5a)设有向一侧凸起的与屏蔽件(5)一体成型的转轴(53)，所述屏蔽端(5c)设有向另一侧凸起的弧形的屏蔽挡板(51)，在屏蔽件(5)的第三端角与屏蔽端(5c)之间设有向一侧凸起的支腿(52)，所述屏蔽挡板(51)的延伸方向与转轴(53)和支腿(52)的延伸方向相反。
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