CN110828251B - 一种过电流保护处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种过电流保护处理设备，包括开设有空腔的固定盒，所述固定盒的内壁焊接有固定环，所述固定环的内壁转动连接有转盘，所述转盘中嵌设有导电块，所述固定盒的顶壁固定连接有套筒，所述套筒连接有传动结构，所述传动结构包括活塞；所述活塞的底部固定连接有推环，所述推环的底部贯穿套筒的内壁，所述推环与套筒密封滑动连接，所述推环的底部固定连接有第一磁铁，所述套筒的外壁通过轴承转动连接有螺杆。优点在于：本发明通过过电流时短路电流和过载电流的电流量不同使得对于蒸发液的汽化速度不同，并同时在压缩弹簧、第一磁铁和第二磁铁构成的系统中实现对于两者状态的不同调节，具有自恢复的功能和效果。

Description

一种过电流保护处理设备

技术领域

本发明涉及电力相关技术领域，尤其涉及一种过电流保护处理设备。

背景技术

过电流是指超过预期情况下通过导体的电流量，从而导致过度的发热，和火灾或损坏的风险，过电流的可能原因包括短路，负载过大，设计不正确或接地故障，通常使用熔断器，断路器，温度传感器和限流器来控制过电流的风险。

而在家庭用电器的使用来说，一般可能发生过电流的原因主要是过载电流和短路电流，而现有技术中一般采用熔断器或者断路器使得在短路电流时依靠超高温度下保险丝的熔断实现电路断开，而过载电流由于是额定电流的不多倍，温度升高速度较慢，使得一般的熔断器或者断路器无法及时进行断路处理，即在过载电流下，熔断器常常会在温度达不到熔断温度前无作为，使得超过额定的温度在一定时间内依旧会造成电器元件老化，寿命减少等问题，并且在使用时，熔断器中的保险丝只能使用一次，需要每次使用进行更换，基于此，本发明设计一种过电流保护处理设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中过电流时熔断器断开电路需要跟换保险丝才能继续使用，不具备自动恢复的功能，而提出的一种过电流保护处理设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种过电流保护处理设备，包括开设有空腔的固定盒，所述固定盒的内壁焊接有固定环，所述固定环的内壁转动连接有转盘，所述转盘中嵌设有导电块，所述固定盒的顶壁固定连接有套筒，所述套筒连接有传动结构；

所述传动结构包括密封滑动连接在套筒的活塞；所述活塞的底部固定连接有推环，所述推环的底部贯穿套筒的内壁，所述推环与套筒密封滑动连接，所述推环的底部固定连接有第一磁铁，所述套筒的外壁通过轴承转动连接有螺杆，所述第一磁铁与螺杆的螺纹部分螺旋传动；

所述螺杆的底部通过轴承与固定盒内壁转动连接，所述螺杆的光轴部分通过平键与转盘过盈配合连接，所述转盘的回转中心嵌设有第二磁铁，所述第二磁铁与螺杆间隙配合，所述螺杆位于第一磁铁和第二磁铁内的部分外套接有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与第一磁铁和第二磁铁胶合。

在上述过电流保护处理设备中，所述固定环上分别设有导电层和电阻层，所述导电层与电阻层连通，所述固定环上除导电层和电阻层外的部分使用绝缘材料,所述活塞中连接设有加热电阻。

在上述过电流保护处理设备中，所述转盘的底部固定连接有多个复位弹簧，多个所述复位弹簧以转盘中点为圆心环形设置，多个所述复位弹簧的固定端共同固定连接有转动环，所述转动环转动连接在固定盒的内壁中，所述转盘的底部固定连接有套环，所述套环贯穿固定盒的底部，所述套环在固定盒外的部分焊接有手操盘，所述手操盘上固定连接有扶手。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，将外接电流与导电层连接，而用电器电路与导电块和活塞中的加热电阻串联，使得当导电块和导电层配合连接时，用电器处于正常工作状态，而在发生过电流时，瞬间温度过高，使得活塞上方温度超过蒸发液的沸点温度，则蒸发液迅速蒸发，并推动活塞向下滑动，使得在第一磁铁与螺杆中的螺旋传动中推动转盘上的导电块与导电层脱离接触；

2、第一磁铁和第二磁铁中通过弹簧连接，设置两个磁铁异极相对，使得两者在相互靠近时分别受到弹簧的弹力和磁铁之间的磁吸引力，并且由于两个磁铁内中轴线上磁场力的分布可看做为一个二次型曲线，而弹簧的弹力分布可看成为一条直线，所以两者可设置为同时有两个平衡点，在两个平衡点中均可以实现平衡状态；使得可以通过两个平衡点对短路电流和过载电流进行分别处理；

3、当发生短路电流时，瞬间温度可达1000℃，则此时蒸发液瞬间完全蒸发，使得活塞以一个较大的速度向下滑动，并且克服压缩弹簧的弹力达到两者较近的第二平衡点，在第二平衡点的位置上，导电块处于与固定环上绝缘部分接触的位置吗，使得此时电路完全断开；避免高温破坏电路元件和电力设备；

4、而在电路发生过载电流时，由于此时电流一般不多倍于额定电流，则温度值超过蒸发液的沸点不多，使得套筒内的蒸发液缓慢蒸发，由于摩擦阻力和传动效率的存在，此时活塞下移的速度较慢，并且具有过载电流越大，转盘转动幅度越大的特点，此时转盘将转动到导电块与电阻层连接的位置，相当于在用电器中串联一个较大的电阻从而分担电流，使得用电器的电流下降，从而减少用电器绝缘部分的老化以及避免高温下电器元件使用寿命下降的风险，而此时第一磁铁将保持在距离第二磁铁较远的第一平衡点位置保持平衡；

5、在电路接入电阻层使得电流降低后，当加热电阻加热的套筒内空间温度低于蒸发液沸点温度时，蒸发气体将部分液化为液体，使得活塞上方空间气压降低，在液化到一定程度后，活塞将上移，使得推环重新带动第一磁铁恢复至初始状态，而在第一磁铁和螺杆的螺旋传动中会使得转盘恢复至导电块与导电层接触的位置，从而恢复为正常工作状态；

6、在电路发生短路电流时，由于瞬间电流较大，推环推动第一磁铁的力较大，使得第一磁铁迅速使压缩弹簧压缩，在压缩弹簧具有较大的弹性势能，使其克服复位弹簧的弹性势能，使得转盘向下滑动，并最终脱离与平键的过盈配合状态，此时，当套筒内蒸发液恢复常温时，第一磁铁的上移和螺杆的转动将不会带动转盘转动，使得此时始终处于断电状态，避免再次连接后继续产生高温伤害用电器，而当检修完成后，通过将套环旋转至转盘与平键配合的状态，即可实现装置的继续使用，并且由于在短路状态下，套环处于伸出固定盒的状态，则可以方便用户观察用电器的状态，使得在当总电源因此断开时可以通过逐一检查了解故障用电器的位置，方便维修。

附图说明

图1为本发明提出的一种过电流保护处理设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种过电流保护处理设备的俯视图；

图3为本发明提出的一种过电流保护处理设备弹簧弹力和磁铁吸引力的分布表。

图中：1固定盒、2固定环、201导电层、202电阻层、3转盘、4导电块、5套筒、6活塞、7推环、8第一磁铁、9螺杆、10压缩弹簧、11复位弹簧、12转动环、13套环。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例参照图1-3，一种过电流保护处理设备，包括开设有空腔的固定盒1，固定盒1的内壁焊接有固定环2，固定环2的内壁转动连接有转盘3，转盘3中嵌设有导电块4，固定盒1的顶壁固定连接有套筒5，套筒5连接有传动结构；

传动结构包括密封滑动连接在套筒5的活塞6，套筒5内位于活塞6的上方设有蒸发液，蒸发液使用沸点为150℃的煤油液体，活塞6的底部固定连接有推环7，推环7的底部贯穿套筒5的内壁，推环7与套筒5密封滑动连接，推环7的底部固定连接有第一磁铁8，所述套筒5的外壁通过轴承转动连接有螺杆9，第一磁铁8与螺杆9的螺纹部分螺旋传动，设置螺纹部分的螺纹升角大于压力角，避免发生自锁现象，螺杆9的底部通过轴承与固定盒1内壁转动连接，螺杆9的光轴部分通过平键与转盘3过盈配合连接，使得转盘3可以通过滑动脱离与平键的配合，转盘3的回转中心嵌设有第二磁铁，第二磁铁与螺杆9间隙配合，所述螺杆9位于第一磁铁8和第二磁铁内的部分外套接有压缩弹簧10，设置第一磁铁8和第二磁铁异极相对，使得两者在固定时同时具有磁吸引力和弹簧的恢复力，压缩弹簧10的两端分别与第一磁铁8和第二磁铁胶合；

固定环2上分别设有导电层201和电阻层202，导电层201与电阻层202连通，固定环2上除导电层201和电阻层202外的部分使用绝缘材料，活塞6中连接设有加热电阻,加热电阻通过导线与导电块4连接，转盘3的底部固定连接有多个复位弹簧11，多个复位弹簧11以转盘中点为圆心环形设置，复位弹簧11的劲度系数大于压缩弹簧10的劲度系数，使得在第一磁铁8滑动时，压缩弹簧10的位移量大于复位弹簧11的位移，多个复位弹簧11的固定端共同固定连接有转动环12，转动环12转动连接在固定盒1的内壁中，转盘3的底部固定连接有套环，套环13贯穿固定盒1的底部，套环13在固定盒1外的部分焊接有手操盘，手操盘上固定连接有扶手，用户可以通过扶手操作使得手操盘发生转动从而实现转盘3的转动。

本发明中，当处于正常状态下，外界电流通过导电层201、导电块4、加热电阻进入用电器内，则此时弹簧处于状态下并且两个磁铁距离较远磁吸引力约为零，而发生过电流时，分为两种情况，当发生短路电流时，一方面使得加热电阻急速升高，使得套筒5内的蒸发液急速蒸发，将给活塞6一个较大的向下推力，使得推环7带动第一磁铁8迅速下移，而第一磁铁8与螺杆9之间螺旋传动，将带动螺杆9发生旋转，从而使得转盘3发生旋转，而此时导电块4将脱离与导电层201或者电阻层202的连接；

压缩弹簧10、第一磁铁8和第二磁铁构成一个平衡力系统，设置其弹力和磁力如图3所示可知，在两者距离为22mm和2.2mm处弹力和磁力相等，并设置其为第一平衡点和第二平衡点，同时设置螺旋传动中，当第一磁铁8位于第一平衡点和第二平衡点之间时，导电块4与电阻层202连接，当第一磁铁8越过第二平衡点时，导电块4与固定环2绝缘部分连接，在短路过程中，第一磁铁8由于推力较大，将克服与第二磁铁和压缩弹簧10之间连接距离较远的第一平衡点的势能，在静止状态下第一磁铁8将处于第二平衡点位置，而设置在第一磁铁8到达第二平衡点位置时转盘3转动到导电块4与固定环2绝缘部分连接，使得此时电路将彻底断开，并且在巨大推力下，转盘3整体受到压缩弹簧10收缩的反推力，将克服复位弹簧11的弹性势能，使得转盘3整体下降，并最终脱离与平键的过盈配合，使得此时螺杆9的转动不会带动转盘3的同时转动，则在断电状态下，蒸发液温度恢复后使得气压带动活塞6上移并使得螺杆9转动时，转盘3依旧保持在导电块4与绝缘部分连接的位置，避免电路再次接通损坏用电器；

而当过电流时，此时加热电阻会使得蒸发液温度逐渐上升，并且最终超过沸点，在这个过程中，蒸发液蒸发速度较慢，在气压、摩擦以及转盘转矩的共同作用下，活塞6会缓慢下移，在这种状态下，导电块4不会直接转动到固定环2绝缘部分，而是与电阻层202部分连接，电阻层202在与导电块4的连接中相当于给用电器串联一个较大的阻值，在过载电流较小的状态下起到较好的减流效果，使得流经用电器的电流不超过额定电流，并且第一磁铁8未达到第二平衡点前，弹簧弹力始终大于磁铁吸引力，使得平衡状态下第一磁铁8会最终恢复到第一平衡点位置，并使得过载电流始终处于减小状态，而当用户关闭多余用电器使得电流恢复正常后，总电流减小，由于用电器串联电阻使得电流进一步减小，使得通过加热电阻的电流量小于正常状态下通过加热电阻的电流量，则温度下降，蒸发气体部分重新液化为液体，使得活塞6带动第一磁铁8上升，则在螺旋传动下，导电块4重新与导电层201直接连接，使得电路恢复正常，而当过载电流较大，使得第一磁铁8越过第二平衡点，则在这种状态下，第一磁铁8会平衡后在第二平衡点处保持平衡，使得导电块4越过电阻层202与固定环2绝缘部分连接，使得电路断开，由于此时推力较小，将无法使得转盘3完全脱离与平键的连接，则在电流恢复正常下，依旧可以通过螺旋传动带动导电块4恢复原位，具有自调整的功能。

尽管本文较多地使用了固定盒1、固定环2、导电层201、电阻层202、转盘3、导电块4、套筒5、活塞6、推环7、第一磁铁8、螺杆9、压缩弹簧10、复位弹簧11、转动环12、套环13、第二磁铁等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (1)

1.一种过电流保护处理设备，包括开设有空腔的固定盒（1），其特征在于，所述固定盒（1）的内壁焊接有固定环（2），所述固定环（2）的内壁转动连接有转盘（3），所述转盘（3）中嵌设有导电块（4），所述固定盒（1）的顶壁固定连接有套筒（5），所述套筒（5）连接有传动结构；

所述传动结构包括密封滑动连接在套筒（5）的活塞（6），套筒（5）内位于活塞（6）的上方设有蒸发液，蒸发液使用沸点为150℃的煤油液体，所述活塞（6）的底部固定连接有推环（7），所述推环（7）的底部贯穿套筒（5）的内壁，所述推环（7）与套筒（5）密封滑动连接，所述推环（7）的底部固定连接有第一磁铁（8），所述套筒（5）的外壁通过轴承转动连接有螺杆（9），所述第一磁铁（8）与螺杆（9）的螺纹部分螺旋传动；

所述螺杆（9）的底部通过轴承与固定盒（1）内壁转动连接，所述螺杆（9）的光轴部分通过平键与转盘（3）过盈配合连接，所述转盘（3）的回转中心嵌设有第二磁铁，所述第二磁铁与螺杆（9）间隙配合，所述螺杆（9）位于第一磁铁（8）和第二磁铁内的部分外套接有压缩弹簧（10），所述压缩弹簧（10）的两端分别与第一磁铁（8）和第二磁铁胶合；

所述固定环（2）上分别设有导电层（201）和电阻层（202），所述导电层（201）与电阻层（202）连通，所述固定环（2）上除导电层（201）和电阻层（202）外的部分使用绝缘材料，所述活塞（6）中连接设有加热电阻；

所述转盘（3）的底部固定连接有多个复位弹簧（11），多个所述复位弹簧（11）以转盘中点为圆心环形设置，多个所述复位弹簧（11）的固定端共同固定连接有转动环（12），所述转动环（12）转动连接在固定盒（1）的内壁中，所述转盘（3）的底部固定连接有套环，所述套环（13）贯穿固定盒（1）的底部，所述套环（13）在固定盒（1）外的部分焊接有手操盘，所述手操盘上固定连接有扶手。

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