CN1112281A - 用于断路器的操作机构 - Google Patents

Abstract

断路器操作机构包括座，装于座绕其中心轴可转 动的簧轴，其外周边有凹口绕中心轴可转动的簧套， 设置在簧套内的旋转弹簧有固定到簧轴的第一端和 固定到簧套的第二端，固定到簧轴可随簧轴转动的凸 轮，和可转动地装在簧套上的掣子。掣子通过弹簧处 于簧套外周边内部凹口的原始位置，还包括储能装置 用于转动簧套使旋转弹簧储能，可转地装于座且有与 凸轮相接合端部的控制杆，掣子和簧套外周边用于执 行储能装置开闭控制。

Description

本发明涉及断路器特别是用于断路器的操作机构，其中以旋转弹簧作为能源。

在使用旋转力矩输出机构作为其操作机构的断路器中，有一些是使用压缩螺簧的，如公开专利平成5-54762所揭示。但众多的研究已揭示了更为紧凑和更加可靠的设计。

断路器是借开闭设在断路器中的触头而保护电源系统的。图8示出典型真空断路器100的断面。在图8中，设置于装在真空断路器100底座105上的操作机构单元102中的簧机构（未示出）用于作为断路器单元101中开闭触头103、104的能源之一。操作机构单元102产生开闭触头103、104的驱动力。且对操作机构单元的运行需显示触头103、104的开/闭状态，弹簧机构的放/储状态等。弹簧机构的储能通常是由操作机构单元102中的电动机（未示出）来执行的。操作机构单元102还具有对弹簧机构手动储能的机构（未示出）。

通常，压缩螺簧或张紧螺簧用作在操作机构单元102中的弹簧机构。在这样的情况下，操作机构单元102需有2弹簧分别用于开闭触头103、104，这就导致复杂的结构。在用旋转弹簧作为用于能源的弹簧机构的情况下，在操作机构单元102中对触头103、104的开闭仅需1个旋转弹簧，这就导致简单和紧凑的结构。

因此，旋转弹簧已用于断路器操作机构中的能源。

其次，用于触头相关的开/闭操作的旋转弹簧的储能的电动机控制参照附图9加以说明。通常，断路器需有对触头“开-闭-开”的功能。这是因为断路器经常对触头“开-闭”操作，但在闭合触头时当电源系统发生故障时必须立即“断开”该触头。

在断路器的正常开-闭操作中，由旋转弹簧旋转产生的能量用来开闭触头。闭合触头后，限位开关运作以启动电动机运动而使旋转弹簧储能。在这之后，当旋转弹簧再储能到足以开-闭触头时，限位开关打开使电动机停转。

在操作机构中使用旋转弹簧（如螺簧或扭簧）的这样断路器的典型例子，在下面参照附图加以详细说明。

图10是使用旋转弹簧的断路器的操作机构主要部件的放大图。在图10中，（a）示出主要部件的放大视图和（b）示出图10（a）沿A-A线在箭头A方向的视图。图10中，是能源的旋转弹簧21外端固定到簧套20上，旋转弹簧21内端固定到输出出力的簧轴22上。盘23固定在簧轴22上。与栓24滑动接触的轨道23a位于盘23的内面，且栓24控制放/储控制杆25。在簧套20径向上的平行导向物20a位于簧套20的端一板盘20b上，以使栓24可沿平行导向物20a移动。

下面是利用图11对示于图10的断路器运行的说明。栓24结合轨道23a，且由于盘23和轨道23a在B方向转动而在平行导向物20a中做平行移动。

在断路开闭操作的情况中，在未示出掣子的控制下，簧轴22以B方向转动。所达专业的技术人员完全懂得，借簧轴23的转动，通过力传递机构（未示出）使断路器在断路单元中的触头（未示出）断开和闭合。在图11（a）-11（b）中示出了断开操作的完成，图11（b）-11（c）中示出了闭合操作的完成。

如图11（c）所示在开闭操作的尽头，栓24的前端在如端板盘20b外圆面的同一平面。微动开关（未示出）的通断是借放/储控制杆25上推来完成的，该控制杆（25）由枢轴26支承而可自由转动。微动开关是为按通或断开弹簧能量存储电动机而设置的。

由于微动开关（未示出）的通断，已为能量释放状态的旋转弹簧21开始通过簧壳20存储能量，该簧套20借弹簧能量存储电动机（未示出）以C方向转动。

在簧套20转动过程中，放/储控制杆25滑动接触到端一板盘20b上。与此同时，栓24与簧套20一起按C方向转动，由此，栓24沿轨道23a朝簧轴22的中心移动。

如图11（a）所示，在旋转弹簧21能量存储末了，栓24位于E_O处，而放/储控制杆25与平行导引物20a接触。

上述断路器操作机构的细节已在1988所8月17日出版的法国专利NO.88-10943公开。

作为弹簧能量存储电动机（未示出）开关的微动开关的控制，由于这样一系列动作利用放/储控制杆的运动来完成。

但在这种型式的断路器中，有造成滑动接触的状态，因此经常动作部件的磨损是不可避免的。从而检查和维修，如润滑成为必须且降低了可靠性。

所以断路器部件数量多并导致结构复杂。

因此，本发明的一目的是提供用于断路器的操作机构，其中以简单的结构用于经常操作改进了其可靠性。

本发明的另一目的是提供用于断路器的操作机构，其能以简单的结构准确地检测旋转弹簧储能和释放状态。

本发明这样和那样的目的能借提供用于断路器的操作机构加以实现，其包括一座，装于该座上且绕其中心轴可转动的一簧轴，在其外周边有凹口且绕该中心轴可转动的簧套，设置在该簧套内的一旋转弹簧有固定到该簧轴的第一端和固定到该簧套的第二端，固定到簧轴并可随该簧轴转动的凸轮，和可转动地装在该簧套上的一掣子。该掣子通过弹簧置于该簧套外周边内部的凹口。操作机构还包括用于旋转该簧套使该旋转弹簧储能的储能装置和一可转动地装在该座上且有与该凸轮接合的端部之控制杆，该掣子和该簧套外周边用于该储能装置的闭合和断开控制。该控制杆占有在该控制杆端部处于该簧套外周边表面的第一位置和在该控制杆端部处于该簧套外周边内部的第二位置。该簧轴由旋转弹簧的驱动力所转动用于使控制杆端部与该凸轮接合，由此通过该凸轮的旋转把该控制杆从第二位置移动到第一位置，并当该控制杆在第一位置时使该控制杆执行储能装置的闭合控制。该簧套被储能装置的转动以使旋转弹簧储能，用于使控制杆端部与该簧套外周边表面滚动接触直到该端部与该掣子接合并自该凹口落入该外周边内部，由此通过该簧套的转动把该控制杆从第一位置移动到第二位置，并在控制杆处于第二位置时使该控制杆执行该储能装置的断开控制。

结合附图参考下面详细的说明会更完整的了解本发明及其许多附带的优点，其中：

图1是按本发明实施例断路器操作机构主要部件的放大前视图;

图2是示于图1主要部件的放大侧视图;

图3是表示图2簧套4的结构图;

图4是示于图1断路器操作机构储能状态的图;

图5是示于图1断路器操作机构从储能状态到释放状态的图;

图6是示于图1断路器操作机构释放状态的图;

图7是示于图1断路器操作机构从储能状态到储能完结状态的图;

图8是典型的真空断路器结构剖视图;

图9是说明示于图8真空断路器中用于弹簧储能的电动机控制和触头开闭操作的关系：

图10是惯用型式的断路器操作机构主要部件的放大视图;

图11是用以说明示于图10的典型断路器操作机构动作的图;

现在参看附图，其中相同的标号表示在这些图中相同或相应的部件，本发明实施例将说明如下。

图1是按本发明实施例断路器操作机构重要部件的放大前视图。图2是示于图1主要部件的放大侧视图。

在这些图中，是能源的旋转弹簧3的内端固定到簧轴2，而其外端则固定到簧套4。凸轮5固定到簧轴2上。

图3示出的簧套4的结构，其中（a）为簧套4的前视图，（b）为簧套4在图3（a）箭头A方向的平面视图，和（c）为簧套4的透视图。

如图3所示，在簧套4的外周边4a部分上设置凹口4_b。掣子6设置在外周边4a内部且由销18所安装再回到簧套4，以使掣子6的外周边在如簧套4外周边4a表面的同一平面。掣子6在外周边4a内部绕销18做回转运动，但掣子6通过结合于簧套4凹口部分4b内借返回弹簧而返回其原位。掣子6的端部6a在簧套4径向从外周边伸出。

放/储控制杆8借销17装在断路器座1上，所以其可自由转动，并绕销17旋转运动。销9被连到放/储控制杆8的引导端。销9和簧套4的外周边表面4a互相滚动接触。杆11的一端用销10连到放/储控制杆8的另一端。指示件13由销16装到座1上，以使其是自由旋转的。指示件13的一端由销12连到杆11的另一端。同样地返回弹簧14装到指示件13上，用于通过由杆11和放/储控制杆8总是对销9施加不定向力而保持在销9和簧套4外周边表面间的接触。进而对能量存储电动机（未示出）进行控制的微动开关15固定到座1，且通过销12执行微动开关15的杆15a的开关作用。

下面是参照图2-图4对旋转弹簧3从能量存储状态到能量释放状态的动作说明。如图4所示，凸轮5置于簧轴2上且借断路器的开闭操作绕簧轴2的中心轴线随簧轴2进行回转运动。如图5所示，断路器完成闭合之前，凸轮5上推连到放/储控制杆8的销9，由此使掣子6顺时针旋转。然后，如图6所示，在放/储控制杆被上推的位置处销9从掣子6脱开，掣子6被返回弹簧7拉回到其原位。在这之后，在完成闭合时，凸轮5和销9脱开，由此放/储控制杆8通过掣子6返回在簧套4外圆周表面位置。在这个时候，指示件13通过杆11指示“能量释放状态”。此外，微动开关15利用杆11的垂直运动成为“闭合”状态。进而旋转弹簧3通过未图示的能量存储电动机的运动使簧套4旋转而执行储存能量。

其次，说明直到旋转弹簧3储存能量完成的运动。在旋转弹簧3储存能量过程中，簧套4随外周边4a以如图7（a）所示的C方向转动，而固定在放/储控制杆8上的销9通过返回弹簧14使其在管套4的外周边表面4a上滚动接触。在这个时候，指示件13显示“能量释放状态”。如图7（a）所示，掣子6的端部6a沿簧套4以C方向转动，在旋转弹簧3储能完成之前销9和端部6a立即接触。而后掣子6在顺时针方向被向上推。

在这之后，涉及储能的完成，由于在簧套4的外周边表面4a有凹口4_b。已在外周边表面4a上滚动接触的销9与掣子6脱开，并通过返回弹簧7马上移向簧壳4内部，指示件（3）通过杆11指示“能量储存状态”，如图7（b）所示。此外，销12下压微动开关15的杆15a。这样，微动开关15成为“断开”状态以终止能量储存电动机（未示出）的运行，由此完成了能量储存。

在利用上述实施例时，能得到断路器操作机构简化了的结构，与此同时能省去滑动接触点。这样，通过降低检查和维修的需要，可靠性可得到改进。

如上所述，可得到根据本发明的用于断路器的操作机构，其中以简单结构用于频繁操作的可靠性得以改进。

且可得到根据本发明用于断路器的操作机构，其中能以简单的结构准确地检测旋转弹簧的释放和储能状态。

虽然从上面技术来看，有可能对本发明做出若干改进和变动。应当明白可实施的本发明除了这里的具体实施例外包括在所附权利要求的范围内。

Claims (5)

1、一种用于断路的操作机构，包括：

一座；

装于该座上且绕其中心轴线可转动的一簧轴；

一簧套在其外周边有凹口且绕所说中心轴线可转动；

设置在所说簧套内的一旋转弹簧有固定到所说簧轴的第一端和固定到的该簧套的第二端；

一凸轮固定在所说簧轴上并可随其转动；

可转动地装在所说簧套上的一掣子，所说掣子通过弹簧处于所说簧套的所说外周边内部的所说凸口的原始位置；

储能装置用于旋转所说簧套以使所说旋转弹簧储能；和

可转动地装在所说座上的控制杆装置有与所说凹轮接合的端部，所说掣子和所说簧套的所说外周边用于执行所说储能装置的闭合断开控制；

所说控制杆装置占有在所说控制杆装置的所说端部处于所说簧套的所说外周边表面的第一位置和在所说控制杆装置的所说端部处于所说簧套的所说外周边内部的第二位置；

所说簧轴由所说旋转弹簧的驱动力所转动用于使所说控制杆装置的所说端部与所说凸轮接合，由此借所说凸轮的旋转把所说控制杆装置从所说第二位置移动到所说第一位置，并在所说控制杆装置在所说第一位置时使所说控制杆装置执行所说储能装置的所说闭合控制；和

所说簧套被所说储能装置转动以使所说旋转弹簧储能，用于使所说控制杆装置的所说端部与所说簧套的所说外周边的所说表面滚动接触，直到所说端部与所说掣子接合并从所说凹口落入所说外周边内部，由此通过所说簧套的转动把所说控制杆装置从所说第一位置移动到所说第二位置，并在所说控制杆装置处于所说第二位置时使所说控制杆装置执行所说储能装置的所说断开控制。

2、根据权利要求1的用于断路器的操作机构，其中：

所说簧轴由所说旋转弹簧的驱动力所转动用于使所说控制杆装置的所说端部与所说凸轮接合;

所说控制杆装置转动以使所说掣子在对所说弹簧张紧力的相反方向转动;

所说控制杆装置当所说掣子端部在所说簧套的所说外周边的所说凹口的外部时与所说掣子脱开，且所说掣子返回所说原始位置;

所说控制杆装置的所说端部处于所说簧套的所说外周边的所说表面上;

由此通过所说凸轮的旋转把所说控制杆装置从所说第二位置移动到所说第一位置，以使所说控制杆装置在其处于所说第一位置时执行所说储能装置的所说闭合控制。

3、根据权利要求1的用于断路器的操作机构，其中：

所说储能装置包括用于旋转所说簧套以使所说旋转弹簧储能的一电动机;和

所说电动机在所说控制杆装置执行所说闭合控制时起动其运行，而在所说控制杆装置执行所说断开控制时停止其运行。

4、根据权利要求1的用于断路器的操作机构，其中：

所说控制杆装置包括

装在所说座上的第一销，

可绕所说第一销转动的一杆，和

可转动地装在所说杆端上的第二销;

所说第二销接合所说凸轮、所说掣子和所说簧套的所说外周边。

5、根据权利要求1的用于断路器的操作机构，进一步包括：

由所说控制杆装置驱动的指示单元，用于指示所说旋转弹簧的释放和存储状态，

所说指示单元，在所说控制杆装置执行所说储能装置的所说断开控制时，指示所说的储能状态，和

所说指示单元，在所说控制杆装置执行所说储能装置的所说闭合控制时，指示所说释放状态。

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