CN111739745A - 一种开关电器及其开关电器自锁装置 - Google Patents

一种开关电器及其开关电器自锁装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种开关电器及其开关电器自锁装置,所述开关电器自锁装置，包括摆杆组件、与所述摆杆组件连接的驱动装置、连杆组件，与所述连杆组件连接的第一弹性部件；所述摆杆组件与连杆组件连接并在所述驱动装置的作用下带动所述连杆组件运动，同时驱动所述弹性部件拉伸或压缩储能；所述连杆组件通过连接件与开关电器主回路连接，在所述驱动装置的作用下实现开关电器的分合闸；所述开关电器处于合闸状态时，所述第一弹性部件为所述连杆组件和摆杆组件在合闸位置时提供自锁力。实施该开关电器自锁装置具有结构简单、安装方便、成本低、稳定、可靠性强等的优点。

Description

一种开关电器及其开关电器自锁装置
技术领域
本发明涉及电器领域，更具体地说，涉及一种开关电器及其开关电器自锁装置。
背景技术
自动转换开关电器是一种常见的低压电器，常用于重要配电场合，用于常用电源与备用电源之间的切换，保证在供电过程中常用电源出现故障时，迅速切换至备用电源，保证负载端的正常供电。
现有PC级自动转换开关电器的操作结构普遍复杂，体积大、开关操作难度高，防护措施低、维护及拆装不方便等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开关电器及其开关电器自锁装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种开关电器自锁装置，其包括摆杆组件、与所述摆杆组件连接的驱动装置、连杆组件，与所述连杆组件连接的第一弹性部件；
所述摆杆组件与所述连杆组件连接并在所述驱动装置的作用下带动所述连杆组件运动，同时驱动所述弹性部件拉伸或压缩储能；
所述连杆组件通过连接件与开关电器主回路连接，在所述驱动装置的作用下实现开关电器的分合闸；
所述开关电器处于合闸状态时，所述第一弹性部件用于为所述连杆组件和摆杆组件的提供自锁力。
在一些实施例中，所述自锁装置还包括与所述摆杆组件连接的微动开关拔片、与常用电源连接的第一微动开关、以及与备用电源连接的第二微动开关；
所述微动开关拨片随所述摆杆组件的移动而移动，当所述开关电器处于合闸状态时，所述微动开关拨片触发所述第一微动开关或第二微动开关闭合；
所述第一弹性部件使摆杆组件10维持在常用电源或备用电源合闸位置，从而使所述第一微动开关或第二微动开关一直保持闭合状态。
在一些实施例中，所述驱动装置包括自动驱动装置，所述驱动装置包括与常用电源连接的第一驱动线圈以及与备用电源连接的第二驱动线圈；
所述摆杆组件包括摆杆、与所述摆杆两端连接的第一驱动件及第二驱动件；
所述第一驱动件与第二驱动件分别插入第一驱动线圈与第二驱动线圈中；
所述第一驱动线圈或第二驱动线圈通电时，驱动所述第一驱动件或第二驱动件移动，进而驱动所述摆杆转动。
在一些实施例中，所述驱动装置包括手动驱动装置，所述手动驱动装置包括转动轴、设置在所述转动轴上并与所述转动轴连接的转动手柄；所述摆杆开设有第三安装孔，所述转动轴插设在所述第三安装孔中；所述摆杆以所述转动轴为旋转中心而转动。
在一些实施例中，所述转动轴为方形轴，所述第三安装孔对应呈方形孔。
在一些实施例中，所述第一驱动件呈圆柱状，沿其端面开设有第一开口，并在所述端面一端的所述第一开口上方的所述第一驱动件上开设有与所述第一开口相通的第一销孔；所述第二驱动件呈圆柱状，沿其端面开设有第二开口，并在所述端面一端的第二开口上方的所述第二驱动件上开设有与所述第二开口相通的第二销孔；所述摆杆呈板状，其两端开设有分别与所述第一销孔和第二销孔相应的第一安装孔与第二安装孔，所述第三安装孔位于所述第一安装孔与第二安装孔之间；所述摆杆的厚度小于或等于所述第一开口和第二开口的开口距离；所述摆杆组件包括将所述摆杆分别与所述第一驱动件和第二驱动件连接在一起的第一销轴，两个所述第一销轴分别依次对应插装在所述第一销孔与第一安装孔中及所述第二销孔与第二安装孔中，实现所述摆杆与所述第一驱动件和第二驱动件之间的连接。
在一些实施例中，所述第一驱动件包括插入第一驱动线圈的第一铁芯，所述第二驱动件包括插入第二驱动线圈中的第二铁芯，所述第一铁芯与第二铁芯均呈圆柱状，所述第一开口与第二开口分别开设在所述第一铁芯与第二铁芯上。
在一些实施例中，所述连杆组件包括与所述连接件连接的第一连杆、连接于所述第一连杆与所述摆杆组件之间的第二连杆以及将所述第一连杆与第二连杆连接在一起的第二销轴；
所述第二连杆开设有插入孔，所述摆杆一端向外延伸凸出有插入端，所述插入端与所述插入孔320配合，实现所述第二连杆与摆杆之间的连接；
所述销轴轴向开设有销轴孔，所述第一弹性部件设置在所述销轴孔中。
在一些实施例中，所述自锁装置还包括底壳以及与所述底壳配合的上盖，所述底壳与上盖界定出供所述自锁装置设置其中的容纳空间。
在一些实施例中，所述弹性部件包括扭簧。
一种开关电器，包括开关电器主回路、所述的开关电器自锁装置以及将所述开关电器主回路与开关电器自锁装置之间连接起来的连接件(50)。
在一些实施例中，所述开关电器主回路包括动触头、与所述常用电源连接的第一静触头、与所述备用电源连接的第二静触头以及第二弹性部件；所述开关电器自锁装置驱动所述动触头与所述第一静触头或第二静触头连接，实现开关电器的电源转换过程；
合闸时，所述第二弹性部件与所述动触头连接，用于为所述动触头与所述第一静触头或第二静触头接触提供保持力。
在一些实施例中，所述第二弹性部件包括弹簧。
实施本发明的一种开关电器自锁装置，具有以下有益效果：实施该开关电器自锁装置具有结构简单、安装方便、成本低、稳定、可靠性强等的优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一些实施例中的开关电器自锁装置的立体结构示意图；
图2是本发明一些实施例中在开关电器与常用电源合闸时的开关电器自锁装置的立体结构示意图；
图3是本发明一些实施例中在开关电器与备用电源合闸时的开关电器自锁装置的立体结构示意图；
图4是本发明一些实施例中的开关电器自锁装置的部分零部件的分解状态下的立体结构示意图；
图5是本发明一些实施例中在开关电器与常用电源合闸时的开关电器自锁装置的俯视图；
图6是本发明一些实施例中在开关电器与备用电源合闸时的开关电器自锁装置的俯视图；
图7是本发明一些实施例中的开关电器自锁装置与主回路连接的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1及图3示出了本发明一些实施例中的开关电器自锁装置1，可用于开关电器的电源切换，实现常用电源与备用电源的分合闸。该开关电器自锁装置1可包括摆杆组件10、与摆杆组件10连接的驱动装置20、连杆组件30，与连杆组件30连接的弹性部件40；驱动装置10驱动摆杆组件10转动，进而传动给连杆组件30，带动连杆组件30运动，连杆组件30通过连接件50与开关电器连接，并最终实现开关电器常用电源与备用电源分合闸。具体地，驱动装置20驱动摆杆组件10运动，摆杆组件10带动连杆组件30运动，连杆组件30通过连接件50实现开关电器的分合闸。在上述工作过程中，弹性部件40随连杆组件30的运动而运动，进而实现该弹性部件40的拉伸储能或压缩储能。当开关电器40处于合闸位置时，弹性部件40处于储能状态，以为连杆组件30与摆杆组件10的提供合闸时的自锁力。
图4示出了一些实施例中的摆杆组件10，其可包括摆杆11、连接于摆杆11两端的第一驱动件12以及第二驱动件13。在一些实施例中，摆杆11可通过第一销轴14分别实现与第一驱动件12及第二驱动件13之间的连接，具体地，如图4所示，第一驱动件12呈圆柱状，沿其端面开设有第一开口120，并在该端面一端的第一开口上方的第第一驱动件12上开设有与第一开口120相通的第一销孔；第二驱动件13呈圆柱状，沿其端面开设有第二开口130，并在该端面一端的第二开口130上方的第二驱动件13上开设有与第二开口130相通的第二销孔；摆杆11呈板状，其两端开设有分别与所述第一销孔和第二销孔相应的第一安装孔与第二安装孔。摆杆11的厚度小于或等于第一开口120和第二开口130的开口距离，以使摆杆11两端插装在第一开口120与第二开口130中，两个第一销轴14分别依次对应插装在第一销孔与第一安装孔中及第二销孔与第二安装孔中，实现摆杆与第一驱动件12与第二驱动件13之间的连接。优选地，第一驱动件12与第二驱动件13大小形状及开设其上的特征大致相同，以方便加工安装。优选第一驱动件12与第二驱动件13均为圆柱形铁芯。
在一些实施例中的摆杆11上开设有供驱动装置20的转动轴21设置其中的第三安装孔113，如图4所示。优选该第三安装孔113为方形孔，对应的转动轴21为方形轴。优选第三安装孔113设置在摆杆11中部，即第三安装孔113到第一安装孔与第二安装孔之间的距离大致相当。
在一些实施例中，如图4所示，摆杆11一端向外延伸凸出有插入端112，用于与开设在第二连杆32上的插入孔320配合，实现摆杆11与第二连杆32之间的连接。
在一些实施例中的驱动装置20可包括手动驱动装置以及自动驱动装置。手动驱动装置可包括转动轴21以及设置在第一转轴上的转动手柄22。转动轴21设置在第三安装孔113中。工作过程中，操作转动手柄11，提供给第一转轴21扭力，从而使摆杆11转动，通过该手动驱动装置提供驱动力，以通过手动操作实现常用电源和备用电源之间的分合闸。
自动驱动装置可包括用于控制常用电源的第一驱动线圈23及用于控制备用电源的第二驱动线圈24。第一驱动件12及第二驱动件13分别插入第一驱动线圈23与第二驱动线圈24中。第一驱动线圈23或第二驱动线圈24通电时，驱动第一驱动件12或第二驱动件13，从而驱动带动摆杆11运动，并最终实现常用电源和备用电源的分合闸。
在一些实施例中的连杆组件30可包括通过连接件与开关电器连接的第一连杆31、与第一连杆31连接的第二连杆32；在一些实施例中，第一连杆31与第二连杆32通过第二销轴33实现连接，具体地，第一连杆31一端通过连接件与开关电器连接，另一端与第二连杆32连接；第一连杆31一端开设有第四安装孔310，用于与连接件50连接，优选第四安装孔310为方形孔。连接件50与该第四安装孔310的形状尺寸相应，以顺利实现安装。该第一连杆31另一端设置有第三销孔；第二连杆32一端与第一连杆31连接，另一端用于与摆杆11连接；第二连杆32一端设置有第四销孔，第二销轴33依次穿设在第四销孔与第三销孔中，实现第一连杆31与第二连杆32之间的连接。第二销轴33轴向开设有销轴孔330，用于供弹性部件40设置其中，实现弹性部件40与连杆组件30之间的连接。第二连杆32另一端开设有与摆杆11上的插入端112配合的插入孔320，以实现摆杆11与第二连杆32之间的连接。该插入孔320的孔径尺寸与插入端112的外形尺寸大致相当，以使插入端112能顺利与插入孔配合。在一些实施例中，第一连杆31与第二连杆32均呈板状，如图4所示。
图4示出了一些实施例中的弹性部件40，该弹性部件40连接于底壳80与连杆组件30之间，分合闸过程中，弹性部件40随连杆组件30的运动而被拉伸或压缩，进行储能，为连杆组件30与摆杆组件10在合闸时提供自锁力，即为第二连杆32与摆杆11之间的连接提供自锁力。
优选地，弹性部件包括扭簧，该扭簧一端固定在销轴孔330中，另一端固定在底壳上。合闸过程中，摆杆11带动第二连杆32转动，进而带动第一连杆31转动，扭簧过连杆组件30死点，继续传动，直到合闸，此时扭簧始终给连杆组件30提供一个弹性分力，为连杆组件30和摆杆组件10在合闸位置时提供自锁力，使摆杆组件10维持在常用电源或备用电源合闸位置，从而使微动开关拨片60一直压着第一微动开关71或第二微动开关72，使第一微动开关71或第二微动开关72一直保持闭合状态，以防止第一微动开关71或第二微动开关72误报合闸信息，进而防止第一微动开关71或第二微动开关72出现检测异常的现象。
在一些实施例中，该开关电器自锁装置1包括微动开关拔片60及与该微动开关拔片60接触的微动开关70，该微动开关70可包括与常用电源连接的第一微动开关71以及与第二电源连接的第二微动开关72。微动开关拔片60与摆杆11连接。如图4所示，微动开关拔片60呈横折板状，该横折板状的一侧开设有第五安装孔61，用于设置于转动轴21上，可以理解地，该第五安装孔61的形状尺寸与转动轴21上的形状尺寸相当，优选第五安装孔61呈方形，该微动开关拨片60通过该五安装孔61套接在转动轴21上，实现微动开关拨片60与转动轴21支架的固定连接。
工作时，微动开关拨片60随摆杆11的转动而转动，转到常用电源合闸位置，微动开关拨片60刚好触碰到常用电源侧的第一微动开关71使第一微动开71关闭合；反之，当摆杆11转到备用电源合闸位置，第二微动开关拨片60刚好触碰到备用电源侧的第二微动开关72使第二微动开关72闭合，通过第一微动开关71或第二微动开关72的闭合状态，以检测自动转换开关电器或手动转换开关电器的合闸状况，且可以反馈开关电器的合闸情况信息，实现远程检测功能。
图1示出了本发明一些实施例中的开关电器自锁装置1，其还包括底壳80以及与底壳80配合的上盖90，底壳80与上盖90界定出供所述自锁装置设置其中的容纳空间。
摆杆组件10、驱动装置20、连杆组件30、弹性部件40通过适当的约束与底壳连接。
图5及图6示出了本发明一些实施例中不同状态下的常用电源状态与备用电源状态下的开关电器自锁装置。
常用电源合闸过程：第一驱动线圈23通电，为常用合闸电源提供驱动力。具体地，第一驱动线圈23通电，驱动第一驱动件12运动，进而带动摆杆11绕转动轴21转动，该摆杆11转动一方面带动微动开关拔片60随摆杆11移动，另一方便依次传动第二连杆32、第一连杆31、扭簧，使扭簧过连杆组件30死点，并最终通过连接件50实现常用电源合闸状态；此时微动开关拔片60触碰第一微动开关71，使第一微动开关71闭合，同时，扭簧始终给连杆组件提供一个弹簧分力，为连杆组件30与摆杆组件10在此时的合闸位置提供自锁力，从而使微动开关拨片60一直压着第一微动开关71让第一微动开关71一直保持闭合状态，以防止第一微动71开关误报合闸信息。
备用电源合闸过程：第二驱动线圈24通电，为备用合闸电源提供驱动力。具体地，第二驱动线圈24通电，驱动第二驱动件13运动，进而带动摆杆11绕转动轴21转动，该摆杆11转动一方面带动微动开关拔片60随摆杆11移动，另一方便依次传动第二连杆32、第一连杆31、扭簧，使扭簧过连杆组件30死点，并最终通过连接件50实现常用电源合闸状态；此时微动开关拔片60触碰第二微动开关72，使第二微动开关72闭合，同时扭簧始终给连杆组件提供一个弹簧分力，为连杆组件30与摆杆组件10在此时的合闸位置提供自锁力，从而使微动开关拨片60一直压着第二微动开关72让第二微动开关72一直保持闭合状态，以防止第二微动开关72开关误报合闸信息。
手动合闸过程：手动转动转动手柄22，通过转动轴21使摆杆11转动，带动连杆组件30运动，传递给连接件一个扭力，使连接件转动，实现常用电源(或备用电源)分合闸；此时，扭簧始终给连杆组件提供一个弹簧分力，为连杆组件30与摆杆组件10在此时的合闸位置提供自锁力，从而使微动开关拨片60一直压着第二微动开关72或第一微动开关71，以让第二微动开关72或第一微动开关71一直保持闭合状态，以防止第二微动开关72或第一微动开关71开关误报合闸信息。
图7示出了本发明一些实施例中的开关电器，可包括连接于开关电器自锁装置1与开关电器主回路100之间的连接件50、与常用电源连接的第一静触头101、与备用电源连接的第二静触头102、用于与第一静触头101或第二静触头102实现断开或连接的动触头103以及第二弹性部件104。
优选地，连接件50呈方形轴状，通过第四安装孔210与第一连杆31连接。
优选地，第二弹性部件104包括弹簧，该弹簧与动触头103连接。
当第一驱动线圈23或第二驱动线圈24通电或手动驱动转动手柄22时，为开关电器自锁装置提供驱动力，通过摆杆组件10、连杆组件30、连接件50等传动部件最终驱动动触头103与第一动触头101或第二静触头102碰触实现分合闸；在开关电器的常用电源或备用电源转换过程中，弹簧随着动触头103开始转动而压缩储能，当过死点后，弹簧释放能量推动动触头103继续旋转至与第一静触头102或第二静触头102闭合；且在动静触头在闭合状态时弹簧始终处于压缩状态，此时弹簧压力给动静触头在合闸状态时提供保持力；故该操作机构开关电器的自锁装置1只为动静触头分合闸提供驱动力，动静触头合闸的保持力由弹簧16的弹簧压力提供，与该自锁装置无关。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种开关电器自锁装置，其特征在于，包括摆杆组件(10)、与所述摆杆组件(10)连接的驱动装置(20)、连杆组件(30)，与所述连杆组件(30)连接的第一弹性部件(40)；
所述摆杆组件(10)与所述连杆组件(30)连接并在所述驱动装置(20)的作用下带动所述连杆组件(30)运动，同时驱动所述弹性部件(40)拉伸或压缩储能；
所述连杆组件(30)通过连接件(50)与开关电器主回路(100)连接，在所述驱动装置(20)的作用下实现开关电器的分合闸；
所述第一弹性部件(40)为所述连杆组件(30)和摆杆组件(10)在合闸位置时提供自锁力。
2.根据权利要求1所述的开关电器自锁装置，其特征在于，所述自锁装置还包括与所述摆杆组件(10)连接的微动开关拔片(60)、与常用电源连接的第一微动开关(71)、以及与备用电源连接的第二微动开关(72)；
所述微动开关拨片(60)随所述摆杆组件(10)的移动而移动，当所述开关电器处于合闸状态时，所述微动开关拨片(60)触发所述第一微动开关(71)或第二微动开关(72)闭合；
所述第一弹性部件(40)使摆杆组件10维持在常用电源或备用电源合闸位置，从而使所述第一微动开关(71)或第二微动开关(72)一直保持闭合状态。
3.根据权利要求1所述的开关电器自锁装置，其特征在于，所述驱动装置包括自动驱动装置，所述驱动装置包括与常用电源连接的第一驱动线圈(23)以及与备用电源连接的第二驱动线圈(24)；
所述摆杆组件(10)包括摆杆(11)、与所述摆杆(11)两端连接的第一驱动件(12)及第二驱动件(13)；
所述第一驱动件(12)与第二驱动件(13)分别插入第一驱动线圈(23)与第二驱动线圈(24)中；
所述第一驱动线圈(23)或第二驱动线圈(24)通电时，驱动所述第一驱动件(12)或第二驱动件(13)移动，进而驱动所述摆杆(11)转动。
4.根据权利要求3所述的开关电器自锁装置，其特征在于，所述驱动装置(20)包括手动驱动装置，所述手动驱动装置包括转动轴(21)、设置在所述转动轴(21)上并与所述转动轴(21)连接的转动手柄(11)；所述摆杆(11)开设有第三安装孔(113)，所述转动轴(21)插设在所述第三安装孔(113)中；所述摆杆(11)以所述转动轴(21)为旋转中心转动；所述转动轴(21)为方形轴，所述第三安装孔(113)对应呈方形孔。
5.根据权利要求4所述的开关电器自锁装置，其特征在于，所述第一驱动件(12)呈圆柱状，沿其端面开设有第一开口(120)，并在所述端面一端的所述第一开口(120)上方的所述第一驱动件(12)上开设有与所述第一开口(120)相通的第一销孔；所述第二驱动件(13)呈圆柱状，沿其端面开设有第二开口(130)，并在所述端面一端的第二开口(130)上方的所述第二驱动件(13)上开设有与所述第二开口(130)相通的第二销孔；所述摆杆(11)呈板状，其两端开设有分别与所述第一销孔和第二销孔相应的第一安装孔与第二安装孔，所述第三安装孔(113)位于所述第一安装孔与第二安装孔之间；所述摆杆(11)的厚度小于或等于所述第一开口(120)和第二开口(130)的开口距离；所述摆杆组件(10)包括将所述摆杆(11)分别与所述第一驱动件(12)和第二驱动件(13)连接在一起的第一销轴(14)，两个所述第一销轴(14)分别依次对应插装在所述第一销孔与第一安装孔中及所述第二销孔与第二安装孔中。
6.根据权利要求5所述的开关电器自锁装置，其特征在于，所述第一驱动件(12)包括插入第一驱动线圈(23)的第一铁芯，所述第二驱动件(13)包括插入第二驱动线圈(24)中的第二铁芯，所述第一铁芯与第二铁芯均呈圆柱状，所述第一开口(120)与第二开口(130)分别开设在所述第一铁芯与第二铁芯上；所述连杆组件(30)包括与所述连接件(50)连接的第一连杆(31)、连接于所述第一连杆(31)与所述摆杆(11)组件之间的第二连杆(32)以及将所述第一连杆(31)与第二连杆(32)连接在一起的第二销轴(33)；
所述第二连杆(32)开设有插入孔(320)，所述摆杆(11)一端向外延伸凸出有插入端(112)，所述插入端(112)与所述插入孔320配合，实现所述第二连杆(32)与摆杆(11)之间的连接；
所述销轴(33)轴向开设有销轴孔(330)，所述第一弹性部件(40)设置在所述销轴孔(330)中。
7.根据权利要求1所述的开关电器自锁装置，其特征在于，所述自锁装置还包括底壳(80)以及与所述底壳(80)配合的上盖(90)，所述底壳(80)与上盖(90)界定出供所述自锁装置设置其中的容纳空间。
8.根据权利要求1至6任一项所述的开关电器自锁装置，其特征在于，所述弹性部件包括扭簧。
9.一种开关电器，其特征在于，包括连接件(50)、开关电器主回路(100)以及权利要求1至8任一项所述的开关电器自锁装置；所述连接件(50)连接与所述开关电器主回路(100)与开关电器自锁装置之间。
10.根据权利要求9所述的开关电器，其特征在于，所述开关电器主回路(100)包括动触头(103)、与常用电源连接的第一静触头(101)、与备用电源连接的第二静触头(102)以及第二弹性部件(104)；所述开关电器自锁装置驱动所述动触头(103)与所述第一静触头(101)或第二静触头(102)连接，实现开关电器的电源转换过程；
合闸时，所述第二弹性部件(104)与所述动触头(103)连接，用于为所述动触头(103)与所述第一静触头(101)或第二静触头(102)接触提供保持力；所述第二弹性部件(104)包括弹簧。
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