CN111755297B - 多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置 - Google Patents

Abstract

一种多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，包括包括断路器；所述断路器包括微型电机、带十字蜗杆、齿轮调整孔、孔塞、减速齿轮组、异型带凸起齿轮、手柄联动推杆、棱角轴、手柄、反光块一、反光块二、脱扣杠杆、用于合闸状态检测的红外对管、用于分闸状态检测的红外对管、用于初始状态检测的红外对管和用于锁定状态检测的红外对管；结合其它结构有效避免了现有技术中断路器的强制使咬合的齿轮分开的动作会导致齿轮的齿和齿轮的齿产生很严重的磨损甚至脱落的缺陷。

Description

多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体涉及一种多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置。

背景技术

低压断路器(又称自动空气开关或自动空气断路器)是一种不仅可以手动接通和分断正常负荷电流，还可以自动分断短路或过负荷等故障电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、漏电保护等。它可用来分配电能，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。近年来，一些断路器开始增加电动操作机构，电动操作机构是用于远距离自动分闸和合闸断路器的一种附件，电动操作机构有电动机操作机构和电磁铁操作机构两种，电动机操作机构适用于壳架等级额定电流400A及以上塑壳式断路器和万能式断路器，电磁铁操作机构适用于壳架等级额定电流225A及以下塑壳断路器，无论是电磁铁或电动机，它们的吸合和转动方向都是相同，即由电动操作机构内部的凸轮的位置来达到合、分闸的状态。

但是，电动操作机构的低压断路器普遍体积很大，而且如果使用电磁铁操作机构，当断路器合闸以后电磁铁会一直处于吸合状态，会耗费大量的电能，无论使用电动操作机构的低压断路器还是使用电磁铁操作机构的低压断路器成本都会很高，售卖价格昂贵，不适合家用或者成本要求较高的场合。

而且远距离通过电动操作机构来进行分、合闸时，无法确定本地现场处于何种环境，如远距离合闸时恰好有维修人员在现场维修设备，将会造成严重的人身安全事故。

另外目前市面上带电动操作机构的微型断路器的齿轮磨损问题很严重，因为要保证自动分、合闸以后不影响手动使用手柄分、合闸，所以目前市面上带电动操作机构的微型断路器分合闸之后需要过齿，过齿就是利用减速齿轮扭矩大的优势，强制将咬合的齿轮分开，这样就会导致最边缘的齿磨损严重甚至脱落，严重影响产品的寿命。如图1所示的传统分合闸操作机构齿轮由手柄1、手柄联动异型齿轮2、双层异型齿轮3组成，当需要合闸时，齿轮3顺时针转动，带动齿轮2逆时针转动，从而带动手柄合闸，当转动到如图1位置时，手柄已成功合闸，但是此时齿轮2和3是咬合在一起的，由于减速齿轮组和蜗杆的作用，扭矩很大，此时手动操作手柄无法使手柄转动，也就是说此时手动操作手柄无法实现分闸。因此为了能够保证断路器能够手动使用手柄分合闸，齿轮3还需要继续顺时针转动，强制使咬合的齿轮分开，直到齿轮3转动到如图2所示位置，此时齿轮2和齿轮3没有齿轮咬合，齿轮3不再影响手柄的转动，此时手动使用手柄分合闸是没问题的。在这个过程中，强制使咬合的齿轮分开的动作会导致齿轮2的齿2-1和齿轮3的齿3-1产生很严重的磨损甚至脱落。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，有效避免了现有技术中断路器的强制使咬合的齿轮分开的动作会导致齿轮的齿和齿轮的齿产生很严重的磨损甚至脱落的缺陷。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的解决方案，具体如下：

一种多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，其包括断路器17；

所述断路器17包括微型电机10、带十字蜗杆9、齿轮调整孔、孔塞11、减速齿轮组、异型带凸起齿轮4、手柄联动推杆3、棱角轴5、手柄2、反光块一4-1、反光块二4-2、脱扣杠杆1、用于合闸状态检测的红外对管16、用于分闸状态检测的红外对管15、用于初始状态检测的红外对管14和用于锁定状态检测的红外对管13；

所述微型电机10、带十字蜗杆9、齿轮调整孔、孔塞11、减速齿轮组、异型带凸起齿轮4、手柄联动推杆3、棱角轴5、手柄2、反光块一4-1、反光块二4-2、脱扣杠杆1、用于合闸状态检测的红外对管16、用于分闸状态检测的红外对管15、用于初始状态检测的红外对管14和用于锁定状态检测的红外对管13组合起来用于实现断路器的分闸、合闸和锁定操作。

进一步的，所述微型电机10为额定电压12V的普通微型电机，电机长*宽*高的尺寸为12*10*20mm。

进一步的，所述带十字蜗杆9套在所述微型电机10的输出轴上，所述带十字蜗杆9随微型电机10同步转动；

所述减速齿轮组包括减速齿轮一、减速齿轮二、减速齿轮三和异型带凸起齿轮4；所述减速齿轮一的大齿轮8与带十字蜗杆9咬合；所述减速齿轮二的大齿轮7与减速齿轮一的小齿轮8-1咬合；所述大齿轮减速齿轮三的大齿轮6与减速齿轮二的小齿轮7-1咬合；所述异型带凸起齿轮4与减速齿轮三的小齿轮6-1咬合。

进一步的，所述异型带凸起齿轮4逆时针转动时会推动手柄联动推杆3逆时针转动，所述异型带凸起齿轮4顺时针转动时不会对手柄联动推杆3产生影响。

进一步的，所述手柄联动推杆3与所述手柄2通过所述棱角轴5连接在一起，所述手柄联动推杆3与所述手柄2同步转动；所述棱角轴为三棱柱状的金属柱。

进一步的，所述反光块一4-1镶嵌在手柄联动推杆3上，为白色金属反光块；所述反光块二4-2镶嵌在异型带凸起齿轮4上，为白色金属反光块。

进一步的，所述脱扣杠杆1在断路器脱扣或者断路器自锁时，所述异型带凸起齿轮会顺时针转动并推动所述脱扣杠杆1，脱扣杠杆使断路器解扣。

进一步的，所述齿轮调整孔12在带十字蜗杆9上方，所述齿轮调整孔12是直径为35mm的圆形孔，用于断路器非正常状态下转动蜗杆来调整断路器齿轮位置；

所述孔塞11为所述齿轮调整孔12的塞子。

进一步的，所述用于合闸状态检测的红外对管16当合闸完成时正对手柄联动推杆上的反光块一4-1；所述用于分闸状态检测的红外对管15当分闸完成时正对手柄联动推杆上的反光块一4-1；所述用于初始状态检测的红外对管当合闸或分闸完成时正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2；所述用于锁定状态检测的红外对管当断路器锁定完成时正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2。

进一步的，所述减速齿轮组均为黑色齿轮。

本发明的有益效果为：

1.本发明体积小巧，仅比目前市面上家用微型断路器大0.5P，可直接替换传统微型断路器，因为体积小，所以相对传统的塑壳断路器来说成本有显著的降低，无论是家庭还是任何需要电能管理且需要控制成本的场合都适用；

2.本发明针对远距离通过电动操作机构来进行分、合闸时，可能会造成严重的人身安全事故的问题，提供一种带自锁功能的自动分合闸控制机构，当维修人员维修电路时，可通过拨码开关来锁定断路器，断路器锁定后无论远距离通过电动操作机构或者本地通过手柄都是无法进行合闸操作的，以此来防止远距离通过电动操作机构来进行分、合闸时，可能会造成严重的人身安全事故的问题；

3.本发明针对传统电动操作机构分、合闸时强制过齿造成齿轮磨损或脱落的问题，提供了一种不需要过齿进行分合闸的齿轮机构，通过异型带凸起齿轮推动手柄联动推杆进行合闸，通过脱扣杠杆进行脱扣分闸。手柄联动推杆与异型带凸起齿轮完全分开，所以不需要强制过齿也可以进行手动使用手柄分合闸。

附图说明

图1是现有技术的传统分合闸操作机构齿轮的示意图。

图2是现有技术的传统分合闸操作机构齿轮转动位置的示意图。

图3是本发明的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的内部结构图。

图4是本发明的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的部分部件的立体图。

图5是本发明的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的另一部分部件的立体图。

图6是本发明的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的手柄的连接示意图。

图7是本发明的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的手柄联动推杆的部件图。

图8是本发明的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的脱扣杠杆的立体图。

图9是本发明的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置的带十字蜗杆的部件图。

图10是本发明的异型带凸起齿轮的部件图。

图11是本发明的断路器的结构图。

图12是本发明的断路器的部分结构图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

如图1-图9所示，多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，其包括断路器17；

所述脱扣杠杆1如图8所示，自身带有复位弹簧1-1以及脱扣槽1-2，即脱扣杠杆复位弹簧和脱扣杠杆脱扣槽与脱扣杠杆是一个整体。

所述带十字蜗杆9如图9所示，其顶端带有十字螺丝孔9-1，即十字螺丝孔与带十字蜗杆为一整体。

所述棱角轴插孔2-1、3-2如图12所示，起到将棱角轴插入并固定的作用，棱角轴5用于将手柄2和手柄联动推杆2连接在一起并使其同步。如图12所示，图12(a)为手柄2、手柄联动推杆3、棱角轴5组装以后的图，图12(b)为手柄2、手柄联动推杆3、棱角轴5的分解图。

所述断路器17包括微型电机10、带十字蜗杆9、齿轮调整孔、孔塞11、减速齿轮组、异型带凸起齿轮4、手柄联动推杆3、棱角轴5、手柄2、反光块一4-1、反光块二4-2、脱扣杠杆1、用于合闸状态检测的红外对管16、用于分闸状态检测的红外对管15、用于初始状态检测的红外对管14和用于锁定状态检测的红外对管13；

所述微型电机10、带十字蜗杆9、齿轮调整孔、孔塞11、减速齿轮组、异型带凸起齿轮4、手柄联动推杆3、棱角轴5、手柄2、反光块一4-1、反光块二4-2、脱扣杠杆1、用于合闸状态检测的红外对管16、用于分闸状态检测的红外对管15、用于初始状态检测的红外对管14和用于锁定状态检测的红外对管13组合起来用于实现断路器的分闸、合闸和锁定操作。

所述微型电机10为额定电压12V的普通微型电机，电机长*宽*高的尺寸为12*10*20mm。

所述带十字蜗杆9套在所述微型电机10的输出轴上，所述带十字蜗杆9随微型电机10同步转动；

所述减速齿轮组包括减速齿轮一、减速齿轮二、减速齿轮三和异型带凸起齿轮4；所述减速齿轮一的大齿轮8与带十字蜗杆9咬合；所述减速齿轮二的大齿轮7与减速齿轮一的小齿轮8-1咬合；所述大齿轮减速齿轮三的大齿轮6与减速齿轮二的小齿轮7-1咬合；所述异型带凸起齿轮4与减速齿轮三的小齿轮6-1咬合。

所述异型带凸起齿轮4逆时针转动时会推动手柄联动推杆3逆时针转动，所述异型带凸起齿轮4顺时针转动时不会对手柄联动推杆3产生影响。

所述手柄联动推杆3与所述手柄2通过所述棱角轴5连接在一起，所述手柄联动推杆3与所述手柄2同步转动；所述棱角轴为三棱柱状的金属柱。

所述反光块一4-1镶嵌在手柄联动推杆3上，为白色金属反光块；所述反光块二4-2镶嵌在异型带凸起齿轮4上，为白色金属反光块。

所述脱扣杠杆1在断路器脱扣或者断路器自锁时，所述异型带凸起齿轮会顺时针转动并推动所述脱扣杠杆1，脱扣杠杆使断路器解扣。

所述齿轮调整孔12在带十字蜗杆9上方，所述齿轮调整孔12是直径为35mm的圆形孔，用于断路器非正常状态下，如断路器自动合闸过程中系统断电，各个齿轮未回复到正常态，无法手柄分合闸这样的非正常状态下转动蜗杆来调整断路器齿轮位置；

所述孔塞11为所述齿轮调整孔12的塞子。

所述用于合闸状态检测的红外对管16当合闸完成时正对手柄联动推杆上的反光块一4-1；所述用于分闸状态检测的红外对管15当分闸完成时正对手柄联动推杆上的反光块一4-1；所述用于初始状态检测的红外对管当合闸或分闸完成时正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2；所述用于锁定状态检测的红外对管当断路器锁定完成时正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2。

所述减速齿轮组均为黑色齿轮。

本发明的工作原理如下：

合闸动作：首先保证合闸前所述用于初始状态检测的红外对管正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2，所述用于分闸状态检测的红外对管正对手柄联动推杆上的反光块一4-1；当断路器需要合闸时，微型电机带动蜗杆顺时针转动(正转)，蜗杆带动减速齿轮一的大齿轮和小齿轮顺时针转动，减速齿轮一的小齿轮带动减速齿轮二的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮二的小齿轮带动减速齿轮三的大齿轮和小齿轮顺时针转动，减速齿轮三的小齿轮带动异型带凸起齿轮逆时针转动，异型带凸起齿轮推动手柄联动推杆逆时针转动直到用于合闸状态检测的红外对管正对手柄联动推杆上的反光块一4-1，此时手柄已经合闸，微型电机开始带动蜗杆逆时针转动(反转)，蜗杆带动减速齿轮一的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮一的小齿轮带动减速齿轮二的大齿轮和小齿轮顺时针转动，减速齿轮二的小齿轮带动减速齿轮三的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮三的小齿轮带动异型带凸起齿轮顺时针转动，直到所述用于初始状态检测的红外对管正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2(即异型带凸起齿轮恢复初始位置)，电机停止动作，合闸动作到此完成。

分闸动作：首先保证分闸前所述用于初始状态检测的红外对管正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2，所述用于合闸状态检测的红外对管正对手柄联动推杆上的反光块一4-1；当断路器需要分闸时，微型电机开始带动蜗杆逆时针转动(反转)，蜗杆带动减速齿轮一的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮一的小齿轮带动减速齿轮二的大齿轮和小齿轮顺时针转动，减速齿轮二的小齿轮带动减速齿轮三的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮三的小齿轮带动异型带凸起齿轮顺时针转动，异型带凸起齿轮推动脱扣杠杆，使断路器脱扣，断路器脱口后手柄会带动手柄联动推杆顺时针跳回到分闸状态，即用于分闸状态检测的红外对管正对手柄联动推杆上的反光块一4-1，此时手柄已经分闸，微型电机开始带动蜗杆顺时针转动(正转)，蜗杆带动减速齿轮一的大齿轮和小齿轮顺时针转动，减速齿轮一的小齿轮带动减速齿轮二的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮二的小齿轮带动减速齿轮三的大齿轮和小齿轮顺时针转动，减速齿轮三的小齿轮带动异型带凸起齿轮逆时针转动，直到用于初始状态检测的红外对管正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2(即异型带凸起齿轮恢复初始位置)，电机停止动作，分闸动作到此完成。

锁定动作：首先保证锁定前所述用于初始状态检测的红外对管正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2，所述用于合闸状态检测的红外对管或用于分闸状态检测的红外对管正对手柄联动推杆上的反光块一4-1；当断路器需要分闸时，微型电机开始带动蜗杆逆时针转动(反转)，蜗杆带动减速齿轮一的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮一的小齿轮带动减速齿轮二的大齿轮和小齿轮顺时针转动，减速齿轮二的小齿轮带动减速齿轮三的大齿轮和小齿轮逆时针转动，减速齿轮三的小齿轮带动异型带凸起齿轮顺时针转动，异型带凸起齿轮推动脱扣杠杆，直到用于锁定状态检测的红外对管正对异型带凸起齿轮上的反光块二4-2，电机停止动作，锁定动作到此完成。锁定后手动推动手柄是无法完成分闸或合闸操作的。

以上以用实施例说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。

Claims (5)

1.一种多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，其特征在于，包括断路器；

所述断路器包括微型电机、带十字蜗杆、齿轮调整孔、孔塞、减速齿轮组、异型带凸起齿轮、手柄联动推杆、棱角轴、手柄、反光块一、反光块二、脱扣杠杆、用于合闸状态检测的红外对管、用于分闸状态检测的红外对管、用于初始状态检测的红外对管和用于锁定状态检测的红外对管；

所述微型电机、带十字蜗杆、齿轮调整孔、孔塞、减速齿轮组、异型带凸起齿轮、手柄联动推杆、棱角轴、手柄、反光块一、反光块二、脱扣杠杆、用于合闸状态检测的红外对管、用于分闸状态检测的红外对管、用于初始状态检测的红外对管和用于锁定状态检测的红外对管组合起来用于实现断路器的分闸、合闸和锁定操作；

所述微型电机为额定电压12V的普通微型电机，电机长*宽*高的尺寸为12*10*20mm；

所述带十字蜗杆套在所述微型电机的输出轴上，所述带十字蜗杆随微型电机同步转动；

所述减速齿轮组包括减速齿轮一、减速齿轮二、减速齿轮三和异型带凸起齿轮；所述减速齿轮一的大齿轮与带十字蜗杆咬合；所述减速齿轮二的大齿轮与减速齿轮一的小齿轮咬合；所述大齿轮减速齿轮三的大齿轮与减速齿轮二的小齿轮咬合；所述异型带凸起齿轮与减速齿轮三的小齿轮咬合；

所述齿轮调整孔在带十字蜗杆上方，所述齿轮调整孔是直径为35mm的圆形孔，用于断路器非正常状态下转动蜗杆来调整断路器齿轮位置；

所述孔塞为所述齿轮调整孔的塞子；

所述用于合闸状态检测的红外对管当合闸完成时正对手柄联动推杆上的反光块一；所述用于分闸状态检测的红外对管当分闸完成时正对手柄联动推杆上的反光块一；所述用于初始状态检测的红外对管当合闸或分闸完成时正对异型带凸起齿轮上的反光块二；所述用于锁定状态检测的红外对管当断路器锁定完成时正对异型带凸起齿轮上的反光块二；

所述减速齿轮组均为黑色齿轮。

2.根据权利要求1所述的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，其特征在于，所述异型带凸起齿轮逆时针转动时会推动手柄联动推杆逆时针转动，所述异型带凸起齿轮顺时针转动时不会对手柄联动推杆产生影响。

3.根据权利要求1所述的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，其特征在于，所述手柄联动推杆与所述手柄通过所述棱角轴连接在一起，所述手柄联动推杆与所述手柄同步转动；所述棱角轴为三棱柱状的金属柱。

4.根据权利要求1所述的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，其特征在于，所述反光块一镶嵌在手柄联动推杆上，为白色金属反光块；所述反光块二镶嵌在异型带凸起齿轮上，为白色金属反光块。

5.根据权利要求1所述的多功能带自动分合闸控制机构的断路器装置，其特征在于，所述脱扣杠杆在断路器脱扣或者断路器自锁时，所述异型带凸起齿轮会顺时针转动并推动所述脱扣杠杆，脱扣杠杆使断路器解扣。

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