CN112820594A - 单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器 - Google Patents

Abstract

一种单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，包括按钮机构、传动盘和操作机构，还包括一个设有锁头的锁头支持件和弹性驱动件，锁头支持件转动安装在外壳内，锁头具有伸出外壳外的伸出位置和缩到外壳内的缩进位置，所述的弹性驱动件驱使锁头支持件在合闸状态和分闸状态下伸出到外壳外的伸出位置；在合闸状态下，传动盘限位锁头支持件，以阻止锁头退回到缩进位置，在分闸状态下，锁头支持件受缩进外力使锁头退回到缩进位置时，锁头支持件限位传动盘，以阻止传动盘向合闸方向转动；分闸后按钮机构还能驱动断路器转换到解锁状态，即按钮机构驱使支持件的锁头退回到缩进位置，转换到解锁状态,显著提高产品的安全等级和简化结构。

Description

单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器

技术领域

本发明涉及低压终端技术领域，特别是一种能可靠防止合闸插入和防止合闸拔出的插入式断路器。

背景技术

随着网络通信技术的迅猛发展，特别是5G网络的应用普及，对于断路器有效提高电器设备安全性的要求越来越高，传统的用一个终端断路器下连接众多插座、插板的供电方式，已远远不能满足安全用电与设备保护的要求，如5G通讯设备用的终端断路器，不仅在小型化、智能化、可靠性、稳定性等性能上亟待升级提高，而且还在使用要求上拓展出了许多的匹配新结构，例如要求断路器能像插头那样方便插拔和在安装位置能够锁定，此类新式的断路器被称之为插入式断路器，它不仅能为用电线路及电器设备提供断路器所具有的各种安全保护性能，同时还能满足不同电器设备对电源质量的需要，并且能使断路器以插拔的方式，便捷地装入/撤出电路。为此，插入式断路器的结构，现已发展到了各式各样，但在电器设备的小型化发展趋势下，相匹配的断路器的整体结构和操作方式，仍急需进一步改进、优化、升级。

现有的插入式断路器仅有防止断路器在合闸状态下被拔出的功能，不具有防止断路器在合闸状态下被插入的功能，也没有防止断路器在插拔过程中被意外合闸的功能，尤其是不能有效防止蛮力插拔。现有的插入式断路器结构复杂，零件数量多，如一种仅能防止合闸拔出的插入式断路器，它需要采用锁扣按钮、扣件和解扣件三个零件，方能实现防止合闸拔出的功能。由于力学结构不合理，如扣件采用斜撑式支点的结构，容易导致受力器件的非正常变形和/或位移，尤其在蛮力插拔时很容易出现锁定凸台与机柜滑脱的锁不住的现象，而且其整体结构方案的不合理，使得无法采用防止锁定凸台意外缩进的结构，也难以采用防止断路器意外合闸的结构。由于存在上述的功能性与结构性问题，使得现有的插入式断路器的安全性、可靠性等性能等级还有待提高，在小型化、易操作等使用功能上还远远不能满足市场的需要，加之存在结构性制约制造成本、自动化规模化生产等问题，严重影响了此类产品的普及应用与市场规模。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的断路器在合闸状态下插入和在正常位置的合闸状态发生错误的拔出等现有技术缺陷，提供一种单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，包括断路器的外壳、按钮机构、传动盘和操作机构，传动盘转动安装在外壳内，按钮机构通过传动盘与操作机构联动，能够操控断路器在合闸状态和分闸状态之间转换，断路器还包括一个设有锁头的锁头支持件和弹性驱动件，所述的锁头支持件转动安装在外壳内，锁头具有伸出外壳外的伸出位置和缩到外壳内的缩进位置，所述的弹性驱动件驱使锁头支持件在合闸状态和分闸状态下伸出到外壳外的伸出位置；在合闸状态下，传动盘限位锁头支持件，以阻止锁头退回到缩进位置，在分闸状态下，锁头支持件受缩进外力使锁头退回到缩进位置时，锁头支持件限位传动盘，以阻止传动盘向合闸方向转动；分闸后按钮机构还能驱动断路器转换到解锁状态，即按钮机构驱使支持件的锁头退回到缩进位置，转换到解锁状态。

优选的，包括设置在锁头支持件上的互锁部和对应设置在传动盘上的止动被锁面；在非合闸状态下，所述止动被锁面转动到对着所述互锁部的位置，在锁头退回到缩进位置时，所述互锁部与所述止动被锁面之间锁定限位以阻止传动盘向合闸方向转动。

优选的，包括设置在锁头支持件上的互锁部和对应设置在传动盘上的止缩锁定面；在合闸状态下，所述止缩锁定面转动到对着所述互锁部的位置并锁定抵接，以阻止锁头退回到缩进位置。

优选的，所述锁头支持件上还设置有止缩被锁部，所述的按钮机构上对应设置有止缩锁定部；在合闸状态下，所述的止缩锁定部移动到对着所述的止缩被锁部的位置并与止缩被锁部锁定抵接，以阻止锁头支持件向缩进位置退回。

优选的，所述的锁头支持件上设有受动部；所述按钮机构上设有解锁驱动部，按钮机构在分闸位置向解锁位置移动过程中，解锁驱动部驱动锁头支持件克服弹性驱动件的弹力转动，使锁头退回到缩进位置，转换到解锁状态。

优选的，所述的按钮机构包括按钮件，按钮件沿断路器的插拔方向A直线移动的安装在外壳内，按钮件上设有解锁驱动部，分闸后拉拔按钮件，按钮件上的解锁驱动部驱动锁头支持件转动使锁头退回到缩进位置。

优选的，所述的按钮机构包括按钮件和设置在按钮件内的用于指示断路器的合闸/分闸状态的指示件，指示件上设有解锁驱动部，分闸后拉拔按钮件，指示件上的解锁驱动部驱动锁头支持件转动，使锁头退回到缩进位置。

优选的，所述的锁头支持件上设有第一转动副、锁头、受动部和互锁部；锁头支持件通过第一转动副转动安装在外壳内，一端设有与按钮机构驱动配合的受动部，另一端的两侧分别设有锁头和与传动盘锁定配合的互锁部，锁头支持件绕第一转动副的摆动可使其上的锁头在缩进位置与伸出位置之间转换。

优选的，所述的指示件包括转轴、显示端面和设置在转轴一端的解锁驱动部，显示端面上设有用作分合闸标识的指示部，所述的按钮件内部设有空腔式的安装孔，按钮件的操作端面上设有与安装孔相贯通的观察窗口，指示件通过转轴安装在按钮件的安装孔内并可绕轴摆动，该摆动带动显示端面上的指示部在观察窗口下移动，通过移动到观察窗口内的指示部显示对应分合闸状态；所述的解锁驱动部上设有间隔设置的分闸指示驱动面和合闸指示驱动面，锁定件的受动部伸到分闸指示驱动面和合闸指示驱动面之间；在按压按钮机构合闸操作时，所述的合闸指示驱动面与受动部接触配合使指示件移动到合闸位置，并保持在合闸指示状态；在拉拔按钮机构分闸操作时，所述的分闸指示驱动面与受动部接触配合使指示件移动到分闸位置，并保持在分闸指示状态；分闸后继续拉拔按钮机构，分闸指示驱动面驱动所述受动部并使锁定件转动，使锁头退回到缩进位置。

优选的，所述弹性驱动件为压簧，在锁头支持件一端设有互锁部的一侧对应锁头的位置设有压簧连接部，压簧一端与压簧连接部连接，压簧的另一端与外壳连接；压簧的弹力方向与断路器的插拔方向A垂直，弹力的作用驱使锁头支持件向伸出位置转动；或者，所述弹性驱动件为扭簧，在锁头支持件上位于第一转动副和锁头之间设有扭簧连接部，扭簧一端与扭簧连接部连接，扭簧的另一端与外壳连接；扭簧的弹力驱使锁头支持件向伸出位置转动。

优选的，所述的锁头为三角头，所述的三角头包括左侧面、右侧面、顶弧面和连接在右侧面和顶弧面之间的上斜面；或者所述的锁头为方头，所述的方头包括左侧面、右侧面和顶弧面。

本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器针对现有的此类断路器的功能性与结构性问题，对其整体结构方案进行了合理化全新设计，例如，锁头支持件不仅具有合闸状态和分闸状态下的锁定功能，而且还具有分闸后的解锁状态，通过按钮机构驱动锁头支持件的锁头退回到缩进位置，通过锁头支持件与传动盘之间的配合，实现在合闸状态下传动盘控制锁头支持件止缩，在非合闸状态下，锁头支持件的锁头退回到缩进位置时，限制传动盘向合闸方向转动；传动盘不仅是实现按钮机构与操作机构联动的一个传动件，而且是控制锁头支持件止缩的控制件，还是受锁头支持件控制使其自身止转的受控件。

由于锁头支持件受到的用于抵制其缩进的作用力来源于按钮机构和传动盘，所以能倍增抗拒蛮力合闸插拔的能力，本发明从缩小安装间隙和阻止缩进两个方面着手，能有效解决蛮力拔脱的问题，尤其在蛮力插拔时不会出现锁定凸台与机柜滑脱的锁不住的现象，从而能提高产品的安全等级，且在小型化、易操作等使用功能上更能能满足市场的需要，更利于自动化规模化生产。

附图说明

图1至图5是本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器的第一实施例的结构示意图，其中断路器的止缩结构只包含构建在锁头支持件3与传动盘5之间的主止缩结构，即传动盘5上的止缩锁定面52。其中：

图1是断路器处于合闸状态的平面示意图；

图2是断路器处于分闸状态的平面示意图；

图3是断路器处于解锁状态的平面示意图；

图4是图3的局部放大立体示意图；

图5是图1至图4所示的锁头支持件3的平面示意图。

图6至图10是本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器的第二实施例的结构示意图，其中断路器的止缩结构不仅包含构建在锁头支持件3与传动盘5之间的主止缩结构，而且还包含构建在锁头支持件3与按钮机构2之间的副止缩结构，即锁头支持件3上的止缩被锁部34和按钮机构2上的止缩锁定部24。其中：

图6是断路器处于合闸状态的平面示意图；

图7是断路器处于分闸状态的平面示意图；

图8是断路器处于解锁状态的平面示意图；

图9是图8的局部放大立体示意图；

图10是图6至图9所示的锁头支持件3的平面示意图。

图11是适用于本发明第一实施例与第二实施例的传动盘5的立体示意图。

图12是图9中的C局部放大立体示意图，它示出了止动结构及其处在锁定状态下的各动作件的位置关系。

图13是适用于本发明第一实施例与第二实施例的锁头31的三角头的结构示意平面图。

图14是适用于本发明第一实施例与第二实施例的锁头31的方头的结构示意平面图。

图15是解锁驱动部23设置在指示件22上的结构示意平面图。

具体实施方式

以下结合附图1至图15，进一步说明本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器的具体实施方案，这里所述的“能禁止合闸插拔”是指断路器在合闸状态下，不仅能自动禁止断路器插入机柜图中未示出)，而且还能自动禁止断路器从机柜拔出。这里所述的“单锁头”是指采用一个设置在一个锁头支持3上的锁头31，用它来阻止断路器的合闸插拔在合闸状态下插入或拔出断路器，下同)。本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器不限于以下实施例的描述。

一种单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，包括断路器的外壳6、按钮机构2、传动盘5和操作机构9，传动盘5转动安装在外壳6内，按钮机构2通过传动盘5与操作机构9联动，能够操控断路器在合闸状态和分闸状态之间转换，断路器包括一个设有锁头31的锁头支持件3和弹性驱动件10，所述的锁头支持件3转动安装在外壳6内，锁头31具有伸出外壳6外的伸出位置和缩到外壳5内的缩进位置，所述的弹性驱动件10驱使锁头支持件3在合闸状态和分闸状态下伸出到外壳6外的伸出位置；在合闸状态下，传动盘5限位锁头支持件3，以阻止锁头31退回到缩进位置，在分闸状态下，锁头支持件3受缩进外力使锁头31退回到缩进位置时，锁头支持件3限位传动盘5，以阻止传动盘5向合闸方向转动；分闸后按钮机构2还能驱动断路器转换到解锁状态，即按钮机构2驱使支持件3的锁头31退回到缩进位置，转换到解锁状态。

本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器针对现有的此类断路器的功能性与结构性问题，对其整体结构方案进行了合理化全新设计，例如，锁头支持件3不仅具有合闸状态和分闸状态下的锁定功能，而且还具有分闸后的解锁状态，通过按钮机构2驱动锁头支持件3的锁头31退回到缩进位置，通过锁头支持件3与传动盘5之间的配合，实现在合闸状态下传动盘5控制锁头支持件3止缩，在非合闸状态下，锁头支持件3的锁头31退回到缩进位置时，限制传动盘5向合闸方向转动；传动盘5不仅是实现按钮机构2与操作机构9联动的一个传动件，而且是控制锁头支持件3止缩的控制件，还是受锁头支持件3控制使其自身止转的受控件。

参见图1至图5给出的第一实施例，本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，包括断路器的外壳6、按钮机构2、传动盘5和操作机构9，传动盘5转动安装在外壳6内，按钮机构2通过传动盘5与操作机构9联动，当然还包括断路器所具有的如短路保护机构11、灭弧装置12、出线连接装置13、过载保护机构14、进线连接装置1a、1b等其它零部件。本发明的按钮机构2和传动盘5与操作机构9联动，并具有稳定的合闸、分闸、解锁三个状态，

如附图1至5所示，按钮机构2通过第一联杆7与传动盘5联动，传动盘5通过第二联杆8与操作机构9联动，第一联杆7的两端分别与按钮机构2和传动盘5可转动地铰链连接，第二联杆8的两端分别与传动盘5与操作机构9可转动地铰链连接，通过第一联杆7和第二联杆8的联动机构，使按钮机构2能操控操作机构9在合闸状态、分闸状态和解锁状态之间转换。操作机构9的功能是公知的，它用于控制其动触头9a与静触头的分断和闭合，对应操作机构9，按钮机构2和传动盘5也必定具有合闸状态和分闸状态。为了使断路器能轻松插拔，按钮机构2和传动盘5需增加一个从分闸状态转换而来的解锁状态，并且，在解锁状态下，操作机构9及其动触头9a仍保持在分闸状态。所述的弹性驱动件10驱使锁头支持件3在合闸状态和分闸状态下伸出到外壳6外的伸出位置；在合闸状态下，传动盘5限位锁头支持件3，以阻止锁头31退回到缩进位置，在分闸状态下，锁头支持件3受缩进外力使锁头31退回到缩进位置时，锁头支持件3限位传动盘5，以阻止传动盘5向合闸方向转动；分闸后按钮机构2还能驱动断路器转换到解锁状态，即按钮机构2驱使支持件3的锁头31退回到缩进位置，转换到解锁状态。

本发明的一个有益特点在于：包括设有锁头31的锁头支持件3和弹性驱动件10，以及止缩结构和止动结构。在图1-图5所示的第一实施例中，所述的止缩结构只包含构建在锁头支持件3与传动盘5之间的主止缩结构，而在图6至图10给出的第二实施例中，所述的止缩结构还包含构建在按钮机构2与锁头支持件3之间的副止缩结构。

如图1-5所示，所述按钮机构2和传动盘5与操作机构9联动，并具有稳定的合闸、分闸、解锁三个状态，锁头支持件3和传动盘5分别转动安装在外壳6内，弹性驱动件10驱使锁头支持件3的锁头31在非解锁状态即如图1、图2所示的合闸状态和分闸状态下伸出到外壳6外的伸出位置，按钮机构2驱使锁头支持件3的锁头31在如图3、4所示的解锁状态下退回到外壳6内的缩进位置，或者为锁头支持件3在非合闸状态即解锁状态和分闸状态下锁头受缩进外力压迫缩进的情况，

本发明的一个特点是采用了止动结构，可实现在非合闸状态下阻止传动盘5向合闸方向转动，以自动禁止非合闸状态包括分闸状态和解锁状态)下的意外合闸。止动结构的具体方式有多种，一种优选的方式如图3、8和图9-12所示：设置在锁头支持件3上的互锁部33和对应设置在传动盘5上的止动被锁面51；在非合闸状态下，所述止动被锁面51转动到对着所述互锁部33的位置，在锁头31退回到缩进位置时，所述互锁部33与所述止动被锁面51之间锁定限位以阻止传动盘5向合闸方向转动。断路器正常的插入或拔出操作，应当是在解锁状态下进行，插拔过程须经过锁头31被所述机柜压迫在不能伸出的缩进位置阶段，而锁头支持件3上的锁头31一旦退回到缩进位置，则止动锁定面33a便与止动被锁面51接触，以传动盘5不能向合闸方向转动，即不能完成合闸动作，从而能有效禁止在插拔过程中的合闸误动作，能有效避免插拔过程中出现误合闸事故。由此可见，由于止动结构直接构建在锁头支持件3和传动盘5上，所以无需增加元件，具有结构简单、便于自动化加工组装等优点。

本发明的另一个特点是采用了止缩结构，可实现在合闸状态下阻止锁头支持件3及其上的锁头31退回到缩进位置，使锁头31在合闸状态下处于伸出位置且不能缩进。所述的止缩结构包含构建在锁头支持件3与传动盘5之间的主止缩结构，止缩结构的具体方式有多种，一种优选的方式如图1、5、6、10和图11所示：主止缩结构包括设置在锁头支持件3上的互锁部33和对应设置在传动盘5上的止缩锁定面52；在合闸状态下，所述止缩锁定面52转动到对着所述互锁部33的位置并锁定抵接，以阻止锁头31退回到缩进位置。在断路器安装到所述机柜之前，如果其处于合闸状态，则因伸出的锁头31受机柜端口的阻挡而无法插入机柜。在断路器安装到所述机柜并到达正常工作位置后，锁头31从机柜的限位孔伸出，如处于合闸状态，则由于伸出的锁头31受机柜的限位孔的阻挡而无法拔出机柜。主止缩结构直接构建在锁头支持件3和传动盘5上，所以无需增加元件，具有结构简单、便于自动化加工组装等优点。

具体的说，图1中的断路器处于合闸状态，在此合闸状态下，锁头支持件3及其上的锁头31受主止缩结构的锁定不能退回到缩进位置。图2中的断路器处于分闸状态，在此分闸状态下，锁头31位于伸出外壳6外的伸出位置，互锁部33位于止动被锁面51上方解除锁定，由于锁头支持件3与传动盘5解除锁定包括止缩锁定和止动锁定，所以允许传动盘5在正常操作下向合闸方向转动，锁头支持件3及其锁头31在弹性驱动件10的弹力作用下保持在伸出位置，但允许其在缩进外力作用下缩进。图3中的断路器处于解锁状态，锁头支持件3及其锁头31在按钮机构2的驱使下退回到缩进位置，在此解锁状态下，锁头31位于缩进位置，互锁部33位于止动被锁面51合闸转动方向一侧限制传动盘5的转动，传动盘5受止转结构的锁定不能向合闸方向转动。

显然，本发明的该特点的有益效果在于：与现有的插入式断路器相比，本发明还增加了防止合闸插入且能抗击蛮力插拔的功能，还省略了第二锁扣件和解扣件两个构件。不仅极大地简化了结构，减少了零件数，特别是通过结构创新，使新的锁头支持件3和传动盘5不仅在形状、连接、驱动、传动、联动、控制、配合等结构上发生了质的改变，而且还增加了特殊的新功能。例如，锁头支持件3不仅具有锁头支持功能，而且还具有解锁功能、使传动盘5不能向合闸方向转动的止动功能、与传动盘5和/或按钮机构2锁定配合使其不能退回到缩进位置的止缩功能。又如，传动盘5不仅是实现按钮机构2与操作机构9联动的一个传动件，而且是控制锁头支持件3止缩的控制件，还是受锁头支持件3控制使其自身止转的受控件。

参见图6至图10提供的第二实施例，与第一实施例不同，本发明断路器的止缩结构不仅包含构建在锁头支持件3与传动盘5之间的主止缩结构，而且还包含构建在锁头支持件3与按钮机构2之间的副止缩结构。副止缩结构包括锁头支持件3上设置de止缩被锁部34，按钮机构2上对应设置的止缩锁定部24；在合闸状态下，所述的止缩锁定部24移动到对着所述的止缩被锁部34的位置并与止缩被锁部34锁定抵接，以阻止锁头支持件3向缩进位置退回。

图6中的断路器处于合闸状态，按压按钮机构2使断路器合闸，按钮机构2的按钮件21上的止缩锁定部24移动到对着所述的止缩被锁部34的位置，传动盘5的止缩锁定面52转动到对着所述互锁部33的位置，锁头支持件3及其上的锁头31同时受主止缩结构和副止缩结构的锁定不能退回到缩进位置。图7中的断路器处于分闸状态，拉拔按钮机构2使断路器分闸，按钮机构2的按钮件21上的止缩锁定部24移动到与止缩被锁部34错位的位置，传动盘5的止动被锁面51转动到对着所述互锁部33的位置，锁头支持件3与传动盘5解除锁定，副止缩结构也解除锁定，允许传动盘5在正常操作下向合闸方向转动，锁头支持件3及其锁头3在弹性驱动件10的弹力作用下保持在伸出位置，但允许其在外力作用下缩进。图8中的断路器处于解锁状态，传动盘5受止转结构的锁定不能向合闸方向转动，锁头支持件3及其锁头3在按钮机构2的驱使下退回到缩进位置。将图6-10与图1-5相对比可知，第二实施例与前述的第一实施例的区别仅在于，本发明还可在具有主止缩结构的基础上，还可增加另一种止缩结构，以进一步增强抗拒蛮力插拔的能力。锁头支持件3受到的用于抵制其缩进的作用力来源于按钮机构2和传动盘5，所以能倍增抗拒蛮力合闸插拔的能力，从而能提高产品的安全等级。

本发明的另一个特点是采用了解锁结构，所述解锁结构包括所述的锁头支持件3上设置的受动部32；所述按钮机构2上设置的解锁驱动部23，按钮机构2在分闸位置向解锁位置移动过程中，解锁驱动部23驱动锁头支持件3克服弹性驱动件10的弹力转动，使锁头31退回到缩进位置，转换到解锁状态。在解锁状态下，解锁驱动部23与锁头支持件3的受动部32驱动配合，以使锁头支持件3转动，在解锁状态下锁头31退回到缩进位置。如锁头支持件3绕第一转动副30从图2、图7所示的分闸位置顺时针转动到图3、图8所示的解锁位置)，该转动使锁头支持件3及其上的锁头31退回到缩进位置。

如图3、8所示，所述解锁结构的一种实施例，解锁驱动部23设置在按钮机构2的按钮件21上，所述的按钮机构2包括按钮件21，按钮件21沿断路器的插拔方向A直线移动的安装在外壳6内，按钮件21上设有解锁驱动部23，分闸后拉拔按钮件21，按钮件21上的解锁驱动部23驱动锁头支持件3转动使锁头31退回到缩进位置。按钮件21在合闸位置与分闸位置之间的移动过程中，解锁驱动部23与锁定件3上的受动部32错位解除驱动关系；按钮件21在分闸位置向解锁位置移动过程中，解锁驱动部23驱动所述受动部32并使锁定件33解锁转动。所述解锁驱动部23为设置在按钮件21靠近锁定件3一侧的解锁凸台，按压按钮件21使断路器合闸，解锁凸台与锁定件均不接触，拉拔按钮件21使断路器分闸时，解锁凸第一锁定件均不接触，或者刚刚接触，分闸后继续拉动按按钮件21，解锁凸台驱动所述受动部32并使锁定件33解锁转动。

如图15所示，所述解锁结构的另一种实施例，解锁驱动部23设置在按钮机构2的指示件22上，所述的按钮机构2包括按钮件21和设置在按钮件21内的用于指示断路器的合闸/分闸状态的指示件22，指示件22上设有解锁驱动部23，分闸后拉拔按钮件21，指示件22上的解锁驱动部23驱动锁头支持件3转动，使锁头31退回到缩进位置。具体的，所述的指示件22包括转轴22a、显示端面22b和设置在转轴22a一端的解锁驱动部23，显示端面22b上设有用作分合闸标识的指示部，所述的按钮件21内部设有空腔式的安装孔，按钮件21的操作端面上设有与安装孔相贯通的观察窗口，指示件22通过转轴22a安装在按钮件21的安装孔内并可绕轴摆动，该摆动带动显示端面22b上的指示部在观察窗口下移动，通过移动到观察窗口内的指示部显示对应分合闸状态。

所述的指示件22也是一个运动件，它也需驱动结构才能在合闸与分闸位置之间转换移动，该驱动结构的构建方式可有多种，其中：一种是构建在指示件22与外壳6之间，所述指示件22上设有指示驱动部，所述指示驱动部设有间隔设置的分闸指示驱动面和合闸指示驱动面，外壳6上设有伸到分闸指示驱动面和合闸指示驱动面之间的指示凸起，在按压按钮机构2合闸操作时，所述的合闸指示驱动面与指示凸起接触配合，使指示件22移动到合闸位置，并保持在合闸指示状态；在拉拔按钮机构2分闸操作时，所述的分闸指示驱动面与指示凸起接触配合，该配合使指示件22移动到分闸位置，并保持在分闸指示状态；分闸后继续拉拔按钮机构2，解锁驱动部23为设置在指示件上的驱动凸台，解锁驱动部23驱动所述受动部32并使锁定件3解锁转动，使锁头31退回到缩进位置，转换到解锁状态。

指示件22驱动结构的另一构建方式为构建在指示件22与锁定件3之间。所述的解锁驱动部23上设有间隔设置的分闸指示驱动面和合闸指示驱动面，锁定件3的受动部32伸到分闸指示驱动面和合闸指示驱动面之间；在按压按钮机构2合闸操作时，所述的合闸指示驱动面与受动部32接触配合使指示件22移动到合闸位置，并保持在合闸指示状态；在拉拔按钮机构2分闸操作时，所述的分闸指示驱动面与受动部32接触配合使指示件22移动到分闸位置，并保持在分闸指示状态；分闸后继续拉拔按钮机构2，分闸指示驱动面驱动所述受动部32并使锁定件3转动，使锁头31退回到缩进位置。

参见图1至图14，所述的锁头支持件3的具体结构可有多种方案，一种优选的方案如图5、10、13和14所示，所述的锁头支持件3上设有第一转动副30、锁头31、受动部32和互锁部33；锁头支持件3通过第一转动副30转动安装在外壳6内，一端设有与按钮机构2驱动配合的受动部32，另一端的两侧分别设有锁头31和与传动盘5锁定配合的互锁部33，互锁部33上设置有止动锁定面33a和/或止缩被锁面33b，锁头支持件3绕第一转动副30的摆动可使其上的锁头31在缩进位置与伸出位置之间转换。在锁头支持件3上还设有与弹性驱动件10配合的连接部35a和/或35b，所述的连接部与弹性驱动件10的一端连接，其中的连接部35a见图1、5、6和10适用于压簧连接，而连接部35b参见图5适用于扭簧连接。

所述的锁头支持件3上的锁头31和互锁部33设置在第一转动副30的一端，受动部32设置在第一转动副30的另一端。这样的布局可使锁头支持件3在蛮力拔出时形成拉钩式受力，其优点在于，拉钩式受力结构可使拔出拉力有利于缩小锁头31处的外壳6与机柜之间的安装间隙，而现有的带有锁定凸台的扣件通常采用斜撑式受力结构，这种斜撑式受力结构可使拔出拉力加大锁定凸台处的断路器外壳与机柜之间的安装间隙。应当能理解到，现有技术的容易导致锁定凸台从机柜滑脱甚至锁定失效的主要因素有两个，一个是拔出拉力所致的可使所述安装间隙扩大的机柜变形，另一个是拔出拉力所致的可使锁定凸台缩进的扣件位移变形。蛮力拔出导致机柜的变形是难免的，因为蛮力的大小是难以预测的，控制机柜的受力变形与小型化要求是矛盾的，因此，本发明从缩小安装间隙和阻止缩进两个方面着手，能有效解决蛮力拔脱的问题。为了使锁头支持件3的力学结构能更好地提升对抗蛮力插拔的能力，本发明的锁头支持件3还具有以下特征：所述的锁头支持件3上的锁头31、受动部32和互锁部33分别沿横向垂直于插拔方向A的方向伸展凸起，其中锁头31向外向断路器外壳6之外的方向伸展凸起，受动部32和互锁部33分别向内向断路器外壳6之内的方向伸展凸起(如图5和图10所示)。显然，该结构能使平行于插拔方向A的插拔力作用于机构的横向分力导致所述安装间隙扩大的分力最小化，使机构提供的阻止锁头31缩进的横向分力最大化。

为了进一步减小机柜作用于锁头31的横向分力，本发明的锁头31还可具有以下特征：所述的锁头31为三角头或方头的一种。所述的三角头如图13所示，它包括左侧面31a、右侧面31b、顶弧面31c和上斜面31d，上斜面31d连接在右侧面31b和顶弧面31c之间；其中左侧面31a用于与机柜限位孔(图中未示出)阻挡配合，以阻止断路器的拔出，右侧面31b用于与机柜端口阻挡配合，以阻止断路器的插入。左侧面31a与右侧面31b大致相互平行且垂直于插拔方向A，以使机柜作用于锁头31的横向分力最小化，顶弧面31c用于在插拔过程中与机柜的壳壁(图中未示出)接触配合，其弧面结构有利于减小插拔操作的阻力，使插拔操作便捷轻松。上斜面31d为辅助面，但它有时可起到插入引导作用。所述的锁头31的方头实施例如图14所示，包括左侧面31a、右侧面31b和顶弧面31c，它与三角头的特征区别在于缺省了上斜面31d。应当能理解到，对于单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器而言，其锁头31上的与插拔相关的基本工作面为三个本实施例为左侧面31a、右侧面31b和顶弧面31c)，在此基本工作面的基础上，可通过增加或减少辅助面，使其形状多样化，但不管其形状何样，都是与本实施例所述的三角头或方头相等同的结构，除非其不具有禁止合闸插入与合闸拔出两种功能。

为了进一步改善锁头支持件3的抗位移变形的强度，可选择性采用一种滑动副的结构：在锁头支持件3的靠近锁头31的部位设置有圆弧形滑动副(图中未示出)，其圆弧的中心与第一转动副30的转动中心同心，圆弧形滑动副的靠近锁头31的圆弧切线与插拔方向A大致垂直。所述的圆弧形滑动副为设置在锁头支持件3上的滑块与设置在外壳6上的圆弧形滑槽；或者，所述的圆弧形滑动副为设置在锁头支持件3上的圆弧形滑槽与设置在外壳6上的滑块。应当能理解到，第一转动副30本身已具有使锁头支持件3绕其中心摆动的导向功能，因此增加圆弧形滑动副的目的不是为了引导锁头支持件3的摆动的方向，而是为了增强锁头支持件3的受力载荷，以抗拒插拔力所致的位置变形。因此，以上所述的同心结构，就是为了避免圆弧形滑动副与第一转动副30发生导向干涉，所述的圆弧切线与插拔方向A大致垂直的结构，还有利于使插拔力作用于锁头31的横向分力最小化。

所述的传动盘5的具体结构可有多种方案，一种优选的方案如图11和12所示：所述的传动盘5上设有与外壳6连接并使传动盘5可转动的第二转动副50、与按钮机构2的第一联杆7可转动连接的第一连杆孔5a、与操作机构9的第二联杆8可转动连接的第二连杆孔5b，以及分别与锁头支持件3的互锁部33锁定配合的止动被锁面51和/或止缩锁定面52。第二转动副50包括：设置在传动盘5的转轴与设置在外壳6上的轴孔配合的转动副；或者，设置在传动盘5的轴孔与设置在外壳6上的转轴配合的转动副。

所述的弹性驱动件10的具体结构可有多种方案，一种优选的方案图1至4和图6至9所示：弹性驱动件10为压簧，在锁头支持件3一端设有互锁部33的一侧对应锁头31的位置设有压簧连接部35a，压簧一端与压簧连接部35a连接，压簧的另一端与外壳6连接。压簧的弹力方向与断路器的插拔方向A垂直，弹力的作用驱使锁头支持件3向伸出位置转动。另一种可选的图中未示出的方案：弹性驱动件10为扭簧，在锁头支持件3上位于第一转动副30和锁头31之间设有扭簧连接部35b，扭簧一端与扭簧连接部35b连接，扭簧的另一端与外壳6连接，扭簧的弹力驱使锁头支持件3向伸出位置转动。

下面结合图1至图14，进一步说明本发明的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器是如何禁止合闸插拔、插拔过程禁止意外合闸以及实现正常插拔操作轻松快捷的。

在断路器未插入安装到机柜前，断路器如果处于合闸状态，则由于弹性驱动件10的弹力驱动和所述的止缩结构，使锁头支持件3及其锁头31处于不能退回的伸出位置；此时若实施强行插入，则锁头31的右侧面31b与插入机柜的端口侧边抵触配合，以阻挡断路器的插入，即自动禁止合闸插入。

在断路器插入安装到机柜的正确位置后，断路器如果处于合闸状态，则由于弹性驱动件10的弹力驱动和所述的止缩结构，使锁头支持件3及其锁头31处于不能退回的伸出位置，此时若实施强行拔出，则锁头31的左侧面31a与机柜的限位孔的孔壁抵触配合，以阻挡断路器的插入，即自动禁止合闸拔出。

在断路器插入或拔出过程中，锁头31必然处于被机柜压迫而不能伸出的状态，由于锁头支持件3及其锁头31处于不能伸出的缩进位置，所以止动结构的止动锁定面33a与止动被锁面51之间锁定接触如图12所示，该锁定接触使传动盘5被限制在不能向合闸方向转动的状态，即断路器的插拔过程自动禁止意外合闸。

分闸状态下拉拔按钮机构2，按钮机构2的解锁驱动部23驱动锁头支持件3克服弹性驱动件10的弹力转动，使锁头31退回到缩进位置，转换到解锁状态，在断路器处于解锁状态下，锁头支持件3及其锁头31处于缩进位置，在此状态下实施插拔操作正常插拔操作)，缩进的锁头31与机柜不相接触，因此能使正常插拔，操作轻松快捷。

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 (11)

1.一种单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，包括断路器的外壳(6)、按钮机构(2)、传动盘(5)和操作机构(9)，传动盘(5)转动安装在外壳(6)内，按钮机构(2)通过传动盘(5)与操作机构(9)联动，能够操控断路器在合闸状态和分闸状态之间转换，其特征在于：

还包括一个设有锁头(31)的锁头支持件(3)和弹性驱动件(10)，所述的锁头支持件(3)转动安装在外壳(6)内，锁头(31)具有伸出外壳(6)外的伸出位置和缩到外壳(5)内的缩进位置，所述的弹性驱动件(10)驱使锁头支持件(3)在合闸状态和分闸状态下伸出到外壳(6)外的伸出位置；

在合闸状态下，传动盘(5)限位锁头支持件(3)，以阻止锁头(31)退回到缩进位置，在分闸状态下，锁头支持件(3)受缩进外力使锁头(31)退回到缩进位置时，锁头支持件(3)限位传动盘(5)，以阻止传动盘(5)向合闸方向转动；

分闸后按钮机构(2)还能驱动断路器转换到解锁状态，即按钮机构(2)驱使支持件(3)的锁头(31)退回到缩进位置，转换到解锁状态。

2.根据权利要求1所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：包括设置在锁头支持件(3)上的互锁部(33)和对应设置在传动盘(5)上的止动被锁面(51)；在非合闸状态下，所述止动被锁面(51)转动到对着所述互锁部(33)的位置，在锁头(31)退回到缩进位置时，所述互锁部(33)与所述止动被锁面(51)之间锁定限位以阻止传动盘(5)向合闸方向转动。

3.根据权利要求1所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：包括设置在锁头支持件(3)上的互锁部(33)和对应设置在传动盘(5)上的止缩锁定面(52)；在合闸状态下，所述止缩锁定面(52)转动到对着所述互锁部(33)的位置并锁定抵接，以阻止锁头(31)退回到缩进位置。

4.根据权利要求1所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述锁头支持件(3)上还设置有止缩被锁部(34)，所述的按钮机构(2)上对应设置有止缩锁定部(24)；在合闸状态下，所述的止缩锁定部(24)移动到对着所述的止缩被锁部(34)的位置并与止缩被锁部(34)锁定抵接，以阻止锁头支持件(3)向缩进位置退回。

5.根据权利要求1所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述的锁头支持件(3)上设有受动部(32)；所述按钮机构(2)上设有解锁驱动部(23)，按钮机构(2)在分闸位置向解锁位置移动过程中，解锁驱动部(23)驱动锁头支持件(3)克服弹性驱动件(10)的弹力转动，使锁头(31)退回到缩进位置，转换到解锁状态。

6.根据权利要求5所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述的按钮机构(2)包括按钮件(21)，按钮件(21)沿断路器的插拔方向A直线移动的安装在外壳(6)内，按钮件(21)上设有解锁驱动部(23)，分闸后拉拔按钮件(21)，按钮件(21)上的解锁驱动部(23)驱动锁头支持件(3)转动使锁头(31)退回到缩进位置。

7.根据权利要求5所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述的按钮机构(2)包括按钮件(21)和设置在按钮件(21)内的用于指示断路器的合闸/分闸状态的指示件(22)，指示件(22)上设有解锁驱动部(23)，分闸后拉拔按钮件(21)，指示件(22)上的解锁驱动部(23)驱动锁头支持件(3)转动，使锁头(31)退回到缩进位置。

8.根据权利要求1所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述的锁头支持件(3)上设有第一转动副(30)、锁头(31)、受动部(32)和互锁部(33)；锁头支持件(3)通过第一转动副(30)转动安装在外壳(6)内，一端设有与按钮机构(2)驱动配合的受动部(32)，另一端的两侧分别设有锁头(31)和与传动盘(5)锁定配合的互锁部(33)，锁头支持件(3)绕第一转动副(30)的摆动可使其上的锁头(31)在缩进位置与伸出位置之间转换。

9.根据权利要求7所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述的指示件(22)包括转轴(22a)、显示端面(22b)和设置在转轴(22a)一端的解锁驱动部(23)，显示端面(22b)上设有用作分合闸标识的指示部，所述的按钮件(21)内部设有空腔式的安装孔，按钮件(21)的操作端面上设有与安装孔相贯通的观察窗口，指示件(22)通过转轴(22a)安装在按钮件(21)的安装孔内并可绕轴摆动，该摆动带动显示端面(22b)上的指示部在观察窗口下移动，通过移动到观察窗口内的指示部显示对应分合闸状态；

所述的解锁驱动部(23)上设有间隔设置的分闸指示驱动面和合闸指示驱动面，锁定件(3)的受动部(32)伸到分闸指示驱动面和合闸指示驱动面之间；在按压按钮机构(2)合闸操作时，所述的合闸指示驱动面与受动部(32)接触配合使指示件(22)移动到合闸位置，并保持在合闸指示状态；在拉拔按钮机构(2)分闸操作时，所述的分闸指示驱动面与受动部(32)接触配合使指示件(22)移动到分闸位置，并保持在分闸指示状态；分闸后继续拉拔按钮机构(2)，分闸指示驱动面驱动所述受动部(32)并使锁定件(3)转动，使锁头(31)退回到缩进位置。

10.根据权利要求8所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述弹性驱动件(10)为压簧，在锁头支持件(3)一端设有互锁部(33)的一侧对应锁头(31)的位置设有压簧连接部(35a)，压簧一端与压簧连接部(35a)连接，压簧的另一端与外壳(6)连接；压簧的弹力方向与断路器的插拔方向A垂直，弹力的作用驱使锁头支持件(3)向伸出位置转动；

或者，所述弹性驱动件(10)为扭簧，在锁头支持件(3)上位于第一转动副(30)和锁头(31)之间设有扭簧连接部(35b)，扭簧一端与扭簧连接部(35b)连接，扭簧的另一端与外壳(6)连接；扭簧的弹力驱使锁头支持件(3)向伸出位置转动。

11.根据权利要求(1)所述的单锁头禁止合闸插拔的插入式断路器，其特征在于：所述的锁头(31)为三角头，所述的三角头包括左侧面(31a)、右侧面(31b)、顶弧面(31c)和连接在右侧面(31b)和顶弧面(31c)之间的上斜面(31d)；或者所述的锁头(31)为方头，所述的方头包括左侧面(31a)、右侧面(31b)和顶弧面(31c)。

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