CN114267566A - 一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构 - Google Patents
一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构 Download PDFInfo
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Abstract
一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，它包括转轴(1)和动触头(2)，其特征在于：限位杆(3)一端可转动的装在所述转轴(1)上，另一端设有限位特征部一(301)和限位特征部二(302)，所述动触头(2)上设置有与所述限位特征部一(301)和限位特征部二(302)相对应的限位特征部三(201)和限位特征部四(202)，弹性件(4)连接在所述限位杆(3)上使所述限位杆(3)受到逆时针转动的驱动力，从而使所述动触头(2)在合闸或斥开状态时，所述限位特征部一(301)和限位特征部二(302)分别与所述相对应的限位特征部三(201)和限位特征部四(202)相抵接。能够用于多触头断路器，使较大电流等级的断路器也能具有可靠的限流能力，且可以防止动触头斥开后再次跌落。
Description
技术领域
本发明属于断路器技术领域，具体讲就是涉及一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构。
背景技术
在低压电器领域中，断路器用于切断和接通电流，特别是自动切断故障电流。低压断路器主要由外壳、触头系统、灭弧系统和操作机构等组成，其中触头系统是低压断路器的重要组成部分。
传统的断路器采用动触头弹簧来提供动触头和静触头之间的接触力，当过电流发生时，静触头和动触头之间可以产生足够的电动斥力，使得动触头克服触头弹簧的压力在极短的时间内与静触头分开并限制短路电流的增长，但触头分开后由于过载电流得到限制，同时触点之间的距离增大使得动触头和静触头之间的斥力迅速减小，另外，由于斥开过程中触头弹簧继续压缩导致弹簧反力加大，在这两者共同作用下，动触头在某些情况下会在转动一个小的角度后跌落并重新与静触头接触，而这个过程在机构动作之前可能重复发生，从而连续产生电弧，严重时甚至会造成动静触头熔焊在一起无法分闸，使断路器失去保护作用，对断路器本身以及下级线路和设备产生严重损害。
为解决上述问题，中国专利CN102427001B公开了一种塑壳低压断路器的触头压力控制机构，转动端通过第一转动中心轴连接转轴，在动触头上设有位于第一转动中心轴下方且相平行的轴，在转轴上设有位于所述轴下方且相平行的第二转动中心轴，第二转动中心轴上连接可绕其转动的杠杆下端，转轴上的槽内设有弹簧，杠杆上端前侧面作用于弹簧一端，杠杆上端后侧面压靠在所述轴上，杠杆上端的后侧面具有连续的两曲面，第一曲面靠近第二转动中心轴，第二曲面为圆弧曲面；在第一曲面压靠在所述轴上，所述轴位于两转动中心轴的两轴心连线的前侧；在第二曲面压靠在所述轴上，第二曲面的圆心是第一转动中心轴；在转轴转动的整个范围内都能控制触头压力，提高了动触头打开速度，该专利技术采用动触头侧面的轴作为杠杆的作用位置，通过上述轴在杠杆上的两段曲线之间滑动改变受力方向，但由于杠杆设置在动触头的侧面，占用了动触头侧面的空间，导致其只适用于采用一片或两片动触头的情况。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有的断路器触头压力机构难以适用于多片动触头的技术缺陷，提供一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，能够用于多触头断路器，使较大电流等级的断路器也能具有可靠的限流能力，提高断路器的保护性能和分断能力，且可以防止动触头斥开后再次跌落，同时还能减少触头磨损等变量对动静触头接触压力的影响，使得低压断路器在整个使用周期内获得稳定的性能，整个机构无需在动触头上铆接轴，零部件更少，工艺更加简化，采用杠杆和动触头直接接触，接触面更大，可靠性和耐用性更高。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明提供的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，它包括转轴和动触头，所述动触头可转动的装在所述转轴上，其特征在于：限位杆一端可转动的装在所述转轴上，另一端设有限位特征部一和限位特征部二，所述动触头上设置有与所述限位特征部一和限位特征部二相对应的限位特征部三和限位特征部四，弹性件连接在所述限位杆上使所述限位杆受到逆时针转动的驱动力，从而使所述动触头在合闸或斥开状态时，所述限位特征部一和限位特征部二分别与所述相对应的限位特征部三和限位特征部四相抵接。
进一步地，所述限位特征部一与所述相对应的限位特征部三相抵接时，所述弹性件通过限位杆给所述动触头提供合闸触头压力，所述限位特征部二与所述相对应的限位特征部四相抵接时，所述弹性件通过限位杆给所述动触头提供防跌落触头压力。
作为优选地，所述限位杆的转动中心轴位于所述动触头转动中心轴下方且相互平行。
作为优选地，所述限位特征部一为平面，所述限位特征部二为曲面，所述限位特征部三和限位特征部四为曲面。
作为优选地，所述限位特征部四的曲面所在圆弧的圆心与所述动触头转动的轴中心相重合或偏向动触头的触头一端。
作为优选地，所述限位特征部四尾段设置有凹槽用以容纳动触头斥开状态时与其相抵接的所述限位特征部二。
作为优选地，所述限位特征部一和限位特征部二圆弧过渡连接，所述限位特征部三和限位特征部四圆弧过渡连接。
作为优选地，所述弹性件为触头弹簧，所述触头弹簧安装在所述转轴上的弹簧安装槽上，所述述触头弹簧一端连接所述限位杆，另一端装在所述转轴上或转轴上的安装片上。
作为优选地，所述限位杆下端利用穿过其上对称限位孔的限位轴可转动的安装在所述转轴上，所述限位杆的顶端设置限位特征部一和限位特征部二，弹性件一端装在所述限位杆中部的弹簧孔中。
作为优选地，所述转轴上设有容纳动触头穿过的动触头孔，所述转轴上位于动触头孔下方设有容纳安装所述限位杆的开口孔槽，限位轴装在所述开口孔槽内的限位轴安装孔槽内。
作为优选地，绝缘片装在所述转轴的开口孔槽上用以封盖所述开口孔槽。
作为优选地，所述限位特征部三和限位特征部四位于所述动触头尾部表面上。
作为优选地，所述绝缘片的安装端并排设有若干突起，若干所述限位杆的安装端位于相应的所述若干突起之间的凹槽处，所述限位轴穿过所述若干突起上的安装孔一和若干所述限位杆上的限位孔并装在所述限位轴安装孔槽内能够转动。采用此结构，绝缘片间隔式的突起，使限位轴穿过其中增加了限位轴的支撑点，从而增加了限位轴的强度；转轴通过限位轴安装孔槽给予所述限位轴支撑，限位轴安装孔槽侧壁和绝缘片间隔式的突起和突起之间的凹槽使若干片限位杆得到轴向限位。。
有益效果
本发明提供的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，相对于现有的动触头压力控制机构具有以下几个方面的优点：
1、触头压力控制机构不占用动触头侧面的空间，可适用于单相多于两组动触头的断路器。
2、动触头在合闸位置附近转动力矩稳定，触头磨损量和机构磨损造成的转轴位置变化等外部因素对触头压力的影响减小，断路器可实现全寿命范围性能稳定。
3、提高了动触头打开速度，有利于限流和灭弧。
4、避免动触头跌落，防止熔焊的发生。
附图说明
图1是本发明实施例动触头合闸状态时的结构示意图；
图2是本发明实施例动触头斥开状态时的结构示意图；
图3是本发明实施例动触头分闸状态时的结构示意图；
图4是本发明实施例中转轴的立体结构示意图；
图5是本发明实施例中动触头的立体结构示意图；
图6是本发明实施例中限位杆的立体结构示意图；
图7是本发明实施例中绝缘件的结构示意图；
图8是本发明实施例中动触头、限位杆、绝缘件位置关系示意图一；
图9是本发明实施例中动触头、限位杆、绝缘件位置关系示意图二；
图10是本发明实施例中绝缘件安装位置示意图；
图11是本发明实施例中合闸时的受力和力臂示意图；
图12是本发明实施例中动触头转动角度和触头力矩之间的关系图；
其中，1-转轴，101-弹簧安装槽，102-动触头孔，103-开口孔槽，103a-限位轴安装孔槽，1a-安装片；2-动触头,201-限位特征部三,202--限位特征部四，202a-凹槽；3-限位杆,301-限位特征部一，302-限位特征部二，(303,303’)-限位孔,304-弹簧孔；4-弹性件；5-限位轴；6-绝缘件，601-突起，601a-安装孔一，602-凹槽；7-静触头；8-灭弧室外壳；a-动触头转动中心；b-限位杆转动中心。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如附图1，2和3所示，一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，它包括转轴1和动触头2，所述动触头2可转动的装在所述转轴1上，限位杆3一端可转动的装在所述转轴1上，另一端设有限位特征部一301和限位特征部二302，作为最佳实施方式，本实施例中，所述限位杆3的转动中心轴位于所述动触头2转动中心轴下方且相互平行。如附图5所示，所述动触头2上设置有与所述限位特征部一301和限位特征部二302相对应的限位特征部三201和限位特征部四202，具体地讲就是所述限位特征部三201和限位特征部四202位于所述动触头2尾部表面上。所述限位特征部一301为平面，所述限位特征部二302为曲面，所述限位特征部三201和限位特征部四202为曲面，作为一种优选地实施方式，所述限位特征部四202的曲面所在圆弧的圆心与所述动触头2转动的轴中心相重合或偏向动触头2的触头一端，本实施例中，为了保证机构主弹簧在拉动转轴1使多个动触头2同时复位时需要克服的弹簧力矩尽可能减小从而提高分断速度，所述限位特征部四202的曲面所在圆弧的圆心与所述动触头2转动的轴中心相重合，所述限位特征部一301和限位特征部二302圆弧过渡连接，所述限位特征部三201和限位特征部四202圆弧过渡连接。进一步具体描述如附图6，7，8和9所示，就是所述限位杆3下端利用穿过其上对称限位孔303,303’的限位轴5可转动的安装在所述转轴1上，所述限位杆3的顶端设置限位特征部一301和限位特征部二302，如附图1，2和3所示，弹性件4连接在所述限位杆3上使所述限位杆3受到逆时针转动的驱动力，从而使所述动触头2在合闸或斥开状态时，所述限位特征部一301和限位特征部二302分别与所述相对应的限位特征部三201和限位特征部四202相抵接。本实施例中，所述弹性件4为触头弹簧，所述触头弹簧安装在所述转轴1上的弹簧安装槽101上，所述述触头弹簧一端连接所述限位杆3中部的弹簧孔304中，另一端装在所述转轴1上或转轴1上的安装片1a上，本实施中，如附图1和2所示，另一端装在所述上的安装片1a上。
如附图4，5，6，7，8和9所示，所述转轴1上设有容纳动触头3穿过的动触头孔102，所述转轴1上位于动触头孔102下方设有容纳安装所述限位杆3的开口孔槽103，限位轴5装在所述开口孔槽103内的限位轴安装孔槽103a内。如附图10所示，绝缘片6装在所述转轴1的开口孔槽103上用以封盖所述开口孔槽103。本实施例中，所述绝缘片6的安装端并排设有若干突起601，若干所述限位杆3的安装端位于相应的所述若干突起601之间的凹槽602处，所述限位轴5穿过所述若干突起601上的安装孔一601a和若干所述限位杆3上的限位孔303,303’并装在所述限位轴安装孔槽103a内能够转动。安装时，先把限位轴5穿过限位杆3和绝缘片6，使限位轴5、限位杆3和绝缘片6成为一个整体，然后把这个整体插入转轴1，直至限位轴5装到限位轴安装孔槽103a内被限位。由于限位杆3受到弹性件4的拉力，限位轴5则能可靠的压在所述限位轴安装孔槽103a内，这个整体实现稳定安装在所述开口孔槽103处。整个结构中绝缘片6间隔式的突起，使限位轴5穿过其中增加了限位轴5的支撑点，从而增加了限位轴5的强度；转轴1通过限位轴安装孔槽103a给予所述限位轴5支撑，限位轴安装孔槽103a侧壁和绝缘片6间隔式的突起和突起之间的凹槽使若干片限位杆3得到轴向限位。
如附图1所示，当断路器合闸时，动触头2相对于转轴31的旋转角度较小，此时动触头2上的限位特征部三201与限位杆3的限位特征部一301接触，弹性件4的力通过限位杆3对动触头2施加顺时针方向的转矩，提供合闸触头压力；
如附图2所示，当短路电流大到足够使动触头2和静触头7斥开，而断路器的操作机构还未动作时，动触头2相对于转轴1旋转，此时动触头2上的限位特征部四202与限位杆3的限位特征部二302接触，由于本实施例中动触头2的限位特征部四202与动触头2的转动中心a重合，限位特征部四202与限位杆3的限位特征部二302的接触面法向指向转动中心a，限位杆3对动触头2不施加转动转矩，使得动触头2在继续斥开过程中阻力很小，加速了斥开过程，提高了断路器的限流能力。同时，斥开后，限位特征部四202与限位杆3的限位特征部二302的相抵接使所述弹性件4通过限位杆3给所述动触头2提供防跌落触头压力。为了进一步加强防跌落效果，所述限位特征部四202尾段设置有凹槽202a用以容纳动触头2斥开状态时与其相抵接的所述限位特征部二302，动触头2运行到最终位置时，限位特征部二302落入上述凹槽202a，以防止动触头2反弹；
如附图3所示，，当断路器操作机构动作使转轴1旋转到分闸位置，灭弧室外壳8限制动触头2的位置使其复位；
如附图11所示，本发明实施例在合闸位置附近工作时的受力和力臂情况，F1为弹性件4对限位杆3施加的力，F2为限位杆3对动触头2施加的力，L1为F1对限位杆3相对于其转动中心b的力臂长度，L2为F2相对于限位杆3的转动中心b的力臂长度，L3为F2相对于动触头2的转动中心a的力臂长度。
当动触头2在合闸位置附近沿附图9所示的逆时针转动时，限位杆3进行顺时针转动，弹性件4被拉长，即F1变大，但同时由于限位杆3的旋转，使L1变小；由于限位特征部三201在限位特征部一301上滑向远离转动中b方向，使得L2变大，又由于限位杆3的旋转，导致F2的作用方向同步旋转，L3减小。在此过程中，虽然F1趋向于增大，但L1、L2、L3的变化均趋于使实际力臂变小，在对各结构元素优化设计的情况下，上述变化量可相互抵消，即在一定范围内动触头2受到的旋转力矩稳定。
参见图12所示触头转动角度和触头力矩之间的关系，由于动触头2在合闸位置附近转动力矩稳定，所以触头磨损量和转轴1位置等外部因素对触头压力的影响极小，由于具有稳定的触头压力，触头斥开动作的电流阈值也保持稳定，断路器可实现全寿命范围性能稳定。本发明实施例在动触头2斥开转动一个小角度之后即直接过渡到无转动力矩，解决了传统结构存在的当动触头斥开距离增大，弹簧反力会由于压缩量增加而持续增加的问题，所以触头打开速度可以大为提高，并提高了断路器的限流和灭弧能力，且由于触头斥开后弹簧反力就开始减小，也就是说触头只要能够斥开，就能够依靠惯性和斥开后产生的气动压力继续转动到最大位置，所以不存在触头跌落的问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (13)
1.一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，它包括转轴(1)和动触头(2)，所述动触头(2)可转动的装在所述转轴(1)上，其特征在于：限位杆(3)一端可转动的装在所述转轴(1)上，另一端设有限位特征部一(301)和限位特征部二(302)，所述动触头(2)上设置有与所述限位特征部一(301)和限位特征部二(302)相对应的限位特征部三(201)和限位特征部四(202)，弹性件(4)连接在所述限位杆(3)上使所述限位杆(3)受到逆时针转动的驱动力，从而使所述动触头(2)在合闸或斥开状态时，所述限位特征部一(301)和限位特征部二(302)分别与所述相对应的限位特征部三(201)和限位特征部四(202)相抵接。
2.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位特征部一(301)与所述相对应的限位特征部三(201)相抵接时，所述弹性件(4)通过限位杆(3)给所述动触头(2)提供合闸触头压力，所述限位特征部二(302)与所述相对应的限位特征部四(202)相抵接时，所述弹性件(4)通过限位杆(3)给所述动触头(2)提供防跌落触头压力。
3.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位杆(3)的转动中心轴位于所述动触头(2)转动中心轴下方且相互平行。
4.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位特征部一(301)为平面，所述限位特征部二(302)为曲面，所述限位特征部三(201)和限位特征部四(202)为曲面。
5.如权利要求4所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位特征部四(202)的曲面所在圆弧的圆心与所述动触头(2)转动的轴中心相重合或偏向动触头(2)的触头一端。
6.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位特征部四(202)尾段设置有凹槽(202a)用以容纳动触头(2)斥开状态时与其相抵接的所述限位特征部二(302)。
7.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位特征部一(301)和限位特征部二(302)圆弧过渡连接，所述限位特征部三(201)和限位特征部四(202)圆弧过渡连接。
8.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述弹性件(4)为触头弹簧，所述触头弹簧安装在所述转轴(1)上的弹簧安装槽(101)上，所述触头弹簧一端连接所述限位杆(3)，另一端装在所述转轴(1)上或转轴(1)上的安装片(1a)上。
9.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位杆(3)下端利用穿过其上对称限位孔(303,303’)的限位轴(5)可转动的安装在所述转轴(1)上，所述限位杆(3)的顶端设置限位特征部一(301)和限位特征部二(302)，弹性件(4)一端装在所述限位杆(3)中部的弹簧孔(304)中。
10.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述转轴(1)上设有容纳动触头(3)穿过的动触头孔(102)，所述转轴(1)上位于动触头孔(102)下方设有容纳安装所述限位杆(3)的开口孔槽(103)，限位轴(5)装在所述开口孔槽(103)内的限位轴安装孔槽(103a)内。
11.如权利要求10所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：绝缘片(6)装在所述转轴(1)的开口孔槽(103)上用以封盖所述开口孔槽(103)。
12.如权利要求1所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述限位特征部三(201)和限位特征部四(202)位于所述动触头(2)尾部表面上。
13.如权利要求11所述的一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构，其特征在于：所述绝缘片(6)的安装端并排设有若干突起(601)，若干所述限位杆(3)的安装端位于相应的所述若干突起(601)之间的凹槽(602)处，所述限位轴(5)穿过所述若干突起(601)上的安装孔一(601a)和若干所述限位杆(3)上的限位孔(303,303’)并装在所述限位轴安装孔槽(103a)内能够转动。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101533744A (zh) * | 2008-09-26 | 2009-09-16 | 厦门宏美电子有限公司 | 一种塑壳限流断路器动触头斥开后防跌落机构 |
| CN102427001A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-04-25 | 江苏辉能电气有限公司 | 一种塑壳低压断路器的触头压力控制机构 |
| CN212934526U (zh) * | 2020-09-16 | 2021-04-09 | 上海良信电器股份有限公司 | 一种可用于多触头断路器的触头压力控制机构 |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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