CN114268028A - 一种三维分布的多元件集成配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明属于配电柜领域，尤其涉及一种三维分布的多元件集成配电柜，它包括底座、立柱、顶座、背板、涡轮、蜗杆、侧板、导杆B、接头机构、电气元件、触头、扣板B、柜门、锁结构，其中由底座、四个立柱和顶座组成的框架上安装有背板，被安装于底座的蜗轮蜗杆结构驱动的背板可沿与自身板面垂直的方向水平运动；本发明中背板或侧板上的扣板A与相应扣板B的插套配合避免了在对配电柜内电气元件进行维修更换时对内部线路的布置形成破坏，避免二次布线，具有较高的维修效率。由于本发明中的导线横平竖直地布置于背板或侧板上的排线柱中，所以在拆开背板或侧板时不破坏线路布置顺序情况下对线路进行检修，提高线路维修的效率。

Description

一种三维分布的多元件集成配电柜

技术领域

本发明属于配电柜领域，尤其涉及一种三维分布的多元件集成配电柜。

背景技术

配电柜是配电系统的末级设备，是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。

配电柜中中有许多电气元件，线路错综复杂，在安装布置时要求线路布置整齐合理，与电气元件的连接稳定不虚接，所以，配电柜的安装需要资深电工进行操作，对操作者的集成具有较高的要求。

在配电柜维修时，对于电气元件的更换维修相对较容易，但是对于线路上的故障的排除就比较困难。因为线路分布在电气元件与背板之间，想对线路进行维修，要求先将电气元件拆除，这样造成线路维修很不方便，同时，布置整齐的线路在线路维修时易相互影响变乱。

本发明设计一种三维分布的多元件集成配电柜解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种三维分布的多元件集成配电柜，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种三维分布的多元件集成配电柜，它包括底座、立柱、顶座、背板、涡轮、蜗杆、侧板、导杆B、接头机构、电气元件、触头、扣板B、柜门、锁结构，其中由底座、四个立柱和顶座组成的框架上安装有背板，被安装于底座的蜗轮蜗杆结构驱动的背板可沿与自身板面垂直的方向水平运动；背板两侧端的四个滑槽B中分别沿与背板平行的方向水平滑动有导杆B；位于背板同侧端的两个导杆B通过竖直的铰接轴铰接有侧板；底座和顶座上具有对背板运动进行导向的结构；与背板相对的柜门安装于立柱上且位于两个侧板之间；底座和顶座上安装有固定侧板的锁结构。

背板和两个侧板内侧分别安装有外凸扣板A，扣板A与安装在相应两个立柱之间的内凹扣板B配合；安装于扣板B的电气元件上的四个铜触头分别与安装在相应扣板A上的接头机构配合，连接接头机构的导线横平竖直地布置于背板或侧板内壁上阵列分布的排线柱之间。

作为本技术的进一步改进，所述接头机构包括环套A、卡块A、插套、触片、内螺纹套、环套B，其中安装于扣板A上圆槽B中的环套B内旋转配合有环套A；环套A内固装有与相应电气元件上触头配合的铜插套；插套末端具有两个用来紧紧夹持导线铜芯的铜触片；环套A套壁上周向均匀分布的若干活动槽内分别固定有在环套A上螺纹配合的内螺纹套作用下对插入环套A的导线进行夹紧的卡块A。

作为本技术的进一步改进，所述环套A外侧安装有圆环，圆环旋转于环套B内壁的环槽A内，保证环套A与环套B之间只产生相对旋转而不发生轴向窜动，使得连接接头机构的导线在接头机构向扣板A上的圆槽B内安装时不会因需要将接头机构上的两个卡块B与相应圆槽B上两个插槽一一相对而发生旋扭，保护导线不受损坏。环套B上嵌套固定有与扣板A配合的卡环；环套B外侧的环槽B内轴向滑动配合有外径与环套B外径相等的环套C；环槽B内安装有对环套C复位的弹簧B；环套C上对称安装有两个与扣板A配合的卡块B；扣板A的圆槽B内壁上具有两个允许相应两个卡块B轴向通过的贯通插槽。

作为本技术的进一步改进，所述背板底部的滑槽C内沿与其板面垂直的方向水平滑动有滑块，并安装有对滑块复位的弹簧A；通过连接杆与滑块连接的齿条水平滑动于底座侧壁的滑槽A中；齿条与安装在底座内的齿轮啮合；齿轮所在轴安装的涡轮与底座侧壁圆槽A内旋转配合的蜗杆啮合；蜗杆末端具有与六角扳手配合的内六角槽；背板上对称安装有四个导杆A，四个导杆A分别滑动于底座和顶座侧壁的导向槽内。导杆A与导向槽的配合为背板的水平运动提供轨道。背板底部具有允许连接电气元件的导线进出的进线孔和出线孔。

作为本技术的进一步改进，所述弹簧A为压缩弹簧；弹簧A一端与滑块连接，另一端与滑槽C内壁连接；弹簧B为压缩弹簧；弹簧B一端与环槽C内壁连接，另一端与相应的环套C连接。

作为本技术的进一步改进，所述柜门通过合页安装于通过螺栓固定在立柱上的固定板上，柜门上安装有方便开关的把手；排线柱的末端具有防止导线脱落的圆头。导杆B与相应侧板上的U座铰接，保证侧板相对于导杆B摆动90度时不会发生相互干涉。

相对于传统的配电柜，本发明中背板或侧板上的扣板A与相应扣板B的插套配合避免了在对配电柜内电气元件进行维修更换时对内部线路的布置形成破坏，避免二次布线，具有较高的维修效率。由于本发明中的导线横平竖直地布置于背板或侧板上的排线柱中，所以在拆开背板或侧板时不破坏线路布置顺序情况下对线路进行检修，提高线路维修的效率。

在对电气元件进行检修维护更换时，由于扣板A与扣板B的分离，电气元件实现断电，保证电气元件维修更换时的安全性。

本发明中的导线与接头机构的连接在不需要专业技工的情况下也可以实现连接稳定不虚接，同时，接头机构与电气元件上触头通过插接方式的电连接也更为便捷，并对操作者的专业技能要求较低，节省技工成本。

本发明中由于背板或侧板上排线柱的存在使得用来连接电气元件的导线无需很专业的电工即可实现在配电柜内的横平竖直的布置安装，对操作者的专业技能要求较低，操作便捷，节省技工成本。

本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是本发明两个视角的整体示意图。

图2是本发明两个整体剖面示意图。

图3是电气元件、触头、接头机构、扣板A、导线、排线柱与背板或侧板配合剖面示意图。

图4是背板或侧板、排线柱与导线配合示意图。

图5是背板、侧板与导杆B配合两个视角的剖面示意图。

图6是背板、滑块、连接杆、齿条与底座配合剖面示意图。

图7是底座、立柱与顶座配合及其两个局部示意图。

图8是背板及其剖面示意图。

图9是扣板A及扣板B示意图。

图10是两个侧板及其局部示意图。

图11是滑块、连接杆、齿条、齿轮、涡轮机蜗杆配合示意图。

图12是接头机构及其剖面示意图。

图13是环套A及环套B剖面示意图。

图中标号名称：1、底座；2、导向槽；3、滑槽A；4、圆槽A；5、立柱；6、顶座；7、背板；8、滑槽B；9、滑槽C；10、进线孔；11、出线孔；12、导杆A；13、排线柱；14、圆头；15、扣板A；16、圆槽B；17、插槽；18、滑块；19、弹簧A；20、连接杆；21、齿条；22、齿轮；23、涡轮；24、蜗杆；25、内六角槽；26、侧板；27、U座；28、导杆B；29、螺栓；30、接头机构；31、环套A；32、活动槽；33、卡块A；34、内螺纹套；35、插套；37、环套B；38、环槽A；39、环槽B；40、圆环；41、环套C；42、卡块B；43、弹簧B；44、卡环；45、触片；46、导线；47、铜芯；48、电气元件；49、触头；50、扣板B；51、固定板；52、合页；53、柜门；54、锁结构；55、把手。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、2所示，它包括底座1、立柱5、顶座6、背板7、涡轮23、蜗杆24、侧板26、导杆B28、接头机构30、电气元件48、触头49、扣板B50、柜门53、锁结构54，其中如图2、7、11所示，由底座1、四个立柱5和顶座6组成的框架上安装有背板7，被安装于底座1的蜗轮蜗杆24结构驱动的背板7可沿与自身板面垂直的方向水平运动；如图5、8、10所示，背板7两侧端的四个滑槽B8中分别沿与背板7平行的方向水平滑动有导杆B28；位于背板7同侧端的两个导杆B28通过竖直的铰接轴铰接有侧板26；如图7、8所示，底座1和顶座6上具有对背板7运动进行导向的结构；如图1、2所示，与背板7相对的柜门53安装于立柱5上且位于两个侧板26之间；底座1和顶座6上安装有固定侧板26的锁结构54。

如图2所示，背板7和两个侧板26内侧分别安装有外凸扣板A15，扣板A15与安装在相应两个立柱5之间的内凹扣板B50配合；如图2、3、4所示，安装于扣板B50的电气元件48上的四个铜触头49分别与安装在相应扣板A15上的接头机构30配合，连接接头机构30的导线46横平竖直地布置于背板7或侧板26内壁上阵列分布的排线柱13之间。

如图12所示，所述接头机构30包括环套A31、卡块A33、插套35、触片45、内螺纹套34、环套B37，其中如图3、9、12所示，安装于扣板A15上圆槽B16中的环套B37内旋转配合有环套A31；环套A31内固装有与相应电气元件48上触头49配合的铜插套35；插套35末端具有两个用来紧紧夹持导线46铜芯47的铜触片45；如图3、12、13所示，环套A31套壁上周向均匀分布的若干活动槽32内分别固定有在环套A31上螺纹配合的内螺纹套34作用下对插入环套A31的导线46进行夹紧的卡块A33。

如图12、13所示，所述环套A31外侧安装有圆环40，圆环40旋转于环套B37内壁的环槽A38内，保证环套A31与环套B37之间只产生相对旋转而不发生轴向窜动，使得连接接头机构30的导线46在接头机构30向扣板A15上的圆槽B16内安装时不会因需要将接头机构30上的两个卡块B42与相应圆槽B16上两个插槽17一一相对而发生旋扭，保护导线46不受损坏。如图3、12、13所示，环套B37上嵌套固定有与扣板A15配合的卡环44；环套B37外侧的环槽B39内轴向滑动配合有外径与环套B37外径相等的环套C41；环槽B39内安装有对环套C41复位的弹簧B43；如图9、12所示，环套C41上对称安装有两个与扣板A15配合的卡块B42；扣板A15的圆槽B16内壁上具有两个允许相应两个卡块B42轴向通过的贯通插槽17。

如图6、8所示，所述背板7底部的滑槽C9内沿与其板面垂直的方向水平滑动有滑块18，并安装有对滑块18复位的弹簧A19；如图6、7、11所示，通过连接杆20与滑块18连接的齿条21水平滑动于底座1侧壁的滑槽A3中；齿条21与安装在底座1内的齿轮22啮合；如图1、7、11所示，齿轮22所在轴安装的涡轮23与底座1侧壁圆槽A4内旋转配合的蜗杆24啮合；蜗杆24末端具有与六角扳手配合的内六角槽25；如图7、8所示，背板7上对称安装有四个导杆A12，四个导杆A12分别滑动于底座1和顶座6侧壁的导向槽2内。导杆A12与导向槽2的配合为背板7的水平运动提供轨道。背板7底部具有允许连接电气元件48的导线46进出的进线孔10和出线孔11。

如图6、12所示，所述弹簧A19为压缩弹簧；弹簧A19一端与滑块18连接，另一端与滑槽C9内壁连接；弹簧B43为压缩弹簧；弹簧B43一端与环槽C内壁连接，另一端与相应的环套C41连接。

如图1、2所示，所述柜门53通过合页52安装于通过螺栓29固定在立柱5上的固定板51上，柜门53上安装有方便开关的把手55；如图3、4所示，排线柱13的末端具有防止导线46脱落的圆头14。如图10所示，导杆B28与相应侧板26上的U座27铰接，保证侧板26相对于导杆B28摆动90度时不会发生相互干涉。

本发明的工作流程：在初始状态，柜门53处于关闭状态，背板7和两个侧板26均处于关闭状态，弹簧A19处于压缩状态，每个扣板A15均插装于相应扣板B50内，每个电气元件48上的四个触头49均插入相应接头机构30中的插套35内，接头机构30的环套A31内均固定有导线46且导线46的铜芯47被夹持于相应两个触片45之间，连接接头机构30的导线46横平竖直地安装于背板7或侧板26上的排线柱13中，导线46上的标号与相应电气元件48对应。接头机构30的弹簧B43处于压缩状态。每个侧板26上的两个导杆B28分别插入背板7上相应滑槽B8内极限位置，侧板26上的U座27位于相应滑槽B8内。锁结构54对侧板26的关闭状态进行锁定。

安装接头机构30及连接导线46与接头机构30的流程为：将接头机构30上的两个卡块B42与相应扣板A15上的相应圆槽B16内壁上的两个插槽17一一轴向相对，由于接头机构30上的环套C41的外径与环套B37的外径相等，所以接头机构30可以轴向插入相应圆槽B16内。待接头机构30上的卡环44与扣板A15相抵时，轴向拨动接头机构30上的弹簧B43，使得弹簧B43进一步压缩且使得两个卡块B42轴向滑出两个插槽17，然后，旋动环套B37，环套B37通过弹簧B43带动两个卡块B42旋转90度，使得两个卡块B42分别与相应插槽17相错，两个卡块B42在弹簧B43作用下与卡环44共同对扣板A15形成夹持状态，从而实现接头机构30在扣板A15上圆槽B16内的安装。

接着将安装于背板7或侧板26上排线柱13之间的导线46一端插入接头机构30的环套A31内，旋动环套A31上的内螺纹套34，内螺纹套34在环套A31上的轴向运动对环套A31上的若干卡块A33进行抵压，使得环套A31上的卡块A33向环套A31内运动并将导线46牢牢地固定于环套A31内。与此同时，导线46的铜芯47插入插套35末端的两个触片45之间，从而完成接头机构30与导线46的连接。

当需要对本发明中安装的电气元件48或线路进行检修时，先打开两个侧板26上的锁结构54解除对侧板26关闭状态的锁定，分别向外拉动两个侧板26，两个侧板26分别通过相应U座27带动相应导杆B28向滑槽B8外滑动，两个侧板26分别带动相应扣板A15脱离相应扣板B50，在扣板A15脱离扣板B50过程中，扣板A15上的接头机构30与相应电气元件48上的相应触头49脱离，从而完成电气元件48的暂时断电，保证在接下来的电气元件48的维修更换不具有触电的危险

当侧板26上的扣板A15与相应扣板B50脱离时，使得每个侧板26绕与相应导杆B28的铰接点相对于背板7摆动，使得侧板26摆动至与背板7平行的状态，从而实现侧板26的打开。

然后，通过六角扳手与蜗杆24上的内六角槽25配合并旋动蜗杆24，蜗杆24通过涡轮23和齿轮22带动齿条21运动，齿条21向滑槽A3外滑动，齿条21通过连接杆20带动滑块18相对于背板7运动，弹簧A19释放能量。

当滑块18在背板7内的运动达到极限，弹簧A19依然处于压缩状态。

继续旋动蜗杆24，蜗杆24通过涡轮23和齿轮22带动齿条21继续运动，齿条21通过连接杆20和滑块18带动背板7向远离立柱5的方向水平运动，背板7通过导杆B28带动两个侧板26同步运动。

当背板7的打开幅度达到要求时，停止旋动蜗杆24即可，从而实现对背板7和侧板26的完全打开。

在背板7打开过程中，背板7带动相应扣板A15脱离相应扣板B50，扣板A15上的接头机构30分别脱离相应电气元件48上的相应触头49，从而完成电气元件48的暂时断电，保证在接下来的电气元件48的维修更换不具有触电的危险。

由于接头机构30与电气元件48上的触头49的分离，保证在对电气元件48进行更换维修时不会对背板7或侧板26上横平竖直布置的导线46形成破坏，而且在背板7或侧板26上布置的导线46具有与相应电气元件48对应的标号，使得对线路的检修只是针对相应电气元件48标号相对的导线46进行检修，无需对全部线路的布置顺序和安装状态进行破坏，提高线路检修效率和电气元件48的维修效率。

当对电气元件48的维修更换及线路的检修结束后，反向旋动蜗杆24，蜗杆24通过一系列传动带动齿条21复位运动，齿条21通过连接杆20、滑块18和弹簧A19带动背板7向立柱5方向水平运动进行关闭动作，背板7带动两个侧板26同步运动。

当背板7完全关闭时，随着蜗杆24的继续旋动，蜗杆24通过一系列传动继续带动齿条21运动，齿条21通过连接杆20带动滑块18在背板7内运动，弹簧A19被进一步压缩。当弹簧A19的弹力达到为处于关闭状态的背板7提供压紧力要求时，停止旋动蜗杆24，弹簧A19的进一步压缩保证背板7的关闭状态不受振动影响。当背板7完成关闭后，背板7上的扣板A15与相应扣板B50完成相互插套35，扣板A15上的接头机构30与相应电气元件48上的相应触头49完成插接电连接。

然后，分别将两个侧板26分别相对于背板7回摆90度，使得两个侧板26上的扣板A15与相应的扣板B50相对，分别推动两个侧板26，两个侧板26分别带动相应两个导杆B28在滑槽B8内回滑复位。当两个侧板26完成关闭时，两个侧板26上的扣板A15分别与相应扣板B50完成插套35，侧板26上的接头机构30与相应电气元件48上的相应触头49完成插接电连接。接着，通过锁结构54将侧板26的关闭状态进行锁定即可。

在背板7和侧板26处于关闭状态下，蜗轮蜗杆24的配合具有自锁特性会保证处于关闭状态的背板7在弹簧B43的作用下始终处于关闭状态，两个侧板26分别在相应弹簧C作用下始终处于关闭状态。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明中背板7或侧板26上的扣板A15与相应扣板B50的插套35配合避免了在对配电柜内电气元件48进行维修更换时对内部线路的布置形成破坏，避免二次布线，具有较高的维修效率。由于本发明中的导线46横平竖直地布置于背板7或侧板26上的排线柱13中，所以在拆开背板7或侧板26时不破坏线路布置顺序情况下对线路进行检修，提高线路维修的效率。

在对电气元件48进行检修维护更换时，由于扣板A15与扣板B50的分离，电气元件48实现断电，保证电气元件48维修更换时的安全性。

本发明中的导线46与接头机构30的连接在不需要专业技工的情况下也可以实现连接稳定不虚接，同时，接头机构30与电气元件48上触头49通过插接方式的电连接也更为便捷，并对操作者的专业技能要求较低，节省技工成本。

本发明中由于背板7或侧板26上排线柱13的存在使得用来连接电气元件48的导线46无需很专业的电工即可实现在配电柜内的横平竖直的布置安装，对操作者的专业技能要求较低，操作便捷，节省技工成本。

Claims (6)

1.一种三维分布的多元件集成配电柜，其特征在于：它包括底座、立柱、顶座、背板、涡轮、蜗杆、侧板、导杆B、接头机构、电气元件、触头、扣板B、柜门、锁结构，其中由底座、四个立柱和顶座组成的框架上安装有背板，被安装于底座的蜗轮蜗杆结构驱动的背板可沿与自身板面垂直的方向水平运动；背板两侧端的四个滑槽B中分别沿与背板平行的方向水平滑动有导杆B；位于背板同侧端的两个导杆B通过竖直的铰接轴铰接有侧板；底座和顶座上具有对背板运动进行导向的结构；与背板相对的柜门安装于立柱上且位于两个侧板之间；底座和顶座上安装有固定侧板的锁结构；

背板和两个侧板内侧分别安装有外凸扣板A，扣板A与安装在相应两个立柱之间的内凹扣板B配合；安装于扣板B的电气元件上的四个铜触头分别与安装在相应扣板A上的接头机构配合，连接接头机构的导线横平竖直地布置于背板或侧板内壁上阵列分布的排线柱之间。

2.根据权利要求1所述的一种三维分布的多元件集成配电柜，其特征在于：所述接头机构包括环套A、卡块A、插套、触片、内螺纹套、环套B，其中安装于扣板A上圆槽B中的环套B内旋转配合有环套A；环套A内固装有与相应电气元件上触头配合的铜插套；插套末端具有两个用来紧紧夹持导线铜芯的铜触片；环套A套壁上周向均匀分布的若干活动槽内分别固定有在环套A上螺纹配合的内螺纹套作用下对插入环套A的导线进行夹紧的卡块A。

3.根据权利要求2所述的一种三维分布的多元件集成配电柜，其特征在于：所述环套A外侧安装有圆环，圆环旋转于环套B内壁的环槽A内；环套B上嵌套固定有与扣板A配合的卡环；环套B外侧的环槽B内轴向滑动配合有外径与环套B外径相等的环套C；环槽B内安装有对环套C复位的弹簧B；环套C上对称安装有两个与扣板A配合的卡块B；扣板A的圆槽B内壁上具有两个允许相应两个卡块B轴向通过的贯通插槽。

4.根据权利要求1所述的一种三维分布的多元件集成配电柜，其特征在于：所述背板底部的滑槽C内沿与其板面垂直的方向水平滑动有滑块，并安装有对滑块复位的弹簧A；通过连接杆与滑块连接的齿条水平滑动于底座侧壁的滑槽A中；齿条与安装在底座内的齿轮啮合；齿轮所在轴安装的涡轮与底座侧壁圆槽A内旋转配合的蜗杆啮合；蜗杆末端具有与六角扳手配合的内六角槽；背板上对称安装有四个导杆A，四个导杆A分别滑动于底座和顶座侧壁的导向槽内；背板底部具有允许连接电气元件的导线进出的进线孔和出线孔。

5.根据权利要求3或4所述的一种三维分布的多元件集成配电柜，其特征在于：所述弹簧A为压缩弹簧；弹簧A一端与滑块连接，另一端与滑槽C内壁连接；弹簧B为压缩弹簧；弹簧B一端与环槽C内壁连接，另一端与相应的环套C连接。

6.根据权利要求1所述的一种三维分布的多元件集成配电柜，其特征在于：所述柜门通过合页安装于通过螺栓固定在立柱上的固定板上，柜门上安装有方便开关的把手；排线柱的末端具有防止导线脱落的圆头；导杆B与相应侧板上的U座铰接。

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