CN114446733B - 一种物联网智能小型断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网智能小型断路器，包括机壳、安装架、电感线圈、接线螺杆、导电装置、断路机构，机壳内螺接固定安装架，安装架两端设置有两个接线螺杆，两个接线螺杆与导电装置两端相连，导电装置设置在安装架正面，安装架的反面设置有断路机构，断路机构与安装架传动连接。其使用时，扳动扳机，使得弹性齿条前移，限位凸起与挡块相抵，通过推块推动动导电板通电，使得电流通过断路器，电流突然增大时，电感线圈周围的磁场出现变化，干簧管感应到电流变化后，两端电流接通，驱动推拉电磁铁，挡块下移，使得限位凸起与挡块分离，从而完成断路器瞬时跳闸。本发明稳定可靠，造价低廉，解决现有技术中断路器结构复杂以及灵敏度低问题。

Description

一种物联网智能小型断路器

技术领域

本发明涉及电路保护设备技术领域，具体涉及一种物联网智能小型断路器。

背景技术

断路器在家庭电路发生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的组合，从而起到保护电器设备，较少财产损失的作用。其工作原理是，当短路时，大电流(一般10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧，使得脱扣器拉动操作机构动作，开关就能瞬时跳闸。

目前市场上类似的产品普遍存在结构复杂，灵敏性低的问题，有时发生断路，但由于电路中增大的电流并不大，因此断路器没有及时感应到，因而酿成火灾，还有因为脱扣器设计的结构过于复杂，长时间使用造成磨损，缩短了断路器的使用寿命。

发明内容

为此，本发明提供一种物联网智能小型断路器，以解决现有技术中断路器结构复杂以及灵敏度低问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种物联网智能小型断路器，包括机壳、安装架、电感线圈、接线螺杆、导电装置、断路机构，所述机壳内螺接固定安装架，所述安装架两端设置有两个接线螺杆，两个所述接线螺杆与导电装置两端相连，所述导电装置设置在安装架正面，所述安装架的反面设置有断路机构，所述断路机构与安装架传动连接。

进一步的，所述断路机构包括扇形齿轮、传动齿轮件、弹性齿条和感应装置，所述安装架上安装有扇形齿轮，所述扇形齿轮与传动齿轮件啮合传动连接，所述传动齿轮件与弹性齿条啮合传动连接，所述弹性齿条水平滑动设置在安装架上，所述弹性齿条与感应装置相抵。

进一步的，所述感应装置包括挡块、弹簧、推拉电磁铁、导线和干簧管，所述干簧管设置在靠近电感线圈的位置，两个所述接线螺杆之间通过导线将推拉电磁铁和干簧管串联，所述推拉电磁铁与挡块传动连接，所述推拉电磁铁与挡块之间套设有弹簧。

进一步的，所述弹性齿条包括拉簧、导向杆、齿条、限位凸起和推块，所述安装架上水平设有导向杆，所述导向杆套设有拉簧，所述拉簧一端与齿条一端相连，所述齿条滑动套设在导向杆上，所述导向杆与拉簧另一端相连，所述齿条另一端固定设置有推块，所述齿条与传动齿轮件啮合传动连接，所述齿条下端设置有限位凸起，所述限位凸起与挡块相抵。

进一步的，所述安装架包括扳机、架体、水平通槽和接线槽，所述扇形齿轮与扳机同轴传动连接，所述扳机设置在架体外沿，所述架体中部设置有水平通槽，所述推块滑动设置在水平通槽内，所述架体两端设置有两个接线槽，所述接线槽内螺接设置有接线螺杆。

进一步的，所述限位凸起与挡块设置有对应的圆弧坡面。

进一步的，所述导电装置包括定导电板、连接导电件、格栅灭弧室和动导电板，所述导电板与电感线圈一端相连，所述电感线圈另一端与连接导电件相连，所述连接导电件上滑动设置有推块，所述推块与动导电板相抵，所述动导电板与格栅灭弧室相连，所述格栅灭弧室位于电感线圈下方。

进一步的，所述连接导电件包括导电体和滑槽，所述推块滑动设置在滑槽内，所述滑槽水平设置在导电体上，所述导电体一端与电感线圈相连，所述导电体另一端悬空。

进一步的，所述接线螺杆包括螺栓和接线套，所述接线槽内滑动设有接线套，所述接线套顶部活动插设有螺栓，所述螺栓螺接设置在接线槽内。

进一步的，所述机壳包括前机盖和后机盖，所述架体正面与前机盖螺接固定，所述架体反面与后机盖螺接固定，所述架体、机盖和后机盖材质均为塑料。本发明具有如下优点：

本发明公开了一种物联网智能小型断路器，本发明 对断路器的机构进行优化，通过利用干簧管感应磁场的变化继而接通电路的原理，当电路短路时，从两个接线套处取电，驱动推拉电磁铁使得弹性齿条脱钩而实现自动跳闸的效果，与现有技术相比，本发明创造的结构更加简单，有效降低了制造成本，并减少了机构之间的接触，提高断路器的耐磨性。相比较利用大电流(一般10 至12倍)产生的磁场克服反力弹簧，使得脱扣器拉动操作机构完成瞬时跳闸的方式，更为灵敏，由此解决了现有技术中断路器结构复杂以及灵敏度低问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的立体图；

图2为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的机壳立体图；

图3为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的动导电板立体图；

图4为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的推拉电磁铁立体图；

图5为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的弹性齿条立体图；

图6为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的安装架立体图；

图7为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的接线螺杆立体图；

图8为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的导电装置立体图；

图9为本发明提供的一种物联网智能小型断路器的断路机构立体图；

图10为本发明提供的断路器现有技术立体图；

图中：1机壳；11前机盖；12后机盖；2安装架；21扳机；22架体；23 水平通槽；24接线槽；3电感线圈；4接线螺杆；41螺栓；42接线套；5导电装置；51定导电板；52连接导电件；521导电体；522滑槽；53格栅灭弧室； 54动导电板；6断路机构；61扇形齿轮；62传动齿轮件；63弹性齿条；631 拉簧；632导向杆；633齿条；634限位凸起；635推块；64感应装置；641 挡块；642弹簧；643推拉电磁铁；644导线；645干簧管。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

如图1-9，本发明实施例公开了一种物联网智能小型断路器，包括机壳1、安装架2、电感线圈3、接线螺杆4、导电装置5、断路机构6，机壳1内螺接固定安装架2，安装架2两端设置有两个接线螺杆4，通过两个接线螺杆4能够将零线和火线固定在安装架2上。由于两个接线螺杆4与导电装置5两端相连，从而使得电流从零线和火线通过。导电装置5设置在安装架2正面，安装架2的反面设置有断路机构6，断路机构6用于及时断开电流，并且防止出现电弧，引起灼烧机壳1的问题。断路机构6与安装架2上的扳机21传动连接，通过扳动扳机21就可以使得导电装置5接通电源，当电路中出现短路问题时，电路中的电流会瞬间增大，由此电感线圈3磁通量Φ就会快速变化；

磁场强度的计算公式：

H＝N×I/Le；(N为励磁线圈的匝数，Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m)

磁场强度与磁感应强度的转化关系：

H＝B/μ-M；(B为磁感应强度，H为磁场强度，μ、M均为常数)

可知在电流I越大，磁场强度H越大。

根据本发明公开的一个具体实施例，断路机构6包括扇形齿轮61、传动齿轮件62、弹性齿条63和感应装置64，安装架2上安装有扇形齿轮61，扇形齿轮61与传动齿轮件62上的扇形齿轮啮合传动连接，传动齿轮件62是一个扇形齿轮与一个完整齿轮同轴固定连接而成，传动齿轮件62上的完整齿轮与弹性齿条63啮合传动连接，当弹性齿条63水平滑动设置在安装架2上，由此当扇形齿轮61转动时，就能相应的带动弹性齿条63向前移动，从而使得电流通过导电装置5，弹性齿条63与感应装置64相抵，当感应装置64由于线圈磁场强度变化而启动时，弹性齿条63向后移动，由此使得电流断开。

根据本发明公开的一个具体实施例，感应装置64包括挡块641、弹簧642、推拉电磁铁643、导线644和干簧管645，干簧管645设置在靠近电感线圈3 的位置，电感线圈3内插设有铁芯，以提高磁场的变化幅度。在电路由于短路使得电流突然增大时，磁场强度H也会增大，在干簧管645感应到磁场后，干簧管645两端的电流就会接通，从而使得导线644形成通路。如图3和9 所示，由于两个接线螺杆4之间通过导线644将推拉电磁铁643和干簧管645串联，因此通过导线644可以从两个接线螺杆4上取电，从而驱动推拉电磁铁 643回缩。由于推拉电磁铁643与挡块641传动连接，推拉电磁铁643与挡块 641之间套设有弹簧642，因此推拉电磁铁643通电后挡块641就会下移，由此使得挡块641与弹性齿条63相分离，从而使得电路断开，相比较现有技术利用大电流(一般10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧，使得脱扣器拉动操作机构动作实现跳闸的方式，本实施例显然具有更好的灵敏性，同时相比较现有技术，(如图10)本实例对现有的实施例优化设计，简化了断路器的齿轮传动结构并去掉电机使用，降低了断路器的整体重量，从而有效降低了断路器的制造成本。

根据本发明公开的一个具体实施例，弹性齿条63包括拉簧631、导向杆 632、齿条633、限位凸起634和推块635，安装架2上水平设有导向杆632，导向杆632套设有拉簧631，拉簧631一端与齿条633一端相连，齿条633滑动套设在导向杆632上，在传动齿轮件62转动时，因为齿条633与传动齿轮件62啮合传动连接，齿条633可以向前移动，从而带动推块635与动导电板 54接触，从而接通电路。同时拉簧631保持紧绷状态，因为齿条633下端设置有限位凸起634，限位凸起634与挡块641相抵，而导向杆632与拉簧631 另一端相连，所以在弹力的作用下，由于齿条633另一端固定设置有推块635，因此推块635的位置就能保持不动，从而使得电流持续通过。

根据本发明公开的一个具体实施例，安装架2包括扳机21、架体22、水平通槽23和和接线槽24，扇形齿轮61与扳机21同轴传动连接，扳机21设置在架体22外沿，因此当扳动扳机21时，就可以使得推块635与动导电板 54相抵而连通电路，架体22中部设置有水平通槽23，推块635滑动设置在水平通槽23内，水平通槽23起到导向以及连通的作用，从而使得推块635与动导电板54相接触，继而使得电流通过。架体22两端设置有两个接线槽24，接线槽24内螺接设置有接线螺杆4，用于连接零线和火线。

根据本发明公开的一个具体实施例，限位凸起634与挡块641设置有对应的圆弧坡面，由此当开启断路器扳动扳机时，就可以避免限位凸起634与挡块 641出现干涉，防止给断路器使用带来不便。

根据本发明公开的一个具体实施例，导电装置5包括定导电板51、连接导电件52、格栅灭弧室53和动导电板54，定导电板51与电感线圈3一端相连，电感线圈3另一端与连接导电件52相连，由此使得电流可以通过电感线圈3并形成感应磁场。连接导电件52上滑动设置有推块635，当推块635与动导电板54接触时，电流就能从动导电板54经过推块635和连接导电件52 接通。格栅灭弧室53设置在电感线圈3下方，格栅灭弧室53与动导电板54 相连，由此在通断电时，格栅灭弧室53用于消除断路时产生的电弧，从而避免电弧对机壳1造成烧蚀的问题。

根据本发明公开的一个具体实施例，连接导电件52包括导电体521和滑槽522，推块635滑动设置在滑槽522内，由于滑槽522水平设置在导电体521 上，从而可以沿着滑槽522移动，并保持与导电体521接触，导电体521的一端与电感线圈3相连，导电体521另一端悬空，由此可以防止电流通过，而当推块635移动到动导电板54的位置后，电流就能通过推块635与导电体521 接通，更进一步的，导电体521的制作材料采用铅锡合金，由于铅锡合金电阻率高，熔点低，热膨胀系数高，当电路出现过载问题时，导电体521就会受热而膨胀变形，因此就会使得滑槽522的距离变大，继而使得滑槽522与推块 635脱离接触，由此就可以起到类似熔断器的作用，避免电路中出现功率过载的问题。

根据本发明公开的一个具体实施例，接线螺杆4包括螺栓41和接线套42，接线槽24内滑动设有接线套42，接线套42顶部活动插设有螺栓41，螺栓41 螺接设置在接线槽24内。当连接零线和火线时，接线套42内套设有零线或者火线，通过拧动螺栓41就可以带动接线套42移动，由此就可以将零线和火线固定卡在接线套42内，从而为接线提供便利。

根据本发明公开的一个具体实施例，机壳1包括前机盖11和后机盖12，架体22正面与前机盖11螺接固定，架体22反面与后机盖12螺接固定，架体 22、机盖11和后机盖12材质均为塑料，由此可以减轻断路器的重量，降低制造成本。

本发明实施例的使用过程如下：

本发明公开了一种物联网智能小型断路器，其具体使用时，将零线和火线装入接线套42内，通过螺栓41固定，之后扳动扳机21，使得弹性齿条63前移，限位凸起634与挡块641相抵，通过推块635推动动导电板54接通电流，使得电流通过整个断路器，最后，当电路断路导致电流超载时，由于电流突然增大，导致电感线圈3周围的磁场出现变化，干簧管645感应到电流变化后，两端电流接通，从而使得电流经过推拉电磁铁643，使得挡块641下移，使得限位凸起634与挡块641分离，从而使得断路器瞬时跳闸。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种物联网智能小型断路器，其特征在于，包括机壳（1）、安装架（2）、电感线圈（3）、接线螺杆（4）、导电装置（5）和断路机构（6），所述机壳（1）内螺接固定安装架（2），所述安装架（2）两端设置有两个接线螺杆（4），两个所述接线螺杆（4）与导电装置（5）两端相连，所述导电装置（5）设置在安装架（2）正面，所述安装架（2）的反面设置有断路机构（6），所述断路机构（6）与安装架（2）传动连接；

所述断路机构（6）包括扇形齿轮（61）、传动齿轮件（62）、弹性齿条（63）和感应装置（64），所述安装架（2）上安装有扇形齿轮（61），所述扇形齿轮（61）与传动齿轮件（62）啮合传动连接，所述传动齿轮件（62）与弹性齿条（63）啮合传动连接，所述弹性齿条（63）水平滑动设置在安装架（2）上，所述弹性齿条（63）与感应装置（64）相抵；

所述感应装置（64）包括挡块（641）、弹簧（642）、推拉电磁铁（643）、导线（644）和干簧管（645），所述干簧管（645）设置在靠近电感线圈（3）的位置，两个所述接线螺杆（4）之间通过导线（644）将推拉电磁铁（643）和干簧管（645）串联，所述推拉电磁铁（643）与挡块（641）传动连接，所述推拉电磁铁（643）与挡块（641）之间套设有弹簧（642）；

所述弹性齿条（63）包括拉簧（631）、导向杆（632）、齿条（633）、限位凸起（634）和推块（635），所述安装架（2）上水平设有导向杆（632），所述导向杆（632）套设有拉簧（631），所述拉簧（631）一端与齿条（633）一端相连，所述齿条（633）滑动套设在导向杆（632）上，所述导向杆（632）与拉簧（631）另一端相连，所述齿条（633）另一端固定设置有推块（635），所述齿条（633）与传动齿轮件（62）啮合传动连接，所述齿条（633）下端设置有限位凸起（634），所述限位凸起（634）与挡块（641）相抵；

所述导电装置（5）包括定导电板（51）、连接导电件（52）、格栅灭弧室（53）和动导电板（54），所述定导电板（51）与电感线圈（3）一端相连，所述电感线圈（3）另一端与连接导电件（52）相连，所述连接导电件（52）上滑动设置有推块（635），所述推块（635）与动导电板（54）相抵，所述动导电板（54）与格栅灭弧室（53）相连，所述格栅灭弧室（53）位于电感线圈（3）下方；

所述连接导电件（52）包括导电体（521）和滑槽（522），所述推块（635）滑动设置在滑槽（522）内，所述滑槽（522）水平设置在导电体（521）上，所述导电体（521）一端与电感线圈（3）相连，所述导电体（521）另一端悬空。

2.如权利要求1所述的物联网智能小型断路器，其特征在于，所述安装架（2）包括扳机（21）、架体（22）、水平通槽（23）和接线槽（24），所述扇形齿轮（61）与扳机（21）同轴传动连接，所述扳机（21）设置在架体（22）外沿，所述架体（22）中部设置有水平通槽（23），所述推块（635）滑动设置在水平通槽（23）内，所述架体（22）两端设置有两个接线槽（24），所述接线槽（24）内螺接设置有接线螺杆（4）。

3.如权利要求2所述的物联网智能小型断路器，其特征在于，所述限位凸起（634）与挡块（641）设置有对应的圆弧坡面。

4.如权利要求3所述的物联网智能小型断路器，其特征在于，所述接线螺杆（4）包括螺栓（41）和接线套（42），所述接线槽（24）内滑动设有接线套（42），所述接线套（42）顶部活动插设有螺栓（41），所述螺栓（41）螺接设置在接线槽（24）内。

5.如权利要求4所述的物联网智能小型断路器，其特征在于，所述机壳（1）包括前机盖（11）和后机盖（12），所述架体（22）正面与前机盖（11）螺接固定，所述架体（22）反面与后机盖（12）螺接固定，所述架体（22）、机盖（11）和后机盖（12）材质均为塑料。

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