一种离合装置、操作机构及断路器
技术领域
本发明涉及断路器技术领域,尤其涉及一种离合装置、操作机构及断路器。
背景技术
近年来随着我国经济的快速发展,行业上对安全用电提出有了更高的需求,因而催生了断路器的研发及发展。断路器一方面能够对线路及用电设备实现有效的保护,另一方面因体积较小巧,还可以直接安装于终端配电线路。随着断路器的发展,带有远程控制、监测和计量的断路器逐渐出现在市场。现有的断路器具有远程分合闸的功能,通常是通过电机驱动来使触头系统完成分闸与合闸功能,但在断路器自动分闸和合闸过程中,断路器的电机发生断电或遇到故障时,由于传动齿轮之间的啮合导致断路器的动触头被卡死,进而致使断路器难以通过手柄实现分闸和合闸动作,操作人员无法识别断路器的工作状态,导致所接入的电路存在较大的安全隐患。
因此,亟需一种离合装置以解决上述问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一,为此,本发明提出一种离合装置,能够在当断路器处于自动分闸和合闸的过程中,断路器的驱动结构发生断电或故障状态时,可以通过外力使得断路器的操作机构断开,进而通过手动掰动断路器的手柄,推动断路器的动触头与静触头合闸或分闸,保证了通过断路器接入的电路的安全性。
上述的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种离合装置,安装在断路器的操作机构中,所述离合装置包括第一齿轮,所述第一齿轮安装在所述断路器的壳体的内侧并能够在外力的作用下相对所述壳体在第一位置和第二位置之间滑动,当所述第一齿轮位于第一位置时,所述第一齿轮的啮齿的底端高于所述断路器的减速齿轮结构的输出端的上端设置;当所述第一齿轮位于第二位置时,所述第一齿轮的啮齿能够与所述减速齿轮结构的输出端啮合传动连接。
可选地,还包括拨动件,所述拨动件安装在所述壳体上并能够在外力的作用下相对所述壳体滑动,所述拨动件的一端位于所述第一齿轮下侧,另一端伸出所述壳体外。
可选地,所述壳体的侧壁上设置有滑槽,所述拨动件设置在所述滑槽内并能够在外力的作用下沿所述滑槽在竖直方向上滑动。
可选地,所述滑槽的外侧开设有第一缺口,所述滑槽的内侧开设有第二缺口,所述拨动件包括:
滑动块,设置在所述滑槽内并能够相对所述滑槽在竖直方向上滑动;
第一凸块,设置在所述滑动块的内侧,所述第一凸块能够从所述第二缺口中穿过并位于所述第一齿轮的下侧,当第一齿轮位于第二位置时,所述第一凸块与所述第一齿轮之间具有间隙;
第二凸块,设置在所述滑动块的外侧并伸出至所述第一缺口。
可选地,所述第二凸块的外侧面与所述壳体的外侧面持平,或者,所述第二凸块的外侧面缩入所述第一缺口内。
可选地,所述第二凸块设置有两个,两个所述第二凸块之间具有间隙。
可选地,还包括第一滑动槽和第二滑动槽,所述壳体包括上盖和壳本体,所述第一滑动槽设置在所述壳本体上,所述第二滑动槽设置在所述上盖上并与所述第一滑动槽对应设置,所述第一滑动槽与所述第二滑动槽围合形成所述滑槽。
可选地,还包括转动轴,所述转动轴设置在所述第一齿轮的下端并与所述第一齿轮一体成型设置,所述转动轴与所述断路器的传动结构传动连接。
可选地,还包括弹性复位结构,所述弹性复位结构设置在所述第一齿轮与所述壳体之间,所述第一齿轮能够在所述弹性复位结构的弹力下复位。
可选地,所述弹性复位结构包括弹性件,所述弹性件设置在所述第一齿轮的上端与所述壳体的内壁之间。
可选地,所述弹性复位结构还包括限位结构,所述限位结构包括:
第一限位槽,开设在所述第一齿轮的上端,所述弹性件的下端插入所述第一限位槽内;
第二限位槽,开设在所述壳体的上盖的内侧并与所述第一限位槽对应设置,所述弹性件的上端插入所述第二限位槽内。
可选地,还包括导向结构,所述导向结构设置在所述第一齿轮与所述壳体之间并沿竖直方向延伸设置,用于限定所述第一齿轮相对所述壳体的滑动方向。
可选地,所述导向结构包括:
导向孔,开设在所述第一齿轮上并位于所述第一限位槽的中部;
导向杆,设置在所述上盖的内侧并位于所述第二限位槽的中部,所述导向杆与所述导向孔对应设置,所述导向杆能够插入所述导向孔中并沿所述导向孔滑动,所述弹性件套设在所述导向杆外侧。
可选地,所述第一齿轮以及所述减速齿轮结构的输出齿轮均为扇形齿轮,当所述第一齿轮位于第二位置,且所述断路器的动触头和所述断路器的静触头处于合闸状态和分闸状态时,所述第一齿轮与所述输出齿轮脱离啮合传动连接。
本发明另一方面提供一种操作机构,包括驱动结构、减速齿轮结构、传动结构、手柄以及上述的离合装置,所述驱动结构与所述减速齿轮结构传动连接,所述驱动结构能够驱动所述减速齿轮结构转动,所述传动结构与所述第一齿轮传动连接,所述手柄与所述传动结构连接并伸出所述壳体外侧。
本发明再一方面提供一种断路器,包括壳体以及设置在所述壳体内的动触头和静触头,还包括上述的操作机构,所述动触头的一端与所述传动结构的输出端连接,所述传动结构能够驱动所述动触头与所述静触头分闸或合闸。
与现有技术相比,本发明至少包括以下有益效果:
本发明提供的离合装置安装在断路器的操作机构中,离合装置包括第一齿轮,第一齿轮安装在断路器的壳体的内侧并能够在外力的作用下相对壳体在第一位置和第二位置之间滑动,当第一齿轮位于第一位置时,第一齿轮的啮齿的底端高于断路器的减速齿轮结构的输出端的上端设置,以在断路器的驱动结构处于自动分闸和合闸过程中,断路器的驱动结构发生断电或故障状态时,切断操作断路器的操作机构的传动连接,此时可以通过手动掰动断路器的手柄,进而推动断路器的动触头与静触头合闸或分闸,进而保证断路器接入的电路的安全性;当第一齿轮位于第二位置时,第一齿轮的啮齿能够与减速齿轮结构的输出端啮合传动连接,以使得在断路器的驱动结构处于正常状态(非断电或故障状态)时,操作机构能够实现正常的传动连接,进而使得断路器的动触头和静触头能够在操作机构的驱动下自动分闸或合闸,保证断路器的正常工作。而且,断路器的结构紧凑,可靠性高。
附图说明
图1是本发明具体实施例提供的断路器的立体结构示意图(第一齿轮位于第二位置时);
图2是本发明具体实施例提供的断路器移除上盖后的结构示意图;
图3是本发明具体实施例提供的断路器的第一齿轮、转动轴与拨动件的一角度的装配图;
图4是本发明具体实施例提供的断路器的第一齿轮、转动轴与拨动件的另一角度的装配图;
图5是图1的分解图;
图6是图5中A处的放大图;
图7是本发明具体实施例提供的断路器的壳本体的立体结构示意图;
图8是图7中B处的放大图;
图9是本发明具体实施例提供的断路器的上盖的立体结构示意图;
图10是图9中C处的放大图;
图11是本发明具体实施例提供的断路器的操作机构的立体结构示意图(第一齿轮位于第二位置且动触头和静触头处于分闸状态时);
图12是本发明具体实施例提供的断路器的第一齿轮、转动轴、拨动件以及弹性复位结构的装配示意图(第一齿轮位于第二位置且动触头和静触头处于分闸状态时);
图13是本发明具体实施例提供的断路器的操作机构的俯视结构示意图(第一齿轮位于第二位置且动触头和静触头处于分闸状态时);
图14是本发明具体实施例提供的断路器的操作机构的俯视结构示意图(第一齿轮位于第二位置且动触头和静触头处于合闸状态时);
图15是本发明具体实施例提供的断路器的操作机构的俯视结构示意图(第一齿轮位于第二位置且手柄处于中间位置时);
图16是本发明具体实施例提供的断路器的立体结构示意图(第一齿轮位于第一位置时);
图17是本发明具体实施例提供的断路器的第一齿轮、转动轴、拨动件以及弹性复位结构的装配示意图(第一齿轮位于第一位置且手柄位于中间位置时)。
图中:
11、第一齿轮;111、第一限位槽;112、导向孔;12、拨动件;121、滑动块;122、第一凸块;123、第二凸块;13、转动轴;14、弹性件;
2、减速齿轮结构;21、第一减速齿轮组;211、第二齿轮;212、第三齿轮;22、第二减速齿轮组;221、第四齿轮;222、第五齿轮;23、第三减速齿轮组;231、第六齿轮;232、第七齿轮;
3、驱动结构;31、电机;32、蜗杆;
4、第二传动组件;41、第二转台;42、第二传动件;
5、第一传动组件;51、第一转台;52、第一传动件;
6、手柄;
7、动触头;
100、壳体;110、上盖;120、壳本体;130、下盖;140、第一缺口;150、第一滑动槽;160、第二滑动槽;170、第三缺口;180、第四缺口;190、导向杆;1901、第二限位槽。
具体实施方式
以下实施例对本发明进行说明,但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换,而不脱离本发明方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
请参考图1-图17,本发明提供一种离合装置,安装在断路器的操作机构中,离合装置包括第一齿轮11,第一齿轮11安装在断路器的壳体100的内侧并能够在外力的作用下相对壳体100在第一位置(如图16和图17所示的位置)和第二位置(如图1和图12所示的位置)之间滑动,当第一齿轮11位于第一位置时,第一齿轮11的啮齿的底端高于断路器的减速齿轮结构2的输出端的上端设置,以在断路器的驱动结构3处于自动分闸和合闸过程中,第一齿轮11与减速齿轮结构2处于啮合状态,且断路器发生断电或故障状时,切断操作断路器的操作机构的传动连接,此时可以通过手动掰动断路器的手柄6,进而推动断路器的动触头7与静触头合闸或分闸,进而保证断路器接入的电路的安全性;当第一齿轮11位于第二位置时,第一齿轮11的啮齿能够与减速齿轮结构2的输出端啮合传动连接,以使得在断路器的驱动结构3处于正常状态(非断电或故障状态)时,操作机构能够实现正常的传动连接,进而使得断路器的动触头7和静触头能够在操作机构的驱动下自动分闸或合闸,保证断路器的正常工作。
请参考图1-图4,可选地,还包括拨动件12,拨动件12安装在壳体100上并能够在外力的作用下相对壳体100滑动,拨动件12的一端位于第一齿轮11的下侧,另一端伸出壳体100外,以便于操作人员在壳体100外通过拨动件12推动第一齿轮11在第一位置和第二位置之间移动。
可选地,当第一齿轮11位于第二位置时,拨动件12的一端与第一齿轮11之间具有间隙,以便于减速齿轮结构2驱动第一齿轮11转动。
可选地,壳体100的侧壁上设置有滑槽,拨动件12设置在滑槽内并能够在外力的作用下沿滑槽在竖直方向上滑动。通过设置滑槽,以保证拨动件12的运动方向的稳定性,使得拨动件12能够始终朝着预设的方向移动,进而保证了离合装置的稳定性。
可选地,滑槽的外侧开设有第一缺口140,滑槽的内侧开设有第二缺口,拨动件12包括滑动块121、第一凸块122和第二凸块123。滑动块121设置在滑槽内并能够相对滑槽在竖直方向上滑动。第一凸块122设置在滑动块121的内侧,第一凸块122能够从第二缺口中穿过并位于第一齿轮11的下侧,当第一齿轮11位于第二位置时,第一凸块122与第一齿轮11之间具有间隙,以在拨动件12上行时,能够将第一齿轮11托起。第二凸块123设置在滑动块121的外侧并伸出至第一缺口140,以便于操作人员通过推动第二凸块123,进而使得滑动块121沿滑槽滑动,最终带动第一凸块122推动第一齿轮11上行至第一位置。
可选地,第二凸块123的外侧面与壳体100的外侧面持平,或者,第二凸块123的外侧面缩入第一缺口140内,从而避免第二凸块123突出壳体100的外侧面,使得断路器壳体100的外侧更为平滑,还能避免引起误操作。
可选地,第二凸块123设置有两个,两个第二凸块123之间具有间隙,以便于操作人员采用工具插入两个第二凸块123之间,进而推动拨动件12移动。
可选地,还包括第一滑动槽150和第二滑动槽160,壳体100包括上盖110和壳本体120,第一滑动槽150设置在壳本体120上,第二滑动槽160设置在上盖110上并与第一滑动槽150对应设置,第一滑动槽150与第二滑动槽160围合形成滑槽。通过在上壳上设置第二滑动槽160,在壳本体120上设置第一滑动槽150,进而形成滑槽,以便于将滑动块121安装在滑槽内。
可选地,第一滑动槽150的内侧开设有第三缺口170,第二滑动槽160的内侧开设有与第三缺口170对应的第四缺口180,第三缺口170与第四缺口180围合形成第二缺口。
可选地,还包括转动轴13,转动轴13设置在第一齿轮11的下端并与第一齿轮11一体成型设置,转动轴13与断路器的传动结构传动连接。
可选地,传动结构包括第一传动组件5和第二传动组件4,第一传动组件5的一端与所述转动轴13传动连接,另一端与第二传动组件4传动连接,第二传动组件4的输出端与动触头7连接。
可选地,第一传动组件5包括第一转台51和第一传动件52,第一转台51与壳本体120转动连接,第一传动件52的一端与转动轴13的下端连接,另一端与第一转台51转动连接。
可选地,转动轴13的下端以及第一转台51的上端均开设有三角孔,第一传动件52为三棱柱,第一传动件52的上端插入转动轴13下端的三角孔内,下端插入第一转台51上端的三角孔内。
可选地,第二传动组件4包括第二转台41和第二传动件42,第二转台41与壳本体120转动连接,第二传动件42的一端与第一转台51转动转动连接,另一端与所述第二转台41转动连接。动触头7安装在第二转台41的输出端。
可选地,还包括弹性复位结构,弹性复位结构设置在第一齿轮11与壳体100之间,第一齿轮11能够在弹性复位结构的弹力下复位,即当操作人员撤除施加在拨动件12上的力时,第一齿轮11能够在弹性复位结构的弹力下复位(即移动至第二位置处)。
可选地,弹性复位结构包括弹性件14,弹性件14设置在第一齿轮11的上端与壳体100的内壁之间。当操作人员对拨动件12施加竖直向上的力时,该力克服弹性件14的弹力,以推动拨动件12带动第一齿轮11上行至第一位置处;当操作人员撤除施加在拨动件12上的力时,第一齿轮11和拨动件12在弹性件14的弹力的作用下复位。
可选地,弹性复位结构还包括限位结构,限位结构包括第一限位槽111和第二限位槽1901。第一限位槽111开设在第一齿轮11的上端,弹性件14的下端插入第一限位槽111内。第二限位槽1901开设在壳体100的上盖110的内侧并与第一限位槽111对应设置,弹性件14的上端插入第二限位槽1901内。通过设置第一限位槽111和第二限位槽1901,以限定弹性件14在壳体100内的位置,进而保证弹性件14在伸缩过程中不会发生偏置,从而保证了离合装置的稳定性。
可选地,弹性件14的上端与第二限位槽1901固接或过盈配合连接,下端与第一限位槽111固接或过盈配合连接,以进一步保证弹性件14安装在第一齿轮11和壳体100之间的稳定性。
可选地,还包括导向结构,导向结构设置在第一齿轮11与壳体100之间并沿竖直方向延伸设置,用于限定第一齿轮11相对壳体100的滑动方向,进一步提高了离合装置的稳定性。
可选地,本实施例中,弹性件14为弹簧,弹簧的结构简单,易于取材,成本较低。
可选地,导向结构包括导向孔112和导向杆190。导向孔112开设在第一齿轮11上并位于第一限位槽111的中部。导向杆190设置在上盖110的内侧并位于第二限位槽1901的中部,导向杆190与导向孔112对应设置,导向杆190能够插入导向孔112中并沿导向孔112滑动,弹性件14套设在导向杆190外侧。通过设置导向孔112和导向杆190,以保证第一齿轮11能够始终沿着导向杆190滑动,进而确保了第一齿轮11在运动过程中的稳定性。
可选地,第一齿轮11以及减速齿轮结构2的输出齿轮均为扇形齿轮,当第一齿轮11位于第二位置,且断路器的动触头7和静触头处于合闸状态和分闸状态时,第一齿轮11与输出齿轮脱离啮合传动连接。
本发明另一方面提供一种操作机构,包括驱动结构3、减速齿轮结构2、传动结构、手柄6以及上述的离合装置,驱动结构3与减速齿轮结构2传动连接,驱动结构3能够驱动减速齿轮结构2转动,传动结构与第一齿轮11传动连接,手柄6与传动结构连接并伸出壳体100外侧。
可选地,驱动结构3包括电机31和蜗杆32,蜗杆32安装在驱动结构3的输出端,蜗杆32的输出端与减速齿轮结构2传动连接。
可选地,手柄6安装在第一转台51上,请参考图2、图11、图12和图13,此时静触头和动触头7处于分闸状态,手柄6朝向右侧设置,第一齿轮11的啮齿以及减速齿轮结构2的输出齿轮的啮齿完全分离。在此状态下,若电机31断电或发生故障,减速齿轮结构2停止运行,操作人员仍然能够通过伸出在壳体100外侧的手柄6推动第一传动组件5转动,从而推动第一齿轮11、第二传动组件4转动,进而推动安装在第二传动组件4上的动触头7运动,以与静触头分闸或合闸。同样地,请参考图14,此时静触头与动触头7处于合闸状态,手柄6朝向左侧设置,第一齿轮11的啮齿以及减速齿轮结构2的输出齿轮的啮齿也是完全分离的。在此状态下,若电机31断电或发生故障,减速齿轮结构2停止运行,操作人员仍然能够通过伸出在壳体100外侧的手柄6推动第一传动组件5转动,从而推动第一齿轮11、第二传动组件4转动,进而推动安装在第二传动组件4上的动触头7运动,以与静触头分闸或合闸。请参考图15,此时第一齿轮11的啮齿与减速齿轮结构2的输出齿轮的啮齿处于啮合状态,手柄6位于中间位置,此时难以判断动触头7与静触头是否处于分开状态,第一齿轮11被锁死,即操作机构被锁死,该状况下则可以通过推动拨动件12,将第一齿轮11往上推动至第一位置,再通过手柄6推动动触头7与静触头合闸或分闸。
可选地,减速齿轮结构2包括第一减速齿轮组21、第二减速齿轮组22和第三减速齿轮组23。第一减速齿轮组21包括第二齿轮211和第三齿轮212,第二齿轮211和第三齿轮212通过同一转轴与壳体100转动连接,并且,第二齿轮211与驱动结构3的输出端传动连接,驱动结构3能够驱动第二齿轮211转动,从而带动第三齿轮212转动。第二减速齿轮组22包括第四齿轮221和第五齿轮222,第四齿轮221和第五齿轮222通过同一转轴与壳体100转动连接,并且,第四齿轮221与第三齿轮212啮合传动连接,即第三齿轮212能够带动第四齿轮221转动,第四齿轮221能够带动第五齿轮222转动。第三减速齿轮组23包括第六齿轮231和第七齿轮232,第六齿轮231和第七齿轮232通过同一转轴与壳体100转动连接,并且,第六齿轮231与第五齿轮222啮合传动连接,即第五齿轮222能够带动第六齿轮231转动,第六齿轮231能够带动第七齿轮232转动。第七齿轮232为扇形齿轮。当第一齿轮11移动至第二位置时,第七齿轮232与第一齿轮11啮合传动连接,即第七齿轮232能够带动第一齿轮11转动。
本发明再一方面提供一种断路器,包括壳体100以及设置在壳体100内的动触头7和静触头,还包括上述的操作机构,动触头7的一端与传动结构的输出端连接,传动结构能够驱动动触头7与静触头分闸或合闸。
可选地,壳体100包括上盖110、壳本体120和下盖130。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。