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,但在断路器处于自动分闸和合闸的过程中,电机断电或遇到故障时,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,现场人员无法识别断路器工作状态,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:
转轴,包括转轴本体;
第一齿轮,包括齿轮本体,所述齿轮本体的中部开设有通孔,所述转轴本体能够伸入所述通孔内并与所述齿轮本体接触传动连接,所述齿轮本体能够在外力的作用下相对所述转轴本体在第一位置和第二位置之间移动,当所述齿轮本体位于第一位置时,所述齿轮本体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;当所述齿轮本体位于第二位置时,所述齿轮本体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,所述转轴本体的外侧壁设置有第一凸起和第一凹槽中的一者,所述通孔的内侧壁设置有所述第一凸起和所述第一凹槽中的另一者,所述第一凸起能够卡设在所述第一凹槽中;或者
所述转轴本体的外侧壁设置有第一凸起和所述第一凹槽,所述通孔的内侧壁设置有所述第一凸起和第一凹槽,设置在所述转轴本体的外侧壁的所述第一凸起能够卡设在设置在所述通孔的内侧壁上的所述第一凹槽中,设置在所述通孔的内侧壁上的所述第一凸起能够卡设在设置在所述转轴本体的外侧壁的所述第一凹槽中。
可选地,所述转轴本体的外侧壁设置有一所述第一凸起以及一所述第一凹槽,该第一凸起的第一端与该第一凹槽的第一端连接。
可选地,还包括限位件,所述限位件设置在所述转轴本体、该第一凸起和该第一凹槽中的至少一者上,用于承托所述第一齿轮的底侧面。
可选地,该第一凸起的外侧壁、该第一凹槽的槽壁以及所述转轴本体的位于该第一凸起的第二端与该第一凹槽的第二端之间的部分上均设置有所述限位件。
可选地,还包括拨动件,所述拨动件上设置有第二凸起和第二凹槽中的一者,所述齿轮本体上设置有所述第二凸起和所述第二凹槽中的另一者,所述第二凸起伸入至所述第二凹槽中,当所述第一齿轮转动时,所述第二凸起能够沿所述第二凹槽滑动。
可选地,所述拨动件包括导向块,所述导向块的一侧设置有所述第二凸起,另一侧设置有拨块。
可选地,还包括导向开孔,所述导向开孔开设在所述壳体的侧壁,所述拨块经由所述导向开孔伸出所述断路器的壳体的外侧,并且,所述拨块能够沿所述导向开孔在竖直方向上滑动,当所述拨块上行至所述导向开孔的上端时,所述拨动件推动齿轮本体移动至第一位置,当所述拨块下行至所述导向孔的下端时,所述拨动件推动所述齿轮本体移动至第二位置。
可选地,所述齿轮本体以及所述减速齿轮结构的输出齿轮均为扇形齿轮,当所述齿轮本体位于第二位置,且所述断路器的动触头和静触头处于合闸状态和分闸状态时,所述齿轮本体与所述输出齿轮脱离啮合传动连接。
可选地,所述齿轮本体的一侧设置有啮齿,另一侧设置有所述第二凹槽,所述齿轮本体的啮齿与所述第二凹槽相对设置。
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、手柄及以上所述的离合装置,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转轴本体传动连接,所述手柄与所述传动结构连接并伸出所述断路器的壳体的外侧。
可选地,还包括驱动结构和手柄,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,所述手柄与所述传动结构连接。
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。
可选地,所述拨动件的至少一部分以及所述手柄均伸出所述壳体外。
与现有技术相比,本发明至少包括以下有益效果:
本发明提供一种离合装置,离合装置安装在断路器的操作结构中。离合装置包括转轴和第一齿轮。转轴包括转轴本体。第一齿轮包括齿轮本体,齿轮本体的中部开设有通孔,转轴本体能够伸入通孔内并与齿轮本体接触传动连接,齿轮本体能够在外力的作用下相对转轴本体移动,以在与断路器的减速齿轮结构啮合传动连接和与减速齿轮结构脱离啮合传动连接的两种状态之间切换。当断路器的驱动结构处于正常工作状态时,齿轮本体位于第二位置,以使得断路器的减速齿轮结构与齿轮本体啮合传动连接,即断路器的操作机构保持传动连接状态,以驱动断路器的动触头与静触头合闸或分闸,即断路器正常工作;当断路器处于自动分闸和合闸过程中,齿轮本体与减速齿轮结构处于啮合状态,并且断路器的驱动结构处于断电或故障状态时,齿轮本体在外力的作用下相对转轴本体移动,以使得断路器的减速齿轮结构与齿轮本体脱离啮合传动连接,进而使得断路器的操作机构断开,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,以保证通过断路器接入的电路的安全性。
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(齿轮本体位于第二位置时);
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离合装置一角度的立体结构示意图;
图4是本发明具体实施例提供的断路器的离合装置另一角度的立体结构示意图;
图5是本发明具体实施例提供的断路器的离合装置一角度的分解图;
图6是本发明具体实施例提供的断路器的离合装置另一角度的分解图;
图7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(齿轮本体位于第二位置且动触头与静触头合闸的状态下);
图8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(齿轮本体位于第二位置且动触头与静触头合闸的状态下);
图9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(齿轮本体位于第二位置且动触头与静触头分闸的状态下);
图10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(齿轮本体位于第二位置且手柄位于中间位置时);
图11是本发明具体实施例提供的断路器的驱动机构、减速齿轮结构及离合装置的装配示意图(齿轮本体位于第二位置且手柄位于中间位置时);
图12是本发明具体实施例提供的断路器的立体结构示意图(齿轮本体位于第一位置时);
图13是本发明具体实施例提供的断路器的驱动机构、减速齿轮结构及离合装置的装配示意图(齿轮本体位于第一位置且手柄位于中间位置时)。
图中:
11、转轴;111、转轴本体;112、三角孔;113、限位件;12、第一齿轮;121、齿轮本体;122、第二凹槽;123、通孔;140、第一凸起;141、第一凹槽;13、拨动件;131、导向块;132、第二凸起;133、拨块;
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、导向开孔。
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13,本发明提供一种离合装置,离合装置安装在断路器的操作机构中。请参考图3-图6,离合装置包括转轴11和第一齿轮12。转轴11包括转轴本体111。第一齿轮12包括齿轮本体121,齿轮本体121的中部开设有通孔123,转轴本体111能够伸入通孔123内并与齿轮本体121接触传动连接,齿轮本体121能够在外力的作用下相对转轴本体111在第一位置(如考图12和图13所示的位置)和第二位置(如图1和图11所示的位置)之间移动,当齿轮本体121位于第一位置时,齿轮本体121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,以在断路器处于自动分闸和合闸的过程中,齿轮本体121与减速齿轮结构2处于啮合状态,并且断路器的驱动结构3处于断电或故障状态时,切断操作断路器的操作机构的传动连接,然后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;当齿轮本体121位于第二位置时,齿轮本体121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。
可选地,在一些实施例中,转轴本体111的外侧壁设置有第一凸起140和第一凹槽141中的一者,通孔123的内侧壁设置有第一凸起140和第一凹槽141中的另一者,第一凸起140能够卡设在第一凹槽141中。
可选地,在另一些实施例中,为提高转轴本体111与齿轮本体121之间的接触传动的稳定性,转轴本体111的外侧壁设置有第一凸起140和第一凹槽141,通孔123的内侧壁设置有第一凸起140和第一凹槽141,设置在转轴本体111的外侧壁的第一凸起140能够卡设在设置在通孔123的内侧壁上的第一凹槽141中,设置在通孔123的内侧壁上的第一凸起140能够卡设在设置在转轴本体111的外侧壁的第一凹槽141中。
示例性地,本实施例中,转轴本体111的外侧壁设置有一第一凸起140以及一第一凹槽141,该第一凸起140的第一端与该第一凹槽141的第一端连接。相对应地,通孔123的内侧壁上也设置有一第一凸起140以及一第一凹槽141,该第一凸起140的第一端与该第一凹槽141的第一端连接。
可选地,还包括限位件113,限位件113设置在转轴本体111、该第一凸起140和该第一凹槽141中的至少一者上,用于承托第一齿轮12的底侧面,进而对第一齿轮12进行限位,使得第一齿轮12不会沿着转轴本体111往下滑动至与减速齿轮结构2脱离啮合传动连接,而只能够在驱动结构3发生断电或故障的情况下,仅在外力的作用下能够向上移动至与减速齿轮结构2脱离啮合传动连接的位置处,从而保证了离合装置的可靠性。
可选地,该第一凸起140的外侧壁、该第一凹槽141的槽壁以及转轴本体111的位于该第一凸起140的第二端与该第一凹槽141的第二端之间的部分上均设置有限位件113。当然,在另一些实施例中,该第一凸起140的外侧壁、该第一凹槽141的槽壁以及转轴本体111的位于该第一凸起140的第二端与该第一凹槽141的第二端之间的部分上的三个限位件113也可以一体成型设置,此处不做限定。
可选地,还包括拨动件13,拨动件13上设置有第二凸起132和第二凹槽122中的一者,齿轮本体121上设置有第二凸起132和第二凹槽122中的另一者,第二凸起132伸入至第二凹槽122中,当第一齿轮12转动时,第二凸起132能够沿第二凹槽122滑动。当断路器处于自动分闸和合闸过程中,齿轮本体121与减速齿轮结构2处于啮合状态,并且断路器的驱动结构3处于断电或故障状态时,操作人员可以通过手动推动拨动件13,以使得第一齿轮12的齿轮本体121与减速齿轮结构2脱离啮合连接。
示例性地,本实施例中,拨动件13上设置有第二凸起132,齿轮本体121上设置有第二凹槽122。
可选地,拨动件13包括导向块131,导向块131的一侧设置有第二凸起132,另一侧设置有拨块133,以便于操作人员通过推动拨块133进而推动拨动件13带动第一齿轮12上行,从而与减速齿轮结构2脱离啮合连接。
可选地,还包括导向开孔130,导向开孔130开设在断路器的壳体100的侧壁,拨块133经由导向开孔130伸出壳体100的外侧,并且,拨块133能够沿导向开孔130在竖直方向上滑动,当拨块133上行至导向开孔130的上端时,拨动件13推动齿轮本体121移动至第一位置,当拨块133下行至导向开孔130的下端时,拨动件13推动齿轮本体121移动至第二位置。通过在壳体100的侧壁设置导向开孔130,一方面可以实现对拨块133的导向,使得拨块133在移动过程中能够始终沿竖直方向移动,从而保证离合装置的稳定性;另一方面能够使得拨块133从壳体100内伸出,以便于操作人员通过推动拨块133,进而推动拨动件13带动齿轮本体121在第一位置和第二位置之间运动。
具体地,导向块131位于齿轮本体121与壳体100的内侧面之间滑动,并且,导向块131的宽度大于导向开孔130的宽度,以防止拨动件13从导向开孔130中滑出。
可选地,齿轮本体121以及减速齿轮结构的输出齿轮均为扇形齿轮,当齿轮本体121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,齿轮本体121与输出齿轮脱离啮合传动连接。
可选地,齿轮本体121的一侧设置有啮齿,另一侧设置有第二凹槽122,齿轮本体121的啮齿与第二凹槽122相对设置。
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与转轴本体111传动连接,手柄6的位于壳体100内的一端与第一传动组件5连接。第二传动组件4与第一传动组件5传动连接,动触头7安装在第二传动组件4的输出端。
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与壳体100转动连接,第一传动件52的一端与转轴本体111连接,另一端与第一传动组件5连接,转轴本体111通过第一传动件52驱动第一转台51相对壳体100转动。第一转台51也可通过第一传动件52驱动转轴本体111相对壳体100转动。
可选地,转轴本体111的靠近第一转台51的一端开设有三角孔112,第一转台51的靠近转轴本体111的一端也开设有三角孔112,第一传动件52为三棱柱,第一传动件52的一端插入转轴本体111的三角孔112中,另一端插入第一转台51的三角孔112中,从而实现第一转台51与转轴本体111之间的传动连接。
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与壳体100转动连接,第二传动件42的一端与第一转台51转动连接,第二端与第二转台41转动连接,动触头7安装在第二转台41上,第一转台51通过第二传动件42驱动第二转台41相对壳体100转动,从而带动安装在第二转台41上的动触头7转动,以与静触头合闸或分闸。
请参考图7-图13,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,传动结构与转轴本体111传动连接,手柄6与传动结构连接并伸出断路器的壳体100的外侧。
可选地,驱动结构3包括电机31和蜗杆32,蜗杆32安装在电机31的输出端,蜗杆32与第二齿轮211啮合传动连接。
可选地,手柄6安装在第一转台51上,请参考图2、图7和图8,此时静触头和动触头7处于合闸状态,手柄6朝向左侧设置,齿轮本体121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,从而推动齿轮本体121、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9,此时静触头与动触头7处于分闸状态,手柄6朝向右侧设置,齿轮本体121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,从而推动齿轮本体121、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10,此时齿轮本体121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,齿轮本体121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13,将齿轮本体121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11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11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11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。当齿轮本体121相对转轴本体111移动至第二位置时,第七齿轮232与齿轮本体121啮合传动连接,即第七齿轮232能够带动齿轮本体121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包括壳本体120以及上盖110,上盖110与壳本体120盖合形成容置腔,操作机构设置在容置腔内。
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。