CN116598176A - 一种小型断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型断路器，包括壳体以及位于壳体内的动、静触头和操作机构，所述操作机构用于控制动、静触头的接通与分断；所述操作机构包括支持件、传动组件、锁扣以及锁扣联动件，锁扣转动设置在支持件的一表面，锁扣联动件设置于支持件的另一表面上并将锁扣固定于支持件上；所述传动组件与所述锁扣形成咬合以保证断路器稳定处于固定联动状态；其中，所述操作机构还包括阻挡件，所述阻挡件随操作机构同步运动，所述阻挡件至少挡设在锁扣联动件靠近动、静触头的方向上，以减少分断时的电弧气体对锁扣联动件的高温热冲击而变形或烧熔，导致极间联动不可靠；本发明具有操作机构寿命长，防止极间因飞出的少许电弧带电离子而短路等特点。

Description

一种小型断路器

技术领域

本发明涉及断路器，尤其是小型断路器。

背景技术

小型断路器的操作机构往往采用四连杆结构，其通常包括手柄、连杆、跳扣、锁扣、支持件，锁扣通过锁扣联动件安装在支持件上，动触头设置在支持件上，在合闸时，通过跳扣与锁扣咬合从而达到力的平衡，使得小型断路器稳定的处于合闸状态。随着行业技术的不断发展，本领域技术人员在此基础上衍生出多种方案，但始终脱离不开四连杆操作机构的影子，例如方式一取消跳扣，直接利用连杆与锁扣（锁扣上设置凹槽）、支持件（支持件上也设置凹槽），利用这三个部件达成稳定代替锁扣与跳扣的咬合结构。例如方式二，将支持件分设成两个部件，一个为第一支持件，一个为触头支持件，将锁扣通过锁扣联动件安装在第一支持件上，将动触头设置在触头支持件上。

无论上述何种类型的操作机构（原始的结构以及衍生出的新结构）都采用的是将锁扣通过锁扣联动件安装在一个支持件上。现有的断路器其触头分断位置到锁扣联动件位置处是连通的，因此当断路器在分闸的时候，电弧气体容易从该连通位置直接高温热冲击锁扣联动件，造成锁扣联动件变形，甚至融化（损坏），从而使得整个操作机构极间联动不可靠或损坏。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,旨在提供了一种小型断路器,提高锁扣联动件的寿命，防止极间因飞出的少许电弧带电离子而短路等优点。

本发明提供了:一种小型断路器，包括壳体以及位于壳体内的动、静触头和操作机构，所述操作机构用于控制动、静触头的接通与分断；所述操作机构包括支持件、传动组件、锁扣以及锁扣联动件，锁扣转动设置在支持件的一表面，锁扣联动件设置于支持件的另一表面上并将锁扣固定于支持件上；所述传动组件与所述锁扣形成咬合以保证断路器稳定处于固定联动状态；其中，所述操作机构还包括阻挡件，所述阻挡件随操作机构同步运动，所述阻挡件至少挡设在锁扣联动件靠近动、静触头的方向上，以减少分断时的电弧气体对锁扣联动件的高温热冲击。

采用此种结构，通过在操作机构上设置阻挡件，并且阻挡件是随着操作机构同步运动的，可以保证阻挡件始终可以挡在锁扣联动件靠近动、静触头的一侧，这样当分断时，电弧气体会冲击到阻挡件上，降低了电弧气体直接冲击锁扣联动件的可能性，同时降低了电弧气体离子从联动孔中喷出，因此提高了锁扣联动件的寿命，变相的提高了产品的整体寿命，降低了极间短路的发生，从而提高了短路分断能力。

其中，所述壳体包括操作机构安装面，操作机构安装于所述操作机构安装面上；锁扣联动件位于支持件面向操作机构安装面的一侧，阻挡件的一表面贴近操作机构安装面设置，且阻挡件随操作机构运动时不与操作机构安装面发生干涉。

采用此种结构，将锁扣联动件设置在支持件面向操作机构安装面的一侧，同时阻挡件的一表面贴近操作机构安装面设置，在阻挡件随操作机构运动时不与壳体干涉的情况下，尽可能的将阻挡件贴合在操作机构安装面，更大程度的提高阻挡件的挡弧效果，降低电弧气体对锁扣联动件的高温热冲击。

其中，所述操作机构安装面上设置有第一挡筋，所述第一挡筋位于阻挡件靠近动、静触头的方向上，第一挡筋用于遮挡阻挡件和操作机构安装面之间的缝隙。

采用此种结构，在操作机构安装面上设置有第一挡筋，通过挡弧筋将阻挡件和操作机构安装面之间的缝隙挡住，进一步的降低电弧气体从该缝隙处高温热冲击锁扣联动件的可能性，极大程度上提高了挡弧效果。

其中，所述阻挡件与支持件为一体件或与支持件为卡接配合或与阻挡件为过盈配合或与阻挡件为螺钉紧固。

采用此种结构，阻挡件可以是设置在支持件上的随操作机构一起运动，具体的设置方式可以是通过注塑成型的一体件、也可以是通过超神波焊接形成的一体件，还可以是通过过盈、卡接、螺钉等方式紧固在支持件上的，只要能够实现挡弧的效果即可。

其中，所述动触头设置于支持件上，且动触头与锁扣分设在支持件的不同表面上。

其中，所述支持件包括触头支持件以及第一支持件，第一支持件转动设置在触头支持件的一表面上，动触头设置在触头支持件的另一表面上；锁扣以及锁扣联动件设置在第一支持件上；所述阻挡件设置于触头支持件和/或第一支持件上。

其中，所述阻挡件由动触头折弯成型或焊接于动触头上或过盈配合设置在动触头上或铆接在动触头上或螺钉紧固在动触头上或卡接在动触头上。

采用此种结构，阻挡件同样可以是设置在动触头上的，具体的设置方式有通过动触头折弯成型的一体件，也可以是通过焊接的方式固定在动触头上的一体件，还可以是通过过盈、铆接、卡接、螺钉等方式紧固在动触头上的，只要能够实现挡弧的效果即可。

其中，所述传动组件包括手柄、连杆以及跳扣，所述跳扣转动设置在支持件上，所述手柄转动设置在壳体上，所述连杆连接所述手柄与所述跳扣，所述跳扣用于与所述锁扣形成咬合以保证断路器稳定处于合闸状态；或，所述传动组件包括手柄、连杆，连杆的一端与手柄相连，所述锁扣设置有锁扣槽，所述支持件上设置有第一凹槽，连杆的另一端伸入锁扣槽以及第一凹槽中三者达到力的平衡以保证断路器稳定处于合闸状态。

其中，所述壳体上还设置有供联动轴穿入的联动孔，联动孔位于锁扣联动件附近，所述阻挡件位于联动孔处用于阻挡外部电弧的喷入。

在多极断路器中，通过联动轴穿入至相邻的单级断路器中，联动轴通过联动各极断路器的锁扣以实现多极断路器同步分闸，此处将阻挡件设置在联动孔处，可以降低断路器在分断时电弧由联动孔喷入另一极断路器中的可能性。

其中，所述壳体上设置有第二挡筋，静触头位于第二挡筋附近，所述第二挡筋上开设有供动触头伸入进行运动的运动槽；所述支持件设置有第一挡板，所述第一挡板位于运动槽朝向操作机构的一侧，用于减少分断时的电弧气体对操作机构的高温热冲击。

采用此种结构，通过第二挡筋的作用，可以在断路器分断时，尽可能的抵挡运动槽内射出的电弧气体，降低电弧气体对操作机构的损害。

其中，所述壳体上设置有用于安装热脱扣器的安装区域以及供动、静触头接通与分断的分断区域，所述壳体上设置有第三挡筋，第三挡筋位于热脱扣器安装区域与分断区域之间，所述第三挡筋用于供动触头运动到极限位置时抵靠或/和用于减少分断时的电弧气体对热脱扣器的冲击。

采用此种结构，利用第三挡筋可以有效的降低分断区域的电弧对热脱扣器的影响，或者可以利用第三挡筋为动触头的运动提供一个限位的效果，即，分断时，当动触头运动到极限位置时会被第三挡筋所抵挡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例1的小型断路器爆炸图；

图2示出了本发明实施例1的底座的结构示意图；

图3示出了本发明实施例1的阻挡件第一种实施方案的结构示意图；

图4示出了本发明实施例1的阻挡件第一种实施方案的正视图；

图5示出了本发明实施例1的操作机构第一种实施方案的示意图；

图6示出了本发明实施例1的阻挡件第一种实施方案的剖视图；

图7示出了本发明实施例1的操作机构第二种实施方案的示意图；

图8-9示出了本发明实施例1的阻挡件第二种实施方案的结构示意图；

图10-11示出了本发明实施例1的阻挡件第三种实施方案的结构示意图；

图12-13示出了本发明实施例1的阻挡件第四种实施方案的结构示意图。

实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1-图13所示,本发明的实施例提供了一小型种断路器，其具体的结构包括：壳体，壳体内设置有操作机构、动、静触头8、9、灭弧室、磁脱扣器、热脱扣器等。

壳体，大致为凸字形结构，由底座11和上盖12组成。壳体内部大致分隔为操作机构安装腔室，灭弧室安装腔室、供动、静触头8、9接通分断的分断区域13以及安装热脱扣器的安装区域14。此处，灭弧室安装腔室、分断区域13、安装区域14大致为并排设计的。

底座11位于操作机构安装腔室处的底面为操作机构安装面11a，操作机构是设置在该安装面处的，例如采用销轴进行固定，此种固定方式对本领域普通技术人员而言已经属于公知常识，不再加以赘述。

就操作机构而言，如图5所示，本实施例公开的操作机构包括手柄2、连杆3、跳扣4、锁扣5、杠杆6（也叫传动件）、锁扣联动件7、机构复位弹簧、跳扣锁扣复位簧等，具体的连接方式为：跳扣4和锁扣5均转动设置在杠杆6的上表面，动触头8安装在杠杆6的下表面，手柄2转动设置在壳体上，连杆3将手柄2与跳扣4相连。此处的工作原理为，当手柄2朝向合闸方向运动时，手柄2带动跳扣4旋转至与锁扣5咬合（也就是所谓的固定联动状态），此时再继续驱动手柄2可以带动杠杆6运动直至动、静触头8、9接触，完成合闸；当断路器手柄分闸时或者锁扣因为被脱扣器驱动时，跳扣与锁扣之间的固定联动状态会被打破，从而在机构弹簧作用下，整个操作机构复位。此种操作机构的运动原理对本领域而言已属于公知常识，故不再对其中的复位弹簧等运动方式再进行赘述。

此外，操作机构存在一种变形的实施方式，如图10,12所示，该实施方式包括手柄2、连杆3、跳扣4、锁扣5、摇臂61（也叫第一支持件）、触头支持件62（摇臂61和触头支持件62共同构成支持件）、锁扣联动件7、机构复位弹簧、跳扣锁扣复位簧等，具体的连接方式为：跳扣4和锁扣5均转动设置在摇臂61的上表面，摇臂61转动设置在触头支持件62的上表面，动触头8安装在触头支持件62的下表面，手柄2转动设置在壳体上，连杆3将手柄2与跳扣4相连。此处的工作原理为，当手柄2朝向合闸方向运动时，手柄2带动跳扣4旋转至与锁扣5咬合，此时再继续驱动手柄2可以带动触头8支持运动直至动、静触头8、9接触，完成合闸。此种操作机构的运动原理对本领域而言也已属于公知常识，故不再对其中的复位弹簧等运动方式再进行赘述。

除此之外，操作机构还存在一种变形的实施方式，如图7所示，该实施方式包括手柄2、连杆3、锁扣5、杠杆6（也叫传动件）、锁扣联动件7、机构复位弹簧、跳扣锁扣复位簧等，具体的连接方式为：手柄2转动设置在壳体上，动触头8安装在杠杆6的下表面，锁扣5转动设置在杠杆6的上表面，锁扣5上设置有第一凹槽51，在杠杆6上设置有第二凹槽52，连杆3的一端与手柄2相连，连杆3的另一端与伸入第一凹槽51、第二凹槽52内。此处的工作原理为，当手柄2朝向合闸方向运动时，手柄2带动连杆3运动，连杆3的另一端会移动至与第一凹槽51、第二凹槽52三者达成力的平衡状态，此时再继续驱动手柄2可以带动杠杆6运动直至动、静触头8、9接触，完成合闸。此种操作机构的运动原理对本领域而言也已属于公知常识，故不再对其中的复位弹簧等运动方式再进行赘述。

无论是上述哪种实施方式的操作机构，其锁扣5都是通过锁扣联动件7固定在支持件上的，具体的固定方式采用的是在锁扣5的一端与支持件的正面转动设置，锁扣联动件7的一端与支持件的背面转动设置，锁扣5与锁扣联动件7两者在超出支持件的部分形成插接71，从而使得锁扣5稳定的装在支持件上。

阻挡件10跟随操作机构同步运动，阻挡件10设置在锁扣联动件7的一侧，也就是阻挡件10挡在锁扣联动件7和动、静触头9之间，这样当动、静触头9分断时，产生的电弧气体可以被阻挡件10所阻挡，从而降低电弧气体对锁扣联动件7的冲击。

阻挡件10的设置方式具体为，如图3、5所示，此处阻挡件10是设置在杠杆6（也叫支持件）上的，阻挡件10与杠杆6是一体注塑成型的，锁扣联动件7设在杠杆6的背面，阻挡件10则是朝向操作机构安装面11a延伸的，此处阻挡件10是尽可能的贴近操作机构安装面11a，而又不至于与操作机构安装面11a发生干涉，这样的设计是保证在不影响操作机构正常操作的情况下，尽可能的去提升挡弧的效果。当然这种阻挡件10除了一体注塑成型以外，也可以采用分体成型以后，通过超声波焊接、过盈配合、卡接配合、螺钉紧固等方式实现阻挡件10与杠杆6的安装。

作为一种阻挡件10的变形实施方式，如图8、9所示，此处阻挡件10是设置在动触头8上的，与动触头8是一体加工成型的，具体是动触头8的一部分朝向操作机构安装面11a折弯，此处阻挡件10还是尽可能的贴近操作机构安装面11a，而又不至于与操作机构安装面11a发生干涉，这样的设计是保证在不影响操作机构正常操作的情况下，尽可能的去提升挡弧的效果。当然这种阻挡件10除了与动触头8采用一体成型以外，也可以采用分体成型，然后通过焊接、过盈配合、卡接配合、螺钉紧固、铆接固定等方式实现阻挡件10与动触头8的安装。

作为另一种阻挡件10的变形实施方式，如图10-13所示，此处支持件包括摇臂61和触头支持件62。如图10、11所示，阻挡件10与摇臂61是一体注塑成型的，锁扣联动件7设在摇臂61的背面，阻挡件10则是朝向操作机构安装面11a延伸的，同样的阻挡件10也是尽可能的贴近操作机构安装面11a，而又不至于与操作机构安装面11a发生干涉，这样的设计是保证在不影响操作机构正常操作的情况下，尽可能的去提升挡弧的效果。作为这种变形实施方式的替代方案，如图12、13所示，阻挡件10还可以与触头支持件62一体注塑成型的，也同样可以起到挡弧的效果。当然这种阻挡件10除了一体注塑成型以外，也可以采用分体成型以后，通过超声波焊接、过盈配合、卡接配合、螺钉紧固等方式实现阻挡件10与触头支持件62和/摇臂61的安装。

如图2、3、4所示，壳体上还开设有联动孔11e，在多极断路器中，相邻两极断路器通过拼装针穿入联动孔11e中实现锁扣5的联动，具体的是一极断路器的锁扣5上有拼装针，拼装针穿入相邻一极断路器的联动孔11e中，在断路器分闸时，拼装针运动会带动相邻一极断路器的锁扣5一起运动，从而实现多极断路器的同步分闸。此处阻挡件10是处于联动孔11e处的，也就是说当相邻两极断路器之间发生电弧从联动孔11e进入到断路器内部时，通过阻挡件10可以阻却绝大部分电弧，提高断路器的安全性能。

如图2、3、4所示为了进一步增加挡弧的效果，无论哪种阻挡件10的设计方案，在底座11位于操作机构安装面11a上设置有第一挡筋11b，第一挡筋11b用来挡住阻挡件10与操作机构安装面11a之间的缝隙，从而降低电弧气体从缝隙处冲击锁扣联动件7的效果。第一挡筋11b的设计并不会对操作机构的运动产生干涉。

如图2、3、4所示，为了降低动、静触头8、9分断时电弧气体对操作机构的冲击，在壳体处于分断区域13处设置有第二挡筋11c，静触头9位于第二挡筋11c附近，第二挡筋11c上开设有运动槽，动触头8通过运动槽伸入到分断区域13处，在杠杆6上设置有第一挡板6a，第一挡板6a位于运动槽朝向操作机构的一侧，在分断的过程中，第一挡板6a可以阻挡部分电弧气体，减少分断时的电弧气体对操作机构的冲击。

如图2、3、4所示，为了降低动、静触头8、9分断时电弧气体对热脱扣器的冲击或者为动触头8运动到极限位置时提供限位，壳体在安装区域14和分断区域13之间设置有第三挡筋11d，第三挡筋11d的设计可以降低电弧气体对热脱扣器的冲击或者为动触头8运动到极限位置时提供限位。

当然小型断路器并不仅限于空气开关，对于重合闸断路器、漏电断路器、AFDD故障电弧保护器等，同样也属于小型断路器的一种。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种小型断路器，包括壳体以及位于壳体内的动、静触头和操作机构，所述操作机构用于控制动、静触头的接通与分断；所述操作机构包括支持件、传动组件、锁扣以及锁扣联动件，锁扣转动设置在支持件的一表面，锁扣联动件设置于支持件的另一表面上并将锁扣固定于支持件上；所述传动组件与所述锁扣形成咬合以保证断路器稳定处于固定联动状态；其特征在于：所述操作机构还包括阻挡件，所述阻挡件随操作机构同步运动，所述阻挡件至少挡设在锁扣联动件靠近动、静触头的方向上，以减少分断时的电弧气体对锁扣联动件的高温热冲击。

2.根据权利要求1所述的一种小型断路器，其特征在于：所述壳体包括操作机构安装面，操作机构安装于所述操作机构安装面上；锁扣联动件位于支持件面向操作机构安装面的一侧，阻挡件的一表面贴近操作机构安装面设置，且阻挡件随操作机构运动时不与操作机构安装面发生干涉。

3.根据权利要求2所述的一种小型断路器，其特征在于：所述操作机构安装面上设置有第一挡筋，所述第一挡筋位于阻挡件靠近动、静触头的方向上，第一挡筋用于遮挡阻挡件和操作机构安装面之间的缝隙。

4.根据权利要求1任意一项所述的一种小型断路器，其特征在于：所述阻挡件与支持件为一体件，或与支持件为卡接配合，或与阻挡件为过盈配合，或与阻挡件为螺钉紧固。

5.根据权利要求4所述的一种小型断路器，其特征在于：所述动触头设置于支持件上，且动触头与锁扣分设在支持件的不同表面上。

6.根据权利要求4所述的一种小型断路器，其特征在于：所述支持件包括触头支持件以及第一支持件，第一支持件转动设置在触头支持件的一表面上，动触头设置在触头支持件的另一表面上；锁扣以及锁扣联动件设置在第一支持件上；所述阻挡件设置于触头支持件和/或第一支持件上。

7.根据权利要求1任意一项所述的一种小型断路器，其特征在于：所述阻挡件由动触头折弯成型，或焊接于动触头上，或过盈配合设置在动触头上，或铆接在动触头上，或螺钉紧固在动触头上，或卡接在动触头上。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种小型断路器，其特征在于：所述传动组件包括手柄、连杆以及跳扣，所述跳扣转动设置在支持件上，所述手柄转动设置在壳体上，所述连杆连接所述手柄与所述跳扣，所述跳扣用于与所述锁扣形成咬合以保证断路器稳定处于固定联动状态；或，所述传动组件包括手柄、连杆，连杆的一端与手柄相连，所述锁扣设置有锁扣槽，所述支持件上设置有第一凹槽，连杆的另一端伸入锁扣槽以及第一凹槽中三者达到力的平衡以保证断路器稳定处于固定联动状态。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种小型断路器，其特征在于：所述壳体上还设置有供联动轴穿入的联动孔，联动孔位于锁扣联动件附近，所述阻挡件位于联动孔处用于阻挡外部电弧离子的喷入或内部电弧离子的喷出。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种小型断路器，其特征在于：所述壳体上设置有第二挡筋，静触头位于第二挡筋附近，所述第二挡筋上开设有供动触头伸入进行运动的运动槽；所述支持件设置有第一挡板，所述第一挡板位于运动槽朝向操作机构的一侧，用于减少分断时的电弧气体对操作机构的高温热冲击；或所述壳体上设置有用于安装热脱扣器的安装区域以及供动、静触头接通与分断的分断区域，所述壳体上设置有第三挡筋，第三挡筋位于热脱扣器安装区域与分断区域之间，所述第三挡筋用于供动触头运动到极限位置时抵靠或/和用于减少分断时的电弧气体对热脱扣器的冲击。