CN118073146A - 一种塑壳断路器的热可调脱扣器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塑壳断路器的热可调脱扣器，包括机构(1)，主基座(2)，手柄(3)和热可调脱扣器，机构(1)安装于主基座(2)上，手柄(3)安装于机构(1)上，所述热可调脱扣器整体置于断路器后部，包括操作机构模块，脱扣器组件模块，和调节旋钮模块。本发明采用模块化设计，提供了一种模块化集成，结构紧凑，适用性强，优化空间布局，可以同时满足断路器模块化、小型化、小电流脱扣的需求的塑壳断路器的热可调脱扣器。
Description
技术领域
本发明涉及低压电器技术领域，尤其是涉及一种塑壳断路器的热可调脱扣器。
背景技术
塑壳断路器广泛应用于工农业、交通、矿山、民用建筑和国防等领域，对电力的传输和分配、电动机的保护起很大作用，是低压电器中使用量大、使用面广的产品。塑壳断路器主要由触头灭弧系统、操作机构和脱扣器组成，脱扣器有电子式和热磁式两种，热磁式脱扣器通过热效应或磁效应实现塑壳断路器对过载或短路故障的保护。为适应复杂多变的应用场景，热可调脱扣器被逐步开发出来，但现有热可调脱扣器结构复杂，模块化集成不足，在与电子脱扣器整体互换方面适应性差。
公开号为CN112885673A的中国发明专利公开了一种热磁式过载可调电流保护模块及断路器，包括模块底座、电磁组件、锁扣杆机构及复位推杆，电磁组件包括磁轭、拉杆、双金属片与热元件，锁扣杆机构与电磁组件相配合，包括轴A及锁扣杆，锁扣杆上分别设有与拉杆相配合的凸缘、与双金属片相配合的支撑部，以及挂钩；正常状态，挂钩卡在复位推杆上；电流过载或短路状态时，电磁组件对锁扣杆动作，使挂钩与复位推杆脱扣，脱扣后，复位推杆顶到断路器机构脱扣轴，将断路器主回路断开。与现有技术相比，本保护模块整体结构紧凑，装入塑壳断路器本体后，可实现短路保护、过载保护及可调功能。但本发明中热脱扣结构中调节螺钉直接拧在塑料上，装配不方便，没有拧在金属件上并用螺母防松可靠，且磁脱扣结构中多增加了一个传动链，增加了额外的零件，脱扣响应慢。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模块化集成，结构简单易装配，脱扣响应快，性能稳定，可以同时满足断路器模块化、小型化、小电流脱扣的需求的塑壳断路器的热可调脱扣器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种塑壳断路器的热可调脱扣器，包括机构，主基座，手柄和热可调脱扣器，机构安装于主基座上，手柄安装于机构上，所述热可调脱扣器整体置于断路器后部，包括操作机构模块，脱扣器组件模块，和调节旋钮模块；
所述操作机构模块包括推杆，基座，牵引杆，所述推杆与牵引杆安装于基座上，所述推杆上设有再扣特征，所述牵引杆上设有卡扣特征，所述推杆和牵引杆受外力驱动作反向旋转运动以带动再扣特征与卡扣特征的接触与脱开，实现脱扣器的脱扣与再扣；
所述脱扣器组件模块与牵引杆相配合，带动牵引杆转动，实现断路器的分闸；
所述调节旋钮模块包括盖以及调节旋钮，盖通过镶嵌卡扣固定于基座上，调节旋钮插入盖中，调节旋钮上设有偏心拨杆，偏心拨杆与牵引杆相配合，旋转调节旋钮带动牵引杆水平滑动以设置断路器热过载整定电流。
进一步地，所述推杆通过轴A安装于基座上设置的多个U型孔中，弹性件套设于轴A上，一端作用于基座，另一端作用于推杆的小凸台，对推杆施加逆时针的转动力矩，复位弹性件套设于轴A上，一端作用于基座，另一端作用于牵引杆的凸台E上，对牵引杆施加顺时针的转动力矩。
进一步地，牵引杆通过轴B安装在基座两端的小孔上，牵引杆可绕其芯轴轴向转动滑动，牵引杆上设有凸台E，基座上设置有凸台C，两者配合实现牵引杆与基座之间的配合限位。
进一步地，所述再扣特征为推杆底部向下延伸设置的凸起，所述卡扣特征为牵引杆表面向外延伸设置的凸起，所述卡扣特征与再扣特征的运动轨迹位于同一水平面，两者配合限位牵引杆与推杆之间的相对位置。
进一步地，所述基座下端设有缺口，所述主基座上对应设有宽槽，所述缺口宽度小于所述宽槽，所述缺口与宽槽相配合，使脱扣器装入主基座中，所述基座上设有筋，主基座对应位置设有缝，两者配合以增加断路器相间的爬电距离。
进一步地，所述脱扣器组件模块包括脱扣器组件，衔铁，卡板，套筒，线圈，压簧，连接板A，铁心，支架，连接板B，双金属片，热元件，调节螺钉以及螺母，所述脱扣器组件固定于基座上，所述铁心设于支架底部，铁心上同轴间隙内设有衔铁，衔铁外部套设有套筒，套筒下端把铁心压住，卡板压在套筒上，并固定在支架上，在铁心和衔铁之间设置有压簧，铁心在压簧作用下处于上极限位置，线圈套在套筒外部，线圈一端与连接板B焊接连接，另一端与热元件连接，热元件底部与双金属片底部、连接板A焊接连接，双金属片顶部装有调节螺钉和防松的螺母，当断路器大电流短路时，线圈产生电磁吸力，带动牵引杆逆时针转动，最终导致断路器分闸，当断路器热过载时，双金属片受热弯曲，带动牵引杆逆时针转动，最终导致断路器分闸。
进一步地，所述脱扣器组件通过螺钉C固定在基座上，脱扣器组件置于脱扣器组件模块后部。
进一步地，所述双金属片设有折弯特征和折弯特征，使得双金属片在受热弯曲过程中不会碰到牵引杆，同时给调节螺钉留足了前后调节位置，可以用来修正零件制造和装配过程对每台断路器热过载脱扣造成的误差，调节螺钉设置于脱扣器组件模块后部，利于生产校验时对调节螺钉的调整。
进一步地，所述盖上设有凹槽，盖两端设有勾子，基座两端对称设有凸台A，勾槽和凸台D，盖通过勾子勾住基座，凹槽和凸台A嵌套在一起，同时盖后部的平面紧贴基座上的凸台D，以此实现盖的固定，调节旋钮插入盖上设置的阶梯孔中，调节旋钮上设置的偏心拨杆，插入牵引杆上对应设置的夹槽内，以此带动牵引杆水平滑动，调节旋钮与盖的装配采用镶嵌卡扣等相结合的形式，没有采用螺钉固定，节约空间的同时简化了零件数量、装配工序。
进一步地，所述盖上设有台阶面A和台阶面B，所述台阶面A对称设置于盖的两侧，中套固定于主基座上并压于台阶面A和台阶面B上方，以此实现调节旋钮模块各零件间的固定。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)脱扣器整体采用模块化设计，结构紧凑，可以同时满足断路器模块化、小型化、小电流脱扣的需求，最小额定电流可以达到63A以下。
(2)本发明中再扣结构采用直接限位形式，结构简单，占空间小，能够实现与其他结构的空间错位配置，利用手柄直接再扣，减少机构传动链，简化其它零部件的结构，优化空间布局。
(3)适用性强，可以与电子脱扣器轻松互换，有利于生成过程中的柔性制造。
(4)支撑调节旋钮的盖的装配采用镶嵌卡扣等相结合的形式，没有采用螺钉固定，节约空间的同时简化了零件数量、装配工序。
附图说明
图1为本发明脱扣器装于断路器的结构示意图；
图2为本发明脱扣器装于断路器的另一种结构示意图；
图3为本发明脱扣器装于断路器的另一种结构示意图；
图4为本发明脱扣器的爆炸图；
图5为本发明脱扣器的部分结构示意图；
图6为本发明脱扣器再扣状态的部分结构示意图；
图7为本发明脱扣器组件的结构示意图；
图8为本发明基座的结构示意图。
图中：1、机构；2、主基座；201、宽槽；202、窄缝；3、手柄；4、推杆； 402、小凸台；403、再扣特征；404、弹簧；405、轴A；406、复位弹性件；5、盖； 501、勾子；502、凹槽；503、阶梯孔；505、台阶面A；506、台阶面B；6、调节旋钮；7、基座；701、凸台A；702、勾槽；703、小孔；704、U型孔；706、筋； 707、缺口；708、凸台C；709、凸台D；8、牵引杆；801、夹槽；802、凸块B； 803、凸台E；804、卡扣特征；806、轴B；9、脱扣器组件；901、衔铁；902、卡板；903、套筒；904、线圈；905、压簧；907、连接板A；908铁心；909、支架； 910、连接板B；911、双金属片；9111、折弯特征A；9112、折弯特征B；912、热元件；913、调节螺钉；914、螺母；915、螺钉C；10、中套。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1-3所示，一种塑壳断路器的热可调脱扣器，包括机构1，主基座2，手柄3和热可调脱扣器，机构1安装于主基座2上，手柄3安装于机构1上，热可调脱扣器整体置于断路器后部，包括操作机构模块，脱扣器组件模块，和调节旋钮模块。
如图4-5所示，操作机构模块包括推杆4，基座7，牵引杆8，牵引杆8通过轴B806安装在基座7两端的小孔703上，基座7下端设有缺口707，主基座2上对应设有宽槽201，缺口707宽度小于宽槽201，缺口707与宽槽201相配合，使脱扣器能轻松装入主基座2中，基座7上设有筋706，主基座2对应位置设有缝202，两者配合以增加断路器相间的爬电距离；牵引杆8可绕其芯轴轴向转动滑动，牵引杆8上设有凸台E803，基座7上设置有凸台C708，两者配合实现牵引杆8与基座 7之间的配合限位；推杆4通过轴A405安装于基座7上设置的多个U型孔704中，弹性件404套设于轴A405上，一端作用于基座7，另一端作用于推杆4的小凸台 402，对推杆4施加逆时针的转动力矩，复位弹性件406套设于轴A405上，一端作用于基座7，另一端作用于牵引杆8的凸台E803上，对牵引杆8施加顺时针的转动力矩；推杆4上设有再扣特征403，牵引杆8上设有卡扣特征804，推杆4和牵引杆8受外力驱动作反向旋转运动以带动再扣特征403与卡扣特征804的接触与脱开，实现脱扣器的脱扣与再扣，再扣特征403为推杆4底部向下延伸设置的凸起，卡扣特征804为牵引杆8表面向外延伸设置的凸起，卡扣特征804与再扣特征403 的运动轨迹位于同一水平面，两者配合限位牵引杆8与推杆4之间的相对位置。
如图6-7所示，脱扣器组件模块与牵引杆8相配合，带动牵引杆8转动，实现断路器的分闸，脱扣器组件模块包括脱扣器组件9，衔铁901，卡板902，套筒903，线圈904，压簧905，连接板A907，铁心908，支架909，连接板B910，双金属片 911，热元件912，调节螺钉913以及螺母914，脱扣器组件9固定于基座7上，铁心908设于支架909底部，铁心908上同轴间隙内设有衔铁901，衔铁901外部套设有套筒903，套筒903下端把铁心908压住，卡板902压在套筒903上，并固定在支架909上，在铁心908和衔铁901之间设置有压簧905，铁心908在压簧905作用下处于上极限位置，线圈904套在套筒903外部，线圈904一端与连接板B910 焊接连接，另一端与热元件912连接，热元件912底部与双金属片911底部、连接板A907焊接连接，双金属片911顶部装有调节螺钉913和防松的螺母914，当断路器大电流短路时，线圈904产生电磁吸力，带动牵引杆8逆时针转动，最终导致断路器分闸，当断路器热过载时，双金属片911受热弯曲，带动牵引杆8逆时针转动，最终导致断路器分闸；脱扣器组件9通过螺钉C915固定在基座7上，脱扣器组件9置于脱扣器组件模块后部；双金属片911设有折弯特征9111和折弯特征 9112，使得双金属片911与牵引杆8的间隙足以保证双金属片911的热弯曲变形不受限制，且调节螺钉913与中套10壁面的间隙也足够充足，调整调节螺钉913的前后位置可以修正零件制造和装配过程对每台断路器热过载脱扣造成的误差，调节螺钉913设置于脱扣器组件模块后部，利于生产校验时对调节螺钉的调整。
如图4所示，调节旋钮模块包括盖5以及调节旋钮6，盖5通过镶嵌卡扣固定于基座7上，调节旋钮6插入盖5中，调节旋钮6上设有偏心拨杆601，偏心拨杆 601与牵引杆8相配合，旋转调节旋钮6带动牵引杆8水平滑动以设置断路器热过载整定电流；如图4和图8所示，盖5上设有凹槽502，盖5两端设有勾子501，基座7两侧对称设有凸台A701，勾槽702和凸台D709，盖5通过勾子501勾住基座7，凹槽502和凸台A701嵌套在一起，同时盖5后部的平面紧贴基座7上的凸台D709，以此实现盖5的固定，调节旋钮6插入盖5上设置的阶梯孔503中，调节旋钮6上设置的偏心拨杆601，插入牵引杆8上对应设置的夹槽801内，以此带动牵引杆8水平滑动，调节旋钮与盖的装配采用镶嵌卡扣等相结合的形式，没有采用螺钉固定，节约空间的同时简化了零件数量、装配工序；盖5上设有台阶面A505 和台阶面B506，台阶面A505对称设置于盖5的两侧，如图3和图7所示，中套 10固定于主基座2上并压于台阶面A505和台阶面B506上方，以此实现调节旋钮模块各零件间的固定。
在脱扣状态时，推杆4在弹性件404的作用下逆时针转动，最终在推杆上的小凸台接触到基座上的凸台时停住。断路器再扣时，外力操作手柄3顺时针旋转，在接触到推杆4后，推着推杆4一起顺时针转动，推杆4的再扣特征403挤压牵引杆 8的卡扣特征804，推着牵引杆8逆时针转动，到达一定位置后再扣特征403与卡扣特征804脱开，牵引杆8在复位弹性件406的作用下顺时针转动，在其上的凸台 E803到基座7上的凸台C708后到达限位位置，手柄3继续转动直到断路器完成再扣，此时操作手柄3逆时针回转，推杆4在弹性件404的作用下往回转动，最终再扣特征403的上表面牢牢贴在卡扣特征804的圆弧面上，脱扣器实现再扣，随着手柄的继续回转，断路器也将合闸。
当断路器因大电流短路时，线圈904产生的电磁吸力较大，足以克服压簧905 的作用力使衔铁901快速向下运动，撞击牵引杆8，使牵引杆8逆时针转动并使卡扣特征804和推杆4的再扣特征403脱开，弹性件404立刻带动推杆4逆时针旋转，接着推杆4上的凸块撞击机构1上的牵引杆，使牵引杆顺时针转动，进而导致机构 1脱扣，断路器分闸。
当断路器热过载时，电流小，电磁吸力也小，达不到瞬动条件，双金属片911 受热弯曲，带动调节螺钉913去推牵引杆8的凸块B802，牵引杆8逆时针转动，同样使卡扣特征804和推杆4的再扣特征403脱开，最终使断路器分闸。
牵引杆8的凸块B802上端是一组阶梯面，在设置断路器热过载整定电流时，旋转调节旋钮6带动牵引杆8水平滑动，进而改变所述脱扣器组件9上的调节螺钉 913与牵引杆8上凸块B802阶梯面间的间隙，当整定电流较大时，增大间隙，当整定电流较小时，减小间隙，通过以上方式，即使不同电流下双金属片911受热弯曲程度不同，也可以达到推动牵引杆8进而使断路器脱扣的作用。
综上所述，本发明采用模块化设计，提供了一种模块化集成，结构简单易装配，脱扣响应快，性能稳定，可以同时满足断路器模块化、小型化、小电流脱扣的需求的塑壳断路器的热可调脱扣器。
Claims (10)
1.一种塑壳断路器的热可调脱扣器，包括机构(1)，主基座(2)，手柄(3)和热可调脱扣器，机构(1)安装于主基座(2)上，手柄(3)安装于机构(1)上，其特征在于，
所述热可调脱扣器整体置于断路器后部，包括操作机构模块，脱扣器组件模块，和调节旋钮模块；
所述操作机构模块包括推杆(4)，基座(7)，牵引杆(8)，所述推杆(4)与牵引杆(8)安装于基座(7)上，所述推杆(4)上设有再扣特征(403)，所述牵引杆(8)上设有卡扣特征(804)，所述推杆(4)和牵引杆(8)受外力驱动作反向旋转运动以带动再扣特征(403)与卡扣特征(804)的接触与脱开，实现脱扣器的脱扣与再扣；
所述脱扣器组件模块与牵引杆(8)相配合，带动牵引杆(8)转动，使脱扣器脱扣，进而实现断路器的分闸；
所述调节旋钮模块包括盖(5)以及调节旋钮(6)，盖(5)通过镶嵌卡扣固定于基座(7)上，调节旋钮(6)插入盖(5)中，调节旋钮(6)上设有偏心拨杆(601)，偏心拨杆(601)与牵引杆(8)相配合，旋转调节旋钮(6)带动牵引杆(8)水平滑动以设置断路器热过载整定电流。
2.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述推杆(4)通过轴A(405)安装于基座(7)上设置的多个U型孔(704)中，弹性件(404)套设于轴A(405)上，一端作用于基座(7)，另一端作用于推杆(4)的小凸台(402)，对推杆(4)施加逆时针的转动力矩，复位弹性件(406)套设于轴A(405)上，一端作用于基座(7)，另一端作用于牵引杆(8)的凸台E(803)上，对牵引杆(8)施加顺时针的转动力矩。
3.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，牵引杆(8)通过轴B(806)安装在基座(7)两端的小孔(703)上，牵引杆(8)可绕其芯轴轴向转动滑动，牵引杆(8)上设有凸台E(803)，基座(7)上设置有凸台C(708)，两者配合实现牵引杆(8)与基座(7)之间的配合限位。
4.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述再扣特征(403)为推杆(4)底部向下延伸设置的凸起，所述卡扣特征(804)为牵引杆(8)表面向外延伸设置的凸起，所述卡扣特征(804)与再扣特征(403)的运动轨迹位于同一水平面，两者配合限位牵引杆(8)与推杆(4)之间的相对位置。
5.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述基座(7)下端设有缺口(707)，所述主基座(2)上对应设有宽槽(201)，所述缺口(707)宽度小于所述宽槽(201)，所述缺口(707)与宽槽(201)相配合，使脱扣器装入主基座(2)中，所述基座(7)上设有筋(706)，主基座(2)对应位置设有缝(202)，两者配合以增加断路器相间的爬电距离。
6.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述脱扣器组件模块包括脱扣器组件(9)，衔铁(901)，卡板(902)，套筒(903)，线圈(904)，压簧(905)，连接板A(907)，铁心(908)，支架(909)，连接板B(910)，双金属片(911)，热元件(912)，调节螺钉(913)以及螺母(914)，所述脱扣器组件(9)固定于基座(7)上，所述铁心(908)设于支架(909)底部，铁心(908)上同轴间隙内设有衔铁(901)，衔铁(901)外部套设有套筒(903)，套筒(903)下端把铁心(908)压住，卡板(902)压在套筒(903)上，并固定在支架(909)上，在铁心(908)和衔铁(901)之间设置有压簧(905)，铁心(908)在压簧(905)作用下处于上极限位置，线圈(904)套在套筒(903)外部，线圈(904)一端与连接板B(910)焊接连接，另一端与热元件(912)连接，热元件(912)底部与双金属片(911)底部、连接板A(907)焊接连接，双金属片(911)顶部装有调节螺钉(913)和防松的螺母(914)。
7.根据权利要求6所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述脱扣器组件(9)通过螺钉C(915)固定在基座(7)上，脱扣器组件(9)置于脱扣器组件模块后部。
8.根据权利要求6所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述双金属片(911)设有折弯特征(9111)和折弯特征(9112)，调节螺钉(913)设置于脱扣器组件模块后部，调整调节螺钉(913)的前后位置可以修正零件制造和装配过程对每台断路器热过载脱扣造成的误差。
9.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述盖(5)上设有凹槽(502)，盖(5)两端设有勾子(501)，基座(7)两侧对称设有凸台A(701)，勾槽(702)和凸台D(709)，盖(5)通过勾子(501)勾住基座7，凹槽(502)和凸台A(701)嵌套在一起，同时盖(5)后部的平面紧贴基座(7)上的凸台D(709)，以此实现盖(5)的固定，调节旋钮(6)插入盖(5)上设置的阶梯孔(503)中，调节旋钮(6)上设置的偏心拨杆(601)，插入牵引杆(8)上对应设置的夹槽(801)内，以此带动牵引杆(8)水平滑动。
10.根据权利要求9所述的一种塑壳断路器的热可调脱扣器，其特征在于，所述盖(5)上设有台阶面A(505)和台阶面B(506)，所述台阶面A(505)对称设置于盖(5)的两侧，中套(10)固定于主基座(2)上并压于台阶面A(505)和台阶面B(506)上方，以此实现调节旋钮模块各零件间的固定。
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