CN1253366A - 包括具有三个位置的机械可视化装置的开关装置 - Google Patents

Abstract

一种开关装置12,包括:被弹簧偏置到打开位置的接触装置、储能装置的加载机构和联接储能装置、接触装置和弹簧的动态的打开和闭合系统,该系统被打开闩64和闭合闩70控制。只有在开关装置处于“可闭合”状态时,闭合指令才有效地传递到闭合闩70。开关装置包括带有三个位置的指示器30:“非加载”位置,“可闭合”位置和第三“加载和不可闭合”位置或“加载脱啮合”位置。指示器30动态联接至加载机构、打开闩64和接触装置。

Description

包括具有三个位置的 机械可视化装置的开关装置

本发明涉及一种EP A0222645中公开那种电气开关装置，此种装置例如一电路断路器，其包括至少一对接触器，其中的至少一个是可动的，并可相对于另一个取对应于机械和电接触的闭合位置和打开位置，该电路断路器带有一具有储能装置的加载机构和打开机构。加载机构包括一称为闭合弹簧的弹簧，其可由加载状态移动到释放状态，以及一称为闭合闩的闩，其能在加载状态锁定闭合弹簧。闭合弹簧与可动的接触器结合，使得闭合弹簧的释放将可动接触器移动到其闭合位置。加载和闭合机构还包括一驱动机构，其驱动装置，例如一摆动柄驱动一用于移动闭合弹簧至其加载状态的自由轮机构。打开机构包括一称为打开弹簧的弹簧，其可从加载状态移动至释放状态，和由释放状态移动到加载状态，以及一称为打开闩的闩，其可将打开弹簧锁定在加载状态。打开弹簧与可动接触器结合，使得打开弹簧的释放移动可动接触器到打开位置，而可动接触器移动到其闭合位置导致打开弹簧的加载。

这样的电路断路器可处于不同的状态，具体说，闭合状态，未加载打开状态，和加载打开状态。在加载和未加载打开状态，打开闩可处于闩锁位置或未闩锁位置，未闩锁位置为闩弹性地返回的停歇位置。闩可例如通过一由线路中存在的电故障而致动的跳闸机构继续移动至闩锁位置，或通过一其本身被一可对该开关装置进行操作的外部闩锁定的断开按钮而继续移动至闩锁位置。

但实际上电路断路器必需在满足以下三个条件时才被重新闭合：加载机构必需加载，开关棒必需处于打开位置，以及打开闩必需处于闩锁位置。这三个条件均满足时为电路断路器“可闭合”的状态。1989年的Merlin Gerin低压配电产品目录中提到了Masterpact品名的电路断路器，其具有开关装置的可闭合状态指示器。该装置的该状态的内部操作示于图1至3。电路断路器12的加载机构10包括储能装置，其具有一弹簧14，该弹簧与一传动杆16配合。该传动杆16可绕一固定轴18枢转，其包括一滚轮20，与一安装在一轴24上的加载凸轮22抵触。轴24支承一表示电路断路器12的状态的辅助的分度凸轮26，其与一可绕一固定轴32枢转的指示器30的指状件28抵触。该指示器30包括一圆柱扇形壁34，通过开关装置的前面的控制面板38上的窗口36可看见它。该指示器30可取两个位置：一个如图2和3所示，表示加载机构10未加载的状态，另一个如图1所示，表示加载状态。在加载机构的加载状态，即当弹簧14被拉伸到最长时，如图1，指状件28落入分度凸轮26的凹口40中，指示器30枢转到这样的位置，即电路断路器的加载状态的标记出现在窗口36中。当该机构未加载，指状件28与凸轮26的圆柱表面42抵触，使得壁34的具有相应标记的不同部分出现在窗口中。指示器30还包括：一臂44，作用在一滑架46上，电路断路器不处于加载状态时滑架46被推向图的左侧。另外，电路断路器具有一打开指示器48，在图3中可见到，其安装在轴50上，轴50为加载指示器30的轴的延伸，该打开指示器与图1的平面平行。该打开指示器48被偏置到一角度位置，未示出，这时通过控制面板38上的窗口52可看到电路断路器的打开状态的标记。指示器48还包括一指状件54，当切换杆58到达闭合位置时其与一承载在切换杆58上的凸轮56抵触，从而使得指示器48枢转，该指示器处于图3所示的位置，通过窗口52显示表示电路断路器闭合状态的标记。在该位置，牢固固定在指示器上的臂60与滑架46抵触，电路断路器不处于打开状态时，将滑架46被推向图的左侧。电路断路器12的打开机构还包括一打开闩64，其能取一闩锁位置，如图2所示，此时防止切换杆58从闭合位置移动到打开位置，还能取一非闩锁位置，如图1和3所示，此时它允许上述移动。打开闩64具有一作用在滑架46上的一臂66，该闩处于非闩锁位置时该臂将该滑架推向图2的左侧。滑架46被弹性偏置至图的右侧，但是只有当“可闭合”状态的三个条件全满足时它才能到达图1的位置。在该位置，指示器滑架46驱动一未示出的电接触器，该接触器驱动一在控制面板38上的信号指示器。另外，在该位置且仅在该位置，在闭合按钮68和用于释放加载凸轮22的闭合闩之间形成动态联接，从而该装置处于非可闭合状态，任何按钮68的闭合指令都不能工作。该装置的缺点是不包括机械指示器，即可被操作者看见的纯机械装置，由其位置或状态来指示该装置的可闭合状态。

为了解决这一问题，在文献EP-A-0721647中提供了一种指示该装置的可闭合状态的机械指示器，其由一可动件获得信息，该活动件的一个位置表示可闭合位置。该技术方案较烦琐，因为其有较多的专门的部件，尺寸较大。另外，其提供给操作者过多的信息，常常不实用。

本发明的目的是提供给操作者一种代表开关装置可闭合状态的机械信息，其价格便宜，不复杂，实用。

根据本发明，提供一种开关装置，其包括：

一个或多个极，每个极包括至少一对接触装置，每对接触装置的至少一个可移动，使得该对接触装置可取打开位置和闭合位置；

一打开弹簧；

一储能装置；

一加载机构，与储能装置动态联接，以便加载储能装置，而与该对或多对接触装置的位置无关；

一闭合闩，可将储能装置锁定在加载状态；

一联接储能装置、打开弹簧和可动接触装置的动态系统，使得储能装置的卸能移动该对或多对接触装置至其闭合位置，并加载打开弹簧，加载的打开弹簧偏移该对或多对接触装置至打开位置；

一打开闩，可与动态系统合作，可取闩锁位置和非闩锁位置，在闩锁位置防止该对或多对接触装置从闭合位置移动到打开位置，在非闩锁位置时其允许上述移动；

一指示装置，包括：

一指示器，动态联接至加载机构，可取“非加载”位置和至少一第二位置，当且仅当储能装置不处于加载状态时其取“非加载”位置；

一表示该装置的“可闭合”状态的机械指示器，其动态联接至该对或多对接触装置和打开闩，当且仅当该对或多对接触装置处于打开位置、能量存储装置被加载和打开闩处于闩锁位置时取“可闭合”位置，

指示器构成开关装置的“可闭合”状态的机械指示器的开关装置中，“可闭合”位置构成该指示器的第三位置，当能量存储装置加载且该装置不处于“可闭合”位置时取第二位置。

所获得的结构较简单，因为其只需要单独一个指示器，而不是先有技术中所需要的两个。这种结构还具有经济方面的优点，操作者只接收到有关的信息，而无多余的无用信息，这些信息为“未加载”，“加载可闭合”，“可闭合”状态的信息。当加载指示器处于“未加载”位置，该指示器的“未准备好加载”状态不提供多余的信息。

优选该指示器动态联接至一设置在闭合控制装置和储能装置之间的传动装置，使得当且仅当指示器处于“可闭合”位置时，传动装置可将机械指令从闭合控制装置传递到闭合闩。指示器成为多功能的，它控制闭合控制装置的不动作，而零件的数量减少。闭合控制装置的脱啮合功能可用于防止未加载闭合，即开关装置在打开闩处于非闩锁的位置时的情形。未加载闭合会引起大量能量释放，该能量要被用于承受小冲击的行程止挡件的端部吸收。优选当指示器不处于“可闭合”位置时，传动装置不与闭合控制装置抵触，使得控制装置脱啮合。这时，通过脱啮合使闭合控制装置不工作：实际上，操作闭合控制装置的操作者不向闭合闩、传动装置或指示器传递任何的机械力。优选指示器包括可与传动装置直接或间接配合的配合面。

优选指示器可绕一轴枢转地安装。或者指示器可平移，或根据任何其它合适的轨迹运动。

优选指示器包括一可与打开闩直接或间接配合的配合面。

优选该指示器包括一可与该对或多对接触装置直接或间接配合的配合面，特别是与和可动接触装置联接的开关杆配合的配合面。

优选指示器包括一可与加载机构直接或间接配合的配合面，特别是与其驱动装置配合的配合面。

另外，指示器和打开闩、开关杆、加载机构或传动装置之间的动态联接可以不是凸轮，而是其它合适的联接，如通过线缆。

另外，也可以使用与指示器不同的中间可动部件，其动态联接至指示器，通过凸轮或其它合适的装置与打开闩，开关杆，加载机构，可能还有传动装置配合。

优选指示器包括一配合面，例如由一臂或凸轮形成，其能与一电气开关直接或间接配合，使得当且仅当指示器处于“可闭合”状态时闭合电气开关。这样获得的电信息可使一信号被送到电路断路器的控制面板和内部或外部监视装置。

通过以下结合附图以非限制性举例的方式对本发明的优选实施例的描述将使得本发明的优点和特征变得更清楚，其中：

图1是上述先有技术的开关装置处于可闭合状态的示意图；

图2是上述先有技术的开关装置处于打开未加载状态的示意图；

图3是上述先有技术的开关装置处于闭合未加载状态的示意图；

图4是本发明优选实施例的电路断路器的电极的打开装置处于打开位置的示意图；

图5是图4的电路断路器的能量储存加载装置处于加载位置的示意图；

图6是本发明的第一实施例的装置处于闭合未加载状态的示意图；

图7是图6的装置处于闭合加载状态的示意图；

图8是图6的装置处于可闭合状态的示意图；

图9是图6的装置处于闩锁打开和加载状态的示意图。

参见图4和5，电路断路器包括：每极一对可分离的接触装置72，74，其中的可动接触装置72由一棒76联接至一所有极公用的开关杆58；以及一操作装置，用于打开和闭合电极，其安装有一储能装置。开关杆58是在打开位置和闭合位置间移动电路断路器的接触装置的杆。可动接触装置本身为两部分，其中一个形成可绕一固定轴枢转安装的支承，其被棒76偏置，另一个可绕第一部分的一轴枢转地安装并承载接触垫。操作装置包括一运动打开和闭合系统62，其可从图4和5中看到，包括一传动杆16、联接棒78、一钩件84和一打开棘爪86。联接棒78一端80联接至开关杆的一曲柄上，另一端82安装在枢转打开钩件84上。钩件84本身被由打开闩64固定的打开棘爪86固定在位。联接棒78可取对应于开关杆58的打开位置的折叠位置，和对应于开关杆58的闭合位置的伸展位置。拉伸弹簧形式的打开弹簧88连接在连接枢转件80和一固定销之间，该连接枢转件连接联接棒和开关杆，使得它将开关杆58向打开位置偏置，当发生电极的闭合时它自动拉紧。

操作装置还包括一加载机构10，带有储能装置，可从图5中看到，该机构的加载通过再加载凸轮装置22实现，该凸轮锁定在加载杆24上。加载杆24被一凸轮棘爪装置在图中的顺时针方向驱动，未示出。加载凸轮22与一加载杆16的滚轮20配合。加载杆16支承一连接指状件88，其带有一弹性储能装置，该储存装置包括一压缩弹簧14，称为闭合弹簧，沿一套筒式支承被引导。加载杆16还属于运动打开和闭合系统，它也有一指状件90与联接棒78配合，使得当闭合弹簧14松弛时加载杆16的枢转移动联接棒78和开关杆58至闭合位置。在图5的加载位置，加载凸轮被一闭合棘爪91固定在位，而棘爪91本身被一闭合棘爪70锁定在位。

参见图6至9，电路断路器12的控制面板38具有一闭合按钮68和一机械指示器30，指示开关的加载或非加载状态。指示器30构成一绕一轴32枢转的杠杆，其展示一圆柱扇形件的可见的面34，通过电路断路器12的前面板的窗口36前。它被拉伸弹簧92在图中的顺时针方向偏置。指示器30具有一第一臂28，包括一与一固定在加载杆24上的分度凸轮26配合的作用表面29。分度凸轮26包括一凹口40，当加载杆24到达加载位置时臂28落入其中，即图7至9的位置。指示器具有第二臂54，其一作用表面55在图7的位置与开关杆58抵触。指示器具有第三臂94，在打开闩64处于图9的非闩锁位置时，其一作用表面95与一打开闩64的臂96抵触。指示器还具有第四臂44，其一作用表面45与一传动滑架46配合。滑架具有与一固定枢转件100配合的扁长的导引件98，使得其有一定的平移自由度和旋转自由度。滑架被弹性偏置到图6至9中的右侧直到这样的位置，在该位置其可与按钮68配合，从而传递一由手动作用在按钮上的闭合指令给闭合闩70。

本发明装置的操作如下。

在图6的位置，开关杆58处于闭合位置，储能装置的加载未开始。指示器的第一臂28停在分度凸轮26的周面42上，使得指示器30取第一位置，此时带有表示电路断路器的“未加载”状态的标记的圆柱扇形件34的部分通过窗口显示。在该位置，滑架46被指示器30的第三臂44推动离开按钮68和闭合闩70的抵触位置，从而闭合按钮68不起作用。

图6中加载杆24的顺时针旋转引起加载凸轮的旋转，这使得加载杆16绕其固定轴18枢转，使得闭合弹簧14被压缩。在加载行程的末端，加载凸轮22与棘爪91抵触，棘爪91本身被半月牙形闭合闩70锁定，防止其继续旋转。该位置对应于凸轮22和杆16的滚轮20之间的抵触区，在该区滚轮20成为驱动件，凸轮22成为接受件。

在加载行程的末端，指示器的第一臂28位于面对分度凸轮的凹口40的位置。但是其枢转受到第二臂54与开关杆58的臂在闭合位置的抵触的约束。因此，由于受到回复弹簧92的作用，指示器30枢转到图7的位置。在该位置，滑架46仍被指示器30的第三臂44推动离开与按钮68和闭合闩70的抵触位置，使得闭合按钮68仍不起作用。指示器30通过窗口显示带有电路断路器“加载脱啮合”状态的标记的圆柱扇形件34的部分，在该状态电路断路器不可闭合，尽管加载弹簧拉紧。

从图7的位置，打开闩64的枢转解脱棘爪86，棘爪86解脱钩件84，钩件84枢转，使得联接棒78通过死点，超过该点其以冲击方式折叠，使得开关杆58旋转到图8所示的打开位置，打开闩64回复到停留位置。

在该位置，指示器30的三个臂28，54，94都不被请求。指示器30被弹簧92顺时针回复直到通过窗口显示电路断路器的“可闭合”状态的标记为止。该指示器的枢转还解脱了滑架46，其被作用到右侧取图8的位置。

如果操作者从图8的位置作用在闭合按钮68上，后者绕其轴枢转，使得滑架46顺时针枢转直到与闭合闩70抵触，并将闭合闩移动到其非闩锁位置。闭合闩70的枢转解脱了还原棘爪91和杆16，由于闭合弹簧14的作用，杆16以冲击方式枢转，同时移动凸轮22和杆24回到非加载位置。加载杆16的指状件90引起联接棒78的伸展，使开关杆58枢转到闭合位置。在该过程的末端，电路断路器在图6的位置。

另一方面，如果从图7的位置，一永久打开指令被传递到打开闩64，后者引起电路断路器12的打开，但是保持在图9的非闩锁位置。在该位置，打开闩64与指示器30的第三臂44抵触，移动指示器到“加载脱啮合”位置。

在不脱离本发明的范围内可对本发明作各种改变。具体说，可通过滑架使得打开闩间接作用在指示器上。为此，需提供一承载件于滑架上，其可与打开闩配合，使得当按钮取非闩锁位置时滑架被推离与按钮的配合位置，另一方面，提供一圆弧形槽于滑架上，位于指示器第四臂上的指状件在其中滑动。当打开闩移动到非闩锁位置，它带动指示器的指状件到加载闩锁位置。当指示器处于可闭合位置时，当滑架被闭合按钮推动时，以滑架的滑动枢转为中心的滑架的圆弧槽的圆弧可使得滑架枢转。

另外，可提供一个或多个电接触器，给予指示器的不同状态的指示。这些接触器可被一个或多个固定在指示器上的凸轮简单地致动。

本发明已结合一电路断路器进行了描述。它也可适用于带有储能装置的任何其它开关装置，例如作为一开关的开关装置。开关装置可以是单极，这时开关杆和可动接触装置可彼此完全固定，或形成为单个部件，也可是多极。其可以是受限的，在支承接触垫的接触装置的部分和与开关杆连接的接触装置的部分之间存在铰接件，或是不受限的，这时不需要铰接件。本发明可用于低压开关装置和高压开关装置。

该指示器可绕一假想的轴枢转。它也可取滑架的形式，在窗口前平移。

Claims (9)

1.一种开关装置(12)，其包括：

一个或多个极，每个极包括至少一对接触装置(72，74)，每对接触装置的至少一个(72)可移动，使接触装置对(72，74)可取打开位置和闭合位置；

一打开弹簧(88)；

一储能装置(14)；

一加载机构(10)，与储能装置(14)动态联接，以便加载储能装置，而与该对或多对接触装置(72，74)的位置无关；

一闭合闩(70)，可将储能装置(14)锁定在加载状态；

一联接储能装置(14)、打开弹簧(88)和可动接触装置(72)的动态系统(62)，使得储能装置(14)的释放能移动该对或多对接触装置(72，74)至其闭合位置，并加载打开弹簧(88)，加载的打开弹簧(88)偏移该对或多对接触装置(72，74)至打开位置；

一打开闩(64)，可与动态系统(62)配合，可取闩锁位置和非闩锁位置，在闩锁位置防止该对或多对接触装置(72，74)从闭合位置移动到打开位置，在非闩锁位置时允许这种移动；

一指示装置，包括：

一指示器(30)，动态联接至加载机构(10)，可取“非加载”位置和至少一第二位置，当且仅当储能装置(14)不处于加载状态时其取“非加载”位置，

一表示该装置(12)的“可闭合”状态的机械指示器，其动态联接至该对或多对接触装置(72，74)和打开闩(64)，当且仅当该对或多对接触装置(72，74)处于打开位置、能量存储装置(14)被加载和打开闩(64)处于闩锁位置时取“可闭合”位置，

其特征在于，指示器(30)构成开关装置的“可闭合”状态的机械指示器，“可闭合”位置构成该指示器的第三位置，不同于“非加载”位置和该指示器的第二位置，当能量存储装置(14)加载且该装置(12)不处于“可闭合”位置时取第二位置。

2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，该指示器(30)动态联接至一设置在闭合控制装置(68)和储能装置(14)之间的传动装置(46)，使得当且仅当指示器(30)处于“可闭合”位置时，传动装置(46)将机械指令从闭合控制装置(68)传递到闭合闩(70)。

3.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于，当指示器(30)不处于“可闭合”位置时，传动装置(46)不与闭合控制装置(68)抵触，使得控制装置脱啮合。

4.如权利要求2或3所述的开关装置，其特征在于，指示器(30)包括可与传动装置(46)直接或间接配合的配合面(45)。

5.如前述任一权利要求所述的开关装置，其特征在于，指示器(30)绕轴(32)枢转地安装。

6.如前述任一权利要求所述的开关装置，其特征在于，指示器(30)包括可与打开闩(64)直接或间接配合的配合面(95)。

7.如前述任一权利要求所述的开关装置，其特征在于，指示器(30)包括可与该对或多对接触装置(72，74)直接或间接配合的配合面(55)。

8.如前述任一权利要求所述的开关装置，其特征在于，指示器(30)包括可与加载机构(10)直接或间接配合的配合面(29)。

9.如前述任一权利要求所述的开关装置，其特征在于，指示器(30)包括可与电气开关直接或间接配合的配合面，使得当且仅当指示器处于“可闭合”状态时闭合电气开关。

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