CN1373489A - 用于断路器的过载断开装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于改进断开装置的抗震性以求防止断路器由于外界施加的震动或冲击以致被无意断开。过载断开装置含有一温度补偿双金属14,它位于与主双金属连接的差动移位机构和断路器的开关机构部分的掣子接受器9a之间,以从差动移位器向开关机构部分传递输出信号。同时该温度补偿双金属还充当断开杠杆的作用,并具有一纵向的中间点,在这里由一装在双金属保持器上的轴承支承着,从而增加移动范围。在温度补偿双金属的顶端装有一用轻模制材料如塑料制成的操纵臂19,用以推动掣子接受器。另外,如有需要,可在温度补偿双金属上装一平衡块20,以平衡双金属的相对两侧相对于摇摆轴支承点的惯性矩,从而防止由于外界的刺激导致断路器无意地断开。
Description
发明领域
本发明涉及一种设置于诸如自动断路器中的过载双金属断开装置。
技术背景
以自动断路器为例，参照图3(a)和3(b)说明了采用本发明的断路器的结构。在该两图中，标号1表示断路器的主体盒(图中盒上的盖子已被去掉)，标号2表示电源一侧的主电路端子，标号3表示载荷一侧的电路端子，标号4表示开关操作的手柄，以及标号5表示一调节盘，用于调节流经热力过载/开相(open-phase)断开装置的电源使达到一额定值(将在后面说明)。盒1内部有一断路部分8，它包括一可移动接触瓦8a、一固定接触瓦8b和一灭弧室8c；还有一开关机构部分9，用于驱动断路部分8的可移动接触瓦8a，使之到达开启或闭合的位置；还有一热力过载/开相断开装置10、一电磁瞬时断开装置11以及其它部件。
热力过载/开相断开装置10由以下构件组成：一连接于主电路流各相的装有加热器的主双金属12、一和各相的主双金属操作端相连接以检测双金属的动作位移的差动移位机构13、以及一温度补偿双金属14，它介于差动移位机构13和一装在开关机构部分9中的掣子接受器之间，用以从差动移位机构向掣子接受器传递输出信号，使开关机构部分9断开，同时温度补偿双金属还充当断开杠杆的作用。
此外，差动移位机构13由以下构件组成：一滑动推动拨叉15和一拉动拨叉16，它们分别位于各相的主双金属12的相对两侧，并安装支承在盒1的分界面隔墙1b内的凹槽中，有一输出杆17，通过推动拨叉15和拉动拨叉16的顶部表面延伸，并由销轴和这些拨叉啮合，从而增加移动范围。从推动拨叉15和拉动拨叉16伸出的臂部相互面对，各相的主双金属12位于臂部之间。
在图示例子中的温度补偿双金属14是由一段双金属弯曲而成，像一发夹，其一端枢接于和调节盘5连接的轴承18上，而另一端面对上述差动移位机构的输出轴17。还有，一操纵件从靠近轴承处向开关机构部分9延伸，面对开关机构部分的掣子接受器。
当上述结构的过载断开装置运行时，一过载电流流经主电路使主双金属12向一固定方向弯曲，差动移位机构13的推动拨叉15和拉动拨叉16随同主双金属12的弯曲而位移。然后输出杆17推动温度补偿双金属14的顶端。因此，温度补偿双金属14绕轴承18的轴支承点沿顺时针方向枢转，使其中的操纵件推动掣子接受器到释放的位置。与此移动的同时，开关机构部分9松开断路部分8的可移动接触瓦8，从而断开主电路电流。此外，如果在主电路中发生某一相断开，差动移位机构13的推动拨叉15和拉动拨叉16产生差动，促使输出杆17围绕将输出杆连接于拉动拨叉的销子沿逆时针方向枢转。从而如上所述，推动温度补偿双金属14使断路器断开。
由于当主双金属弯曲而将温度补偿双金属14绕心轴回转时所产生的主双金属的驱动力或位移很小，所以开关机构部分9的掣子接受器被设计成能用微弱的驱动力将开关机构移动到释放位置。
与之相对照，电磁瞬间断开装置11包括一连接到主电路上的断开线圈11a、轭铁11b、铁心11c以及随同铁心11c移动的断开杠杆11d。当由于短路或类似原因而使一过载电流流经主电路时，铁心11c产生一抽吸动作，促使断开杠杆11d释放开关机构部分9的掣子接受器，由此即刻断开断路器。
再有，在上述例子中的温度补偿双金属14被弯曲成像一发夹，并有一轴颈端。然而，温度补偿双金属也可制成直线状，从而具有一纵向的中间点，在这里由轴承支承着，从而增加移动范围，使其一端面对差动移位机构的输出杆，其另一端通过中间杠杆面对开关机构部件的掣子接受器。或者，温度补偿双金属的顶端可以向掣子接受器延伸而不用中间杠杆，或者可以将另一个金属臂部件焊接到温度补偿双金属的顶端上，从而直接推动掣子接受器，使传递信号更为有效。
在上述温度补偿双金属的传统结构中(还充当断开杠杆)，从摇摆轴支承点分别向差动移位器和掣子接受器延伸的相对两侧具有不同的长度和质量。
在此情况下，如果温度补偿双金属被制成直线状，从而具有一纵向的中间点，在这里由轴承支承着，从而增加了移动范围，并且温度补偿双金属的顶端伸向掣子接受器，或者将另一金属臂部焊接到温度补偿双金属的顶端上，使之面对掣子接受器，那么相对于回转轴支承点而言，顶端一侧比相对一侧具有较大的质量并因此有较大的惯性矩。结果是，温度补偿双金属的相对两侧相对于回转轴支承点是不平衡的。
所以，如果有外界的刺激例如震动或冲击施加于使用中的断路器，温度补偿双金属由于上述惯性矩的差异会像钟摆一样绕回转轴支承点摆动，推动开关机构部件的掣子接受器到其释放的位置。这样，即使没有过载电流流经主电路，断路器也会被断开将主电路断开。
发明内容
本发明旨在解决这些问题，为断路器提供一种过载断开装置，其特征在于改进的抗震动特性，从而防止断路器由于诸如震动或冲击等外界刺激而被无意断开。
为了达到该目的，本发明为断路器提供一种过载断开装置，它由以下构件组成：用于检测过载荷的主双金属；和主双金属连接的差动移位机构；一温度补偿双金属，它介于差动移位机构的输出端和开关机构部分之间，用以从差动移位机构向开关机构部分的掣子接受器传递输出信号。同时温度补偿双金属还用作断开杠杆，它有一纵向的中间部位，以此为枢轴，从而增加移动的范围。它的一端面对差动移位机构的输出杆。还有一操纵臂装在温度补偿双金属的顶端部，该操作臂由诸如塑料的模制材料制成，其比重比金属轻，温度补偿双金属的顶端通过操作臂面对开关机构部分的掣子接受器(权利要求1)。
用这种结构，温度补偿双金属的顶端侧比传统的结构(推动掣子接受器的部分由金属制成)较轻，这样就减小了双金属两相对侧围绕回转轴支承点的惯性矩之间的差异，从而保持了两侧之间的基本相等的平衡。这又接着减少了温度补偿双金属被外界的刺激而引起摇摆震动，从而使断路器能很好地抗拒震动，防止无意地断开电路。
此外，按照本发明，为了进一步改进过载断开装置的抗震动性能，在温度补偿双金属上另外加上平衡块以纠正其相对两侧相关于其轴支承点的惯性矩之间的不平衡(权利要求2)。
利用在温度补偿双金属上增加平衡块，上述惯性矩的平衡得以进一步增强。平衡块是一金属锤，并被装在一最佳位置上，视温度补偿双金属的重心偏离其正确位置的偏离度而定。
附图简要说明
图1是按照本发明一实施例的变化，显示过载断路装置主要部件的结构。图1(a)、1(b)和1(c)分别为其俯视图、前视图和侧视图。
图2说明了图1中的装置完成的动作。图2(a)和2(b)为断开装置的俯视图，分别说明稳定状态和断开动作状态。图2(c)和2(d)为断开装置的侧视图，分别说明稳定状态和断开状态。
图3表示自动断路器的完整结构，其中装有传统的过载断开装置。图3(a)和图3(b)分别为俯视图和侧视图，表示其内部结构。
具体实施方式
本发明的一实施例将说明如下。图1和2为该实施例的变化型，在图中示出其变化情况。凡与图3中相符的部件用相同的标号表示，并省略了它们的说明。
首先，在图1(a)至图1(c)中，温度补偿双金属14仍充当断路器过载断开杠杆的作用，它包括一扁平条双金属，其上具有一纵向的中间位置，被枢接在双金属保持器5b上，而5b又装在夹持调节盘的保持架5a上，从而使双金属可如图中箭头所示的方向摆动。温度补偿双金属14的右端面对差动移位机构的输出杆17，如图3所示。此外，温度补偿双金属14的左端装有一操纵臂19，它用例如尼龙的塑料模制而成，比金属轻，操纵臂19的顶端推动位于操纵臂下方的开关机构部分的掣子接受器9a。双金属保持器5b和调节盘5的凸轮部件(未图示)连接，用以按照额定电流的设定值来移动和调节温度补偿双金属14的轴支承点A的位置。
参阅图2(a)至2(d)来说明上述结构的断开动作。图2(a)和2(c)表示稳定状态，而图2(b)和2(d)表示过载断开状态。在稳定状态中，输出杆17被停止在后退位置，这里它和温度补偿双金属14分离。因此，温度补偿双金属14处在自由中性状态，设在双金属顶端的操纵臂并不推动掣子接受器9a，因而断路器的断路部分保持闭合，如图3所示。
另一方面，当图3所示的主双金属检测到主电路中有过载或开相时，差动移位机构随同主双金属弯曲，使输出杆17推动温度补偿双金属14。这样，温度补偿装置14绕摇摆轴支承点A作顺时针方向摆动，这样，操纵臂19的顶端19a在图中箭头所示方向推动掣子接受器9a。结果是，掣子接受器9a以支承轴9a-1作支承点向其释放位置移动，从而将开关机构部分断开。在这断开动作的同时，断路部分断开。
在这种情况下，如上所述，因为装在温度补偿金属14顶端的操作臂19是由塑料模制而成，其比重比金属轻，温度补偿双金属14的右侧和左侧，包括操纵臂19，相对于摇摆轴支承点A的惯性矩的平衡基本得以保持，从而约束了重心偏离其正确位置。
结果是，即使有一外界的刺激，如震动或冲击，施加到断路器上，温度补偿金属14将不会被激发而像摆锤那样绕摇摆轴支承点A作摆动，致使推动开关机构部分的掣子接受器9a到其释放位置，从而无意地断开断路器。那样，该断开装置能更恰当地抗拒震动。
本节将描述上述实施例按本发明权利要求2的一个应用变化型，其中上述断开装置具有更为改进的抗震性。也就是说，在上述结构中，当装在温度补偿双金属14上的操纵臂19是由比重比金属轻的塑料模制成时，若温度补偿双金属14的右侧和左侧相对于轴支承点A不平衡，则可以在温度补偿双金属的轴支承点A的右侧额外增加一平衡块20，如在图示的本实施例变化型中，从而使相对于轴支承点A的惯性矩得以纠正，达到保持双金属左右两侧间稳定平衡的目的。平衡块20是一金属锤，并被装在最佳位置上，温度补偿双金属14的平衡独以保持。
下面将描述本发明的效果。如上所述，按本发明的结构，为了让位于差动移位机构输出端和开关机构部分之间的温度补偿双金属从差动移位器向开关机构部分传递一输出信号，同时温度补偿双金属又作为一断开杠杆，在温度补偿双金属的顶端装上由轻模制材料制成的操纵臂，使温度补偿双金属的顶端经过操纵臂面对开关机构部分的掣子接受器。结果，在温度补偿双金属左右两侧相对于摇摆轴支承点的惯性矩之间的差异被降低，从而基本保持了两侧之间的稳定平衡。这样能减少由于外界刺激引发的温度补偿双金属的摆锤式震动，从而使断路器能更恰当地抗震，避免无意的断路。
利用在温度补偿双金属上增加平衡块以纠正双金属相对两侧相对于其上的轴支承点的惯性矩之间的不平衡，能进一步增强惯性矩的平衡，并改进抗震性。
Claims (2)
1.用于断路器的过载断开装置，由以下构件组成：一用于检测过载荷的主双金属；一和主双金属连接的差动移位机构；一温度补偿双金属，它介于差动移位机构的输出端和一开关机构部分之间，用以从差动移位机构向开关机构部分的掣子接受器传递输出信号，同时温度补偿双金属还用作断开杠杆，它有一纵向的中间部位，以此为枢轴，从而增加移动的范围，并有一端面对差动移位机构的输出杆，该过载断开装置的特征在于，一由轻模制材料制成的操纵臂装在所述温度补偿双金属的顶端处，从而使温度补偿双金属的顶端通过操作臂面对开关机构部分的掣子接受器。
2.如权利要求1所述的用于断路器的过载断开装置，其特征在于，温度补偿双金属上另外加装有一平衡块，以纠正其相对两侧相对于其上的轴支承点的惯性矩之间的不平衡。
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