CN202633078U - 一种隔离开关的运动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隔离开关的运动装置，其克服了现有技术中动、静触头不能快速闭合且不能实现错位移动的缺点，其技术方案为：容置于绝缘壳体内，具有至少一个由触头支架支承的动触头，所述动触头适于与至少一个相对于壳体固定的静触头配合，安装在壳体的轴上的手柄，手柄适于在触头的打开位置和闭合位置之间移动触头支架，其中：所述触头支架在所述手柄的打开操作开始时，保持所述动触头在闭合位置，并相对所述静触头拉动所述动触头，以使得所述动触头和所述静触头分离前具有相对滑移运动。本实用新型的隔离开关的运动装置可以实现动、静触头之间的快速闭合功能和触头错位移动功能，且结构简单。

Description

一种隔离开关的运动装置

技术领域

本实用新型涉及隔离开关领域，尤其涉及隔离开关的运动装置。

背景技术

现有的隔离开关基本都采用动触头上下运动接触静触头方式，且无法实现动静触头的快速闭合和触头错位移动。即使有快速闭合功能的机构，但通常也用于断路器产品。

现有隔离开关产品典型的以Schneider INT 125为代表的产品，其它的隔离开关都类似于此设计。这类隔离开关的运动机构由手柄，扭簧和运动连杆组成，其结构简单，但是其存在无法实现快速闭合和提供触头接触错位移动功能的缺点。

在隔离开关中，采用快速闭合设计，触头的闭合与操作方式和速度无关，这种设计将显著降低操作时电弧对触头的影响，同时可以防止触头弹跳，并因此提高动、静触头的使用寿命，提供触头接触错位移动功能有助于防止动触头和静触头之间发生熔焊。

隔离开关的产品中还有ABB公司的E200隔离开关，其动触头与手柄通过连杆，连接桥刚性连接，可实现较高的触头接触压力，但没有触头错位移动功能。

如图1所示，TCL设计了一种运用在小型断路器中的快速闭合机构，但结构比较复杂，闭合时动触头21上端在滑块22上直线运动直至边缘位置，继续运动，滑块释放，动触头迅速绕其销轴23旋转，动静触头接通。

在法国Schneider的专利FR2923943中说明的隔离开关，如图2所示，快速闭合轴24包含第一杆25和第二杆26，第一杆25连同形成手柄27的凸轮一起运行，第二杆26连同止动件28运行。动触头29安装在触头支架30上，触头支架30和触头支承轴31以铰接方式安装，两者之间还安装有压力弹簧。当手柄发生闭合运动时，第一杆25转过凸轮32的端部并顺时针驱动快速闭合轴24，因此释放与第二杆26接合的触头支架30，压力弹簧储能释放使得动触头29快速向静触头33运动，并且与手柄操作速度无关，动静触头接触实现快速闭合。但是本设计中的隔离开关，结构复杂，所需的传动部件也比较多，对系统设计的精度要求比较高。

实用新型内容

基于现有技术中隔离开关产品的上述缺点，本实用新型旨在提出一种隔离开关的运动装置，其可以实现动、静触头之间的快速闭合功能和触头错位移动功能，且结构简单。

本实用新型的技术方案为：一种隔离开关的运动装置，容置于绝缘壳体内，具有至少一个由触头支架支承的动触头，所述动触头适于与至少一个相对于所述壳体固定的静触头配合，安装在所述壳体的轴上的手柄，所述手柄适于在触头的打开位置和闭合位置之间移动触头支架，所述触头支架在所述手柄的闭合操作开始时，保持所述动触头在打开位置以储存能量，在所述手柄转动经过所述手柄的行程之后，释放所述动触头，以使得之前存储的能量引起所述动触头和所述静触头的快速闭合，其中：所述触头支架在所述手柄的打开操作开始时，保持所述动触头在闭合位置，并相对所述静触头拉动所述动触头，以使得所述动触头和所述静触头分离前具有相对滑移运动。

本实用新型的隔离开关的运动装置除了可以快速闭合动、静触头，还可以在打开动、静触头的过程中，使动、静触头具有相对滑移运动，以使得先拉扯动、静触头轻微熔焊的部分，使动、静触头的接触面先具有一个错位之后再打开。

进一步地，所述隔离开关的运动装置还包括被所述手柄旋转驱动的旋转件，所述触头支架与所述旋转件关于所述旋转件的旋转中心偏心铰接。

进一步地，所述隔离开关的运动装置还包括与所述手柄同轴安装的快速闭合件，所述手柄与所述快速闭合件在所述手柄的闭合操作过程中一同旋转，所述手柄与所述快速闭合件在所述手柄的打开操作开始阶段相互分离。

进一步地，所述手柄与所述快速闭合件通过手柄弹簧连接，以将所述快速闭合件向所述手柄偏压。

进一步地，所述旋转件和所述触头支架之间设置有触头压力弹簧以当所述手柄的闭合操作开始时储存能量，在所述手柄转动经过所述手柄的行程之后，释放所储存的能量。

进一步地，所述触头支架具有向外突出的钩状部，所述快速闭合件具有相对于所述快速闭合件的轴心偏心设置的外圆弧表面，当所述手柄的闭合操作开始时，所述外圆弧表面在所述触头支架的钩状部所在的一侧滑动，所述钩状部阻止所述快速闭合件与所述触头支架分离，保持所述动触头在打开位置，所述触头压力弹簧受到压缩，在所述手柄转动经过所述手柄的行程之后，所述钩状部释放所述触头支架，所述快速闭合件与所述触头支架分离，所述触头压力弹簧释放所储存的能量，所述动触头与所述静触头快速闭合。

当手柄推动旋转件开始转动时，快速闭合件的外圆弧表面在触头支架的一侧上滑动，因为钩状部的阻挡，触头支架不能与快速闭合件脱离，当外圆弧表面旋转出钩状部时，触头支架才得以释放。快速闭合件使用偏心设置的外圆弧表面设计，可以有效防止触头压力弹簧的过度压缩，快速闭合件和触头支架接触的偏心的外圆弧表面设计可以保证动、静触头闭合运动过程中的动、静触头之间的距离，即闭合域间隙在一定范围内变化，从而实现触头快速闭合和防止过早接触和弹跳。

进一步地，所述快速闭合件具有台阶部，所述台阶部在所述手柄的打开操作开始时，与所述钩状部配合以阻碍所述触头支架的转动运动，但允许所述手柄向上拉动所述触头支架。

在手柄的打开操作开始时，手柄拉动旋转件转动，旋转件带动触头支架一同转动，当触头支架的钩状部接触到快速闭合件的台阶部时，触头支架的转动运动受到阻碍，快速闭合件的转动也受到触头支架的阻碍，该阻碍的力对手柄弹簧施加一个偏压力，快速闭合件位置保持大致不变，手柄与快速闭合件分离，手柄继续转动，快速闭合件在钩状部克服台阶部的阻碍之前保持大致静止，又因为触头支架与旋转件偏心铰接，触头支架随着钩状部在快速闭合件的台阶部上的向下运动而向下运动，从而实现动触头在闭合位置向下相对于静触头错位移动。

进一步地，所述触头支架具有止挡部，所述旋转件在所述触头压力弹簧的偏压下抵靠在所述止挡部上。

触头支架具有止挡部，在所述触头压力弹簧释放能量时，该止挡部可以平衡触头压力弹簧的压力，对旋转件进行止挡。采用这种结构设计不需要为旋转件设置额外的止挡部，简化了整个运动装置的结构。

进一步地，在所述旋转件和所述壳体之间设置有机械扭簧以增加手柄操纵力，且稳定隔离开关的打开或者闭合状态。

机械扭簧设置在旋转件和壳体之间，其有助于手柄向旋转件施加力以打开或者闭合动、静触头，其在动、静触头打开或者闭合之后稳定其打开和闭合的状态，有助于隔离开关使用状态的稳定。

本实用新型与前述的法国专利FR2923943的结构区别在于：省略了快速闭合轴，省略了第一杆，第二杆和凸轮；增加了快速闭合件，这种结构设计改变了触头支架在手柄闭合操作过程中的运动方式，触头支架偏心铰接于旋转件上，触头支架上的钩状部与快速闭合件配合，在手柄闭合操作开始时，保持触头支架的位置，旋转件被手柄旋转驱动绕旋转件中心旋转，旋转件推动设置在旋转件和触头支架之间的触头压力弹簧，因为此时触头支架的位置由于钩状部与快速闭合件的配合而得以保持，因此，触头压力弹簧受到压缩，并储存能量，当钩状部与快速闭合件脱离之后，触头支架被释放，储存在触头压力弹簧中的能量推动触头支架快速移动，从而快速闭合动、静触头。

该隔离开关的运动装置是将四连杆传动和快速闭合件结合起来运用，快速闭合件采用外圆弧表面设计，可以有效防止触头压力弹簧的过度压缩，快速闭合件和触头支架接触的外圆弧表面设计可以保证动闭合运动过程中的动、静触头之间的距离，即闭合域间隙在一定范围内变化，从而实现动、静触头快速闭合和防止过早接触和弹跳，同时触头支架偏心铰接在旋转件上一起绕旋转件的旋转中心运动，可以实现动、静触头错位移动。

附图说明

本实用新型的其它优点和特征将从接下来的仅以非限制性示例的目的给出的并表示在附图中的本实用新型的特定实施例的说明变得更加清楚明显，在附图中：

图1是现有技术中的一种小型断路器结构示意图；

图2是现有技术中的另一种隔离开关的结构示意图；

图3是根据本实用新型的隔离开关的运动装置在动、静触头打开的时候的结构示意图；

图4是根据本实用新型的隔离开关的运动装置在动、静触头闭合的时候的结构示意图；

图5是根据本实用新型的隔离开关的运动装置在动、静触头在打开和闭合过程中的结构示意图；

图6是图3所示状态的隔离开关的运动装置的背面示意图；

图7是快速闭合件的正视图；

图8是快速闭合件的透视图；

图9是手柄的正视图；

图10是手柄的透视图；

图11是旋转轴的正视图；

图12和图13是旋转轴的透视图；

图14是不带触头的触头支架的正视图；

图15是不带触头的触头支架的透视图；

图16是闭合域间隙（FC1）仿真曲线。

附图标记说明

1手柄

2快速闭合件

3连杆

4旋转件

5静触头

6触头支架

7动触头

8触头压力弹簧

9手柄弹簧

10机械扭簧

11钩状部

12台阶部

13轴

14旋转件的旋转中心

15外圆弧表面

16凸台

17铰接孔

18旋转件的端面

19触头支架的端面

20止挡部

21动触头

22滑块

23销轴

24快速闭合轴

25第一杆

26第二杆

27手柄

28止动件

29动触头

30触头支架

31触头支承轴

32凸轮

33静触头

具体实施方式

下面参照图3至图16进一步详细说明本实用新型的隔离开关的运动装置的特征。

本实用新型的隔离开关的运动装置包括：手柄1、快速闭合件2、连杆3、旋转件4、静触头5、触头支架6、动触头7、触头压力弹簧8、手柄弹簧9以及机械扭簧10。

如图3所示，隔离开关的运动装置容置于绝缘壳体（未示出）内，动触头7由触头支架6支承，动触头7与相对于壳体固定的静触头5相互配合，手柄1通过轴13安装在壳体上，手柄1适于在触头的打开位置和闭合位置之间移动触头支架6，触头支架6在手柄的闭合操作开始时，保持动触头7在打开位置以储存能量，在手柄转动经过手柄的行程之后，释放动触头7，以使得之前存储的能量引起动触头7和静触头5的快速闭合。触头支架6在手柄1的打开操作开始时，保持动触头7在闭合位置，并相对静触头5拉动动触头7，以使得动触头7和静触头5分离前具有相对滑移运动。

其中，手柄1的行程是指手柄1从动、静触头7、5的闭合状态至打开状态或者从动、静触头7、5的打开状态至闭合状态所行进的距离。在动、静触头7、5的闭合过程中，尤其指手柄1从受到外力开始转动至释放触头支架6所行进的距离。触头的打开位置是指动、静触头7、5分开的位置，闭合位置是指动、静触头7、5闭合的位置，手柄1的闭合操作是指移动手柄1以使触头支架6从触头的打开位置向触头的闭合位置运动的过程，手柄1的打开操作是指移动手柄1以使触头支架6从触头的闭合位置向触头的打开位置运动的过程。

如图7所示，快速闭合件2具有台阶部12和外圆弧表面15。

如图11至13所示，旋转件4具有与触头支架6偏心铰接的凸台16以及设置触头压力弹簧8的端面18。

手柄1与快速闭合件2通过手柄弹簧9连接，手柄1与快速闭合件2在手柄1的打开操作时，手柄弹簧9偏压快速闭合件2。当动触头7和静触头5打开后，受到偏压的弹簧释放并使得手柄1与快速闭合件2抵靠在一起。

如图14和15所示，触头支架6具有偏心铰接孔17，设置触头压力弹簧8的端面19以及钩状部11。

旋转件4与触头支架6通过凸台16与偏心铰接孔17偏心地铰接在一起，触头压力弹簧8设置在旋转件4的端面18与触头支架的端面19之间。

在手柄1的一侧通过连杆3连接旋转件4，在触头压力弹簧8的压力下，触头支架6抵靠在旋转件4的上端上，该上端作为旋转件4的止挡部。

当在手柄1的闭合操作开始时，在手柄1上施加顺时针方向的力，快速闭合件2的偏心的外圆弧面15在触头支架6的钩状部11所在的一侧滑动，钩状部11阻止了触头支架6随着旋转件4的转动而转动，此时，旋转件4顺时针转动并压缩触头压力弹簧8，触头支架6的止挡部和旋转件4分离，在手柄1转动经过手柄1的行程之后，快速闭合件2的偏心的外圆弧面15越过触头支架6的钩状部11，因此触头支架6与快速闭合件2分离，触头支架6被释放，触头压力弹簧8之前储存的能量的释放引起快速移动触头支架6，使得动触头7与静触头5能够快速闭合。

快速闭合件2使用偏心设置的外圆弧表面设计，可以有效防止触头压力弹簧8的过度压缩，快速闭合件2和触头支架6接触的偏心的外圆弧表面15的设计可以保证触头闭合运动过程中的动、静触头7、5之间的距离，即闭合域间隙FC1在一定范围内变化，从而实现触头快速闭合和防止过早接触和弹跳。

快速闭合件2具有台阶部12，台阶部12位于外圆弧表面15的右侧端部，所述台阶部12在所述手柄的打开操作开始时，阻挡了钩状部11的运动，因此阻碍了触头支架6的转动运动，保持动触头7在闭合位置，并使得手柄1向上拉动触头支架6。

在手柄1的打开操作开始时，手柄1拉动旋转件4转动，旋转件4带动触头支架6一同转动，当触头支架6的钩状部11接触到快速闭合件2的台阶部12时，触头支架6的转动运动受到阻碍，快速闭合件2的转动也受到触头支架6的阻碍，该阻碍的力对手柄弹簧9施加一个偏压力，快速闭合件2位置保持大致不变，手柄1与快速闭合件2分离，手柄1继续转动，快速闭合件2在钩状部11克服台阶部12的阻碍之前保持大致静止，又因为触头支架6与旋转件4偏心铰接，触头支架6随着旋转件4被手柄1驱动转动在台阶部12上滑动的同时而向下运动，从而实现动触头7在闭合位置向下相对于静触头5错位移动。

因此，本实用新型的隔离开关的运动装置还可以在打开动、静触头的过程中，使动、静触头具有相对滑移运动，以使得先拉扯动、静触头轻微熔焊的部分，使动、静触头的接触面先具有一个错位之后再打开。

如图6所示，在旋转件4和壳体（未示出）之间设置有机械扭簧10，其有助于于手柄1向旋转件4施加操作力以打开或者闭合动、静触头，其在动、静触头打开或者闭合之后稳定其打开和闭合的状态，有助于隔离开关工作状态的稳定。

参照图3至图4，本实用新型的隔离开关的运动装置的工作过程如下：

在触头从断开到闭合阶段：

手柄1顺时针方向旋转，带动快速闭合件2一起运动、同时通过连杆3带动旋转件4以及触头支架6一起顺时针方向转动。此时，触头压力弹簧8处于压缩状态，触头支架6铰接在旋转件4上，同时由于触头压力弹簧8的压力，触头支架6和旋转件4它们在上端保持接触。动触头7向静触头5靠近，手柄1转动一定角度，触头支架6左端的钩状部11和快速闭合件2接触并在其外圆弧表面15上滑动，同时也阻止了触头支架6继续顺时针转动，触头压力弹簧8继续受到压缩并蓄能，但使得触头支架6被旋转件4向上提起，并且触头支架6与旋转件4上端接触断开。当触头支架6左端的钩状部运动到快速闭合件2外圆弧表面15的末端部分与其迅速发生脱离，对触头支架6的阻挡被释放，从而触头压力簧8的蓄能的释放使得动触头7迅速与静触头5接触，完成快速闭合，实现图4所示的状态。

在触头从闭合到断开阶段：

手柄1逆时针方向旋转，触头支架6左端的钩状部顶在快速闭合件2的外圆弧表面15的右侧的平面12上，促使快速闭合件2与手柄1发生脱离；同时，连杆3带动旋转件4以及触头支架6一起逆时针方向转动，并且触头支架6左端的钩状部11与快速闭合件2的外圆弧表面的右侧的平面12接触并向下滑动，带动动触头7向下运动，从而实现动、静触头7、5错位移动。当钩状部11运动至外圆弧表面15时，手柄弹簧9的蓄能推动快速闭合件2迅速逆时针转动，触头支架6左端的钩状部11在外圆弧表面上迅速滑过，触头支架6上端与旋转件4接触，随着手柄1的继续转动，动触头7与静触头5断开。

在触头闭合过程中，动、静触头7、5之间的闭合域间隙FC1需保证在一定的小范围内变化，不能太小，否则容易引起动、静触头7、5过早接触，也不能过大，否则会造成触头弹跳和触头压力弹簧8过度压缩。运用Proe/Mechanism仿真，FC1在本实用新型的隔离开关的运动装置的数值变化曲线如图16所示，其示出了闭合域间隙（FC1）仿真曲线。该曲线的横坐标是手柄1的旋转角度，该曲线的纵坐标是闭合域间隙FC1。从曲线中可以看出，当触头支架6在快速闭合件2的外圆弧表面上滑动时，虽然手柄角度有大致60度的变化，但是闭合域间隙FC1在1.8－2.5mm间变化，因此，动触头基本保持稳定。因此，保证了在动、静触头快速闭合前的相对时间内，闭合域间隙值的稳定，有助于提高隔离开关的使用性能。

该隔离开关的运动装置是将四连杆传动和快速闭合件结合起来运用，快速闭合件采用外圆弧表面设计，可以有效防止触头压力弹簧的过度压缩，快速闭合件和触头支架接触的外圆弧表面设计可以保证动闭合运动过程中的动、静触头之间的距离，即闭合域间隙在一定范围内变化，从而实现动、静触头快速闭合和防止过早接触和弹跳，同时触头支架偏心铰接在旋转件上一起绕旋转件的旋转中心运动，可以实现动、静触头错位移动。

以上对本实用新型进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上的改变不应认为偏离了本实用新型保护的范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种隔离开关的运动装置，容置于绝缘壳体内，具有至少一个由触头支架（6）支承的动触头（7），所述动触头（7）适于与至少一个相对于所述壳体固定的静触头（5）配合，安装在所述壳体的轴上的手柄(1)，所述手柄（1）适于在触头的打开位置和闭合位置之间移动触头支架（6），所述触头支架（6）在所述手柄（1）的闭合操作开始时，保持所述动触头（7）在打开位置以储存能量，在所述手柄（1）转动经过所述手柄（1）的行程之后，释放所述动触头（7），以使得之前存储的能量引起所述动触头（7）和所述静触头（5）的快速闭合，其特征在于：所述触头支架（6）在所述手柄（1）的打开操作开始时，保持所述动触头（7）在闭合位置，并相对所述静触头（5）拉动所述动触头（7），以使得所述动触头（7）和所述静触头（5）分离前具有相对滑移运动。

2.根据权利要求1所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：所述隔离开关的运动装置还包括被所述手柄（1）旋转驱动的旋转件（4），所述触头支架（6）与所述旋转件（4）关于所述旋转件的旋转中心（14）偏心铰接。

3.根据权利要求1或2所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：所述隔离开关的运动装置还包括与所述手柄（1）同轴安装的快速闭合件（2），所述手柄（1）与所述快速闭合件（2）在所述手柄（1）的闭合操作过程中一同旋转，所述手柄（1）与所述快速闭合件（2）在所述手柄（1）的打开操作开始阶段相互分离。

4.根据权利要求3所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：所述手柄（1）与所述快速闭合件（2）通过手柄弹簧（9）连接，以将所述快速闭合件（2）向所述手柄（1）偏压。

5.根据权利要求4所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：所述旋转件（4）和所述触头支架（6）之间设置有触头压力弹簧（8）以当所述手柄（1）的闭合操作开始时储存能量，在所述手柄（1）转动经过所述手柄（1）的行程之后，释放所储存的能量。

6.根据权利要求5所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：所述触头支架（6）具有向外突出的钩状部（11），所述快速闭合件（2）具有相对于所述快速闭合件（2）的轴心偏心设置的外圆弧表面（15），当所述手柄（1）的闭合操作开始时，所述外圆弧表面（15）在所述触头支架（6）的钩状部所在的一侧滑动，所述钩状部（11）阻止所述快速闭合件（2）与所述触头支架（6）分离，保持所述动触头（7）在打开位置，所述触头压力弹簧（8）受到压缩，在所述手柄（1）转动经过所述手柄（1）的行程之后，所述钩状部（11）释放所述触头支架（6），所述快速闭合件（2）与所述触头支架（6）分离，所述触头压力弹簧（8）释放所储存的能量，所述动触头（7）与所述静触头（5）快速闭合。

7.根据权利要求6所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：所述快速闭合件（2）具有台阶部（12），所述台阶部（12）在所述手柄（1）的打开操作开始时，与所述钩状部（11）配合以阻碍所述触头支架（6）的转动运动，但允许所述手柄（1）向上拉动所述触头支架（6）。

8.根据权利要求7所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：所述触头支架（6）具有止挡部（20），所述旋转件（4）在所述触头压力弹簧（8）的偏压下抵靠在所述止挡部（20）上。

9.根据权利要求7所述的隔离开关的运动装置，其特征在于：在所述旋转件（4）和所述壳体之间设置有机械扭簧（10）以增加手柄（1）操纵力，且稳定隔离开关的打开或者闭合状态。

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