CN203644700U - 电开关的操作机构 - Google Patents

Abstract

一种电开关的操作机构，属于低压电器技术领域。包括第一、第二侧板；手动控制装置；由锁扣杆、上、下连杆和弹簧组件构成的脱扣装置，锁扣杆配设于上连杆上，锁扣杆和上连杆各与下连杆的上部配合，在第一侧板上开设第一限位槽，第二侧板上开设第二限位槽，上连杆由一对上连杆片构成，特点：第一、第二限位槽各具有第一、第二拐点，在一对上连杆片上各开设长圆形通孔，在长圆形通孔上设滑动轴，滑动轴的中部对应于一对上连杆片之间、两端穿过长圆形通孔后探入第一、第二限位槽中，弹簧组件的上端支承在滑动轴的中部。提高分闸速度和分断能力；减小动触头的回落距离。只要较小的弹簧力，就可以提供一个理想的保持力矩。保护操作机构的机械寿命。

Description

电开关的操作机构

技术领域

本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种电开关的操作机构。

背景技术

如业界所知之理，电开关的功用是保护电路，当检测到电路上存在诸如由短路或过载之类的情形引起的电气故障时，便自动断开电路，使动、静触头彼此斥开，分断电路中的故障大电流。在电开关中，通常配置有主弹簧，业界还称主弹簧为脱扣弹簧，利用主弹簧的释放能量来体现分断（也称分闸）速度和防止由电动斥力斥开后的动触头的回落。因此，分闸速度的快捷与否以及在分闸后能否充分防止动触头回落是考量电开关的一个重要技术指标。

在电开关的操作过程中，特别是在脱扣分闸过程中，动触头被大电流斥开，控制杆（习惯称为下连杆）在主弹簧的作用下需尽快到达最大打开位置，藉以阻止动、静触头再次闭合，因此对控制杆的打开速度的要求通常极为严苛。在由美国专利US6307455B1公开的电开关的操作机构的技术方案中：在电磁脱扣装置的打击力的作用下，控制杆与闭锁杆（习惯称为锁扣杆）解锁，同时推动稳定杆绕转轴转动，使稳定杆的上半部分与运动杆解锁，在脱扣弹簧的作用下，控制杆绕其旋转轴顺时针方向转动，摆动杆（习惯称为上连杆）绕其旋转轴作顺时针方向转动，同时带动手动控制部分即手动控制装置运动，直到摆动杆与控制杆碰触而限位。稳定杆推动辅助触头指示杆，使辅助触头到达脱扣位置，两端分别固定于上、下连杆上的主弹簧释放能量，同时被控制杆、摆动杆和手动控制部分吸收。

上述US6307455B1提供的技术方案存在的欠缺在于：不足以有效地防止斥开后的动触头回落，也就是说很难使斥开后的动触头可靠地保持在斥开位置，因为，虽然主弹簧（专利称脱扣弹簧）通过第一支撑点向控制杆施加有使动触头保持于分闸位置的保持力矩，但是，主弹簧同时通过第二支撑点向摆动杆施加有一个返回力矩，由于摆动杆最终被控制杆限位，因此，主弹簧通过摆动杆向控制杆施加了一个与打开力矩相反的力矩，从而使控制杆所受的总的保持力矩削弱，而控制杆的保持力矩的削弱对于阻止斥开后的动触头的回落是极为不利的。

其实，采用常规的设计思路可以弥补前述的欠缺，那就是以增大主弹簧的弹簧力来改善分闸速度和增大分闸位置的保持力，但是，此番设计已被实践证明会带来弊大于利的另类问题，所谓的“利”即为分闸速度得以提高以及分闸位置的保持效果能够改善，而所谓的“弊”即为对整个操作机构的机械寿命造成严重损害。因此，如何在脱扣分闸过程中既确保理想的分闸速度和有效地防止被斥开后的动触头回落又不致以损及整个操作机构的机械寿命这两者之间找到合理的平衡点成了业界关注的并且期取早日解决的技术问题，对此本申请人进行了长期的探索和实践，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本实用新型的任务在于提供一种无需依赖增大主弹簧的弹簧力的前提下在脱扣分闸过程中既有助于充分利用主弹簧释放的能量而藉以提高分闸速度和有效地避免被斥开后的动触头回落，又有利于保护操作机构的机械寿命的电开关的操作机构。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种电开关的操作机构，包括一第一侧板和第二侧板，该第一、第二侧板彼此面对面设置并且彼此连接在一起；一位于第一、第二侧板之间的手动控制装置；由锁扣杆、上、下连杆和弹簧组件构成的一脱扣装置，锁扣杆配设于上连杆上，并且锁扣杆和上连杆同轴枢转设置于第一、第二侧板之间，其中，锁扣杆与所述手动控制装置相对应，而上连杆与手动控制装置相连接，锁扣杆和上连杆各自与下连杆的上部相配合，而下连杆的下部枢轴设置在第一、第二侧板之间，在第一侧板上并且在对应于所述的弹簧组件的上端的部位开设有一第一限位槽，而所述的第二侧板上同样开设有一位置与所述第一限位槽相对应的并且形状与第一限位槽相同的第二限位槽，所述弹簧组件的上端支承在上连杆上，下端支承在所述的下连杆上，上连杆由彼此对置的形状相同的并且彼此相连接的一对上连杆片构成，其特征在于：所述的第一限位槽具有一个第一拐点，所述的第二限位槽具有一个第二拐点，第一拐点与第二拐点相对应，在所述的一对上连杆片上各开设有长圆形通孔，在长圆形通孔上设置有一滑动轴，该滑动轴的中部对应于一对上连杆片之间，而滑动轴的两端分别穿过长圆形通孔后分别探入第一限位槽和第二限位槽中，与第一限位槽和第二限位槽滑动配合，所述弹簧组件的上端支承在滑动轴的中部。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述下连杆由一对彼此对置的形状相同的并且彼此相连接的下连杆片构成，在该一对下连杆片的上部各构成有一第一连杆臂和一第二连杆臂，第一连杆臂与所述的锁扣杆相配合，第二连杆臂与所述的上连杆相配合，在第一连杆臂的顶部构成有一钩状突起，该钩状突起与所述的锁扣杆相配合，在一对下连杆上并且在对应于第一连杆臂和第二连杆臂之间的位置各开设有一开口，在所述的第一侧板朝向第二侧板的一侧以水平悬臂状态固定有一轴，该轴在穿过开口后与所述的第二侧板固定。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述手动控制装置由运动杆、稳定杆和第一弹簧构成，稳定杆包括第一、第二杆体和第二弹簧，第二杆体连同第一杆体枢轴设置于第一、第二侧板之间；在所述的第一侧板朝向第二侧板的一侧以水平悬臂状态固定有一轴，第一弹簧的一端挂置在轴上，另一端通过挂置在运动杆上，第二弹簧的一端挂置在稳定杆上，另一端挂置在轴上。

本实用新型提供的技术方案由于在第一侧板上开设了第一限位槽，同时在第二侧板上开设了第二限位槽，第一限位槽和第二限位槽上并且在彼此相对应的位置设有第一拐点、第二拐点，并且使弹簧组件的上端支承于一对上连杆片之间的滑动轴上，滑动轴在第一、第二限位槽上移动，于是，在脱扣过程中，由于第一拐点和第二拐点对滑动轴的作用，滑动轴在第一限位槽和第二限位槽中不移动，弹簧组件释放的能量全部转换到下连杆上，使下连杆快速运动到最大打开位置，使动静触头保持分离，从而提高分闸速度和分断能力；在动触头回落时，由于滑动轴在第一限位槽和第二限位槽中不移动，弹簧组件在动触头回落过程中被压缩，提供的打开力矩不断增大，从而减小动触头的回落距离。因此，弹簧组件只对下连杆施加一个触头打开方向的力，由于不存在已有技术中通过上连杆向下连杆施加一个反向的力，因而不会削弱弹簧组件提供的对触头系统的保持力矩，只要较小的弹簧组件的弹簧力，就可以提供一个理想的保持力矩。并且，在达到上述效果的情况下，未增加弹簧组件的弹簧力，因而保护了操作机构的机械寿命。

附图说明

图1为本实用新型电开关的操作机构的立体分解结构图。

图2为图1所示的锁扣杆的详细结构图。

图3为图1所示的上连杆的详细结构图。

图4为图1所示的下连杆的详细结构图。

图5为图1所示的手动操作装置的运动杆的后侧示意图。

图6为本实用新型电开关的操作机构处于就绪（储能合闸）状态的示意图。

图7为本实用新型电开关的操作机构处于脱扣状态的示意图。

图8为本实用新型电开关的操作机构处于断开状态的示意图。

具体实施方式

请见图1，依据公知的常识，作为电开关，除了操作机构外还具有壳体、磁通变换机构和触头机构等，由于这些部件属于公知技术，因此申请人仅在图1中示出了包括电磁脱扣器91的磁通变换机构9。给出的第一侧板1和第二侧板2的形状基本相同，两者彼此对应设置并且两者之间用图中示意的但数量并不限于图中所示数量的第一、第二铆固轴14、18和轴12铆合连接。在第一侧板1上开设有第一移动槽13a和第二移动槽13b，在第二侧板2上开设有第三移动槽23a和第四移动槽23b。前述的第三移动槽23a与第一移动槽13a相对应，而前述的第四移动槽23b与第二移动槽13b相对应。

在第一侧板1的上部并且偏一侧开设有一弧形的第一限位槽11，在该第一限位槽11上具有第一拐点113（也可称转折点），与此相适应地，在第二侧板2上开设有一同样为弧形的第二限位槽21，该第二限位槽21具有第二拐点213（也可称转折点），该第二限位槽21在第二侧板2上的位置与第一限位槽11在第一侧板1上的位置相对应。

请继续见图1，给出了电开关的操作机构的手动控制装置7，该手动控制装置7由运动杆71、稳定杆72和第一弹簧724构成，在运动杆71的高度方向的两侧即分别朝向第一、第二侧板1、2的一侧各延伸有一对移动突起712，其中，朝向第一侧板1的一侧的一对移动突起712分别与前述的第一、第二移动槽13a、13b相配合，即分别伸入于第一、第二移动槽13a、13b内，而朝向第二侧板2的一侧的一对移动突起712与前述的第三、第四移动槽23a、23b相配合，即置入于第三、第四移动槽23a、23b中。在运动杆71的高度方向的上部开设有一供稳定杆72探入的稳定杆配置槽713，而下部开设有一用于供杠杆8的一端容纳的杠杆槽，稳定杆配置槽713的顶部具有一限位块平台7131，在运动杆71的底部开设有一第一弹簧定位孔，在运动杆71的一侧并且对应于前述的稳定杆配置槽713的一侧的槽口部位的偏上方延伸有一悬臂轴头711。稳定杆72包括第一、第二杆体721、722、第二弹簧725和第三弹簧726，第二杆体722携第一杆体721枢轴设置于第一、第二侧板1、2之间，具体是：在第二杆体722的高度方向的一侧的近中部开设有第一枢置孔723，由前述的第二铆固轴15穿入第一枢置孔723，从而使第二杆体722携即连同第一杆体721枢轴设置于第二铆固轴15上；在第二杆体722的高度方向的一侧的上部即对应于第一枢置孔723的上方突设有一作用块7221，该作用块7221与下面还要详细说明的锁扣杆3相对应；第一弹簧724的一端挂置在轴18上，另一端通过第一弹簧定位孔挂置在运动杆71上，第二弹簧725一端通过第二杆体722底部的第二弹簧定位孔挂置在稳定杆72上，另一端挂置在轴18上，第三弹簧726挂置在第一杆体721上。

请见图2并且结合图1，在锁扣杆3的上端的居中部位具有一工作块32，由电磁脱扣器91打击工作块32，使工作块32运动，进而由工作块32打击前述的作用块7221。在锁扣杆3上并且位于工作块32的下方的对应两侧各延伸有一锁扣致动轴头33，锁扣致动轴头33与下面还要详细说明的上连杆4的一对上连杆片41相对应，由一对上连杆片41推动。在锁扣杆3的下端的对应两侧的壁体上各延伸有一锁扣轴头34，并且在锁扣杆3上开设有一第一枢轴孔31。

请见图3，给出了上面已提及的上连杆4的结构，该上连杆4由一对彼此对置的并且形状相同的上连杆片41构成，一对上连杆片41由至少一根上连接片连接轴410铆接连接，各上连杆片41上开设有一第二枢轴孔414，第二枢轴孔414与前述的第一枢轴孔31相对应，图1中示出的第一铆固轴14穿过第一、第二枢轴孔31、414，从而使锁扣杆3与上连杆4以同轴方式枢轴设置于第一、第二侧板1、2之间。在各上连杆片41的上端构成有一鸟头状突起412，各上连杆片41上开设有长圆形通孔411，在长圆形通孔411上设置有一滑动轴413，该滑动轴413的中部对应于一对上连杆片41之间，而滑动轴413的两端分别穿过长圆形孔411后分别探入第一限位槽11和第二限位槽21中，在一对上连杆片41的下端各延伸有一长腿415。

请见图4，下连杆5由一对彼此对置的并且形状相同的下连杆片51构成，一对下连杆片51由三根下连杆片铆接轴511铆接连接，在各下连杆片51的上部具备有第一、第二连杆臂512、513，其中，在第一连杆臂512的顶端形成有一钩状突起5121，钩状突起5121与前述的锁扣轴头34相配合。当本实用新型的电开关的操作机构处于锁扣状态，则钩状突起5121与锁扣轴头34相扣合，即钩状突起5121扣合在锁扣轴头34上。在各下连杆片51的下端开设有第三枢轴孔515，由第一侧板1上的销轴12伸入第三枢轴孔515从而使一对下连杆片51枢轴设置于第一、第二侧板1、2之间。弹簧组件6的下端支撑在三根铆接轴511中的最下端的一根上。一对下连杆片51上并且在对应于第一连杆臂512和第二连杆臂513之间的位置各开设有一开口514，前述的轴16穿设在该开口514中，并且两端分别固定在第一、第二侧板1、2上。

请继续见图1，在图1中给出了上面已提及的杠杆8，该杠杆8通过孔82和轴12枢设在两个侧板之间，杠杆8随前述的运动杆71的运动而转动。

上面提及的开设在第一侧板1上的第一限位槽11和开设在第二侧板2上的第二限位槽21用于与弹簧组件6相配合，具体而言，弹簧组件6的上端支承在前述的滑动轴413的中部，而下端支承在下连杆5上。

请见图5至图8，申请人描述本发明的工作原理，首先描述脱扣分闸过程，当电开关处于正常工作状态时，则操作机构处于储能合闸状态，如图6，下连杆5的一对下连杆片51的第一连杆臂512顶部的钩状突起5121被锁扣杆3上的锁扣轴头34锁住，即钩状突起5121钩挂在锁扣轴头34上。稳定杆72上的第一杆体721的凸设部7211正好扣在运动杆71上的槽7131（图5示）处。运动杆71滑动到下方，此时第一弹簧724和第二弹簧725处于拉伸状态，机构处于稳定状态。

当机构接收到脱扣信号后进行脱扣动作，其过程如下（结合图6、图7）：脱扣装置9接收到脱扣信号后，电磁脱扣器91在弹簧的推动下释放并推动锁扣杆3转动，锁扣杆3与下连杆5解锁，下连杆5在弹簧组件6的作用下绕轴12快速转动，直到下连杆5上的开口514（也可称弧形孔）撞到起限位作用的轴16为止，下连杆5上的三根下连杆片铆接轴511中的最下面的一根下连杆片铆接轴推动由图6示意的挡板10，挡板10再推动动触头组件20向下运动，达到分闸的目的，为了保证分闸的可靠性，需将作为主弹簧的弹簧组件6的作用力全部作用在触头上，而弹簧的另一端此时是静止的，这样便消除了触头的回弹对下连杆5的冲击，促使下连杆5快速进入稳定状态。紧接着，锁扣杆3与下连杆5解锁后，锁扣杆3继续在电磁脱扣器91的推动下转动，并推动稳定杆72的作用块7221，使稳定杆72与运动杆71解锁（凸设部7211与限位块平台7131分离），此时在第一弹簧724的作用下，运动杆71向上运动，由悬臂轴头711通过开口40致动上连杆4，并使上连杆4转动，上连杆4转动时驱动滑动轴413克服其与侧板1和侧板2上第一、第二限位槽11、12的摩擦力，第一、第二拐点113、213对其的作用力，使得滑动轴413沿上连杆4上的长圆形通孔411产生一定的位移并沿所述第一、第二限位槽11、12转动过第一、第二拐点113、213，然后滑动轴413在弹簧组件6弹簧力的推动下到达第一、第二限位槽11、12的中间位置，此时上连杆4的长腿415与下连杆5的第二连杆臂513相互抵靠处于平衡状态。运动杆71也动作到一定位置，并通过操作手柄对外显示脱扣位置状态。

脱扣后，进行手动复位操作，其过程如下(结合图7、图8)：复位时，手动操作操作手柄带动运动杆71向上动作，运动杆71带动上连杆4顺时针转动，一方面，上连杆4下端带动下连杆5逆时针转动；另一方面，上连杆4上端推动电磁脱扣器91使磁通变换器9复位并推动锁扣杆3顺时针转动，当运动杆71动作到一定位置以后，下连杆5与锁扣杆3接触并锁扣。另外，运动杆71向上动作过程中，带动杠杆8顺时针转动，杠杆8推动推动挡板10，挡板10再推动动触头组件20向下运动，复位结束后，主回路仍然处于分闸状态。

为了要使主回路合闸，机构必须从断开复位位置动作到就绪（储能合闸）位置，其过程如下(结合图6、图8)：手动操作操作手柄带动运动杆71向下动作，运动杆71带动上连杆4逆时针转动并推动滑动轴413沿侧板上的第一、第二限位槽11、12动作，在动作过程中使弹簧组件6进行储能，最终滑动轴413动作过第一、第二限位槽11、12上的第一、第二拐点113、114后到达就绪位置，此时，稳定杆72与运动杆71也锁扣，使机构稳定保持在就绪位置。然后，电磁铁动作后，主回路便处于合闸状态。

Claims (3)

1.一种电开关的操作机构，包括一第一侧板(1)和第二侧板(2)，该第一、第二侧板(1、2)彼此面对面设置并且彼此连接在一起；一位于第一、第二侧板(1、2)之间的手动控制装置(7)；由锁扣杆(3)、上、下连杆(4、5)和弹簧组件(6)构成的一脱扣装置，锁扣杆(3)配设于上连杆(4)上，并且锁扣杆(3)和上连杆(4)同轴枢转设置于第一、第二侧板(1、2)之间，其中，锁扣杆(3)与所述手动控制装置(7)相对应，而上连杆(4)与手动控制装置(7)相连接，锁扣杆(3)和上连杆(4)各自与下连杆(5)的上部相配合，而下连杆(5)的下部枢轴设置在第一、第二侧板(1、2)之间，在第一侧板(1)上并且在对应于所述的弹簧组件(6)的上端的部位开设有一第一限位槽(11)，而所述的第二侧板(2)上同样开设有一位置与所述第一限位槽(11)相对应的并且形状与第一限位槽(11)相同的第二限位槽(21)，所述弹簧组件(6)的上端支承在上连杆(4)上，下端支承在所述的下连杆(5)上，上连杆(4)由彼此对置的形状相同的并且彼此相连接的一对上连杆片(41)构成，其特征在于：所述的第一限位槽(11)具有一个第一拐点(113)，所述的第二限位槽(21)具有一个第二拐点(213)，第一拐点(113)与第二拐点(213)相对应，在所述的一对上连杆片(41)上各开设有长圆形通孔(411)，在长圆形通孔(411)上设置有一滑动轴(413)，该滑动轴(413)的中部对应于一对上连杆片(41)之间，而滑动轴(413)的两端分别穿过长圆形通孔(411)后分别探入第一限位槽(11)和第二限位槽(21)中，与第一限位槽(11)和第二限位槽(21)滑动配合，所述弹簧组件(6)的上端支承在滑动轴(413)的中部。

2.根据权利要求1所述的电开关的操作机构，其特征在于所述下连杆(5)由一对彼此对置的形状相同的并且彼此相连接的下连杆片(51)构成，在该一对下连杆片(51)的上部各构成有一第一连杆臂(512)和一第二连杆臂(513)，第一连杆臂(512)与所述的锁扣杆(3)相配合，第二连杆臂(513)与所述的上连杆(4)相配合，在第一连杆臂(512)的顶部构成有一钩状突起(5121)，该钩状突起(5121)与所述的锁扣杆(3)相配合，在一对下连杆(51)上并且在对应于第一连杆臂(512)和第二连杆臂(513)之间的位置各开设有一开口(514)，在所述的第一侧板(11)朝向第二侧板(12)的一侧以水平悬臂状态固定有一轴(16)，该轴(16)在穿过开口(511)后与所述的第二侧板(2)固定。

3.根据权利要求1所述的电开关的操作机构，其特征在于所述手动控制装置(7)由运动杆(71)、稳定杆(72)和第一弹簧(724)构成，稳定杆(72)包括第一、第二杆体(721、722)和第二弹簧(725)，第二杆体(722)连同第一杆体(721)枢轴设置于第一、第二侧板(1、2)之间；在所述的第一侧板(11)朝向第二侧板(12)的一侧以水平悬臂状态固定有一轴(18)，第一弹簧(724)的一端挂置在轴(18)上，另一端通过挂置在运动杆(71)上，第二弹簧(725)的一端挂置在稳定杆(72)上，另一端挂置在轴(18)上。

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