CN203826330U - 用于控制与保护开关的节能锁扣装置 - Google Patents

Abstract

一种用于控制与保护开关的节能锁扣装置,包括锁扣单元和联动节能单元，锁扣单元包括固定在电磁铁的动铁芯上并随动铁芯往复移动且成型有用于锁扣的锁扣端的锁扣件，以及设置在电磁铁的外壳体上的锁扣板，锁扣板上成型有与锁扣端配合的锁扣槽；当电磁铁的线圈通电动铁芯移动至吸合静铁芯时，锁扣槽与锁扣端形成防止锁扣端向动铁芯脱离静铁芯方向移动的锁扣结构，此时，与动铁芯联动的联动节能单元动作并控制线圈断电。本实用新型在主回路接通后通过锁扣装置锁定动铁芯，而线圈不带电，实现了真正意义上的节能环保，并且机械式的锁扣装置工作可靠，大大提高了控制与保护开关的工作稳定性。

Description

用于控制与保护开关的节能锁扣装置

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体涉及一种用于控制与保护开关的节能锁扣装置。

背景技术

控制与保护开关，英文缩写为CPS，采用模块化的单一产品结构形式，集成了传统的断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、起动器、隔离器等主要功能，具有远距离自动控制和就地直接人力控制功能，具有面板指示及机电信号报警功能，具有过压欠压保护功能，还具有断相缺相保护功能以及协调配合的时间-电流保护特性等。控制与保护开关从其结构和功能上来说，已不再是接触器、或断路器、或热继电器等单个产品，而是一套控制保护系统。它的出现从根本上解决了传统的采用分立元器件(通常是断路器或熔断器+接触器+过载继电器)由于选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题，特别是克服了由于采用不同考核标准的电器产品之间组合在一起时，保护特性与控制特性配合不协调的现象，极大地提高了控制与保护系统的运行可靠性和连续运行性能。

目前，控制与保护开关的开关电磁系统通常采用交流保持吸合的工作模式，交流保持吸合力大，开关工作稳定，然而该种方式的缺陷是开关长时间工作时，吸合线圈必须长时间通电，经过测算，现有市场上类似产品的交流电磁铁功耗平均在30-40W左右，长时间通电必然消耗大量电能。

现有技术中还有一种采用永磁技术来节能的控制与保护开关，如中国专利CN101459018B公开了一种控制与保护开关电器，其基座上设置永磁驱动机构及与永磁驱动机构相适应的控制电路，工作合闸时脉冲产生的磁力及在动铁芯上产生的电动力使动铁芯运动并与静铁芯吸合构成闭合磁路，同时使主回路接通，闭合后靠永磁体的磁吸力保持开关的吸合，断电时反向磁力及在动铁芯上产生的反向电动力抵消永磁体的磁吸合力，在分闸拉簧的作用下使主回路断开。

该现有技术因线圈不用长时间通电工作而节约大量电能，然而，该现有技术在实际使用中仍存在以下问题：1.在该现有技术中，开关通电工作，在遭遇强烈震动时，永磁体与动铁芯的吸合在弹簧拉力作用下容易脱开，导致开关工作不稳定；2.在该现有技术中，采用永磁体技术导致开关电控部分及电磁铁部分结构复杂，制造成本高。

综上，如何提供一种结构简单、成本低，而且工作时稳定性好，又能节省大量电能的控制与保护开关是现有技术中未能解决的技术难题。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中的节能型控制与保护开关工作稳定性差、结构复杂以及制造成本高的问题，从而提供一种结构简单、成本低，用于控制与保护开关中不仅使开关工作稳定性好，而且还能节省大量电能的节能锁扣装置。

进一步提供一种用于控制与保护开关中，使开关工作遭遇强烈震动时吸合状态的动铁芯不会出现晃动的节能锁扣装置，从而可以进一步提高开关工作稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于控制与保护开关的节能锁扣装置,包括

锁扣单元，所述锁扣单元包括

锁扣件，固定在电磁铁的动铁芯上并随所述动铁芯往复移动，所述锁扣件上成型有用于锁扣的锁扣端；

锁扣板，设置在电磁铁的外壳体上，所述锁扣板上成型有与所述锁扣端配合的锁扣槽，以使所述电磁铁的线圈通电，所述动铁芯克服第一弹簧弹力移动至吸合静铁芯时，所述锁扣槽与所述锁扣端形成防止所述锁扣端向所述动铁芯脱离所述静铁芯方向移动的锁扣结构；

联动节能单元，与所述动铁芯联动并在所述动铁芯移动至吸合所述静铁芯时控制所述线圈断电。

上述节能锁扣装置中，所述锁扣单元还包括用于锁紧所述锁扣结构中的所述锁扣端而使其不会出现晃动的锁紧机构。

上述节能锁扣装置中，所述锁扣板可转动地设置在所述电磁铁的上盖上；所述锁紧机构包括施加给所述锁扣结构中的锁扣端一个锁紧力矩使其不会从所述锁扣槽的开口处脱出的弹力件。

上述节能锁扣装置中，所述电磁铁的上盖上设置有枢轴，所述锁扣板成型有套设于所述枢轴的枢转孔。

上述节能锁扣装置中，所述弹力件为一端连接所述锁扣板，另一端连接包围所述电磁铁的支架的第二弹簧，所述第二弹簧处于拉伸状态。

上述节能锁扣装置中，所述锁扣单元还包括用于所述锁扣端方便滑入所述锁扣槽中形成所述锁扣结构的引导机构。

上述节能锁扣装置中，所述引导机构为所述锁扣板上位于所述锁扣槽靠近所述锁扣件一侧成型的引导斜面，所述引导斜面与所述锁扣槽的开口边缘连接；所述锁扣端在所述电磁铁吸合前抵靠所述引导斜面，在所述电磁铁吸合时克服所述弹力件施加的所述锁紧力矩推动所述锁扣板转动并沿所述引导斜面滑动，直至经过所述锁扣槽的开口边缘连接处后，所述锁扣板回转使所述锁扣端卡入到所述锁扣槽中形成所述锁扣结构。

上述节能锁扣装置中，所述联动节能单元包括与所述动铁芯联动的臂力座以及与所述线圈电连接的微动开关，所述臂力座在所述电磁铁吸合前按压所述微动开关，在所述电磁铁吸合后随所述动铁芯动作脱离所述微动开关从而使所述线圈断电。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本实用新型的节能锁扣装置，包括锁扣单元，锁扣单元中的锁扣件固定在动铁芯上并随动铁芯往复移动，锁扣件上成型有用于锁扣的锁扣端，锁扣单元中的锁扣板设置在电磁铁的外壳体上，锁扣板上成型有与锁扣端相配合的锁扣槽，当电磁铁通电吸合时，动铁芯被吸合克服第一弹簧的弹力向静铁芯移动，直至移动至与静铁芯吸合一起后，随动铁芯移动的锁扣件的锁扣端卡入到锁扣槽中形成防止锁扣端向动铁芯脱离静铁芯方向移动的锁扣结构，此时，联动节能单元受动铁芯驱动控制线圈断电，本实用新型的节能锁扣装置实现了真正意义上的节能环保，开关吸合后，通过机械式的锁扣结构锁定动铁芯，并由联动节能单元控制线圈断电，实现了电磁铁的节能；另外，机械式的锁扣结构与现有技术中永磁体吸合方式相比，在遭遇强烈震动时，动静铁芯不会脱开，工作稳定性大大提高，并且本实用新型的节能锁扣装置结构简单，制造成本低，适于推广应用。

2.本实用新型的节能锁扣装置，还包括用于锁紧所述锁扣结构中的所述锁扣端而使其不会出现晃动的锁紧机构，通过锁紧机构的设置使得开关的工作稳定性进一步提高。

3.本实用新型的节能锁扣装置，所述锁扣单元还包括用于所述锁扣端方便滑入所述锁扣槽中形成所述锁扣结构的引导机构，通过引导机构的设置使得设置有锁扣件的动铁芯动作更顺畅，减少了机构的磨损，有利于提高开关的使用寿命。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型节能锁扣装置的结构示意图；

图2是本实用新型节能锁扣装置、电磁铁以及包围电磁铁的支架的装配示意图；

图3是图1另一视角的装配图；

图4是本实用新型节能锁扣装置中锁扣板的结构示意图；

图5是采用本实用新型节能锁扣装置的控制与保护开关的部分结构图。

附图标记说明：

1-电磁铁，11-动铁芯，12-静铁芯，13-上盖，13a-枢轴；

21-锁扣件，211-锁扣端，22-锁扣板，221-锁扣槽，221a-开口，222-引导斜面，223-枢转孔，224-主控点，23-第二弹簧；

31-臂力座，32-微动开关；

5-支架；

61-第一弹簧；

71-旋钮，72-驱动件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，是本实用新型的用于控制与保护开关的节能锁扣装置的优选实施例,所述节能锁扣装置包括锁扣单元和联动节能单元，其中，所述锁扣单元包括锁扣件21，所述锁扣件21固定在电磁铁1的动铁芯11上并随所述动铁芯11往复移动，所述锁扣件21上成型有用于锁扣的锁扣端211。所述锁扣单元包括锁扣板22，如图2和图3所示，所述锁扣板22设置在电磁铁1的外壳体上，所述锁扣板22上成型有与所述锁扣端211配合的锁扣槽221，以使所述电磁铁1的线圈通电，所述动铁芯11克服第一弹簧61弹力移动至吸合静铁芯12时，所述锁扣槽221与所述锁扣端211形成防止所述锁扣端211向所述动铁芯11脱离所述静铁芯12方向移动的锁扣结构；所述联动节能单元与所述动铁芯11联动并在所述动铁芯11移动至吸合所述静铁芯12时控制所述线圈断电。

需要说明的是，在本实施例中，所述锁扣件21与所述动铁芯11一体成型，一体成型方式提高了节能锁扣装置生产、安装效率，然而本实用新型并不限于锁扣件21与动铁芯11一体成型，在其他实施例中，所述锁扣件21还可以通过固定结构安装在所述动铁芯11上，所述固定结构可以是焊接结构、卡接结构等。在本实施例中，所述锁扣板22与所述电磁铁1的外壳体分体设置，但是在其他实施例中，所述锁扣板22还可以与所述电磁铁1的外壳体一体设置。

采用本实施例节能锁扣装置的控制与保护开关，当电磁铁1通电吸合时，所述动铁芯11克服第一弹簧61的弹性拉力移动至与所述静铁芯吸合，随所述动铁芯11移动的所述锁扣件21，其锁扣端211卡入到所述锁扣槽中形成防止所述锁扣端向所述动铁芯脱离所述静铁芯方向移动的锁扣结构，此时，联动节能单元受所述动铁芯11驱动控制线圈断电，从而实现开关的高效节能。由于开关工作时，电磁铁中没有电流，故采用本实施例节能锁扣装置的控制与保护开关工作时不会出现电流噪声，也没有电磁铁产生的热量。另外，采用机械式的锁扣结构的开关与现有技术中采用永磁体吸合方式的开关相比，工作状态下遭遇强烈震动时，采用本实施例节能锁扣装置的控制与保护开关的动静铁芯不会出现脱开的现象，从而使其工作稳定性大大提高，并且本实施例的节能锁扣装置结构简单，制造成本低，适于在控制与保护开关领域推广应用。

为了进一步提高本实施例的节能锁扣装置的工作稳定性，如图2所示，所述锁扣单元还包括用于锁紧所述锁扣结构中的所述锁扣端211而使其不会出现晃动的锁紧机构。通过所述锁紧机构的设置使得本实施例的节能锁扣装置在遭遇强烈震动时，成型有锁扣件的所述动铁芯不会受强烈震动的影响而出现晃动。

具体地，在本实施例中，如图2和图3所示，所述锁扣板22可转动地设置在所述电磁铁1的上盖13上。所述锁紧机构包括施加给所述锁扣结构中的锁扣端211一个锁紧力矩使其不会从所述锁扣槽221的开口221a处脱出的弹力件。

在本实施例中，所述锁扣板22可转动地设置在上盖13上是这样实现的：所述电磁铁1的上盖13上设置有枢轴13a，所述锁扣板22成型有套设于所述枢轴13a的枢转孔223，所述锁扣板22可绕所述枢轴13a转动。

作为本实用新型中所述弹力件的优选实施例，如图2所示，所述弹力件为一端连接所述锁扣板22，另一端连接包围所述电磁铁1的支架5的第二弹簧23，所述第二弹簧23处于拉伸状态。处于拉伸状态的所述第二弹簧23通过作用在所述锁扣板22上的所述锁紧力矩传递给所述锁扣结构中所述锁扣端221，从而使所述锁扣端221锁紧在所述锁扣槽222中。

为了使得所述电磁铁1吸合时所述动铁芯11向所述静铁芯12移动更顺畅，在本实施例中，如图1-3所示，所述锁扣单元还包括用于所述锁扣端211方便滑入所述锁扣槽221中形成所述锁扣结构的引导机构。

进一步地，在本实施例中，如图4所示，所述引导机构为所述锁扣板22上位于所述锁扣槽221靠近所述锁扣件21一侧成型的引导斜面222，所述引导斜面222与所述锁扣槽221的开口221a边缘连接。所述锁扣端211在所述电磁铁1吸合前抵靠所述引导斜面222，在所述电磁铁1吸合时克服所述第二弹簧施加的所述锁紧力矩推动所述锁扣板22转动并沿所述引导斜面222滑动，直至经过所述锁扣槽221的开口221a边缘连接处后，所述锁扣板22回转使所述锁扣端卡入到所述锁扣槽221中形成所述锁扣结构。

如图2所示，所述联动节能单元包括与所述动铁芯11联动的臂力座31以及与所述线圈电连接的微动开关32，所述臂力座31在所述电磁铁1吸合前按压所述微动开关32，在所述电磁铁1吸合后随所述动铁芯11动作脱离所述微动开关32从而使所述线圈断电。

以下结合附图进一步说明本实施例的节能锁扣装置的工作过程：

如图5所示，所述节能锁扣装置处于未锁扣状态，此时，所述线圈未通电，所述动铁芯11与所述静铁芯12未吸合，所述节能锁扣装置中锁扣单元的锁扣件21抵靠在所述锁扣板22的引导斜面222上，所述联动节能单元的臂力座31按压在所述微动开关的按钮上。

此时，所述线圈通电，所述静铁芯12产生电磁吸力，所述动铁芯11在电磁吸力作用下克服所述第一弹簧61的弹力向所述静铁芯12移动，成型在所述动铁芯11上的锁扣件21随所述动铁芯11一同移动，所述锁扣件21的锁扣端211沿着所述锁扣板22的引导斜面222滑动并推动所述锁扣板22转动，在本实施例中，锁扣板22逆时针转动，当所述动铁芯移动至与所述静铁芯吸合时，所述锁扣件21的锁扣端211超过所述锁扣槽221的开口221a的边缘连接处后，所述第二弹簧23施加给所述锁扣板22的锁紧力矩使锁扣板22回转，即顺时针转动，从而使锁扣件卡入到锁扣槽中形成锁扣结构，与此同时，在所述动铁芯11的带动下，按压在所述微动开关32上的所述臂力座31脱离所述微动开关32，使微动开关32关闭，所述微动开关的关闭使所述电磁铁1的线圈断电，所述动铁芯移动至吸合所述静铁芯时控制主回路闭合，所述节能锁扣装置经过上述动作过程后如图2所示。

在图2中示出的节能锁扣装置锁扣状态下，通过外力推动所述锁扣板22使锁扣板逆时针转动，当锁扣板22转动至其锁扣槽221的开口221a与所述锁扣端211正对时，所述动铁芯以及其上成型的所述锁扣件21脱离了束缚，从而快速地向脱离所述静铁芯的方向移动，所述动铁芯的移动又带动所述臂力座31向相反方向动作，所述臂力座31又重新按压在所述微动开关上，所述动铁芯脱离所述静铁芯后控制主回路断开。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于控制与保护开关的节能锁扣装置,其特征在于：包括

锁扣单元，所述锁扣单元包括

锁扣件(21)，固定在电磁铁(1)的动铁芯(11)上并随所述动铁芯(11)往复移动，所述锁扣件(21)上成型有用于锁扣的锁扣端(211)；

锁扣板(22)，设置在电磁铁(1)的外壳体上，所述锁扣板(22)上成型有与所述锁扣端(211)配合的锁扣槽(221)，以使所述电磁铁(1)的线圈通电，所述动铁芯(11)克服第一弹簧(61)弹力移动至吸合静铁芯(12)时，所述锁扣槽(221)与所述锁扣端(211)形成防止所述锁扣端(211)向所述动铁芯(11)脱离所述静铁芯(12)方向移动的锁扣结构；

联动节能单元，与所述动铁芯(11)联动并在所述动铁芯(11)移动至吸合所述静铁芯(12)时控制所述线圈断电。

2.根据权利要求1所述的节能锁扣装置，其特征在于：所述锁扣单元还包括用于锁紧所述锁扣结构中的所述锁扣端(211)而使其不会出现晃动的锁紧机构。

3.根据权利要求2所述的节能锁扣装置，其特征在于：所述锁扣板()可转动地设置在所述电磁铁(1)的上盖(13)上；

所述锁紧机构包括施加给所述锁扣结构中的锁扣端一个锁紧力矩使其不会从所述锁扣槽(221)的开口(221a)处脱出的弹力件。

4.根据权利要求3所述的节能锁扣装置，其特征在于：所述电磁铁(1)的上盖(13)上设置有枢轴(13a)，所述锁扣板(22)成型有套设于所述枢轴(13a)的枢转孔(223)。

5.根据权利要求4所述的节能锁扣装置，其特征在于：所述弹力件为一端连接所述锁扣板(22)，另一端连接包围所述电磁铁(1)的支架(5)的第二弹簧(23)，所述第二弹簧(23)处于拉伸状态。

6.根据权利要求5所述的节能锁扣装置，其特征在于：所述锁扣单元还包括用于所述锁扣端(211)方便滑入所述锁扣槽(221)中形成所述锁扣结构的引导机构。

7.根据权利要求6所述的节能锁扣装置，其特征在于：所述引导机构为所述锁扣板(22)上位于所述锁扣槽(221)靠近所述锁扣件(21)一侧成型的引导斜面(222)，所述引导斜面(222)与所述锁扣槽(221)的开口(221a)边缘连接；

所述锁扣端(211)在所述电磁铁(1)吸合前抵靠所述引导斜面(222)，在所述电磁铁(1)吸合时克服所述弹力件施加的所述锁紧力矩推动所述锁扣板(22)转动并沿所述引导斜面(222)滑动，直至经过所述锁扣槽(221)的开口(221a)边缘连接处后，所述锁扣板(22)回转使所述锁扣端卡入到所述锁扣槽(221)中形成所述锁扣结构。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的节能锁扣装置，其特征在于：所述联动节能单元包括与所述动铁芯(11)联动的臂力座(31)以及与所述线圈电连接的微动开关(32)，所述臂力座(31)在所述电磁铁(1)吸合前按压所述微动开关(32)，在所述电磁铁(1)吸合后随所述动铁芯(11)动作脱离所述微动开关(32)从而使所述线圈断电。