CN207587673U - 可翻转动触头组件和开关电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可翻转动触头组件和开关电器。可翻转动触头组件枢转安装于壳体内，所述可翻转动触头组件包括枢转连接于壳体内的大转轴，枢转连接在大转轴上的动触头，动触头通过触头弹簧安装在大转轴上，大转轴带动动触头转动与安装于壳体内的静触头接触配合，所述动触头的一端连接有第一限位结构，所述大转轴上设有与第一限位结构转动配合的第二限位结构，短路时，动触头与静触头之间产生电动斥力带动动触头相对于大转轴转动与静触头分离，且使动触头的第一限位结构与大转轴上的第二限位结构限位配合。

Description

可翻转动触头组件和开关电器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，特别涉及一种可翻转动触头组件和开关电器。

背景技术

塑料外壳式断路器作为一种开关电器，塑料外壳式断路器(以下简称断路器)在供配电线路中除了能正常接通及断开线路中的电流外，还可在线路中遇到过载或短路故障时能自动切断电源，对导电线路、线路中的用电设备及供电电源起到保护作用。

额定极限短路分断能力是断路器技术指标中的一项非常关键指标，它表示断路器在供配电线路中能分断短路电流的大小，也决定了断路器在供配电线路中的使用范围。一般情况下，要求供配电线路中断路器的额定极限短路分断能力要大于其所在线路中可能产生的最大短路电流。

采用限流技术是目前提高断路器额定极限短路分断能力最为广范而又非常有效的措施。目前最常用的限流技术就是利用触头之间的电动斥力(电动斥力的大小除与线路中电短路电流的大小有关外，还与动、静触头的结构有关)：当断路器所保护的线路出现短路电流时，动静触头之间因电动斥力会迅速斥开，并在两触头间产生电弧，电弧是由一些带有正负电荷离子的气体组成，有较高的电阻，它可以将断路器在线路中的预期短路电流限制在一较低的范围之内，使断路器在分断短路电流时不会因为短路电流太大而遭受损坏。

断路器动静触头在电动斥力作用下迅速斥开，为达到限流的目的，就要求断路器的动触头或静触头或两个在结构上能绕一轴转动，现有技术主要存在以下缺陷：

a、静触头采用可翻转结构，此结构不仅要增加便于静触头安装固定、正常旋转、以及与动触头可靠接触的相关零部件，还需要给静触头的翻转留下足够的活动空间，因此要求断路器的壳体要比其他产品的要高、整个产品的体积也将增大。除此外，采用这种结构的产品在装配时工序较多。

b、动触头采用可翻转的，动触头翻转后在触头弹簧的作用下能够自动复位，采用这种结构的断路器，当其所保护的线路遇到短路电流时，动触头被斥开后在触头弹簧的作用下很快复位，容易造成触头间的电弧持续燃烧，或电弧熄灭后又重新复燃，这将会对断路器的触头以及断路器内部的其他零部件造成更大的烧损。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单紧凑，性能安全稳定，装配方便快捷的可翻转动触头组件和开关电器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种可翻转动触头组件，可翻转动触头组件枢转安装于壳体1内，所述可翻转动触头组件包括枢转连接于壳体1内的大转轴2，枢转连接在大转轴2上的动触头5，动触头5通过触头弹簧4安装在大转轴2上，大转轴2带动动触头5转动与安装于壳体1内的静触头6接触配合，所述动触头5的一端连接有第一限位结构，所述大转轴2上设有与第一限位结构转动配合的第二限位结构，短路时，动触头5与静触头6之间产生电动斥力带动动触头5相对于大转轴2转动与静触头6分离，且使动触头5的第一限位结构与大转轴2上的第二限位结构限位配合。

进一步，所述大转轴2上设有用于安装动触头5的动触头安装腔21，动触头5通过枢转连接轴7枢转安装于大转轴2上，触头弹簧4的中部套装于枢转连接轴7上，动触头5和触头弹簧4安装于动触头安装腔21后通过枢转连接轴7安装于大转轴2上，电器脱扣后，动触头5与壳体1的顶部接触限位自动复位。

进一步，所述动触头安装腔21的两侧侧壁设有与枢转连接轴7安装配合的枢转连接孔201，动触头5的一端设有与枢转连接轴7安装配合的枢转安装孔501，枢转连接轴7穿过枢转连接孔201、枢转安装孔501和触头弹簧4的中部将动触头5和触头弹簧4安装于大转轴2上；触头弹簧4的两端与动触头安装腔21相抵限位，第二限位结构与触头弹簧4的一端相抵限位。

进一步，所述第一限位结构为弧状曲面511，第二限位结构为安装于大转轴2上的旋转止动轴3，旋转止动轴3与触头弹簧4的一端相抵限位。

进一步，所述动触头5的一端向上凸出设有限位凸起51，限位凸起51朝向旋转止动轴3的一侧形成弧状曲面511。

进一步，所述弧状曲面511设有与旋转止动轴3限位配合的限位凸起或者限位凹槽5111。

进一步，所述弧状曲面511是圆弧面，或者锥曲面，或者抛物曲面。

进一步，所述触头弹簧4为双扭簧，两个扭簧之间通过扭簧连接段422连接；每个扭簧包括中部的柱状的圆柱状弹簧本体41，和圆柱状弹簧本体41向两端延伸的第一端臂42和第二端臂43，圆柱状弹簧本体41设有与枢转连接轴7的弹簧安装孔401，第一端臂42的端部弯折设有弯折接触段421，扭簧连接段422连接两个弯折接触段421的端部，动触头5安装于两个扭簧之间。

进一步，所述枢转连接轴7为圆柱状，包括中部与动触头5安装配合的动触头枢转轴71和动触头枢转轴71两端的与两个圆柱状弹簧本体41的弹簧安装孔401安装配合的弹簧安装轴72，弹簧安装轴72的直径大于动触头枢转轴71的直径。

进一步，所述动触头安装腔21的相对两侧壁凹陷设有用于安装双扭簧的圆柱状弹簧本体41的弹簧本体安装槽202。

进一步，所述大转轴2的动触头安装腔21的相对两侧壁的上部凹陷设有与旋转止动轴3的两端安装配合的轴安装凹槽203，触头弹簧4的一端将旋转止动轴3限位安装于大转轴2上，动触头安装腔21的上部设有用于增加大转轴强度的横担204。

一种开关电器，包括上述的可翻转动触头组件，还包括壳体，所述可翻转动触头组件安装于壳体内中部，可翻转动触头组件的上方设有与可翻转动触头组件接触配合的操作系统9，壳体的顶部设有与操作系统9联动的手柄8。

本实用新型可翻转动触头组件包括大转轴和安装于大转轴上的动触头和触头弹簧，动触头上设置第一限位结构，大转轴上设置第二限位结构，正常状态下第一限位结构与第二限位结构不限位配合，在短路电流下，动静触头间产生电动斥力，在断路器未断开之前，动触头会被迅速斥开相对于大转轴转动且使第一限位结构与第二限位结构限位配合，在触头间产生电弧，会对通过断路器的短路电流起到限制作用，动触头翻转后由于第一限位结构和第二限位结构的限位卡滞而无法自动复位，只有在断路器断开或自动脱扣后，动触头才能复位，采用这种限位结构，性能安全稳定。动触头通过扭簧安装于大转轴上，结构简单，装配方便快捷，结构稳固可靠，适于大批量生产。本实用新型可翻转动触头组件通过弧状曲面和旋转止动轴转动配合，动触头的旋转更加顺畅，使得动触头在发生短路时，快速地与静触头分离起到限流作用，此外，触头弹簧的一端与旋转止动轴相抵限位，触头弹簧的一端对旋转止动轴起到固定作用。旋转止动轴与限位凹槽或者限位凸起配合，提高第一限位结构和第二限位结构限位卡滞的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型开关电器合闸时的剖视图；

图2是本实用新型开关电器断路器时动静触头分离的剖视图；

图3是本实用新型可翻转动触头组件动触头闭合时的剖视图；

图4是本实用新型可翻转动触头组件动触头分离时的剖视图；

图5是本实用新型动触头的第一实施例的结构示意图；

图6是本实用新型触头的第二实施例的结构示意图；

图7是本实用新型触头的第三实施例的结构示意图；

图8是本实用新型大转轴的立体结构示意图；

图9是本实用新型触头弹簧的立体结构示意图；

图10是本实用新型枢转连接轴的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至10给出的实施例，进一步说明本实用新型的可翻转动触头组件和开关电器的具体实施方式。本实用新型的可翻转动触头组件和开关电器不限于以下实施例的描述。

如图1、2所示，本实用新型开关电器，包括壳体，还包括安装于内的可翻转动触头组件，所述可翻转动触头组件安装于壳体内中部，可翻转动触头组件的上方设有与可翻转动触头组件接触配合的操作系统9，壳体的顶部设有与操作系统9联动的手柄8，手柄8带动操作系统动作驱动可翻转动触头组件接通和关闭电路。本实用新型开关电器结构简单紧凑，性能安全稳定。以下实施例以塑料外壳式断路器为例进行说明，本实用新型开关电器还可以为剩余电流动作断路器、隔离开关等开关电器。

如图1-4所示，本实用新型可翻转动触头组件，所述可翻转动触头组件包括枢转连接于壳体1内的大转轴2，枢转连接在大转轴2上的动触头5动触头5通过触头弹簧4安装在大转轴上，大转轴2带动动触头5转动与安装于壳体1内的静触头6接触配合，所述动触头5的一端连接有第一限位结构，所述大转轴2上安装有与第一限位结构转动配合的第二限位结构，短路时，动触头5与静触头6之间产生电动斥力带动动触头5相对于大转轴2转动与静触头6分离，第一限位结构与第二限位结构限位使得动触头5处于静止状态。本实用新型可翻转动触头组件包括大转轴和安装于大转轴上的动触头和触头弹簧，动触头上设置第一限位结构，大转轴上设置第二限位结构，在短路电流下，动静触头间产生电动斥力，在断路器未断开之前，动触头会被迅速斥开，在触头间产生电弧，会对通过断路器的短路电流起到限制作用，动触头翻转后由于第一限位结构和第二限位结构的限位卡滞而无法自动复位，只有在断路器断开或自动脱扣后，动触头才能复位，采用这种限位结构，性能安全稳定。

需要说明的是，正常合闸状态，第一限位结构和第二限位结构未限位配合，短路时的瞬间大转轴2由于开关电器处于合闸状态，动触头5相对于大转轴2转动，第一限位结构和第二限位结构相互限位使得动触头被限位静止，只有当开关电器分闸或者自动脱扣后，大转轴2转动，同时触发动触头复位。动触头5和触头弹簧4通过枢转连接轴7装在大转轴2上，并通过止动轴3(第二限位结构)固定起来；短路时，动触头5与静触头6之间的电动斥力使动触头5绕枢转连接轴7转动并与静触头6分离。断路器在短路保护脱扣器的触动下脱扣断开，大转轴在机构弹簧的作用下绕壳体上的转枢转动，带动动触头5更加远离静触头6。开关电器脱扣后，动触头5与壳体1的顶部限位自动复位。显然，也可以在壳体的顶部设置与动触头5限位复位的复位结构。

如图3-10所示，所述大转轴2上设有用于安装各极动触头5的动触头安装腔21，动触头5通过枢转连接轴7枢转安装于大转轴2上，所述触头弹簧4为扭簧，触头弹簧4的中部套装于枢转连接轴7上，触头弹簧4的两端形变地与动触头安装腔21的上下两端相抵限位，第二限位结构与触头弹簧4的一端相抵限位；安装时，动触头5的一端从动触头安装腔21的一侧装入，触头弹簧4从动触头安装腔21的另一侧装入，动触头5和触头弹簧4安装于动触头安装腔21后通过枢转连接轴7安装于大转轴2上。动触头5通过扭簧安装于大转轴2上，结构简单，装配方便快捷，结构稳固可靠，适于大批量生产。触头弹簧4为动触头提供复位时的弹力和触点闭合时的弹性超程，当存在短路电流时，动触头5沿枢转连接轴7转动，直至第一限位结构和第二限位结构的限位卡滞无法自动复位。本实施例为三极断路器，显然可以为单极或者其他多极断路器。

如图3-4、8所示，所述动触头安装腔21的两侧侧壁设有与枢转连接轴7安装配合的枢转连接孔201，动触头5的一端设有与枢转连接轴7安装配合的枢转安装孔501，枢转连接轴7穿过枢转连接孔201、枢转安装孔501和触头弹簧4的中部将动触头5和触头弹簧4安装于大转轴2上。枢转连接轴7与枢转连接孔201、枢转安装孔501和触头弹簧4的中部枢转连接，结构稳固可靠。

如图3-7所示，本实用新型可翻转动触头组件的第一限位结构为弧状曲面511，第二限位结构为安装于大转轴2上的旋转止动轴3，旋转止动轴3与触头弹簧4的一端相抵限位。本实用新型可翻转动触头组件通过弧状曲面和旋转止动轴转动配合，动触头的旋转更加顺畅，使得动触头在发生短路时，快速地与静触头分离起到限流作用，此外，触头弹簧的一端与旋转止动轴相抵限位，触头弹簧的一端对旋转止动轴起到固定作用。当然，第二限位结构也可以是设置在大转轴2上的的限位凸起或其它结构。

如图3-7所示，本实施例中，所述动触头1的一端向上凸出设有限位凸起51，限位凸起51朝向旋转止动轴3的一侧形成弧状曲面511。特别地，还可以是与动触头连接的单独的元件，在单独元件上设置弧状曲面511也可以达到本实用新型的目的。动触头5的一端端部还设有连接尾端52，动触头5通过连接尾端52焊接软联接或者与其他导电件相接触连接。

本实施例中，旋转止动轴3为单独元件与弧状曲面511配合，旋转止动轴3可以是固定安装于大转轴2上，也可以沿大转轴2转动，旋转止动轴3也以是在大转轴2上与弧状曲面511配合的弧形曲面。

如图6、7所示，所述弧状曲面511设有与旋转止动轴3限位配合限位凹槽5111。显然，弧状曲面511上也可以设置限位凸起。另外，弧状曲面511是圆弧面，或者锥曲面，或者抛物曲面等等。旋转止动轴3与限位凹槽或者限位凸起配合，提高第一限位结构和第二限位结构限位卡滞的可靠性。图7、8实施例的区别在于，后者的限位凹槽5111更深。

如图9所示，所述触头弹簧4为双扭簧，两个扭簧之间通过扭簧连接段422连接；每个扭簧包括中部的柱状的圆柱状弹簧本体41和圆柱状弹簧本体41向两端延伸的第一端臂42和第二端臂43，圆柱状弹簧本体41设有与枢转连接轴7的弹簧安装孔401，第一端臂42的端部弯折设有弯折接触段421，弯折接触段421与旋转止动轴相抵限位，扭簧连接段422连接两个弯折接触段421的端部，动触头5安装于两个扭簧之间。本实用新型采用双扭簧设置，触头弹簧与动触头可靠安装于大转轴2上，弯折接触段421朝向旋转止动轴3弯折与旋转止动轴3接触配合，对旋转止动轴3可靠限位。

如图3、8所示，所述大转轴2的动触头安装腔21的相对两侧壁的上部凹陷设有与旋转止动轴3的两端安装配合的轴安装凹槽203，触头弹簧4的一端将旋转止动轴3限位安装于大转轴2上，动触头安装腔21的上部设有用于增加大转轴强度的横担204。所述动触头安装腔21的相对两侧壁凹陷设有用于安装双扭簧的圆柱状弹簧本体41的弹簧本体安装槽202。轴安装凹槽203与旋转止动轴3的两端安装配合，两侧的弹簧本体安装槽202用于安装触头弹簧4的圆柱状弹簧本体41，整体安装结构稳固可靠。横担204增加整个大转轴的强度。

如图10所示，所述枢转连接轴7为圆柱状，包括中部与动触头5安装配合的动触头枢转轴71和动触头枢转轴71两端的与两个圆柱状弹簧本体41的弹簧安装孔401安装配合的弹簧安装轴72，弹簧安装轴72的直径大于动触头枢转轴71的直径。弹簧安装轴72的直径大于动触头枢转轴71的直径，动触头与触头枢转轴装配后，在断路器操作的过程中，动触头被两端直径较大的弹簧安装轴72卡住限位不易脱出，结构稳固可靠。

参照图1-2说明本实用新型可翻转动触头组件的工作过程：

在开关电器正常分合闸之间切换时，手柄带动大转轴2转动，安装于大转轴2上的动触头5跟着转动与静触头6接触配合，动触头5通过触头弹簧4安装于大转轴2上以实现超程。如图1所示，在正常情况下产品在配电线路中，电流会按照空心箭头指示的方向，在静触头6和动触头5之间流过，这时动静触头间会产生如实心箭头方向的电动斥力。由于电动斥力远小于断路器动、静触头间的接触压力，因此动静触头仍将保持在闭合接通状态。

如图2所示，在短路瞬间，由于短路电流突增，使得动、静触头间电动斥力远大于动、静触头间的触头压力，动触头在瞬间会被斥开(绕动触头轴沿顺时针方向旋转)，克服触头弹簧4的作用力绕动触头轴相对于大转轴2转动，此时大转轴2不懂或者转动比动触头慢，直至弧状曲面511越过与旋转止动轴3的限位位置，动触头5停止转动后，在触头弹簧的作用下复位，但由于弧状曲面511与止动轴3的限位配合，无法复位到大转轴2上原安装位置。短路时在动、静触头间产生电弧，由于电弧存在一定的电阻，它对线路中的短路电流起限制作用，使动、静触头间的短路电流小于预期的短路电流，达到限流的目的。在断路器断开或自动脱扣后，驱动动触头复位。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种可翻转动触头组件，可翻转动触头组件枢转安装于壳体(1)内，其特征在于：所述可翻转动触头组件包括枢转连接于壳体(1)内的大转轴(2)，枢转连接在大转轴(2)上的动触头(5)，动触头(5)通过触头弹簧(4)安装在大转轴(2)上，大转轴(2)带动动触头(5)转动与安装于壳体(1)内的静触头(6)接触配合，所述动触头(5)的一端连接有第一限位结构，所述大转轴(2)上设有与第一限位结构转动配合的第二限位结构，短路时，动触头(5)与静触头(6)之间产生电动斥力带动动触头(5)相对于大转轴(2)转动与静触头(6)分离，且使动触头(5)的第一限位结构与大转轴(2)上的第二限位结构限位配合。

2.根据权利要求1所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述大转轴(2)上设有用于安装动触头(5)的动触头安装腔(21)，动触头(5)通过枢转连接轴(7)枢转安装于大转轴(2)上，触头弹簧(4)的中部套装于枢转连接轴(7)上，动触头(5)和触头弹簧(4)安装于动触头安装腔(21)后通过枢转连接轴(7)安装于大转轴(2)上，电器脱扣后，动触头(5)与壳体(1)的顶部接触限位自动复位。

3.根据权利要求2所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述动触头安装腔(21)的两侧侧壁设有与枢转连接轴(7)安装配合的枢转连接孔(201)，动触头(5)的一端设有与枢转连接轴(7)安装配合的枢转安装孔(501)，枢转连接轴(7)穿过枢转连接孔(201)、枢转安装孔(501)和触头弹簧(4)的中部将动触头(5)和触头弹簧(4)安装于大转轴(2)上；触头弹簧(4)的两端与动触头安装腔(21)相抵限位，第二限位结构与触头弹簧(4)的一端相抵限位。

4.根据权利要求1-3任一所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述第一限位结构为弧状曲面(511)，第二限位结构为安装于大转轴(2)上的旋转止动轴(3)，旋转止动轴(3)与触头弹簧(4)的一端相抵限位。

5.根据权利要求4所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述动触头(5)的一端向上凸出设有限位凸起(51)，限位凸起(51)朝向旋转止动轴(3)的一侧形成弧状曲面(511)。

6.根据权利要求4所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述弧状曲面(511)设有与旋转止动轴(3)限位配合的限位凸起或者限位凹槽(5111)。

7.根据权利要求4所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述弧状曲面(511)是圆弧面，或者锥曲面，或者抛物曲面。

8.根据权利要求2所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述触头弹簧(4)为双扭簧，两个扭簧之间通过扭簧连接段(422)连接；每个扭簧包括中部的柱状的圆柱状弹簧本体(41)，和圆柱状弹簧本体(41)向两端延伸的第一端臂(42)和第二端臂(43)，圆柱状弹簧本体(41)设有与枢转连接轴(7)的弹簧安装孔(401)，第一端臂(42)的端部弯折设有弯折接触段(421)，扭簧连接段(422)连接两个弯折接触段(421)的端部，动触头(5)安装于两个扭簧之间。

9.根据权利要求8所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述枢转连接轴(7)为圆柱状，包括中部与动触头(5)安装配合的动触头枢转轴(71)和动触头枢转轴(71)两端的与两个圆柱状弹簧本体(41)的弹簧安装孔(401)安装配合的弹簧安装轴(72)，弹簧安装轴(72)的直径大于动触头枢转轴(71)的直径。

10.根据权利要求8所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述动触头安装腔(21)的相对两侧壁凹陷设有用于安装双扭簧的圆柱状弹簧本体(41)的弹簧本体安装槽(202)。

11.根据权利要求4所述的可翻转动触头组件，其特征在于：所述大转轴(2)的动触头安装腔(21)的相对两侧壁的上部凹陷设有与旋转止动轴(3)的两端安装配合的轴安装凹槽(203)，触头弹簧(4)的一端将旋转止动轴(3)限位安装于大转轴(2)上，动触头安装腔(21)的上部设有用于增加大转轴强度的横担(204)。

12.一种开关电器，其特征在于：包括权利要求1-11任一所述的可翻转动触头组件，还包括壳体，所述可翻转动触头组件安装于壳体内中部，可翻转动触头组件的上方设有与可翻转动触头组件接触配合的操作系统(9)，壳体的顶部设有与操作系统(9)联动的手柄(8)。