CN212209401U - 一种合闸机构及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种合闸机构及断路器，所述合闸机构包括：合闸动作机构、所述合闸动作机构用于执行合闸动作；操作件、所述操作件与所述合闸动作机构连接，用于驱动所述合闸动作机构；第一连杆、所述第一连杆与主轴转动连接，所述第一连杆的一端与所述操作件传动连接；内驱动件、所述内驱动件用于驱动所述第一连杆转动以驱动所述操作件。本实用新型通过设置用于驱动合闸动作机构的操作件连接的第一连杆以及驱动第一连杆转动的内驱动件，这样，在断路器需要合闸时，可以通过内驱动件驱动操作件动作，进而带动合闸动作机构执行合闸动作，实现自动合闸。

Description

一种合闸机构及断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，尤其涉及一种合闸机构及断路器。

背景技术

断路器是常见的电路保护装置，在现有技术中，在断路器分闸切断电路后，需要手动操作断路器的操作件使得断路器合闸以重新接通电路，不能支持断路器自动合闸，使用不方便。

因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种合闸机构及断路器，旨在解决现有技术中断路器不能自动合闸的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种合闸机构，应用于断路器中，所述合闸机构包括：

合闸动作机构、所述合闸动作机构用于执行合闸动作；

操作件、所述操作件与所述合闸动作机构连接，用于驱动所述合闸动作机构；

第一连杆、所述第一连杆与主轴转动连接，所述第一连杆的一端与所述操作件传动连接；

内驱动件、所述内驱动件用于驱动所述第一连杆转动以驱动所述操作件。

所述的合闸机构，其中，所述内驱动件包括：电磁铁以及推杆，所述电磁铁用于在合闸时产生磁力以驱动所述推杆运动，所述推杆用于推动所述第一连杆转动。

所述的合闸机构，其中，所述内驱动件还包括动铁芯，所述推杆与所述动铁芯连接，所述动铁芯用于在所述电磁铁在合闸时产生的磁力作用下运动以带动所述推杆运动。

所述的合闸机构，其中，所述第一连杆上设置有第一传动部，所述操作件上设置有第二传动部，所述第一传动部和所述第二传动部配合以实现所述第一连杆和所述操作件之间的传动。

所述的合闸机构，其中，所述第一传动部为第一齿轮，所述第二传动部为第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合连接。

所述的合闸机构，其中，所述第一齿轮与所述第一连杆一体成型。

所述的合闸机构，其中，所述第二齿轮和所述操作件一体成型。

所述的合闸机构，其中，所述主轴设置在所述内驱动件和所述操作件之间。

所述的合闸机构，其中，所述合闸动作机构通过连接杆与所述操作件连接，所述连接杆的两端分别与所述操作件和所述合闸动作机构转动连接。

一种断路器，其中，所述断路器包括如上任一项所述的合闸机构。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供了一种合闸机构及断路器，所述合闸机构应用于断路器中，通过设置用于驱动合闸动作机构的操作件连接的第一连杆以及驱动第一连杆转动的内驱动件，这样，在断路器需要合闸时，可以通过内驱动件驱动操作件动作，进而带动合闸动作机构执行合闸动作，实现自动合闸。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例的整体结构示意图一；

图2为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例的整体结构示意图二；

图3为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中内驱动件的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例的整体结构示意图三；

图5为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中合闸动作机构的结构示意图一；

图6为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中合闸动作机构的结构示意图二；

图7为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中操作件与合闸动作机构的连接结构示意图；

图8为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中合闸动作机构在分闸状态时的结构示意图一；

图9为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中合闸动作机构在分闸状态时的结构示意图二；

图10为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例的第一抵接面和第二抵接面由抵接状态转化为脱离状态时的整体结构示意图一；

图11为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例的第一抵接面和第二抵接面由抵接状态转化为脱离状态时的整体结构示意图二；

图12为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中分闸驱动件驱动分闸的示意图；

图13为本实用新型提供的一种合闸机构的一个实施例中第二弹性件的作用原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的一个实施例中，提供一种合闸机构，所述合闸机构是应用于断路器中，如图1-2所示(图2为将图1中的第一连杆300和内驱动件400隐藏后的图)，所述合闸机构包括：合闸动作机构100、所述合闸动作机构100用于执行合闸动作，所述合闸动作机构100与操作件200连接，所述操作件200包括分闸位置和合闸位置(如图1和图4所示，图1中所述操作件200处在分闸位置，图4中所述操作件200处在合闸位置)，在手动合闸时，是通过手动将所述操作件200从分闸位置移动至合闸位置，在所述操作件200从分闸位置移动至合闸位置的过程中，所述操作件200驱动所述合闸动作机构执行合闸动作，完成合闸。所述合闸机构还包括第一连杆300，所述第一连杆300与主轴10转动连接，即，所述第一连杆300可绕所述主轴10转动，所述第一连杆300的一端与所述操作件200传动连接。所述合闸机构还包括内驱动件400，所述内驱动件400用于驱动所述第一连杆300转动，所述第一连杆300转动时，所述第一连杆300与所述操作件200连接的一端会驱动所述操作件200动作，所述操作件200进而带动所述合闸动作机构100动作，这样，可以通过所述内驱动件400实现驱动所述合闸动作机构100动作执行合闸动作，而不需要手动操作所述操作件200，实现了自动合闸。

所述合闸动作机构100可以是任一种能够执行合闸动作的机构，具体地，断路器的合闸是通过电触点的接通来实现的，电触点接通时，电路接通，断路器处于合闸状态，电触点分离时，电路切断，断路器处于分闸状态，合闸动作机构100用于实现电触点的接通以实现合闸。在现有技术中，有多种合闸动作机构，本实用新型中的合闸动作机构可以是但不限于现有技术中的多种合闸动作机构中的一种。

所述内驱动件包括合闸动力件410和推杆420，所述合闸动力件410应与在合闸时输出动力与驱动所述推杆420运动，所述推杆420用于推动所述第一连杆300转动，所述合闸动力件410可以为电动马达等常见的动力输出件，在本实施例中，如图3所示，所述内驱动件400包括电磁铁410和推杆420，在需要自动合闸时，所述电磁铁410通电产生磁力驱动所述推杆420运动。具体地，所述推杆420与所述动铁芯430连接，所述电磁铁410产生磁力后对所述动铁芯430产生吸力，所述动铁芯430在吸力作用下运动，所述推杆420与所述动铁芯430一同运动。由于电磁铁是在通电瞬间产生磁场，进而产生吸力驱动推杆动作，采用电磁铁作为合闸的驱动件，能够缩短合闸时间，进而缩短电弧在电触点之间停留的时间，有效延长断路器的使用寿命。

如图1所示，在断路器处于分闸状态时，所述电磁铁410不通电，所述推杆420保持在初始位置，在接收到合闸指令需要自动合闸时，所述电磁铁410通电产生磁力，所述推杆420沿图1中示出的方向运动，并推动所述第一连杆300转动，所述第一连杆300带动所述操作件200按图1中示出的方向运动，并最终到达合闸位置(如图4所示)。

进一步地，在本实施例中，如图1和图4所示，所述第一连杆300与所述推杆420的配合面320为凸轮面，所述凸轮面320使得所述推杆420在推动所述第一连杆300转动的过程中，所述推杆420与所述第一连杆300的接触点逐渐靠近所述主轴10，也就是说，在所述推杆420推动所述第一连杆300转动的过程中，所述推杆420对所述第一连杆300的推力的作用点与所述主轴10的连线的距离会减小，由于实现所述操作件200从分闸位置到合闸位置对应的所述第一连杆300的转动角度不变，所述推杆420对所述第一连杆300的推力作用点到所述主轴10的距离减小，能够缩短所述推杆420的行程。

具体地，在本实施例中，如图1所示，所述第一连杆300的一端设置有第一传动部310，所述操作件200上设置有与所述第一传动部310配合的第二传动部210。所述第一传动部310和所述第二传动部210配合以实现所述第一连杆300和所述操作件200之间的传动。在一种可能的实现方式中，所述第一传动部310为第一齿轮，所述第二传动部210为第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合连接，所述第一齿轮可以是与所述第一连杆300一体成型或分别成型后固定连接，所述第二齿轮可以是与所述操作件200一体成型或分别成型后固定连接，在所述第一连杆300转动的过程中，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，通过所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的啮合力带动所述操作件200从分闸位置移动至合闸位置。当然，本领域技术人员可以理解，所述第一连杆300可以是通过其他的方式与所述操作件200传动连接，例如，所述第一传动部为蜗杆，所述第二传动部为涡轮，所述第一连杆300通过涡轮与蜗杆的配合带动所述操作件200移动；所述第一连杆300和所述操作件200还可以是通过连杆结构连接，所述第一连杆300通过所述连杆结构带动所述操作件200移动等。

在一种可能的实现方式中，所述主轴10设置在所述内驱动件300和所述操作件200之间，更进一步地，所述主轴10到所述内驱动件300的距离不小于所述主轴10到所述操作件的距离，这样，所述内驱动件300对所述连杆300的推力可以产生一个较大的力矩，可以实现通过较小的力驱动所述操作件200，在所述内驱动件300包括所述电磁铁410的情况下，可以降低所述电磁铁410的体积，在所述合闸动力件410为电动马达的情况下，也可以采用更小的电动马达。

如图2所示，所述操作件200和所述合闸动作机构100通过连接杆136连接，所述连接杆的两端分别与所述操作件200和所述合闸动作机构200转动连接，也就是说，所述连接杆的两端可以分别绕所述操作件200和所述合闸动作机构200转动，这样，可以防止所述操作件200和所述合闸动作机构通过所述连接杆136带动所述合闸动作机构100动作的过程中产生卡死。

在一种可能的实现方式中，如图5-6所示，所述合闸动作机构100包括：第一传动件11，所述第一传动件11可绕所述主轴10转动，所述合闸动作机构还包括第二传动件12，所述第二传动件12的一端设置有第三传动部13，所述第三传动部13可以是与所述第二传动件12一体成型，也可以是分别成型后通过铆接、螺纹连接等方式固定连接，所述第一传动件11上设置有第一抵接面110，所述第三传动部13上设置有第二抵接面120(如图6所示，图6为将图5中所述第二传动件12除所述第三传动部13之外的部分隐藏后的图)，所述第二传动件12的另一端设置有第一电触点121，所述第一电触点121与所述合闸机构所在断路器中设置的第二电触点122配合以实现电路的切断和接通，具体地，所述第一电触点121与所述第二电触点122接触时，则电路接通，所述断路器处于合闸状态，当所述第一电触点121与所述第二电触点122分离时，则电路切断，所述断路器处于分闸状态。

如图7所示(图7中已将所述第二传动件11中除去所述第三传动部13的部分隐去)，所述第三传动部13通过连接杆136与所述操作件200连接，所述连接杆136的两端分别与所述第三传动部13和所述操作件200转动连接，所述第三传动部13上可以设置用于容纳所述连接杆一端的第一孔，所述操作件200上可以设置用于容纳所述连接杆另一端的第二孔，所述连接杆的两端可以分别在所述第一孔和所述第二孔内转动，在操作所述操作件200移动至分闸位置的过程中，所述操作件200绕固定轴转动，所述连接杆136跟随所述第二孔的移动带动所述第三传动部13移动，同时，所述连接杆136在所述第一孔和所述第二孔内的转动能够防止所述操作件200带动所述第三传动部13过程中产生卡死。

所述第二传动件可绕所述主轴10转动，所述主轴10上设置有第一弹性件14，所述第一弹性件14可以为弹簧、弹片等，所述第一弹性件14的弹力作用于所述第二传动件12上，且所述第一弹力件14的弹力方向为远离所述第二电触点122的方向。如图8-9所示(图9为将图8中第二传动件12除去第三传动部13之外的部分隐藏后的图)，所述第二传动件12上设置有第三止挡面125，在处于分闸状态时，所述第一抵接面110和所述第二抵接面120抵接，所述第三止挡面125接触断路器中设置的止挡结构，使得所述第二传动件12不能在所述第一弹性件14的作用下继续旋转，在所述止挡机构对所述止挡面125的作用力、所述第一抵接面110和所述第二抵接面120之间的作用力、所述操作件200对所述第二传动件12的作用力、以及所述第一弹性件14对所述第二传动件12的弹力的共同作用下，所述合闸机构保持静止，所述第一电触点121和所述第二电触点122保持分离状态，即，保持分闸状态不变。当需要合闸时，所述操作件200从分闸位置移动至合闸位置，带动所述第三传动部13运动，所述第一传动件11由于所述第一抵接面110和所述第二抵接面120的抵接作用力和所述第二传动件12一同转动，使得所述第一电触点121和所述第二电触点122接触，实现合闸。在合闸过程中，所述第一抵接面110和所述第二抵接面120保持抵接状态不变，即所述合闸动作机构100被整体地转动。

在合闸状态下，所述第一抵接面110和所述第二抵接面120抵接且所述第一电触点121和所述第二电触点122接触，所述第一抵接面110和所述第二抵接面120之间的作用力、所述第一电触点121和所述的第二电触点122之间的作用力、所述操作件200和所述第二传动件12之间的作用力以及所述第一弹性件14的弹力共同作用，所述合闸机构受力平衡，所述第一传动件11以及所述第二传动件12保持相对静止。而所述第二电触点122的位置固定，那么，所述第一电触点121和所述第二电触点122能够保持接触的状态，即，所述断路器保持合闸状态。

在一种可能的实现方式中，为了使得当所述第一电触点121和所述第二电触点122的接触更稳定，如图5所示，所述第二传动件12包括第二连杆123和动触头124，所述动触头124与所述第二连杆123转动连接，具体地，所述第二连杆123上设置有旋转轴1230，所述动触头124通过所述旋转轴1230与所述第二连杆123转动连接，所述第二连杆123的一端设置有所述第三传动部13，所述第一电触点121设置在所述动触头124上，所述第二连杆123上设置有第一止挡面1231，所述动触头124上设置有与所述第一止挡面1231配合的第二止挡面1241，所述第一弹性件14的弹力作用与所述动触头124上，所述旋转轴1230设置在所述第一弹性件14的弹力作用点和所述第一电触点121之间，这样，在所述第一电触点121和所述第二电触点122接触时，在所述第一弹性件14的弹力作用下，所述动触头124设置有所述第一电触点121的一端有向所述第二电触点122的方向转动的趋势，使得所述第一电触点121和所述第二电触点122接触更可靠。而在所述第一抵接面110和所述第二抵接面120由抵接状态转化为脱离状态后，所述第二连杆123在所述第一弹力件14的弹力作用和所述第二电触点122对所述第一电触点121的作用力的作用下转动，同时所述动触头124在所述第一弹力件14的弹力作用下绕所述旋转轴1230转动，当所述动触头124绕所述旋转轴1230转动一定角度后，所述第一止挡面1231和所述第二止挡面1241接触，使得所述动触头124不能再继续绕所述旋转轴1230转动，此时所述第二连杆123和所述动触头124整体转动(如图8所示)，实现所述第一电触点121和所述第二电触点122的分离。

在需要由合闸状态转化为分闸状态时，可以操作所述操作件200由合闸位置移动至分闸位置，带动所述第二传动件12转动，使得所述第一电触点121和所述第二电触点122被拉开，实现分闸，在通过所述操作件200实现分闸时，所述第一抵接面110和所述第二抵接面120保持抵接状态不变，即所述合闸动作机构100被整体地转动。

进一步地，在本实施例中，为了降低所述操作件200带动所述传动件13的操作力，所述动触头124上设置的第一电触点121到所述旋转轴1230的距离等于所述第一弹性件14在所述动触头124上的作用点到所述旋转轴1230的距离。

在一种可能的实现方式中，所述合闸动作机构还支持自动分闸，具体地，当所述第一抵接面110和所述第二抵接面120由抵接状态转化为脱离状态时(如图10-11所示，图11为将图10中所述第二传动件12除所述第三传动部13之外的部分被隐藏后的图)，由于所述第一抵接面110和所述第二抵接面120之间的作用力消失，所述第一传动件11与所述第二传动件12之间的受力平衡被打破，所述第二传动件12在所述第一弹性件14的弹力作用下，所述第二传动件12转动，使得所述第一电触点121和所述第二电触点122分离，具体地，所述第一弹性件14的弹力作用点在所述第一电触点121和所述主轴10之间，所述第二传动件12绕所述主轴10转动时，设置有所述第一电触点121的一端往远离所述第二电触点122的方向运动，实现所述第一电触点121和所述第二电触点122分离，电路切断，实现对所述断路器的分闸。所述第一传动件11用于接收分闸驱动件的动力产生转动以使得所述第一抵接面110和所述第二抵接面120由抵接状态转化为脱离状态，如图12所示，所述合闸机构还包括分闸驱动件15，所述分闸驱动件15用于驱动所述第一传动件11转动，以使得所述第一抵接面110和所述第二抵接面120由抵接状态转化为脱离状态，在电路发生短路、过载等情况下所述分闸驱动件15驱动所述第一传动件11转动，或者，在其他需要分闸的情形下，所述断路器接收外部指令后自动控制所述分闸驱动件15驱动所述第一传动件11转动，实现自动分闸。

在一种可能的实现方式中，所述分闸驱动件15包括分闸动力件151和转动件152，在驱动所述第一传动件11转动时，所述分闸动力件151提供动力，使得所述转动件152碰撞所述第一传动件11使之转动，所述转动件152对所述第一传动件11的碰撞力的方向为远离所述第二电触点122的方向，实现所述第一抵接面110和所述第二抵接面120的脱离，具体地，所述分闸动力件151可以为电磁系统，所述电磁系统包括线圈绕组，所述线圈绕组导通后产生电磁力矩从而提供吸附所述转动件152的吸力，所述转动件152上设置有复位弹性件，在需要分闸时，所述动力件151产生大于衔铁复位弹性件的反力矩的电磁力矩，，使得所述转动件152的两端按照图12中箭头示出的方向旋转从而碰撞到所述第一传动件11。在所述转动件152驱动所述合闸动作机构完成分闸后，所述动力件151不再提供动力，所述转动件152在所述复位弹性件的作用下复位，以使得所述转动件152能够实现下一次分闸驱动。当然，所述分闸动力件151也可以是其他可以驱动所述转动件152转动的零部件。

所述合闸动作机构100包括第二弹性件18，在通过所述分闸驱动件15实现分闸时，在所述第一抵接面110和所述第二抵接面120由抵接状态转化为脱离状态后，所述第二弹性件18的弹力作用于所述第一传动件11上，以使得所述第一抵接面110和所述第二抵接面120再次抵接，从而使得所述第一抵接面110和所述第二抵接面120在保持抵接的状态下回到合闸状态。具体地，所述第二弹性件18固定设置，所述第二弹性件18可以是固定在断路器上，也可以是固定在所述主轴上，所述第二弹性件18可以为弹簧、弹片等。图13示出了所述第二弹性件18为弹簧时的一种实施方式，如图13所示，所述第二弹性件18的弹力部在所述第一抵接面110和所述的第二抵接面120抵接时不与所述第一传动件11接触，当所述第一传动件11转动后使得所述第一抵接面110和所述第二抵接面120由抵接状态转化为脱离状态后，所述第一传动件11继续转动，同时所述第二传动件12带动所述第三传动部13运动，所述第一传动件11在转动至一定角度后与所述第二弹性件18接触，转动受限，而所述第二传动件12转动至一定角度后，所述第三传动部13会再次与所述第一传动件11接触，所述第二弹性件18的弹力作用于所述第一传动件11上，克服了所述第一抵接面110和所述第二抵接面120之间的摩擦力，使得所述第一抵接面110和所述第二抵接面120再次抵接(如图8-9所示)。当所述第一抵接面110和所述第二抵接面120再次抵接，所述第三止挡面125接触到设置在断路器上的限位结构后，所述第二传动件12不能够继续转动，所述第一传动件11、所述第三传动部13以及所述第二传动件12再次保持相对静止，使得所述第一电触点121和所述第二电触点122维持分离状态，即维持分闸状态。在分闸状态下，可以如前所述，通过人为操作所述操作件200实现手动合闸或通过所述内驱动件400实现自动合闸。

综上所述，本实施例提供一种合闸机构，通过设置用于驱动合闸动作机构的操作件连接的第一连杆以及驱动第一连杆转动的内驱动件，这样，在断路器需要合闸时，可以通过内驱动件驱动操作件动作，进而带动合闸动作机构执行合闸动作，实现自动合闸。

本实用新型的另一个实施例中，提供一种断路器，所述断路器包括如上述说明的合闸机构。

基于上述的合闸机构，本实用新型的又一个实施例中，还提供一种合闸方法，所述合闸方法包括：

S100所述内驱动件驱动所述第一连杆转动，具体如合闸机构的实施例中所述；

S200、所述第一连杆带动所述操作件运动，所述操作件驱动所述合闸动作机构执行合闸动作，具体如合闸机构的实施例中所述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种合闸机构，其特征在于，应用于断路器中，所述合闸机构包括：

合闸动作机构、所述合闸动作机构用于执行合闸动作；

操作件、所述操作件与所述合闸动作机构连接，用于驱动所述合闸动作机构；

第一连杆、所述第一连杆与主轴转动连接，所述第一连杆的一端与所述操作件传动连接；

内驱动件、所述内驱动件用于驱动所述第一连杆转动以驱动所述操作件。

2.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于，所述内驱动件包括：电磁铁以及推杆，所述电磁铁用于在合闸时产生磁力以驱动所述推杆运动，所述推杆用于推动所述第一连杆转动。

3.根据权利要求2所述的合闸机构，其特征在于，所述内驱动件还包括动铁芯，所述推杆与所述动铁芯连接，所述动铁芯在所述电磁铁在合闸时产生的磁力作用下运动以带动所述推杆运动。

4.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于，所述第一连杆上设置有第一传动部，所述操作件上设置有第二传动部，所述第一传动部和所述第二传动部配合以实现所述第一连杆和所述操作件之间的传动。

5.根据权利要求4所述的合闸机构，其特征在于，所述第一传动部为第一齿轮，所述第二传动部为第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合连接。

6.根据权利要求5所述的合闸机构，其特征在于，所述第一齿轮与所述第一连杆一体成型。

7.根据权利要求5所述的合闸机构，其特征在于，所述第二齿轮和所述操作件一体成型。

8.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于，所述主轴设置在所述内驱动件和所述操作件之间。

9.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于，所述合闸动作机构通过连接杆与所述操作件连接，所述连接杆的两端分别与所述操作件和所述合闸动作机构转动连接。

10.一种断路器，其特征在于，所述断路器包括如权利要求1-9任一项所述的合闸机构。

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