CN216928445U - 断路器及其操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种断路器及其操作机构，该操作机构包括安装架和可转动地安装于所述安装架的执行轴，所述安装架和所述执行轴之间设有弹性件；所述操作机构还包括驱动件和连杆组件，所述驱动件用于驱动所述连杆组件动作以带动所述执行轴转动至合闸位，所述弹性件能够在所述执行轴转动至所述合闸位的过程中蓄能，所述连杆组件在外界推力和所述弹性件的作用下能够动作以带动所述执行轴自所述合闸位转动至分闸位。该操作机构采用非储能式的纯机械结构，有效地简化了断路器的操作机构的结构，降低了工艺要求和装配限制，也有利于质量管控。

Description

断路器及其操作机构

技术领域

本实用新型涉及电气开关领域，特别是涉及一种断路器及其操作机构。

背景技术

断路器的操作机构用于断路器的分闸和合闸操作，现有断路器的操作机构多为储能式操作机构，储能式操作机构的结构相对复杂，零件数量较多，相应地对工艺要求高，装配限制也多，从而在制造及组装上也存在较多的质量问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种断路器及其操作机构，该操作机构采用非储能式的纯机械结构，有效地简化了断路器的操作机构的结构，降低了工艺要求和装配限制，也有利于质量管控。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种断路器的操作机构，包括安装架和可转动地安装于所述安装架的执行轴，所述安装架和所述执行轴之间设有弹性件；所述操作机构还包括驱动件和连杆组件，所述驱动件用于驱动所述连杆组件动作以带动所述执行轴转动至合闸位，所述连杆组件在外界推力和所述弹性件的作用下能够动作以带动所述执行轴自所述合闸位转动至分闸位。

该实用新型提供的断路器的操作机构，通过驱动件直接驱动连杆组件动作来带动执行轴转动以实现合闸操作，连杆组件在外界推力和弹性件的作用下动作带动执行轴转动以实现分闸操作。与现有技术相比，该断路器的操作机构具有下述技术效果：通过上述机械结构设计可省去储能组件和预储能组件，大大简化了操作机构的复杂程度，使得操作机构的零部件数量减少，对于加工工艺要求和装配要求的限制降低，有助于质量管控。

如上所述的断路器的操作机构，所述连杆组件在动作过程中存在死点位置，所述连杆组件在所述驱动件驱动下越过所述死点位置后带动所述执行轴转动至所述合闸位；

所述安装架上设有限位部件，所述限位部件用以限制所述连杆组件受到所述外界推力后的动作方向以使所述连杆组件向脱离所述死点位置的方向动作。

如上所述的断路器的操作机构，所述连杆组件包括联动的第一连杆和推动连杆，所述驱动件用于施加驱动力至所述第一连杆；所述推动连杆与所述安装架铰接；所述操作机构还包括止动件，所述执行轴转动至所述合闸位的过程中，所述止动件用于限制所述推动连杆的位置；所述止动件在所述外界推力的推动下动作以解除对所述推动连杆的限位。

如上所述的断路器的操作机构，所述止动件包括止动轴，所述止动轴可转动地安装于所述安装架，所述止动轴的周壁具有缺口部；所述止动轴通过其周壁抵接所述推动连杆以对所述推动连杆进行限位，所述止动轴通过所述外界推力的作用转动至所述缺口部对应于所述推动连杆的位置以解除对所述推动连杆的限位。

如上所述的断路器的操作机构，所述止动件还包括复位件，所述外界推力取消后，所述复位件用于带动所述止动轴恢复至限制所述推动连杆位置的止动位。

如上所述的断路器的操作机构，所述安装架上安装有可相对所述止动轴滑动的分闸按钮，所述外界推力通过所述分闸按钮作用于所述止动轴。

如上所述的断路器的操作机构，所述连杆组件还包括第二连杆，所述第二连杆与所述第一连杆铰接，也与所述执行轴铰接，所述第一连杆与所述推动连杆铰接。

如上所述的断路器的操作机构，所述限位部件包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件用于限制所述第二连杆和所述第一连杆的铰接处的动作方向，所述第二限位件用于限制所述第一连杆和所述推动连杆的铰接处的动作位置。

如上所述的断路器的操作机构，所述第二连杆通过铰接轴与所述执行轴铰接；所述弹性件包括反力弹簧，所述反力弹簧的一端与所述铰接轴铰接，另一端与所述安装架铰接。

如上所述的断路器的操作机构，所述安装架上设有限位部，所述执行轴设有合闸止动部和分闸止动部，所述执行轴转动至所述合闸位时，所述合闸止动部与所述限位部相抵；所述执行轴转动至所述分闸位时，所述分闸止动部与所述限位部相抵。

如上所述的断路器的操作机构，所述驱动件包括电磁铁和伸缩部，所述电磁铁通过通电驱动所述伸缩部伸出以施加驱动力至所述连杆组件。

本实用新型还提供一种断路器，包括触头系统和操作机构，所述操作机构为上述任一项所述的操作机构，所述操作机构用于使所述触头系统的动触头和静触头接触或分离。

由于上述操作机构具有上述技术效果，所以包括该操作机构的断路器也具有相同的技术效果，此处不再重复。

附图说明

图1为具体实施例中断路器的操作机构的整体结构示意图；

图2为图1所示操作机构的分解图；

图3为图1中操作机构隐去第一侧板和驱动件后的结构示意图；

图4为对应图1中隐去第一侧板和弹性件后操作机构处于初始状态的侧视图；

图5为对应图1中隐去第一侧板和弹性件后操作机构处于合闸位的侧视图；

图6为对应图1中隐去第一侧板和弹性件后操作机构在分闸过程中处于第一状态的侧视图；

图7为对应图1中隐去第一侧板和弹性件后操作机构在分闸过程中处于第二状态的侧视图；

图8为对应图1中隐去第一侧板和弹性件后操作机构处于分闸位的侧视图；

图9为对应图2中止动件和推动连杆的局部示意图。

附图标记说明：

第一侧板11，第二侧板12，第一轴131，第二轴132，第三轴133，支板一141，支板二142；

执行轴20，轴本体21，第一套板22，第二套板23，合闸止动部231，分闸止动部232；

驱动件30，伸缩部31；

第一连杆41，连接轴411，第二连杆42，推动连杆43，第一铰接轴441，第二铰接轴442，第三铰接轴443；

止动轴51，缺口部511，止动套52，挡板521，分闸按钮53，长圆孔531，按钮轴54；

第一限位件61，第二限位件62；

弹性件70。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施例以图中所示断路器的操作机构作为描述对象，详细说明操作机构的结构方案。应当理解，本领域技术人员在本实施方案基础上，在不脱离本实用新型原理的前提下，可以做出适当的改进。

请参考图1至图3，图1为具体实施例中断路器的操作机构的整体结构示意图；图2为图1所示操作机构的分解图；图3为图1中操作机构隐去第一侧板和驱动件后的结构示意图。

该断路器的操作机构包括安装架和执行轴20，安装架包括相对的第一侧板11和第二侧板12，两者之间通过若干轴连接，安装架与执行轴20之间设有弹性件70。

该操作机构还包括驱动件30和连杆组件，驱动件30用于驱动连杆组件动作以带动执行轴20转动至合闸位，在此过程中，弹性件70能够蓄能；连杆组件在外界推力和弹性件70的作用下还能够动作以带动执行轴20自合闸位转动至分闸位。

如上，该操作机构无需设置额外的储能组件和预储能组件，通过直接作用于连杆组件的力来使连杆组件动作，以带动执行轴20转动实现断路器的合闸和分闸操作，大大简化了操作机构的复杂程度，与现有储能式操作机构相比，零部件数量减少，相应地，对各部件的工艺要求及装配要求的限制降低，有利于质量管控。

下面一并结合图4至图8来相比说明该操作机构的具体结构组成，为便于理解，在图4至图8中隐去了第一侧板11和弹性件70。

该实施例中，执行轴20包括轴本体21和固套在轴本体21上的若干套板，这些套板包括第一套板22和第二套板23，轴本体21与前述安装架连接后，第一套板22和第二套板23位于第一侧板11和第二侧板12之间。

图示方案中，轴本体21具体通过两个支板组分别与第一侧板11和第二侧板12安装，每个支板组包括支板一141和支板二142，支板一141和支板二142相对卡套在轴本体21后通过螺钉等紧固件与第一侧板11或第二侧板12固定，轴本体21可绕其轴线转动。当然，在其他实施例中，轴本体21也可通过其他方式与安装架可转动连接。

安装架的第一侧板11和第二侧板12之间连接有第一轴131、第二轴132和第三轴133，其中，第一轴131相对靠近执行轴20所在侧，以图4所示视角来说，第一轴131位于执行轴20的下方，第二轴132位于相对远离执行轴20的一侧，即位于第一侧板11和第二侧板12的右侧，第三轴133相对靠近第二轴132所在侧，并位于第二轴132的上方。第一轴131、第二轴132和第三轴133的上述布局除了能相对使得第一侧板11和第二侧板12的连接稳固外，还起到其他的作用，具体将在后文说明。

该实施例中，连杆组件包括第一连杆41和推动连杆43，两者联动，驱动件30施力至第一连杆41，使第一连杆41动作从而通过连杆组件的动作带动执行轴20转动至合闸位，如图5所示；操作机构还设有止动件，该止动件用于在合闸过程中限制推动连杆43的位置，也就是说，在合闸过程中，推动连杆43不动作，其位置不变化；止动件在受到外界推力作用后，止动件动作以解除对推动连杆43的限位，即推动连杆43可动作，从而带动第一连杆41动作，进而通过连杆组件动作带动执行轴20转动至分闸位，如图8所示。

具体来说，连杆组件还包括第二连杆42，第一连杆41的一端通过第二铰接轴442与第二连杆42的一端铰接，第二连杆42的另一端通过第一铰接轴441与固套在轴本体21上的第一套板22铰接，第一连杆41的另一端通过第三铰接轴443与推动连杆43的一端铰接，推动连杆43的另一端与安装架铰接，具体来说，推动连杆43铰接于前述第三轴133。

为确保连杆组件动作的稳定性，本例中，每个连杆都设有两个，弹性件70也设有两个，可参考图2和图3理解。可以理解，两个相同连杆的同一铰接端铰接在同一铰接轴上。

为使结构更紧凑，前述弹性件70的一端也铰接在第一铰接轴441上，另一端与安装架铰接，具体可铰接于第二轴132，弹性件70具体可选用反力弹簧。

请一并参考图9，图9示出了止动件和推动连杆的分解图。

该实施例中，上述用以限制推动连杆43位置的止动件包括止动轴51，止动轴51可转动地连接在第一侧板11和第二侧板12之间，该止动轴51的周壁具有缺口部511，止动轴51通过其周壁与推动连杆43相抵来对推动连杆43进行限位；结合图4，操作机构处于初始状态时，止动轴51的缺口部511与推动连杆43错开，推动连杆43与止动轴51的周壁相抵，推动连杆43无法动作，以图4所示来说，推动连杆43无法绕第三铰接轴133逆时针转动，推动连杆43和第一连杆41的结构设置使得此时推动连杆43也无法绕第三铰接轴133顺时针转动。

在有外界推力推动止动轴51转动时，止动轴51可转动至其缺口部511与推动连杆43对应的位置，此时，因缺口部511对应推动连杆43，推动连杆43不受止动轴51的限制，可以绕第三铰接轴133逆时针转动，如图6所示，从而带动第一连杆41动作，使第二连杆42联动，进而带动执行轴20转动。

另外，止动件还包括复位件，在外界推力取消后，复位件用于带动止动轴51恢复至限制推动连杆43位置的止动位，该复位件可采用扭簧形式。

具体的方案中，在安装架的第一侧板11上安装有分闸按钮53，分闸按钮53可相对止动轴51滑动，外界推力通过分闸按钮53来推动止动轴51转动。

具体的，止动轴51的一端外套有止动套52，两者周向限位，该止动套52具有沿径向向外延伸的挡板521，推动分闸按钮53，使其向止动轴51方向滑动时，分闸按钮53可施力于挡板521，通过推动挡板521来带动止动轴51转动。

其中，止动套52可设置具有平面的插孔，止动轴51插入止动套52的部分匹配设置，以便止动套52转动时能够带动止动轴51同步转动。

分闸按钮53具体可通过按钮轴54与第一侧板11连接，分闸按钮53上与按钮轴54配合的轴孔为长圆孔531，使得分闸按钮53可相对按钮轴54滑动以推动止动套52转动。

可以理解，设置时分闸按钮53及相匹配结构靠近第二侧板11设置也是可行的。

具体来说，连杆组件在动作过程中存在死点位置，本领域技术人员可以理解这个死点位置是一个位置，并不是连杆组件的组成部分，连杆组件在动作时越过这个位置后，能够保持稳定，也就是说，在越过这个位置后，即使受到外力，连杆组件也能够保持不动；连杆组件带动执行轴20转动至合闸位的过程中，连杆组件先越过死点位置，如此，弹性件70蓄积的弹性能无法驱使连杆组件反向动作，使得执行轴20能够保持在合闸位而不受弹性件70的影响。

该实施例中，在安装架上还可以安装限位部件，该限位部件用以限制连杆组件在受到外界推力后的动作方向，以使得连杆组件能够向脱离死点位置的方向动作，从而在脱离死点位置后，可在弹性件70的弹性力作用下继续动作带动执行轴20转动到分闸位。

在上述连杆组件为上述三连杆机构的基础上，限位部件包括第一限位件61和第二限位件62，两者均为轴的形式，均连接在第一侧板11和第二侧板12之间，其中，第一限位件61用于限制第二连杆42和第一连杆41的铰接处的动作方向，第二限位件62用于限制第一连杆41和推动连杆43的铰接处的动作位置。可以理解，第一限位件61和第二限位件62也能够起到稳定第一侧板11和第二侧板12连接的作用。

该实施例中，为避免连杆组件带动执行轴20转动时动作过度，在安装架上还设有限位部，在执行轴20上设有合闸止动部231和分闸止动部232，具体来说，该限位部为前述连接在第一侧板11和第二侧板12之间的第一轴131，合闸止动部231和分闸止动部232均在执行轴20的第二套板23上形成，在执行轴20转动至合闸位时，合闸止动部231与第一轴131相抵，限制执行轴20继续转动，使连杆组件止动，在执行轴20转动至分闸位时，分闸止动部232与第一轴131相抵，限制执行轴20继续转动，使连杆组件止动。

本方案中，第一轴131、第二轴132和第三轴133除了连接第一侧板11和第二侧板12外，还分别作为限位部、弹性件70的铰接轴以及推动连杆43的铰接轴使用，该设置方式能够进一步简化操作机构的结构。当然，在其他实施例中，也可分别单独设置第一侧板11和第二侧板12的连接轴和其他相关部件的连接件，不限于图中所示方案。

该实施例中，驱动件30具体可采用电磁铁和伸缩部31的方式，或者电磁铁、机械杠杆和伸缩部31的方式，通过电磁铁通电驱动伸缩部31的伸出来推动第一连杆41动作。驱动件30具体可设置在第一侧板11和第二侧板12之间，以有效利用空间，使操作机构的结构更紧凑。图示方案中，基于连杆组件等部件的布局，驱动件30具体设置在第一侧板11和第二侧板12之间的下方，实际应用中，根据布局需求，也可以设置在上方，或者，也可以将驱动件30设置在第二侧板12远离第一侧板11的外侧，增加其他联动的机械结构来驱动第一连杆41动作。

下面结合图4至图8来具体说明该操作机构的动作过程，所涉及的方位词均以图4至图8所示零部件之间的相对位置为基准。

图4所示状态为该操作机构在合闸前的初始状态，此时，执行轴20处于分闸位，第二套板23的分闸止动部232与第一轴131相抵，连杆组件的推动连杆43被止动轴51限位。

在此状态下，按下合闸按钮，使驱动件30的伸缩部31向上伸出以施力至第一连杆41。合闸按钮与驱动件30配合设置，可使电磁铁通断电。第一连杆41受到驱动件30的驱动力后，第一连杆41绕第三铰接轴443顺时针转动，第二连杆42联动，带动执行轴20顺时针转动，在此过程中，第一连杆41和第二连杆42越过死点位置后，到达合闸位，执行轴20的合闸止动部231与第一轴131相抵，限制连杆组件继续动作，使得执行轴20保持在合闸位，如图5所示。此过程中，推动连杆43被限位，不动作，弹性件70蓄能。合闸完成后，施加在合闸按钮上的力取消，合闸按钮可通过复位弹簧复位，驱动件30的电磁铁失电，伸缩部31复位。

结合图4和图5，第一连杆41和第二连杆42的死点位置为第一铰接轴441、第二铰接轴442和第三铰接轴443处于一条直线的位置，在第一连杆41和第二连杆42动作时，两者的铰接处即第二铰接轴442越过该死点位置后，第一连杆41和第二连杆42之间呈钝角，此时弹性件70的弹力无法驱动连杆组件动作，使得执行轴20能够保持在合闸位。

由于该连杆组件结构简单，动作可靠，可使得合闸时间相对缩短。

分闸时，自图5所示的合闸位，按下分闸按钮53，分闸按钮53推抵挡板521而推动止动轴51逆时针转动，使得止动轴51解除对推动连杆43的限位，此时，推动连杆43绕第三轴133逆时针转动，第一连杆41和第二连杆42联动，带动执行轴20逆时针转动，先到达图6所示的第一状态，此时，第一连杆41和第二连杆42的铰接处与第一限位件61相抵，受第一限位件61的限制，只能沿脱离死点位置的方位动作；连杆组件继续动作至图7所示的第二状态，第一连杆41和推动连杆43的铰接处与第二限位件62相抵，限制该铰接处的动作位置，在连杆组件越过死点位置后，在弹性件70的弹力作用下，第一连杆41和第二连杆42继续动作带动执行轴20逆时针转动至分闸位，如图8所示，此时执行轴20的分闸止动部232与第一轴131相抵。

松开分闸按钮53后，止动轴51复位，推动连杆43相应复位至图4所示的初始状态。

该例中，第一连杆41相对较长，为保证两个第一连杆41动作的可靠性，两个第一连杆41之间可以通过连接轴411(标记于图4中)连接，具体设置时，驱动件30的伸缩部31可通过施力于其中一个连接轴411来驱使第一连杆41动作。

除了上述操作机构外，本实用新型还提供一种断路器，该断路器包括上述操作机构，通过上述操作机构来使断路器的触点系统的动触头和静触头接触或分离。断路器的其他结构均可采用现有设计，此处不再详述。

应用上述操作机构后，断路器的整体结构得以简化，装配和加工工艺要求降低，合闸和分闸动作的可靠性和响应性都得以提升。

以上对本实用新型所提供的断路器及其操作机构均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.断路器的操作机构，包括安装架和可转动地安装于所述安装架的执行轴，其特征在于，所述安装架和所述执行轴之间设有弹性件；所述操作机构还包括驱动件和连杆组件，所述驱动件用于驱动所述连杆组件动作以带动所述执行轴转动至合闸位，所述连杆组件在外界推力和所述弹性件的作用下能够动作以带动所述执行轴自所述合闸位转动至分闸位。

2.根据权利要求1所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述连杆组件在动作过程中存在死点位置，所述连杆组件在所述驱动件驱动下越过所述死点位置后带动所述执行轴转动至所述合闸位；

所述安装架上设有限位部件，所述限位部件用以限制所述连杆组件受到所述外界推力后的动作方向以使所述连杆组件向脱离所述死点位置的方向动作。

3.根据权利要求2所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述连杆组件包括联动的第一连杆和推动连杆，所述驱动件用于施加驱动力至所述第一连杆；所述推动连杆与所述安装架铰接；所述操作机构还包括止动件，所述执行轴转动至所述合闸位的过程中，所述止动件用于限制所述推动连杆的位置；所述止动件在所述外界推力的推动下动作以解除对所述推动连杆的限位。

4.根据权利要求3所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述止动件包括止动轴，所述止动轴可转动地安装于所述安装架，所述止动轴的周壁具有缺口部；所述止动轴通过其周壁抵接所述推动连杆以对所述推动连杆进行限位，所述止动轴通过所述外界推力的作用转动至所述缺口部对应于所述推动连杆的位置以解除对所述推动连杆的限位。

5.根据权利要求4所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述止动件还包括复位件，所述外界推力取消后，所述复位件用于带动所述止动轴恢复至限制所述推动连杆位置的止动位。

6.根据权利要求5所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述安装架上安装有可相对所述止动轴滑动的分闸按钮，所述外界推力通过所述分闸按钮作用于所述止动轴。

7.根据权利要求3所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述连杆组件还包括第二连杆，所述第二连杆与所述第一连杆铰接，也与所述执行轴铰接，所述第一连杆与所述推动连杆铰接。

8.根据权利要求7所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述限位部件包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件用于限制所述第二连杆和所述第一连杆的铰接处的动作方向，所述第二限位件用于限制所述第一连杆和所述推动连杆的铰接处的动作位置。

9.根据权利要求7所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述第二连杆通过铰接轴与所述执行轴铰接；所述弹性件包括反力弹簧，所述反力弹簧的一端与所述铰接轴铰接，另一端与所述安装架铰接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述安装架上设有限位部，所述执行轴设有合闸止动部和分闸止动部，所述执行轴转动至所述合闸位时，所述合闸止动部与所述限位部相抵；所述执行轴转动至所述分闸位时，所述分闸止动部与所述限位部相抵。

11.根据权利要求1-9任一项所述的断路器的操作机构，其特征在于，所述驱动件包括电磁铁和伸缩部，所述电磁铁通过通电驱动所述伸缩部伸出以施加驱动力至所述连杆组件。

12.断路器，包括触头系统和操作机构，其特征在于，所述操作机构为权利要求1-11任一项所述的操作机构，所述操作机构用于使所述触头系统的动触头和静触头接触或分离。

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