PL209196B1 - Odłącznik - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy odłącznika na stosunkowo wysokie prądy rzędu dziesiątek lub setek amperów, z mechanizmem ulepszonym w celu szybkiego zwarcia lub rozwarcia styków.

Znanych jest obecnie wiele typów przełączników i odłączników, przy czym jednym z zasadniczych problemów jest opalanie się styków przez łuk elektryczny wytwarzany podczas zwierania i rozwierania kontaktów. Problem ten jest rozwiązywany przez wybór odpowiednich materiałów na styki, a także przez strukturę mechanizmu zwierającego, gdzie celem jest zastosowanie takich mechanizmów sprężynowych, które utrzymywałyby styki w zwartej pozycji oraz wspomagały przyspieszenie rozwierania kontaktu, gdzie głównie w przypadku rozłączania przy obciążeniu indukcyjnym dochodzi do wzrostu napięcia i opalania styków, co wpływa ujemnie na ich funkcjonowanie i żywotność styków. Zwiększenie ruchu rozwierającego lub zwierającego kontaktu wpływa na usunięcie problemu, chociaż w przypadku dużych obciążeń podczas zwierania, wzrost prądu przechodzącego przez zwory na początku jest znaczny, na przykład podczas rozruchu silników, a także podczas włączania zasilania źródeł oświetlenia. Ponadto zwory są także narażone na spalanie w przypadku niesprawnej obsługi odłączników, jeżeli sterowanie rozłączaniem jest opóźnione przez operatora podczas rozwierania i zwierania styków i szybkość zwierania i zawierania w związku z tym maleje.

Powyższe niegodności są zasadniczo rozwiązane przez odłącznik według wynalazku, który zawiera w korpusie dźwignie sterującą osadzoną obrotowo i mechanizm dźwigniowo sprzęgowy, ze sprężyną połączoną do dźwigni sterującej, gdzie do ruchomego styku jest połączony mechanizm dźwigniowo sprzęgowy opierający się w pozycji zwartej o kontakt stały, a w pozycji rozwartej o oporę stałą, w którym istota polega na tym, iż mechanizm dźwigniowo sprzęgowy jest wykonany tak, że na korpusie dźwigni sterującej jest wykonane ramię stabilizujące, którego końce są obrotowo połączone jednym końcem do sprężyny, natomiast drugim końcem w sposób obrotowy osadzone są do korpusu, a równocześnie na osi, która jest nie centrycznie umieszczona względem osi obrotu dźwigni sterującej, to znaczy z przesunięciem w kierunku miejsca sterującego ruchomego kontaktu, gdzie jest ułożone ramię wspierające, sterujące stykiem uchylnym, które przechodzi z luzem przez szczelinę w pierścieniu wykonanym na dźwigni sterującej, a na jej końcu jest do niej obrotowo, za pomocą tulei pośredniej przyłączony jeden koniec sprzęgu, którego drugi koniec jest obrotowo i przesuwnie ułożony w tulei, wykonanej na ramieniu nośnym styku ruchomego, to znaczy w pobliżu elementu kontaktowego ruchomego styku, przy czym pomiędzy tuleją, a ramieniem nośnym ruchomego styku oraz tuleją pomocniczą obrotowego połączenia sprzęgu wspierającego z ramieniem wsporczym jest usytuowana sprężyna.

Korzystnym jest, jeżeli trzpień do obrotowego osadzenia dźwigni sterującej jest umocowany do korpusu odłącznika, przy czym oś położenia wspierającego ramienia jest w sposób stały połączona z tym ramieniem wsporczym oraz obrotowo umocowana w skrzyni odłącznika, przy czym w tej osi usytuowania wsporczego ramienia jest z osiowym przemieszczeniem wykonany rowek lub wgłębienie, przystosowane do wkładania rowkowego elementu łączącego. Konstrukcja taka może być stosowana do połączenia bocznego większej ilości przełączników, gdy jest potrzebna synchronizacja przy załączaniu lub wyłączaniu. Korzystnym także jest, jeżeli sprężyna na sprzęgu wsporczym jest założona z pewnym wstępnym naprężeniem. Korzystnym także jest, jeżeli połączenie dźwigni przełączającej i mechanizmu sprzę gowego w martwym punkcie miejsca połączenia ramienia stabilizującego dź wigni sterującej ze sprężyną skrętną i miejsce na połączenia ramienia wspierającego ze sprzęgiem wspierającym jest usytuowane przed martwym punktem.

Korzystnym również jest, jeżeli maksymalnie w pozycji przełączającego ramienia i mechanizmu sprzęgowego, punkt martwy miejsca połączenia znajduje się w miejscu początku kontaktu z wymienionym ramieniem wsporczym. Inną korzyścią jest, jeśli w miejscu połączenia dźwigni przełączającej i mechanizmu sprzęgowego w pozycji całkowicie zwartej kontaktu ruchomego i kontaktu nieruchomego punkt połączenia ramienia wsporczego i sprzęgu wsporczego znajduje się poza ich martwym punktem. Jeszcze inną korzyścią jest, jeżeli korpus odłącznika zawiera mechanizm wskaźnikowy położenia styków, przy czym mechanizm ten składa się z segmentu obrotowego z oznaczeniem lub znakiem różniącym się kolorem na powierzchni przemieszczającej się pod okienkiem na przedniej części wyłącznika lub na zewnątrz tego okienka, przy czym ten obracający się segment jest przemieszczany za pomocą sprężyny działającej przeciw obrotowi tego segmentu, wzdłuż granicy i w kierunku przeciwnym jednemu końcowi drążka dźwigni sterującej, której drugi koniec jest usytuowany w tulejce pomocniczej dźwigni wspierającej w sposób obrotowy.

PL 209 196 B1

W korzystnej wersji połączenie dźwigni wskazującej z segmentem obrotowym jest wykonane w taki sposób, że jeden koniec dźwigni wskazującej jest prowadzony suwliwie w rowku wykonanym trwale w korpusie odłącznika i opiera się z boku wyprofilowaną krawędzią segmentu obrotowego. Korzystnym w końcu jest, jeżeli korpus styku ruchomego opiera się na sprężynie działającej na kontakt w pozycji otwartej.

Odłącznik jest wykonany tak, że gwarantuje w sposób pewny otwarcie i zamknięcie zwór, to znaczy z wystarczającą szybkością ruchu kontaktu ruchomego, gdzie możliwość ograniczenia szybkości ruchu ruchomego kontaktu, wynikająca z niesprawności jest praktycznie wykluczona i gdzie pozycja zwarta jest dodatkowo zagwarantowana podwójnym mechanizmem wspierającym. Ponadto mechanizm wskazujący stanu kontaktów jest połączony do mechanizmu przełączającego w taki sposób, że wskaźnik stanu nie pokazuje pozycji dźwigni sterującej, ale bezpośrednio pozycje kontaktu ruchomego, co wyklucza nieprawidłowy odczyt na przykład w przypadku uszkodzenia ramienia wsporczego, dźwigni i tak dalej. Zabezpieczenie bezpiecznej szybkości zwierania i rozwierania powoduje w następstwie korzystny wpływ na żywotność i niezawodność kontaktów. Połączenie ramion wsporczych sterujących kontaktem ruchomym, w przypadku odłączników wielobiegunowych, zapewnia równoczesne zamykanie i otwieranie kontaktów wielu odłączników, przy czym takie bezpośrednie połączenie jest osiągnięte przez włożenie elementów łączących w rowki z osiowym występem lub przejściem obrotowych osi przez ramiona wspierające.

Wynalazek został bliżej przedstawiony i opisany w szczegółach, w przykładzie wykonania, pokazujący mechanizm wewnętrzny w widoku z boku, gdzie poszczególne pozycje tego mechanizmu są pokazane stopniowo na Fig. od 1 do 9, przy czym Fig. 1-5 pokazują proces zwierania, a Fig. 6-9 proces otwierania kontaktów.

Odłącznik w przykładzie wykonania jest wykonany tak, że ma korpus nie pokazany na rysunku, zawierający dźwignię sterującą 1 a do niej przymocowany mechanizm sprzęgowy 20 ze sprężynami, gdzie do mechanizmu sprzęgowego 20 jest przymocowany ruchomy styk 3, opierający się w położeniu zamkniętym o stały styk 4, a w położeniu rozwartym o stałą oporę 5. Istotne jest rozwiązanie dźwigni mechanizmu sprzęgowego, to znaczy, że na korpusie dźwigni sterującej 1 ramienia stabilizującego 11 ma koniec 111 który jest obrotowo przymocowany do skrętnej sprężyny 21, której drugi koniec jest umieszczony obrotowo w korpusie wyłącznika, a sąsiadujące na osi 22, która jest mimoosiowo umieszczona względem osi sworznia 10 gdzie usytuowana jest dźwignia sterująca 1 to znaczy z dużym przesunięciem w kierunku miejsca sterującego ruchomego kontaktu 3 i gdzie usytuowane jest ramię nośne 23 sterujące ruchomym stykiem 3, które przechodzi suwliwie przez szczelinę 121 w pierścieniu 12 wykonanym w dźwigni sterującej 1, a na jej końcu 231 jest do niej obrotowo, za pomocą tulei pomocniczej 232, przymocowany jeden koniec 241 cięgna nośnego 24, którego drugi koniec 242 jest obrotowo i przesuwnie ułożony w złączce 31 usytuowanej na ramieniu nośnym 30 ruchomego styku 3 to znaczy w okolicy korpusu kontaktowego 32 ruchomego styku 3, przy czym pomiędzy złączem 31, o ramieniu nośnym 30 ruchomego styku 3, a tuleją pomocniczą 232 ramienia nośnego 23, przy obrotowym połączeniu ramienia obrotowego 24 z ramieniem nośnym 23 jest włożona sprężyna dociskająca 240. Korzystne jest w tym przykładzie wykonania jeśli sworzeń 10 wykonany dla mimośrodowego obrotowego osadzenia dźwigni sterującej 1 jest umocowany do korpusu odłącznika, zatem oś 22 położenia ramienia nośnego 23 jest połączona w sposób pewny z tym ramieniem nośnym 23 i obrotowo osadzona wzglę dem korpusu wyłącznika, przy czym w tej osi 22 osadzenia noś nego ramienia 23 jest, w kierunku osiowym, wykonany osadczy przelotowy otwór 221, przystosowany do włożenia osadczego członu łączącego, nie pokazanego na rysunku. Rozwiązanie to jest wykorzystywane do bocznego połączenia większej ilości odłączników nie pokazanych na rysunku, jeżeli niezbędna jest synchronizacja podczas włączania i odłączania. Jako rowkowy element łączący nie pokazany na rysunku jest użyty rowkowy wałek wsunięty bocznie przez wymaganą liczbę wyłączników, który to rowkowy wałek łączy wzajemnie ramiona nośne 23 tych odłączników. Sprężyna spiralna 240 z cięgnem nośnym 24 jest oparta o złącze 31 przez podkładkę 311 i jest zamocowana ze wstępnym naprężeniem, czym zapewnia eliminacje luzów dźwigni i w mechanizmie sprzęgowym 20 w stanie rozwarcia, a także tworzy wymagany wstępny nacisk na wciś nięcie ruchomego styku 3 w kierunku stałego styku 4 w stanie zamknięcia. Powstają ponadto korzyści z takiego wzajemnego geometrycznego uł ożenia dźwigni i sprzęgów, które przy położeniu mechanizmu dźwigniowo sprzęgowego 20 w martwym punkcie miejsce połączenia stabilizacyjnej dźwigni 11 sterującej dźwigni 1 ze sprężyną skrętną 21 i miejsce połączenia ramienia nośnego 23 ze wspierającym sprzęgiem 24 znajdują się przed martwym punktem. W ten sposób dochodzi przy ruchu załączającym mechanizmu o przyspieszenie po przejściu

PL 209 196 B1 przez ten punkt i główną szybkość załączania jest zapewniona niezależnie od możliwej tendencji użytkownika do zwalniania tego ruchu.

Ponadto ta korzystna geometria dźwigni i mechanizmu sprzęgowego 20 jest tak ukształtowana, że przy położeniu mechanizmu załączającego i mechanizmu sprzęgowego 20 w martwym punkcie miejsce połączenia ramienia stabilizującego 11 dźwigni sterującej 1 ze sprężyną skrętną 21 znajduje się tylny koniec szczeliny 121 w pierścieniu 12 dźwigni sterującej 1 umieszczony tuż za miejscem początku styku z bokiem ramienia nośnego 23. W ten sposób jest wytworzona siła powodująca, że sprężyna skrętna 21 w tej pozycji ani nie działa przeciw ruchowi dźwigni sterującej 1 ani nawet wspieranie ruchu załączającego. Ponadto jeszcze w tym przykładzie wykonania taka geometria mechanizmu włączającego i mechanizmu sprzęgającego 20 powoduje, że w położeniu mechanizmu 20 w stanie całkowicie załączonym ruchomego kontaktu 3 ze stałym kontaktem 4 znajduje się miejsce połączenia ramienia nośnego 23 i cięgna nośnego 24 za ich martwym punktem. W takim przypadku luz w mechanizmie będzie dość ograniczony i zasadnicza realizacja ruchu zamykającego kontaktów 3, 4 wspomagana, co jest niezbędne dla niezawodności i żywotności styków 3, 4 i dla działania w pozycji zamkniętej z minimalnym oporem elektrycznym. W tym końcowym położeniu mechanizmu dźwigniowo sprzęgowego pomocną rolę pełni ramie 23, oparte o końcowy ogranicznik 200 wykonany z dobrym połączeniem z korpusem wyłącznika. W korpusie wyłącznika jest także umieszczony mechanizm wskaźnikowy 60 wzajemnego położenia styków 3, 4. Tenże mechanizm wskaźnikowy 60 składa się z obrotowego mechanizmu 61 z barwnie wyróż niają cym się oznaczeniem 611 na powierzchni, przeznaczonym do przechylania się pod okienko 7 na korpusie skrzyni wyłącznika i do ruchu na zewnątrz tego okienka, kiedy segment obrotowy jest obciążony sprężyną powrotną 62 w kierunku obwodowym obrotowego segmentu względem jednego końca 631 dźwigni wskazującej 63, ułożonym przesuwnie w rowku 100, który jest drugim koń cem 632 obrotowo osadzony w tulei pomocniczej 232 ramienia nośnego 23. Przymocowanie cięgna wskaźnikowego 23 do segmentu obrotowego 61 przebiega tak, że jeden koniec 631 cięgna wskaźnikowego 63 jest umieszczony suwliwie w rowku 100, wykonanym trwale we wnętrzu korpusu włącznika i opiera się bocznie na wykonanej profilowanej krawędzi 612 obrotowego segmentu 61. Co się tyczy styku stałego 4 korpus 40 tego styku stałego 4 jest oparty z pewnym naprężeniem na styk sprężysty 41 działając w kierunku otwarcia styków 3, 4.

Działanie urządzenia jest następujące: przy przemieszczeniu się dźwigni sterującej 1 podczas ruchu zwierającego lub raczej w ruchu zamykającym sprężyna skrętna 21 ulega ściśnięciu jak pokazano na fig. 1, 2 i 3, przy czym koniec szczeliny 121 w pierścieniu 12 dźwigni sterującej 1 przylega bocznie do ramienia nośnego 23, które jest następnie przesuwane obrotowo w tym samym kierunku. W położ eniu pokazanym na fig. 3 mechanizm znajduje się w martwym położeniu sprężyny skrę tnej 21 co następuje krótko po tym jak kraniec szczeliny 121 w pierścieniu 12 dźwigni sterującej 1 osiąga kontakt z ramieniem nośnym 23. Wtedy sprężyna 21 wspiera ruch zamykający lub ruch w kierunku zamykania ruchomego kontaktu 3 na kontakt stały 4 jak pokazano na fig. 4, przy czym podczas dalszego ruchu w tym kierunku, sprężyna spiralna 240 zaczyna być naprężana, a po przejściu przez punkt martwy sprężyny 240 co zostało pokazane na fig. 5, ruch całego mechanizmu dźwigniowo sprzęgowego 20 jest zakończony, w niniejszym przypadku w pozycji kiedy ramie nośne 23 opiera się o koń cowy ogranicznik 200 ukształ towany na korpusie odłącznika. Fig. 6, 7, 8 i 9 pokazują poszczególne stany podczas powrotu, to jest ruch otwierający dźwigni sterującej 1, a następnie całego mechanizmu dźwigniowo sprzęgowego 20. Poszczególne figury także pokazują ruch osadczego przelotowego otworu osi 22 nośnego ramienia 23, które pozwala przeprowadzić boczne połączenie większej liczby odłączników celu synchronizacji ich funkcji otwierająco zamykającej.

Urządzenie może być stosowane jako odłącznik, to znaczy do złączania i rozłączania prądu rzędu dziesiątek lub setek amperów, przy czym konstrukcja i wymiary korpusu mechanizmu, sprzęgu i kontaktów są zależ ne od wielkoś ci prą du. W ten sposób moż na, zachowując przedstawioną istotę rozwiązania, wykonać urządzenia o różnych wymaganiach.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Odłącznik zawierający w korpusie dźwignię sterującą osadzoną obrotowo, oraz połączony z nią mechanizm cięgnowo dźwigniowy ze sprężynami, w którym do mechanizmu cięgnowo dź wigniowego jest połączony ruchomy styk, opierający się w pozycji zwartej na styku stałym a w pozycji rozwartej na ograniczniku statycznym, znamienny tym, że mechanizm dźwigniowo cięgnowy (20) jest

   PL 209 196 B1 wykonany w taki sposób, że na korpusie dźwigni sterującej (1) jest utworzone ramię stabilizujące (11) na którego końcu (111) połączone jest ramię sprężyny skrętnej w sposób obrotowy, podczas gdy drugie ramię sprężyny skrętnej (21), jest osadzone w korpusie odłącznika obrotowo i równocześnie w osi (22), która jest usytuowana mimośrodowo w stosunku do osi sworznia (10) obrotowego gniazda sterującej dźwigni (1), to jest z przesunięciem w kierunku obszaru sterującego ruchomego styku (3), gdzie jest usytuowane ramię nośne (23) sterujące stykiem ruchomym (3), które przechodzi z luzem przez szczelinę (121) w pierścieniu (12) utworzonym na dźwigni sterującej (1), a na jego końcu (231) jest do niego obrotowo, za pomocą pomocniczej tulei (232) połączony jeden koniec (241) nośnego cięgna (24), którego drugi koniec (242) jest osadzony obrotowo i przesuwnie w złączu (31), utworzonym na ramieniu nośnym (30) styku ruchomego (3), to jest w pobliżu bryły styku (32) styku ruchomego (3), przy czym pomiędzy złączem (31) na ramieniu nośnym (30) ruchomego styku (3), a tuleją pomocniczą (232) obrotowego połączenia nośnego cięgna (24) z ramieniem nośnym (23) jest włożona sprężyna spiralna (240).
2. 2. Odłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że sworzeń (10) utworzony dla obrotowego osadzenia dźwigni sterującej (1) jest umocowany do korpusu odłącznika, przy czym oś (22) ramienia nośnego (23) jest umocowana z tym ramieniem nośnym i osadzona obrotowo w korpusie odłącznika, przy czym w tej osi (22) ramienia nośnego (23) w kierunku osiowym, znajduje się rowkowe wybranie lub rowkowy kanał (221), przystosowany na włożenie rowkowego elementu łączącego.
3. 3. Odłącznik według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że sprężyna skrętna na nośnym cięgnie (24) jest osadzona ze wstępnym sprężeniem.
4. 4. Odłącznik według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, ze w pozycji przełączeniowej mechanizmu cięgnowego dźwigniowego (20) w martwym punkcie ramienia stabilizującego (11) dźwigni sterującej (1) ze sprężyną skrętną (21) obszar kontaktowy ramienia nośnego (23) z cięgnem nośnym (24) znajduje się przed martwym punktem.
5. 5. Odłącznik według zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że maksymalnie w pozycji przełączeniowej mechanizmu cięgnowo dźwigniowego (20) w punkcie martwym obszaru kontaktowego ramienia stabilizującego (11) dźwigni sterującej (1) ze sprężyną skrętną (21) tylna krawędź szczeliny (121) w pierścieniu (12) dźwigni sterującej (1) znajduje się w miejscu początku kontaktu z bokiem ramienia nośnego (23).
6. 6. Odłącznik według zastrz. 1 do 5, znamienny tym, że w pozycji przełączeniowej mechanizmu dźwigniowo cięgnowego (20) w stanie całkowitego zamknięcia ruchomego styku (3) i stałego styku (4) miejsce połączenia ramienia nośnego (23) i cięgna nośnego (24) znajduje się za punktem martwym.
7. 7. Odłącznik według zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że korpus rozłącznika zawiera także zespół wskaźnikowy (60) wzajemnego położenia styków (3, 4), przy czym ten zespół (60) składa się z segmentu obrotowego (61) z barwnie wyróż nionym znakiem (611) na powierzchni, przystosowanego do przemieszczania się pod okienkiem (7) na czołowej stronie rozłącznika i do przemieszczania się na zewnątrz okienka (7), kiedy wymieniony segment obrotowy (61) jest wprowadzany powrotną sprężyną (62) cięgna wskaźnikowego (63), którego drugi koniec (632) jest osadzony obrotowo w tulei pomocniczej (232) ramienia nośnego (23).
8. 8. Odłącznik według zastrz. 1 do 7, znamienny tym, że wzajemne połączenie cięgna wskaźnikowego (63) z segmentem obrotowym (61) jest wykonane w ten sposób, ze pierwszy koniec (631) cięgna wskaźnikowego (63) jest prowadzony suwliwie w rowku (100) ukształtowanym trwale względem korpusu rozłącznika i opiera się o boczną profilowaną krawędź (612) segmentu obrotowego (61).
9. 9. Odłącznik według zastrz. 1 do 8, znamienny tym, że korpus (30) styku ruchomego (3) opiera się o styk sprężysty (41) działający w kierunku otwarcia styków (3, 4).