SK278090B6 - Pawl device of high-speed circuit breaker - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka západkového zariadenia rýchlovypínača s kladkou, uloženou otočné na osi v pohyblivom kontaktnom mostíku, so západkovým ťahadlom otočné uloženým a pôsobiacim na kladku v zapínacom smere, ktoré čelná strana, privrátená ku kladke, je vytvorená ako kulisa aspoň čiastočne prispôsobená obrysu kladky, so silou pôsobiacou vo vypínacom smere na pohyblivý kontaktný mostík, vyvodenou najmä vypínacou pružinou, a so spúšťou pôsobiacou na západkové ťahadlo.

Doterajší stav techniky

Je známe západkové zariadenie rýchlovypínača s kladkou uloženou otočné na osi v pohyblivom mostíku. Pri zapínaní pôsobí západkové ťahadlo, ovládané magnetom, na kladku, tlačí kontaktný mostík proti pevnému kontaktu a zatvára tak prúdový okruh rýchlovypínačom. Potrebná kontaktná sila sa taktiež prenáša z magnetu prostredníctvom západkového ťahadla na kladku. Pri normálnom vypínaní rýchlovypínača sa magnet odbudí a predpätá vypínacia pružina, taktiež pôsobiaca na kladku, ťahá kontaktný mostík do vypínacej polohy. Elektrický oblúk, ktorý pritom vznikne, sa známym spôsobom uhasí. Ak však tečie rýchlovypínačom skratový prúd, potom trvá toto normálne vypínanie príliš dlho a spúšť, priamo ovládaná skratovým prúdom, sa vybudí. Táto spúšť pôsobí na západkové ťahadlo a spôsobuje to, že pôsobenie medzi kladkou a západkovým ťahadlom sa zruší. Vypínacia pružina, pôsobiaca na kladku, vstúpi potom ihneď do činnosti a kontaktný mostík je rýchle ťahaný do vypínacieho smeru.

Spúšť, pôsobiaca na západkové ťahadlo, napríklad vybavovací magnet, musí byť silne dimenzovaná, aby sa mohlo spoľahlivo pohybovať západkovým ťahadlom vzhľadom na kladku, lebo je potrebné prekonávať veľké protisily. Ak by spúšť bola slabšie dimenzovaná, potom by sa vypínací čas zvýšil na neprípustné vysoké hodnoty.

Podstata vynálezu

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje západkové zariadenie pre rýchlovypínač s kladkou, uloženou otočné na osi v pohyblivom kontaktnom mostíku, so západkovým ťahadlom otočné uloženým a pôsobiacim na kladku v zapínacom smere, ktorého čelná strana, privrátená ku kladke, je vytvorená ako kulisa aspoň čiastočne prispôsobená obrysu kladky, so silnou pôsobiacou vo vypínacom smere na pohyblivý kontaktný mostík, vyvodenou najmä vypínacou pružinou, a so spúšťou pôsobiacou na západkové ťahadlo, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že časť kulisy, prispôsobená obrysu kladky, prechádza do úseku prebiehajúceho tangenciálne ku kladke, a že úsek kulisy, prebiehajúci tangenciálne ku kladke, je voči zapínaciemu smeru sklonený o uhol (90°-a), pričom uhol (a) je daný vzťahom »1 a . arotg ( Ck . - - ♦ C* ),

Ra kde Cs je koeficient trenia medzi oskou a kladkou, C« je koeficient trenia medzi kladkou a kulisou, R, je polomer osky a R2 je polomer kladky.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu je bežná plocha kladky opatrená vybraním.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia vynálezu je tvar čelnej strany západkového ťahadla prispôsobený tvaru vybrania v bežnej ploche kladky.

Výhodnosť riešenia podľa vynálezu spočíva v tom, že bolo vytvorené také západkové zariadenie pre zapnutý kontaktný mostík rýchlovypínača, ktorého uzávorovanie sa môže veľmi rýchle uvoľniť, takže sa môžu najmä rýchle prerušiť vysoké vypínacie prúdy, zvlášť potom skratové prúdy.

Ďalšou prednosťou vynálezu je, že bezprostredne po uvoľnení uzávorovania urýchľuje zložka sily, pôsobiaca stále ešte na kladku v zapínacom smere, prídavné pohyb západkového ťahadla, a tým umožňuje ešte rýchlejší vypínací pohyb kontaktného mostíka.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie objasnený na príklade uskutočnenia podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje principiálne vyhotovenie kontaktného systému rýchlovypínača, obr. 2 detail západkového zariadenia podľa vynálezu a obr. 3 sily pôsobiace v západkovom zariadení podľa obr. 2.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Na všetkých obrázkoch sú rovnaké konštrukčné prvky opatrené rovnakými vzťahovými značkami.

Na obr. 1 je znázornený veľmi zjednodušene kontaktný systém rýchlovypínača. Na prúdovej pripoj nici 1 je upevnený pevný kontakt 2 V zapnutom stave je pritlačovaný na pevný kontakt 2 pohyblivý kontakt 3, ktorý je spojený s jedným koncom pohyblivého kontaktného mostíka 4. Pohyblivý kontaktný mostík 4 je svojím druhým koncom otočné uložený vo valivom ložisku 5, ktoré je vhodné na vedenie prúdu. Toto valivé ložisko 5 je zapustené do druhej prúdovej prípojnice 6. Doposiaľ opísané konštrukčné prvky 1 až 6 tvoria hlavnú prúdovú dráhu rýchlovypínača. Počas vypínacieho procesu, keď elektrický oblúk horiaci medzi pevným kontaktom 2 a pohyblivým kontaktným mostíkom 3 komutuje známym spôsobom na opaľovacie rožky 8 a 9, sa prúd krátkodobé prevedie na vedľajšiu prúdovú dráhu 10. Pohyblivým kontaktným mostíkom 4 potom už neprechádza prúd a pohybuje sa bez ďalšieho elektrického zaťaženia do svojej vypínacej polohy. Akonáhle elektrický oblúk, ktorý známym spôsobom preskočí z opaľovacích rožkov 8,9 na viac neznázomcných zhášacich plechov, zhasne, je vedenie prúdu rýchlovypínačom definitívne prerušené. Medzi pevným kontaktom 2 a pohyblivým kontaktom 3 vzniká potom zotavujúce sa napätie.

Pohyblivý kontaktný mostík 4 má, v smere svojej pozdĺžnej osi otvor 12. Postranné steny tohto otvoru 12 nesú os 13, na ktorej je otočné uložená valcovo vytvorená kladka 14. Os 13 a kladka 14 majú spoločnú strednú os, ktorá prebieha kolmo na smer pohybu pohyblivého kontaktného mostíka 4. V zapnutom stave pohyblivého kontaktného mostíka 4 spočíva kladka 14 na západkovom ťahadle 15, ktorého čelná strana, privrátená ku kladke 14, je vytvorená ako kulisa 16 prispôsobená aspoň z časti obrysu kladky. Koniec západkového ťahadla 15, odvrátený od kladky 14, je otočné uložený v izolačnom dieli 17. Spojovací diel 18 spojuje izolačný diel 17 s neznázomeným, principiálne známym zapínacím a vypínacím zariadením. Pružina 19, ktorá sa opiera o podperu 20, ktorá je zhotovená z izolačného materiálu, tlačí západkové ťahadlo smerom hore proti kladke 14. Zapínacie a vypínacie zariadenie pôsobí prostredníctvom západkového ťahadla 15 na kladku 14, a tým na pohyblivý kontaktný mostík 4. V zapnutom stave pôsobí tiež kontaktná sila medzi pevným kontaktom 2 a pohyblivým kontaktom 3, takže prípadný opál kontaktu sa pritom automaticky vyrovnáva.

Sily, ktoré pôsobia v zapnutom stave na pohyblivý kontaktný mostík 4, sú vyvodzované zapínacím a vypínacím zariadením. Na normálne prevádzkové vypínanie sa sila, pôsobiaca v zapínacom smere zruší a vypínacia pružina 22, ktorá pôsobí priamo na pohyblivý kontaktný mostík 4, ťahá tento mostík do jeho vypínacej polohy. Vypínacia pružina 22 je aspoň jednou stranou zavesená izolovane, aby sa zabránilo toku rozptylových prúdov vypínacou pružinou. Ak sa majú vypnúť veľmi veľké prúdy, napríklad skratové prúdy, potom sa musí vypínací proces urýchliť. Prídavná spúšť 25, napríklad magnet, ktorý je vybudený vysokým prúdom priamo, pôsobí prostredníctvom západky 26 na koniec 27 západkového ťahadla 15, ktoré prechádza otvorom 12. Pritom je západkové ťahadlo 15 tlačené smerom dolu a kladka 14 sa odvaľuje pozdĺž kulisy 16 vo vypínacom smere. Uzávorovanie medzi kladkou 14 a západkovým ťahadlom 15 sa týmto spôsobom veľmi rýchle zruší.

Na objasnenie funkcie tohto západkového zariadenia je potrebné sa bližšie zaoberať obrazom 2. Čelná strana západkového ťahadla 15, vytvorená ako kulisa 16, je čiastočne prispôsobená obrysu kladky. Od bodu A prechádza časť kulisy 16, prispôsobená obrysu kladky 14, do úseku, prebiehajúcom tangenciálne ku kladke 14. Kulisa 16 je vytvorená tak, že v zapnutom stave pohyblivého kontaktného mostíka 4 sú trecie sily, pôsobiace na kladku 14, kompenzované. Úsek kulisy 16, prebiehajúci tangenciálne ku kladke 14, je vzhľadom na zapínací smer sklonený o uhol 90°-a. Zapínací smer je naznačený šípkou 28. Uhol a samotný je definovaný ako uhol medzi zapínacím smerom a spojnicou 29, ktorá spojuje bod A so stredom Z osi 13. Rovnaký uhol a sa tiež vyskytuje ako uhol medzi úsekom kulisy 16, prebiehajúcim tangenciálne ku kladke 14 a priamkou, prebiehajúci kolmo k zapínaciemu smeru západkového ťahadla 15. Úsek kulisy 16, prebiehajúci tangenciálne ku kladke 14, nemusí prebiehať rovno až k hornej hrane západkového ťahadla 15, môže byť tiež trochu zaoblený, ako naznačuje čiara 30, vytvorená čiarkované, aby sa uľahčilo odvaľovanie kladky 14.

Na obr. 3 sú zrejmé podstatné sily, ktoré pôsobia v bode Ä medzi kladkou 14 a západkovým ťahadlom 15. Sila Pi pôsobí v zapínacom smere a je vyvodzovaná zapínacím a vypínacím zariadením. Táto sila Pi sa môže známym spôsobom rozložiť na svoje zložky Pi a Pj. Zložka Pi pôsobí v smere na stred Z osi 13 a zložka Pj, ktorá sa môže predstaviť vzťahom:

Pa = Pi. sin a pôsobí kolmo ku zložke Pi. Zložka Pj sa môže paralelne posunúť tak, že smer jej pôsobenia sa stotožní so smerom úseku kulisy 16, prebiehajúceho tangenciálne. Pôsobia potom zhora na bod A. Táto silová zložka Pj pôsobí proti presne rovnako veľkej sile P< na rovnakej osi.

Táto sila P< je súčtom trecích síl, ktoré sa vyskytujú v systéme os 13, kladka 14 a kulisa 16. Pritom je trecia sila P41, ktorá sa vyskytuje medzi kladkou 14 a kulisou 16, určená vzťahom:

P41 = Pi. cos a. ce, pričom c« je koeficient trenia medzi kladkou 14 a kulisou 16. Trecia sila medzi osou 13 a kladkou 14 sa zmenšuje v pomere polomeru Ri osi 13 k polomeru Ri kladky 14. V bode A pôsobí od posledne uvedenej trecej sily zložka:

»«__

P<a · Pi . coe d . cb R2

Sila P« je určená vzťahom P< = P41 + P42.

Ak sa zvolí zložka Pj a sila P4 navzájom rovnako veľké, potom z toho vyplynie na dimenzovanie uhla a nasledujúca rovnica:

Ri < - arotgr ( Ce , · ♦ C* )

Rb

Kladka 14 môže mať vonkajšiu plochu, v ktorej je vytvorené dlážkové vybranie. Toto vybranie slúži ako vedenie na čelnú stranu západkového ťahadla 15. Tým sa zabráni stranovému kĺzaniu západkového ťahadla 15 z kladky 14. Tým sa zabráni aj vzpriečeniu oboch dielov. Ďalej je možné prispôsobiť čelnú stranu západkového ťahadla 15 tvaru vybrania kladky 14, aby sa dosiahlo ešte lepšie vedenie.

Claims (3)

1. Západkové zariadenie rýchlovypínača s kladkou, uloženou otočné na osi v pohyblivom kontaktnom mostíku, so západkovým ťahadlom otočné uloženým a pôsobiacim na kladku v zapínacom smere, ktorého čelná strana, privrátená ku kladke, je vytvorená ako kulisa aspoň čiastočne prispôsobená obrysu kladky, so silou pôsobiacou vo vypínacom smere na pohyblivý kontaktný mostík, vyvodenou najmú vypínacou pružinou, a so spúšťou pôsobiacou na západkové ťahadlo, vyznačujúce sa tým, že časť kulisy (16), prispôsobená obrysu kladky (14), prechádza do úseku prebiehajúceho tangenciálne ku kladke (14), a že úsek kulisy (16), prebiehajúci tangenciálne ku kladke (14), je voči zapínaciemu smeru sklonený o uhol (90°-a), pričom uhol (a) je daný vzťahom

Ri < · arclB C Cb . - - ♦ Cô )

Rb kde C; je koeficient trenia medzi oskou (13) a kladkou (14), C« je koeficient trenia medzi kladkou (14) a kulisou (16), Ri je polomer osky (13) a R: je polomer kladky (14).

2. Západkové zariadenie podľa nároku 2, v y zničujúce sa tým, že bežná plocha kladky (14) je opatrená vybraním.

3. Západkové zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že tvar čelnej strany západkového ťahadla (15) je prispôsobený tvaru vybrania v bežnej ploche kladky (14).