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分合闸机构及断路器的制作方法

2023-03-29 09:59:06 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及低压电器技术领域,具体而言,涉及一种分合闸机构及断路器。


背景技术:

2.现有断路器通过手柄机构带动动触头接触或脱离静触头,以实现手动分合闸,并通过设置电动机构来驱动手柄机构,使断路器实现自动分合闸。断路器的电动机构由位置传感器和芯片协同控制,位置传感器检测断路器的合闸位置、分闸位置并传递给芯片,芯片控制电动机构动作以驱动断路器自动分闸或合闸。电动机构有多种,例如电动机构包括电机,芯片控制电机正转或反转,电机通过齿轮传递动力驱动动触头正转或反转以实现合闸、分闸。或者,电动机构采用两个电磁机构作为动力输出部件,通过两个电磁机构分别推动动触头沿相反的两个方向快速移动实现分闸和合闸。现有断路器,由于芯片容易受外部干扰导致位置检测不可靠,电机、齿轮长时间使用磨损后容易导致传动不到位,影响断路器动作可靠性。
3.由于动触头和静触头在分离过程中容易产生电弧而导致断路器损坏,需要动触头和静触头快速分离,为实现自动分闸时快速断开,有时还需要额外设置另一电动机构来实现快速分闸,例如另外设置一电磁机构直接推动动触头以使动触头快速脱离静触头。因此,现有断路器要实现安全地自动分合闸,需要的动力输出部件、动力传递部件较多,除了要实现自动分合闸动作以外,还要使各个部件在分闸后回复初始位置,断路器整体机械结构复杂、控制电路复杂。


技术实现要素:

4.本技术旨在提供一种分合闸机构及断路器,以简化断路器结构、减小分合闸机构占用空间、提高断路器安全性。
5.本技术的实施例是这样实现的:
6.第一方面,本技术实施例提供一种分合闸机构,用于驱动断路器的动触头与静触头接触或分离,所述断路器包括壳体,所述静触头固定设置于所述壳体,所述动触头可转动地设置于所述壳体,所述分合闸机构包括:第一传动件,可转动地设置在所述壳体内,并具有沿第一时针方向排布的第一初始位置和合闸位置;所述第一传动件与所述动触头相连以带动所述动触头转动,所述第一传动件在所述合闸位置时,使所述动触头与所述静触头接触;第二传动件,可转动地设置在所述壳体内,并具有沿第一时针方向排布的第二初始位置、中止位置和分闸位置,所述第二传动件在所述分闸位置时与所述动触头干涉,以使所述动触头与所述静触头分离;其中,所述第一传动件与所述第二传动件同轴设置且单向传动配合,以使所述第一传动件能够带动所述第二传动件沿所述第一时针方向转动、所述第二传动件能够带动所述第一传动件沿第二时针方向转动;且使所述第二传动件能够相对所述第一传动件沿所述第一时针方向独立转动,所述第二时针方向与所述第一时针方向相反;所述第一传动件转动至所述合闸位置时,带动所述第二传动件转动至所述中止位置,以使
所述动触头与所述静触头相连;所述第二传动件相对所述第一传动件转动至所述分闸位置时,以使所述动触头与所述静触头分离;所述第二传动件被配置为在所述动触头与所述静触头分离后沿所述第二时针方向复位至所述第二初始位置并带动所述第一传动件复位至所述第一初始位置。
7.本技术提供的分合闸机构中的第一传动件与动触头相连,第一传动件沿第一时针方向转动至合闸位置能够使动触头连接静触头(即合闸),第一传动件沿第一时针方向的反方向复位至第一初始位置能够使动触头脱离静触头(即分闸);同时,由于第一传动件与第二传动件是单向传动配合,第二传动件能够相对第一传动件单独沿第一时针方向转动至分闸位置,通过第二传动件与动触头干涉,实现直接推动动触头、使动触头快速脱离静触头分闸的目的,达到灭弧效果,提高断路器安全性;而第二传动件在分闸后,沿第一时针方向的反方向复位至第二初始位置时,还能够带动第一传动件复位。因此,本技术的技术方案,沿第一时针方向驱动第一传动件或第二传动件即可实现合闸或快速分闸,控制方式简单,由于仅通过分合闸机构就能够实现合闸和快速分闸,无需另外设置电动机构来驱动动触头快速分闸,使得断路器的结构简化,减小了分合闸机构占用的空间。
8.在本技术的一种实施例中,所述第一传动件具有第一抵靠面,所述第二传动件具有第二抵靠面,所述第一抵靠面与所述第二抵靠面相对设置,以使所述第一传动件和所述第二传动件单向传动配合;所述第一传动件沿所述第一时针方向转动时,通过所述第一抵靠面作用于所述第二抵靠面,以带动所述第二传动件;所述第二传动件沿所述第二时针方向转动时,通过所述第二抵靠面作用于所述第一抵靠面,以带动所述第一传动件。
9.在上述技术方案中,通过第一抵靠面和第二抵靠面配合,实现第一传动件沿第一时针方向带动第二传动件,第二传动件沿第二时针方向来反方向带动第一传动件,且第二传动件能够相对于第一传动件沿第一时针方向转动至分闸位置,第一传动件和第二传动件不直接相连,简化了分合闸机构的结构。
10.在本技术的一种实施例中,所述第一传动件形成有缺口,所述第二传动件形成有第三凸起,所述第三凸起与所述缺口配合并能够在所述缺口内移动,所述第一抵靠面形成在所述缺口的一端,所述第二抵靠面形成在所述第三凸起的侧面,所述第一抵靠面和所述第二抵靠面相对。
11.在上述技术方案中,通过在第一传动件上设置相对较大的缺口,在第二传动件上设置相对较小的第三凸起,第三凸起能够在缺口内移动,以实现第二传动件能够相对第一传动件单独转动,且缺口上的第一抵靠面与第三凸起上的第二抵靠面接触时,二者又能够传动配合。从结构上来看,第一传动件和第二传动件的结构较为简单,配合关系简单,通过简单的结构即实现了单向传动配合的目的。
12.在本技术的一种实施例中,所述分合闸机构还包括:第一弹性复位件,一端与所述壳体连接、另一端与所述第二传动件连接,所述第一弹性复位件在所述第二传动件沿所述第一时针方向转动时蓄积第一弹性力,并在所述动触头与所述静触头分离后释放所述第一弹性力,以使所述第二传动件沿所述第二时针方向复位至所述第二初始位置。
13.在上述技术方案中,通过设置第一弹性复位件,在分闸后,第一弹性复位件驱使第二传动件及第一传动件快速复位,同时带动动触头快速远离静触头,结构上简单紧凑,且安全性较高。
14.在本技术的一种实施例中,所述第一传动件和第二传动件层叠设置,所述第二传动件位于所述第一传动件和所述壳体之间,所述第二传动件面向所述壳体的一面设有卡槽;所述第一弹性复位件为扭簧,所述第一弹性复位件的一个支脚嵌设于所述卡槽、另一个支脚连接于所述壳体。
15.在上述技术方案中,第一传动件和第二传动件层叠设置,第一弹性复位件位于壳体和第二传动件之间,整体占用面积较小,结构紧凑。
16.在本技术的一种实施例中,所述第一传动件具有第一受力面,所述第二传动件具有第二受力面;所述分合闸机构还包括:拨杆,所述拨杆可活动地设置在所述壳体内,所述拨杆的一端连接动力源或供人手操作,所述拨杆的另一端择一地作用于所述第一受力面和所述第二受力面,以用于沿所述第一时针方向拨动所述第一传动件和/或所述第二传动件。
17.在上述技术方案中,通过设置拨杆择一地与第一受力面、第二受力面配合,拨杆受力时,向第一受力面或第二受力面施力,从而沿第一时针方向拨动第一传动件以实现合闸,或者沿第一时针方向拨动第二传动件以实现快速地分闸。在该技术方案中,拨杆不直接与第一传动件、第二传动件相连,结构简单,装配方便,拨杆仅需要同一方向的动力,控制方式简单。
18.在本技术的一种实施例中,所述第二传动件包括第二传动本体和拨块,所述第二受力面形成在所述拨块的表面,所述拨块可转动地连接于所述第二传动本体并具有第一位置和第二位置;所述拨块在所述第一位置时避开所述拨杆,以使所述拨块作用于所述第一受力面;所述拨块在所述第二位置时阻挡在所述拨杆与所述第一受力面之间,以使所述拨块作用于所述第二受力面。
19.在上述技术方案中,通过设置能够在第一位置和第二位置之间转动的拨块,通过拨块的位置切换,实现拨杆与第一受力面、第二受力面的择一配合,拨杆本身的受力和运动路径稳定不变,控制方式简单方便。
20.在本技术的一种实施例中,所述分合闸机构还包括:第一限位件,所述第一限位件沿所述第二传动件的转动路径设置,所述第二传动件位于所述第二初始位置和所述中止位置之间时,所述第一限位件与所述拨块配合以将所述拨块限制在所述第一位置;第二弹性复位件,所述第二弹性复位件的一端连接于所述第二传动本体、另一端连接于所述拨块,所述第二弹性复位件在所述拨块被限制在所述第一位置时蓄积第二弹性力,并在所述拨块与所述第一限位件脱离配合时释放所述第二弹性力,以使所述拨块由所述第一位置转动至所述第二位置。
21.在上述技术方案中,通过设置第一限位件、第二弹性复位件与拨块配合,初始分闸状态时,第二传动件位于第一初始位置,第一限位件将拨块限定在第一位置,压缩第二弹性复位件以蓄积第二弹性力,合闸后,第二传动件在第一传动件带动下由初始位置转动至中止位置,使拨块脱离第一限位件的限制,第二弹性复位件释放第二弹性力以驱使拨块转动至第二位置。在该方案中,不需要额外增加驱动机构来实现拨块转动,拨块就能够快速响应第二传动件的位置变化而在第一位置和第二位置之间转换,分合闸机构结构简单、控制方式简单,可靠性高。并且相比通过驱动机构驱动拨块的方式,利用第一限位件硬限制拨块,更不容易出现故障,可靠性更高。
22.在本技术的一种实施例中,所述第二传动本体设有盲孔,所述拨块与所述盲孔的
开口相对设置,所述第二弹性复位件的一端设置在盲孔内,所述第二弹性复位件的另一端抵持于拨块。
23.在上述技术方案中,通过在第二传动本体中设置开口与拨块相对的盲孔,并将第二弹性复位件设置在盲孔内,使得第二弹性复位件的位置稳定,变形的过程中不易偏离设定形态,第二传动本体、第二弹性复位件、拨块整体机构稳定,不易失效。
24.在本技术的一种实施例中,所述第一传动件包括第一传动部和第二传动部,所述第一传动部与所述第二传动件单向传动配合,所述第二传动部与所述第二传动件之间形成用于容纳空间,所述拨块设置于所述容纳空间。
25.在上述技术方案中,通过将第一传动件设置为第一传动部和第二传动部,将拨块设置在第二传动部和第二传动件之间的容纳空间,拨块不容易与容纳空间以外的其他部件干涉,提高分合闸机构的可靠性。
26.在本技术的一种实施例中,所述第二传动部设有沿所述第一时针方向延伸的滑槽,所述第一受力面设置于所述滑槽的一端;所述拨杆可滑动地设置于所述滑槽并延伸至所述容纳空间,所述拨块在所述第二位置时横跨所述滑槽以阻挡在所述拨杆与所述第一受力面之间,所述拨块在所述第一位置时让出所述滑槽以避开所述拨杆。
27.在上述技术方案中,通过在第二传动部设置滑槽,并将拨杆设置在滑槽内,进一步限定了拨杆的移动路径,使得拨杆仅能在滑槽的两端之间移动,保证拨杆与第一受力面或拨块的第二受力面配合,提高分合闸机构的可靠性。
28.在本技术的一种实施例中,所述第二传动本体还设有第三抵靠面;所述第二受力面包括位于所述拨块的转动轴线两侧的第一区域和第二区域,所述拨块在所述第二位置时,所述第一区域阻挡所述拨杆,所述第二区域抵触于所述第三抵靠面。
29.在上述技术方案中,通过在拨块的转动轴线两侧设置第一区域和第二区域并在第二传动本体设置第三抵靠面,拨块由第一位置转动至第二位置后,第三抵靠面与第二区域配合限制拨块继续转动,保证拨块的第一区域能够横跨滑槽并阻拦拨杆,拨杆作用于第一区域时能够将拨杆提供的动力传递给第二传动本体,进而使第二传动件整体能够沿第一时针方向转动。
30.在本技术的一种实施例中,所述第二传动本体面向第一传动件的一面形成第一凸台,所述第三抵靠面形成在所述第一凸台的侧面,所述拨块与所述第一凸台相邻设置,所述拨块的所述第二区域与所述第三抵靠面相对。
31.在本技术的一种实施例中,所述第二传动件的外周面形成有沿其自身径向延伸的第一凸起,所述第二传动件在所述分闸位置时通过所述第一凸起与所述动触头干涉,以使所述动触头与所述静触头分离。
32.在上述技术方案中,第二传动件转动至分闸位置时,通过第一凸起推动动触头,使得动触头脱离静触头,限制动触头与静触头连接,实现快速分闸。
33.第二方面,本技术实施例提供一种断路器,其包括:壳体;静触头,固定设置于所述壳体内;动触头,相对所述静触头可转动地设置于所述壳体内;如第一方面中任一项所述的分合闸机构,所述分合闸机构用于驱动所述动触头以使所述动触头与所述静触头连接或分离。
34.本技术提供的断路器,其分合闸机构结构简单、控制方式简单,设置一个电动机构
来驱动分合闸机构即可实现自动分合闸,且能够以较快的速度分闸,达到灭弧效果,并且分合闸机构复位方式简单,断路器整体结构简单、安全性较高。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
36.图1为本技术一实施例提供的断路器的接通状态示意图;
37.图2为本技术一实施例提供的断路器的断开状态示意图;
38.图3为本技术一实施例提供的分合闸机构的示意图;
39.图4为本技术一实施例提供的第一传动件的第一视角示意图;
40.图5为本技术一实施例提供的第一传动件的第二视角示意图;
41.图6为本技术一实施例提供的第二传动件的第一视角示意图;
42.图7为本技术一实施例提供的第二传动件的第二视角示意图;
43.图8为本技术一实施例提供的拨块的示意图;
44.图9为本技术一实施例提供的壳体用于安装第一传动件和第二传动件的部分的示意图;
45.图10为本技术一实施例提供的分合闸机构在分闸状态的示意图;
46.图11为图10的局部放大图;
47.图12为本技术一实施例提供的第二传动件在分闸状态的示意图;
48.图13为图12的局部放大图;
49.图14为本技术一实施例提供的分合闸机构的合闸过程示意图;
50.图15为图14的局部放大图;
51.图16为本技术一实施例提供的分合闸机构在合闸状态的示意图;
52.图17为图16的局部放大图;
53.图18为本技术一实施例提供的分合闸机构的分闸过程示意图;
54.图19为图18的局部放大图;
55.图20为本技术一实施例提供的电动机构的示意图;
56.图21为本技术一实施例动铁芯的示意图;
57.图22为本技术一实施例提供的活动件的示意图
58.图23为本技术另一实施例提供的设有柔性连接件的分合闸机构在分闸状态的示意图;
59.图24为本技术另一实施例提供的设有柔性连接件的分合闸机构在合闸状态的示意图;
60.图25为本技术另一实施例提供的设有柔性连接件的分合闸机构的分闸过程示意图。
61.图标:1-壳体,11-卡接面,12-定位槽,13-定位键,14-第一安装孔,15-第二安装孔,16-第一阻挡面,17-第二阻挡面,18-第一引导面,2-静触头,3-动触头,31-第二转轴,
32-第二凸起,4-分合闸机构,41-第一传动件,411-第一传动部,4111-第二连接孔,4112-第三连接孔,4113-缺口,41131-第一抵靠面,412-第二传动部,4121-第一连接孔,4122-滑槽,4123-第一受力面,42-第二传动件,421-第二传动本体,4211-第三凸起,42111-第二抵靠面,4212-第一凸起,4213-第三抵靠面,4214-挡块,4215-盲孔,4216-卡槽,422-拨块,4221-第一区域,4222-第二区域,423-第二弹性复位件,44-第一限位件,441-第一限位面,442-第二限位面,45-拨杆,46-第一连接件,461-第一端,462-第二端,47-第二连接件,48-第三连接件,49-第一转轴,5-电动机构,51-静铁芯,52-动铁芯,521-限位凸起,53-铁芯弹簧,54-活动件,541-活动本体,5411-嵌槽,542-定位部,55-磁轭,56-骨架,6-操作组件,61-合闸件,611-第一凹槽,612-第三斜面,62-分闸件,621-第二凹槽,622-第二斜面,8-柔性连接件。
具体实施方式
62.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
63.因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
64.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
65.在本技术的描述中,需要说明的是,若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。此外,本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
66.此外,本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
67.在本技术的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
68.断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置,断路器具有接通和断开两种状态。断路器包括动触头和静触头。动触头和静触头连接时,断路器接通。动触头和静触头分离时,断
路器断开。
69.如图1和图2所示,本技术实施例提供一种断路器,断路器包括壳体1、动触头3、静触头2、分合闸机构4、操作组件6和电动机构5。
70.壳体1包括基板和防护壳,基板用于安装动触头3、静触头2、分合闸机构4、操作组件6和电动机构5等断路器的功能部件,防护壳围设在基板的周围以起到隔离防护的作用。需要说明的是,防护壳不一定是完全封闭的结构,而是依照功能设有开口或过线孔等以供内部的功能部件与外部线路连接。在一些实施例中,防护壳独立形成内部空间,基板设置在防护壳的内部空间以内。在另一些实施例中,基板和防护壳共同形成内部空间,也即基板为壳体的一部分侧壁,防护壳为壳体的其余侧壁。
71.为便于观察,本技术实施例提供的附图中隐去了防护壳。
72.静触头2固定设置于壳体1,动触头3可转动地设置于壳体1,以使动触头3与静触头2能够连接或分离,断路器在动触头3与静触头2连接时接通其所在的电路,断路器在动触头3与静触头2分离时使其所在的电路断开。
73.操作组件6和电动机构5均通过分合闸机构4驱动动触头3。分合闸机构4具有分闸状态和合闸状态,分合闸机构4在分闸状态时使动触头3脱离静触头2,分合闸机构4在合闸状态时使动触头3连接静触头2。
74.操作组件6用于供人手操作以使分合闸机构4在分闸状态和合闸状态之间切换,以实现手动控制断路器接通和断开。
75.电动机构5用于在通电时使分合闸机构4在分闸状态和合闸状态之间切换,以实现自动控制断路器接通和断开,在切换后断路器断电并回复初始状态。
76.分合闸机构4包括第一传动件41和第二传动件42。
77.第一传动件41可转动地设置于壳体1并与动触头3相连。
78.如图3所示,断路器还包括第一转轴49、第二转轴31和第一连接件46。第一传动件41通过第一转轴49可转动地连接于壳体1,第一传动件41能够绕第一转轴49沿第一时针方向和第二时针方向转动,第一时针方向和第二时针方向相反,示例性地,第一时针方向为顺时针方向,第二时针方向为逆时针方向。动触头3通过第二转轴31可转动地连接于壳体1。第一连接件46包括第一端461和第二端462,第一端461与第一传动件41连接,第二端462与动触头3连接。
79.如图4和图5所示,第一传动件41设有第一连接孔4121,第一连接孔4121用于容纳第一端461。动触头3设置有相应的连接孔以容纳第二端462。
80.第一传动件41、第一连接件46、动触头3及壳体1构成四连杆机构,当第一传动件41绕第一转轴49转动时,第一连接件46带动动触头3绕第二转轴31转动。第一传动件41具有第一初始位置和合闸位置。如图1、图10和图11所示,第一传动件41在第一初始位置时,动触头3与静触头2分离。如图2所示,第一传动件41在合闸位置时,动触头3与静触头2连接。
81.如图2所示,第一传动件41沿第一时针方向从第一初始位置转动至合闸位置时,第一转轴49、第一端461、第二端462位于同一直线上,使第一传动件41、第一连接件46、动触头3及壳体1构成四连杆机构处于死点而自锁,利用自锁力保证动触头3和静触头2稳定连接。需要说明的是,本技术实施例中所说的“第一转轴49、第一端461、第二端462位于同一直线上”并非是绝对在一条直线上,也可以有微小偏差,只要大致在一条直线上,使得第一传动
件41、第一连接件46、动触头3及壳体1构成四连杆机构处于死点即可。
82.如图1、图2和图3所示,操作组件6包括分闸件62和合闸件61,合闸件61和分闸件62分别可移动地设置于壳体1,合闸件61的一端和分闸件62的一端均设置在壳体1内并与第一传动件41配合,合闸件61的另一端和分闸件62的另一端分别伸出壳体1以供人手按动。
83.分闸件62、合闸件61和第一传动件41三者联动,第一传动件41转动时,分闸件62和合闸件61中的一者朝向壳体1内移动、另一者朝向壳体1外移动。分闸件62、合闸件61和第一传动件41的联动方式有多种,例如第一传动件41为齿轮,分闸件62和合闸件61为对称配合在第一传动件41的两侧的两个齿条,本技术实施例中,分闸件62、合闸件61分别通过连接件与第一传动件41铰接。
84.如图4所示,第一传动件41设有第二连接孔4111和第三连接孔4112。如图3所示,分合闸机构4还包括第二连接件47和第三连接件48。第二连接件47的一端设置于第二连接孔4111,以使第二连接件47铰接于第一传动件41,第二连接件47的另一端与合闸件61铰接。第三连接件48的一端设置于第三连接孔4112,以使第三连接件48铰接于第一传动件41,第三连接件48的另一端与分闸件62铰接。
85.如图10和图11所示,分闸状态下,第一传动件41在第一初始位置,合闸件61的另一端伸出壳体1以供人手按动。按动合闸件61的另一端使合闸件61朝向壳体1内移动,通过第二连接件47驱动第一传动件41沿第一时针方向由第一初始位置转动至合闸位置,使得分合闸机构4切换至合闸状态,同时第一传动件41通过第三连接件48驱动分闸件62朝向壳体1外移动,以使分闸件62的另一端伸出壳体1。
86.如图16和图17所示,合闸状态下,第一传动件41在合闸位置,分闸件62的另一端伸出壳体1以供人手按动。需要切换为分闸状态时,按动分闸件62的另一端使分闸件62朝向壳体1内移动,通过第三连接件48驱动第一传动件41沿第二时针方向由合闸位置转回至第一初始位置,使得分合闸机构4切换至分闸状态,同时第一传动件41通过第二连接件47驱动合闸件61朝向壳体1外移动,以使合闸件61的另一端伸出壳体1。从而,通过设置包括合闸件61和分闸件62在内的操作组件6,本技术实施例提供的断路器能够实现手动控制断路器通断。
87.第二传动件42与第一传动件41同轴设置于第一转轴49。因此,第一传动件41和第二传动件42均能够绕第一转轴49沿第一时针方向和第二时针方向转动,第一时针方向和第二时针方向相反,示例性地,第一时针方向为顺时针方向,第二时针方向为逆时针方向。
88.沿第一时针方向,第二传动件42具有第二初始位置、中止位置和分闸位置。如图10和图11所示,第一传动件41在第一初始位置、第二传动件42在第二初始位置时,分合闸机构4处于分闸状态,动触头3脱离静触头2。如图16和图17所示,第一传动件41在合闸位置、第二传动件42在中止位置时,分合闸机构4处于合闸状态,动触头3与静触头2连接。
89.第二传动件42在分闸位置时推动动触头3以使动触头3脱离静触头2。如图6和图7所示,第二传动件42形成有沿径向伸出的第一凸起4212,如图3所示,动触头3设有第二凸起32。如图16、图17、图18和图19所示,合闸状态下,当第二传动件42由中止位置转动至分闸位置时,第一凸起4212将与第二凸起32干涉,从而推动动触头3转动并脱离静触头2。
90.第一传动件41具有第一抵靠面41131,第二传动件42具有第二抵靠面42111。如图4所示,第一传动件41形成有缺口4113;如图6所示,第二传动件42形成有第三凸起4211;如图3所示,第三凸起4211配合于缺口4113内,第三凸起4211能够在缺口4113内移动。第一抵靠
面41131形成在缺口4113的一端,第二抵靠面42111形成在第三凸起4211的一个侧面,第一抵靠面41131和第二抵靠面42111相对。
91.当第一传动件41位于第一初始位置、第二传动件42位于第二初始位置时(即分闸状态),以及第一传动件41位于第一初始位置、第二传动件42位于中止位置时(即合闸状态),第一抵靠面41131和第二抵靠面42111相抵靠。第一传动件41从第一初始位置沿第一时针方向朝合闸位置转动时,通过第一抵靠面41131作用于第二抵靠面42111,以带动第二传动件42由第二初始位置沿第一时针方向朝中止位置转动。而第二传动件42沿第二时针方向复位至第二初始位置时,通过第二抵靠面42111作用于第一抵靠面41131,以带动第一传动件41沿第二时针方向复位至第一初始位置。
92.同时,第三凸起4211能够在缺口4113内转动,使第二抵靠面42111能够远离第一抵靠面41131,以使得第二传动件42能够相对于第一传动件41单独沿第一时针方向转动,因此,第二传动件42能够沿第一时针方向从中止位置单独转动至分闸位置,以推动动触头3,打破死点,解除自锁,使动触头3脱离静触头2。
93.在另一些实施例中,第一传动件41和第二传动件42还可以通过其他方式配合。
94.例如,第一传动件41和第二传动件42还可以分别设置凸起,第一抵靠面41131形成在位于第一传动件41上的凸起的侧面,第二抵靠面42111形成在位于第二传动件42上的凸起的侧面,第一抵靠面41131和第二抵靠面42111相对。
95.又如,如图23所示,分合闸机构4还包括柔性连接件8,柔性连接件8可以为链条、绳索等。第一传动件41具有第一连接位,第二传动件42具有第二连接位,沿第一时针方向,第一连接位在第二连接位的前方,柔性连接件8的一端连接在第一连接位,柔性连接件8的另一端连接在第二连接位。
96.如图23所示,当第一传动件41位于第一初始位置、第二抵靠面42111位于第二初始位置时(即分闸状态),柔性连接件8绷直,第一传动件41沿第一时针方向转动至合闸位置时,能够带动第二传动件42转动至中止位置。如图24所示,第一传动件41位于合闸位置、第二传动件42位于中止位置时(即合闸状态),柔性连接件8绷直,若第二传动件42沿第二时针方向复位至第二初始位置,也能够通过绷直的柔性连接件8带动第一传动件41沿第二时针方向复位至第一初始位置。
97.同时,第一传动件41位于合闸位置、第二传动件42位于中止位置时(即合闸状态),如图25所示,柔性连接件8容许第二传动件42相对第一传动件41沿第一时针方向单独转动,以使第二传动件42能够沿第一时针方向从中止位置单独转动至分闸位置,以利用第一凸起4212推动动触头3,打破死点,解除自锁,使动触头3脱离静触头2。
98.在一些实施例中,分合闸机构4还包括第一弹性复位件(图中未示出),第一弹性复位件与第二传动件42连接,第一弹性复位件具有使第二传动件42沿第二时针方向复位至第二初始位置的趋势。第一弹性复位件被设置为在合闸状态下蓄积弹性力,并在动触头3脱离静触头2后释放弹性力以驱使第二传动件42、第一传动件41复位。
99.第二传动件42设置在第一传动件41和壳体1之间,第一弹性复位件设置在第二传动件42和壳体1之间。如图7所示,第二传动件42面向壳体1的一侧设有卡槽4216,如图9所示,壳体1设有卡接面11,第一弹性复位件为扭簧,第一弹性复位件的一个支脚的一个嵌设于卡槽4216,第一弹性复位件的另一个支脚连接于壳体1的卡接面11。
100.第一传动件41转动至合闸位置时,使动触头3连接静触头2,并带动第二传动件42转动至中止位置,第一弹性复位件蓄积弹性力,此时第一弹性复位件的弹性力不足以使动触头3脱离静触头2,第一传动件41保持在合闸位置,第二传动件42得以保持在中止位置,整个分合闸机构4保持合闸状态。
101.第二传动件42被驱动至分闸位置时,第一弹性复位件的弹性力增大,且此时第二传动件42推动动触头3脱离静触头2,使阻碍第二传动件42、第一传动件41回复的阻力减小,第一弹性复位件的弹性力驱使第二传动件42复位至第二初始位置,并推动第一传动件41复位至第一初始位置。
102.另外,第一弹性复位件还向第二传动件42提供支持力,以使第二传动件42贴合于第一传动件41,保证第一抵靠面41131和第二抵靠面42111配合。
103.以上实施例中,第一传动件41和第二传动件42通过第一转轴49可转
104.动地连接于壳体1,并在转动时驱动动触头3。在其他实施例中,第一传动5件41和第二传动件42可以被设置为通过其他的移动方式来驱动动触头3,
105.也就是说,第一传动件41和第二传动件42可以是沿直线方向移动,第一时针方向可以替换为第一直线方向,第二时针方向可以替换为沿直线的第二直线方向,第一直线方向和第二直线方向相反。
106.本技术实施例提供的电动机构5在通电时能够提供的动力,电动机构50的输出端能够择一地驱动第一传动件41和第二传动件42,以实现自动合闸
107.和自动分闸。具体地,分闸状态时,第一传动件41位于第一初始位置,第二传动件42位于第二初始位置,电动机构5的输出端与第一传动件41配合,从而使得电动机构5的输出端在通电时驱动第一传动件41和第二传动
108.件42沿第一时针方向转动。合闸状态时,第一传动件41位于合闸位置,5第二传动件42位于中止位置,电动机构5的输出端与第二传动件42配合,
109.从而使得电动机构5的输出端在通电时驱动第二传动件42单独沿第一时针方向转动。
110.结合图3和图4所示,第一传动件41设有滑槽4122和第一受力面4123,
111.电动机构5的输出端配合于滑槽4122,第一受力面4123位于滑槽4122的0一端。当第一传动件41位于第一初始位置时,电动机构5的输出端与第一
112.受力面4123配合,电动机构5通电时向第一受力面4123施力,以带动第一传动件41由第一初始位置转动至合闸位置。
113.为便于观察第二传动件42,图12中隐去了第一传动件41,结合图12、图13和图17所示,第二传动件42包括第二传动本体421和拨块422,拨5块422可转动地连接于第二传动本体421并具有第一位置(如图13所示)和第二位置(如图17所示)。拨块422的位置与滑槽4122的位置对应,第二传动件42相对第一传动件41转动时,拨块422在滑槽4122的长度范围内转动。
114.如图10和图11所示,第一传动件41位于第一初始位置,第二传动件42位于第二初始位置时,拨块422转动至第一位置,拨块422在第一位置时避开电动机构5的输出端,允许电动机构5的输出端沿滑槽4122转动,如图14和图15所示,保证电动机构5的输出端能够作用于第一受力面4123。
115.如图16和图17所示,第一传动件41位于合闸位置,第二传动件42位于中止位置时,拨块422转动至第二位置,拨块422在第二位置时横跨滑槽4122,以阻挡电动机构5的输出端。如图18和图19所示,电动机构5的输出端通电时,向拨块422施力,拨块422朝向第一受力面4123转动,第二传动件42相对第一传动件41单独沿第一时针方向转动至分闸位置,从而利用第二传动件42上的第一凸起4212推动动触头3,以使动触头3脱离静触头2。
116.如图6所示,第二传动本体421还设有第三抵靠面4213。第二传动本体421面向第一传动件41的一面形成第一凸台,第三抵靠面4213形成在所述第一凸台的侧面,所述拨块422的安装位置与所述第一凸台相邻。
117.拨块422设有第二受力面,如图8所示,第二受力面包括位于拨块422的转动轴线两侧的第一区域4221和第二区域4222。第一区域4221与第一凸台的第三抵靠面4213错开,第二区域4222与第三抵靠面4213相对。
118.如图17和图19所示,拨块422在第二位置时,第一区域4221阻挡拨杆45,第二区域4222抵触于第三抵靠面4213,使得拨块422不能继续朝向第三抵靠面4213转动,保证拨块422的第一区域4221能够阻拦电动机构5的输出端,电动机构5的输出端通电时作用于第一区域4221,以将动力传递给第二传动本体421,进而使第二传动件42整体能够沿第一时针方向转动。
119.在一些实施例中,如图6所示,第二传动本体421设有挡块4214,拨块422在第二位置时,拨块422的第一区域4221的背面抵持于挡块4214,以限制拨块422继续转动。挡块4214不仅能够限制拨块422转动,还向拨块422的第一区域4221所在的一侧提供支持力,使拨块422受到电动机构5输出端的作用力时不易变形。
120.如图9和图13所示,分合闸机构4还包括第一限位件44,第一限位件44固定于壳体1,第一限位件44沿第二传动件42的转动路径设置,第二传动件42位于第二初始位置和中止位置之间时,第一限位件44与拨块422配合以将拨块422限制在第一位置。
121.如图9所示,第一限位件44形成有第一限位面441和第二限位面442,第一限位面441沿第二传动件42的转动路径设置,第二限位面442连接于第一限位面441,第二限位面442位于第一限位件44朝向第一时针方向的一端。
122.第二传动件42在第一初始位置时,拨块422与第一限位面441相抵,使得拨块422无法转动,从而被限制在第一位置。
123.第二传动件42转动至中止位置时,拨块422脱离第一限位面441,使得拨块422能够由第一位置转动至第二位置。
124.通过设置具有第一限位面441的第一限位件44,利用第一限位件44硬限制拨块422,保证拨块422在分闸状态下被限定在第一位置,使得拨块422不容易随意转动,可靠性更高。
125.第二限位面442用于在第二传动件42沿第二时针方向由中止位置向第二初始位置复位时推动拨块422由第二位置转动至第一位置。利用第二限位面442推动拨块422自动转回第一位置,无需额外增加驱动机构,结构更为简单紧凑,并且相比通过增加驱动机构驱动拨块422的方式,不容易出现故障,可靠性更高。
126.如图13所示,分合闸机构4还包括第二弹性复位件423,第二弹性复位件423的一端连接于第二传动本体421、另一端连接于拨块422,第二弹性复位件423具有使拨块422由第
一位置转动至第二位置的趋势,以使得拨块422在脱离第一限位件44的第一限位面441限制时,能够快速转动至第二位置。
127.示例性地,结合图6、图8和图13所示,第二弹性复位件423为压缩弹簧,第二传动本体421设有盲孔4215,第二弹性复位件423的一端设置在盲孔4215内,第二弹性复位件423的另一端抵持于拨块422的第二区域4222的背面。
128.在另一些实施例中,第二弹性复位件423还可以为扭簧,扭簧套设于拨块422的转轴,并具有使拨块422由第一位置转动至第二位置的趋势。
129.在一些实施例中,第一传动件41与第二传动件42层叠设置,第一传动件41包括第一传动部411和第二传动部412,第一传动部411与第二传动件42配合,即第一抵靠面41131设置于第一传动部411,第二传动部412与第二传动件42之间形成用于容纳拨块422的容纳空间。
130.如图6所示,第二传动本体421面向第二传动部412的一面形成第二凸台,第二凸台位于容纳空间内,盲孔4215形成在第二凸台中,盲孔4215的一端封闭、另一端具有开口,拨块422与盲孔的4215的开口相对,第二弹性复位件423设置在盲孔4215内,第二弹性复位件423的一端抵接于盲孔4215的封闭端、另一端抵接于拨块422。
131.也就是说,在一些实施例中,第二传动本体421面向第一传动件41的一面形成第一凸台和第二凸台,拨块422可转动地安装于第二传动本体421,且拨块422位于第一凸台和第二凸台之间,第一凸台具有盲孔4215,盲孔4215的开口朝向拨块422,第二凸台朝向拨块422的一侧形成第三抵靠面4213。拨块422的第二受力面的第二区域4222与第三抵靠面4213相对设置,第二弹性复位件423的一端设置在所述盲孔4215内、另一端抵接在第二区域4222的背面。
132.第一传动部411和第二传动部412构成阶梯型的第一传动件41。可选地,第一传动部411和第二传动部412局部重叠,第一转轴49从所述第一传动部411和第二传动部412的重叠位置穿过。第一传动部411和第二传动部412可以是一体成型。第一传动部411和第二传动部412也可以是独立成型后再固定相连的两部分。
133.在第一传动件41与第二传动件42层叠设置的实施例中,滑槽4122设置在第二传动部412,以使滑槽4122的位置与拨块422的位置对应,拨块422的第二区域4222所在的一侧从容纳空间沿径向伸出,以与第一限位件44配合。可选地,第一连接孔4121设置在第二传动部412,第二连接孔4111、第三连接孔4112设置在第一传动部411。
134.通过将第一传动件41和第二传动件42层叠设置,使得分合闸机构4占用的平面面积小,整体结构紧凑,并将拨块422设置在第二传动部412和第二传动件42之间的容纳空间,拨块422不容易与位于容纳空间外部的、除第一限位件44以外的其他部件干涉,提高分合闸机构4的可靠性。
135.断路器还包括拨杆45,拨杆45与电动机构5连接,用于沿第一时针方向拨动第一传动件41和/或第二传动件42。
136.拨杆45可以是电动机构5的输出端,也可以是分合闸机构4的一部分并铰接于电动机构5的输出端。如图11所示,拨杆45的一端与电动机构5的输出端铰接,拨杆45远离电动机构5的一端弯折并伸入滑槽4122,以使拨杆45能够沿滑槽4122滑动,且弯折部分的长度大于滑槽4122的深度,以便于拨杆45能够与拨块422配合。
137.如图11和图13所示,当拨块422在第一位置收起时避让拨杆45,拨杆45能够作用于第一受力面4123,以带动第一传动件41沿第一时针方向转动至合闸位置,并通过第一传动件41带动第二传动件42转动至中止位置。如图17和图19所示,当拨块422在第二位置时横跨滑槽4122以阻挡拨杆45,拨杆45作用于拨块422,以带动第二传动件42沿第一时针方向由中止位置转动至分闸位置。
138.如图20所示,电动机构5包括磁轭55、骨架56、线圈、静铁芯51、动铁芯52、铁芯弹簧53和活动件54。骨架56设置在磁轭55内部,线圈紧密均匀缠绕于骨架56。骨架56形成有通孔,静铁芯51固定设置在通孔的一端,动铁芯52可移动地设置于通孔,铁芯弹簧53支撑在静铁芯51和动铁芯52之间,以使动铁芯52具有远离静铁芯51的趋势。动铁芯52背离静铁芯51的一端伸出通孔,活动件54套设于动铁芯52,用于安装拨杆45。
139.如图22所示,活动件54包括活动本体541和定位部542。如图21所示,动铁芯52背离静铁芯51的一端形成有限位凸起521,活动本体541套设在动铁芯52的外周并形成凹槽,凹槽与限位凸起521配合以使活动本体541与动铁芯52沿动铁芯52的轴向固定。定位部542连接于活动本体541,拨杆45与活动本体541铰接。
140.壳体1设有定位槽12,定位槽12的延伸方向与动铁芯52的移动方向相同,定位部542可滑动地配合于定位槽12,以使活动件54稳定移动,电动机构5断电时定位部542位于定位槽12内,以免活动件54移位,保证拨杆45的位置和动作稳定。
141.如图14和图18所示,电动机构5中的线圈通电时产生电磁力,电磁力驱使动铁芯52沿通孔靠近静铁芯51,动铁芯52通过活动件54带动拨杆45,使拨杆45在滑槽4122中沿第一时针方向移动,从而拨动第一传动件41,或者拨动第二传动件42,实现驱动分合闸机构4在分闸状态或合闸状态之间切换。
142.如图10和图16所示,状态切换后,线圈断电,电磁力消失,动铁芯52在铁芯弹簧53作用下回复原位,使活动件54、拨杆45回复原位。
143.根据本技术一实施例提供的断路器,该断路器通过电动控制的工作原理如下。
144.如图10、图11、图12和图13所示,初始时,断路器断开,动触头3与静触头2分离,分合闸机构4处于分闸状态,第一传动件41处于第一初始位置,第二传动件42处于第二初始位置,第二传动件42上的拨块422被第一限位件44限制在第一位置以让出滑槽4122。
145.电动控制合闸过程:
146.如图14和图15所示,电动机构5的线圈通电产生电磁力,动铁芯52在电磁力作用下沿第一移动方向x靠近静铁芯51并压缩铁芯弹簧53,使连接于动铁芯52的活动件54沿第一移动方向x移动并带动拨杆45,拨杆45作用于第一受力面4123,带动第一传动件41沿第一时针方向转动,第一传动件41通过第一连接件46带动动触头3沿第一时针方向转动,且推动第二传动件42沿第一时针方向转动,第一传动件41转动至合闸位置时,第二传动件42转动至中止位置,拨块422脱离第一限位件44限制并在第二弹性复位件423作用下转动至第二位置,动触头3接触静触头2,使得断路器接通。
147.断路器接通后,如图16和图17所示,线圈断电,铁芯弹簧53驱使动铁芯52远离静铁芯51伸出,使活动件54沿第一移动方向x的相反方向回复原位并带动拨杆45,拨杆45沿滑槽4122移动并经过拨块422,拨块422被拨杆45推动转向第一位置,以使拨杆45能够经过,拨杆45经过之后,拨块422在第二弹性复位件423作用下转动至第二位置。
148.合闸动作完成,如图2所示,电动机构5断电,电动机构5的各部件在原位;分合闸机构4处于合闸状态,第一转轴49、第一端461、第二端462在同一直线上,使得分合闸机构4在死点自锁,第一传动件41在合闸位置,第二传动件42在中止位置,第一弹性复位件压缩蓄积弹性力,拨杆45远离第一受力面4123,拨块422位于拨杆45和第一受力面4123之间并在第二位置转动。
149.电动控制分闸过程:
150.结合图18和图19所示,线圈通电产生电磁力,动铁芯52在电磁力作用下沿第一移动方向x靠近静铁芯51并压缩铁芯弹簧53,使连接于动铁芯52的活动件54沿第一移动方向x移动并带动拨杆45,拨杆45沿滑槽4122移动至接触拨块422,并向拨块422施力以带动第二传动件42沿第一时针方向转动,第二传动件42由中止位置转动至分闸位置,第二传动件42的第一凸起4212与动触头3的第二凸起32干涉,以推动动触头3克服自锁力沿第二时针方向转动并脱离静触头2,断路器断开。
151.断路器断开后,线圈断电,铁芯弹簧53驱使动铁芯52远离静铁芯51,使活动件54沿第一移动方向x的相反方向回复原位,拨杆45沿滑槽4122移动并回到原位;第二传动件42在第一弹性复位件的作用下沿第二时针方向由分闸位置转回至第二初始位置,并推动第一传动件41转回第一初始位置,拨块422在第一限位件44作用下转回第一位置,分合闸机构4处于分闸状态。
152.分闸动作完成,如图1所示,电动机构5处于断电状态,电动机构5的各部件在原位;分合闸机构4回到分闸状态,第一传动件41在第一初始位置,第二传动件42在第二初始位置,拨杆45位于第一受力面4123和拨块422之间,拨块422在第一位置转动。
153.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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