專利名稱：一種塑殼低壓斷路器的觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑殼低壓斷路器，在電路發(fā)生過載或短路時能自動切斷以保護(hù)負(fù)載設(shè)備，具體涉及用于這種塑殼低壓斷路器的動觸頭卡住機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
低壓斷路器的一項主要功能是及時分?jǐn)嗑€路中由于短路等原因造成的過電流從而保護(hù)線路和下級設(shè)備，如果低壓斷路器能夠在短路電流達(dá)到峰值之前切斷電路，即低壓斷路器具有限流能力，這種低壓斷路器可以對線路和下級設(shè)備提供更好的保護(hù)，同時可以提升低壓斷路器的分?jǐn)喽搪冯娏髂芰Α，F(xiàn)有技術(shù)的低壓斷路器一般具有脫扣器和操作機(jī)構(gòu)，由操作機(jī)構(gòu)控制旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，動觸頭和靜觸頭等部件安裝在轉(zhuǎn)軸內(nèi)。其中，為了保證動靜觸頭接觸良好且接觸壓力穩(wěn)定，一般通過安裝于轉(zhuǎn)軸內(nèi)的動觸頭彈簧壓住動觸頭，使得動觸頭與靜觸頭緊密接觸。在發(fā)生短路時脫扣器可以檢測到過電流，并使操作機(jī)構(gòu)脫扣帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)使動觸頭和靜觸頭分離。由于操作機(jī)構(gòu)是由多級鎖扣組成，從接受脫扣器的信號到帶動動觸頭脫扣需要一定的時間，這個時間一般長于限流所需的反應(yīng)時間。當(dāng)過電流發(fā)生時，靜觸頭和動觸頭之間可以產(chǎn)生足夠的電動斥力，使得動觸頭克服觸頭彈簧的壓力在極短的時間內(nèi)與靜觸頭分開并限制短路電流的增長，但分開后由于過載電流得到限制，同時觸點之間的距離增大使得動觸頭和靜觸頭之間的斥力迅速減小，在觸頭彈簧的壓力作用下，動觸頭會跌落并重新與靜觸頭接觸，而這個過程在機(jī)構(gòu)動作之前可能重復(fù)發(fā)生，從而連續(xù)產(chǎn)生電弧，嚴(yán)重時甚至?xí)斐蓜屿o觸頭熔焊在一起無法分間，會對斷路器本身以及下級線路和設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。為解決動觸頭的上述跌落問題，行業(yè)內(nèi)有采用如圖1所示的方案卡住觸頭，即在轉(zhuǎn)軸30內(nèi)設(shè)有可繞轉(zhuǎn)軸30內(nèi)的轉(zhuǎn)動中心31轉(zhuǎn)動的動觸頭10，另有一個杠桿40圍繞轉(zhuǎn)軸 30內(nèi)的另一個轉(zhuǎn)動中心32轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸30內(nèi)有槽，槽內(nèi)有彈簧60，彈簧60 —端抵住轉(zhuǎn)軸30， 另一端抵住杠桿40 —側(cè)的中部給杠桿40施加轉(zhuǎn)矩，杠桿40的另外一側(cè)有兩個成一定角度的面41、42和穿過動觸頭10的軸11接觸。當(dāng)軸11和面41接觸時動觸頭10受到合閘方向的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)軸11和面42接觸時動觸頭10受到分閘方向的轉(zhuǎn)矩。此結(jié)構(gòu)雖然可以可靠卡住動觸頭10，使斷路器具有限流能力，但具有以下幾個缺點1.體積過大。由于要保證足夠的力臂長度，彈簧60的位置必須要遠(yuǎn)離動觸頭10，這便造成轉(zhuǎn)軸體積較大，不能適應(yīng)轉(zhuǎn)軸空間較小的低壓斷路器結(jié)構(gòu)。2、耐用性差。由于彈簧60抵住了杠桿40中部，且兩個光滑面41、42之間具有一定角度，所以在卡住時，杠桿40會有較大偏轉(zhuǎn)，造成彈簧60大幅度扭曲并產(chǎn)生形變，其實際產(chǎn)品在一次卡住之后彈簧力值就會大幅減小，影響低壓斷路器的壽命。3、沒有解決觸頭磨損會造成觸頭壓力變化的問題。由于動觸頭彈簧的壓縮量和壓力之間往往是成線性關(guān)系或者接近線性關(guān)系，使得觸頭磨損量影響到觸頭壓力和轉(zhuǎn)軸合閘位置的變化，而觸頭的接觸壓力會直接影響到動靜觸頭的接觸電阻，并影響斷路器的溫升，并連鎖的導(dǎo)致熱脫扣器的動作時間不準(zhǔn)確。另外，觸頭壓力也直接決定發(fā)生過電流時前述動觸頭在電動斥力作用下動作的動作閥值，由于觸頭壓力受到多個變量的影響無法做到準(zhǔn)確， 使得動觸頭的起始動作電流也無法準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種塑殼低壓斷路器觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)，不僅可以防止動觸頭重新跌落，而且能減少觸頭磨損等變量對動靜觸頭接觸壓力的影響，使低壓斷路器獲得限流能力，提高其保護(hù)性能并大幅度提高分?jǐn)嗄芰?，同時使得低壓斷路器在整個使用周期內(nèi)獲得穩(wěn)定的性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是動觸頭的后端是轉(zhuǎn)動端，轉(zhuǎn)動端通過第一轉(zhuǎn)動中心軸連接轉(zhuǎn)軸，在動觸頭上設(shè)有位于第一轉(zhuǎn)動中心軸下方且相平行的軸，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位于所述軸下方且相平行的第二轉(zhuǎn)動中心軸，第二轉(zhuǎn)動中心軸上連接可繞其轉(zhuǎn)動的杠桿下端，轉(zhuǎn)軸上的槽內(nèi)設(shè)有彈簧，杠桿上端的前側(cè)面作用于彈簧一端，杠桿上端的后側(cè)面壓靠在所述軸上，所述杠桿上端的后側(cè)面具有連續(xù)的第一、第二曲面，第一曲面靠近第二轉(zhuǎn)動中心軸，第二曲面為圓弧曲面；在第一曲面壓靠在所述軸上，所述軸位于第一、第二轉(zhuǎn)動中心軸的兩軸心連線的前側(cè)；在第二曲面壓靠在所述軸上，第二曲面的圓心是第一轉(zhuǎn)動中心軸；在所述杠桿上端的后側(cè)面上且位于第二曲面的上端設(shè)有一凹槽。本發(fā)明的有益效果是
1、彈簧的位置可以盡量靠近動觸頭，以減小轉(zhuǎn)軸的體積。觸頭在轉(zhuǎn)軸內(nèi)轉(zhuǎn)動的整個范圍內(nèi)，本發(fā)明都能控制觸頭壓力。2、由于動觸頭在合閘位置附近轉(zhuǎn)動力矩穩(wěn)定，所以觸頭磨損量和轉(zhuǎn)軸位置等外部因素對觸頭壓力的影響極小，斷路器可實現(xiàn)全壽命范圍性能穩(wěn)定。3、解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在的當(dāng)動觸頭斥開距離增大，彈簧反力會由于壓縮量增加而持續(xù)增加的問題，提高了動觸頭打開速度，有利于限流和滅弧，且不存在動觸頭跌落的問題。


圖1是背景技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明在合閘時的結(jié)構(gòu)圖及狀態(tài)圖； 圖3是本發(fā)明在分閘時的結(jié)構(gòu)圖及狀態(tài)圖； 圖4是圖2的左視圖； 圖5是圖2中杠桿400的立體結(jié)構(gòu)放大圖； 圖6是本發(fā)明在工作時的受力和力臂示意圖2-6中100.動觸頭；101.軸；200.靜觸頭；300.轉(zhuǎn)軸；301.第一轉(zhuǎn)動中心軸； 302.第二轉(zhuǎn)動中心軸；400.杠桿；401,402.第一、第二曲面；403凹槽；404.凸臺；500.塊； 501.弧面；600.彈簧。
具體實施例方式參見圖2-6，低壓斷路器包括固定其內(nèi)的轉(zhuǎn)軸300，轉(zhuǎn)軸300隨操作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，動觸頭100的后端是轉(zhuǎn)動端，轉(zhuǎn)動端通過第一轉(zhuǎn)動中心軸301連接轉(zhuǎn)軸300，使動觸頭100圍繞第一轉(zhuǎn)動中心軸301轉(zhuǎn)動，第一轉(zhuǎn)動中心軸301與轉(zhuǎn)軸300的轉(zhuǎn)動軸相平行。動觸頭100 的前端是活動端，活動端對應(yīng)于靜觸頭200。位于第一轉(zhuǎn)動中心軸301下方，在動觸頭100上設(shè)有與第一轉(zhuǎn)動中心軸301平行的軸101 ；位于軸101下方的轉(zhuǎn)軸300上設(shè)有與軸101平行的第二轉(zhuǎn)動中心軸302，第二轉(zhuǎn)動中心軸302上連接可繞其轉(zhuǎn)動的杠桿400的下端，杠桿400的上端的前側(cè)面活動作用于彈簧600 —端，杠桿400上端的后側(cè)面壓靠在所述軸101上，彈簧600位于轉(zhuǎn)軸300上的槽內(nèi)。參見圖4，本發(fā)明具體可在轉(zhuǎn)軸300內(nèi)的兩側(cè)均開一個槽，每個槽內(nèi)放置一個彈簧 600，使彈簧600的一端抵住轉(zhuǎn)軸300，彈簧600的另一端安裝一個塊500，使杠桿400的上端的前側(cè)面活動連接塊500，并通過塊500作用于彈簧600。這樣，在動觸頭100的兩側(cè)，杠桿400圍繞位于轉(zhuǎn)軸300上的第二轉(zhuǎn)動中心軸302轉(zhuǎn)動，彈簧600通過塊500對杠桿400
施加轉(zhuǎn)矩。上述塊500由前、后兩部分結(jié)構(gòu)組成，塊500的前部分結(jié)構(gòu)用于支撐彈簧600的另一端，可將彈簧600的另一端套在前部分結(jié)構(gòu)上或?qū)椈?00的另一端放置在前部分結(jié)構(gòu)的孔中。塊500的后部分結(jié)構(gòu)活動連接杠桿400上端的前側(cè)面，可將杠桿400上端的前側(cè)面與塊500的后部分結(jié)構(gòu)鉸接在一起，也可在塊500的后部分結(jié)構(gòu)上設(shè)一個內(nèi)凹的弧面 501，相應(yīng)地，在杠桿400上端的前側(cè)面上設(shè)置一個突出部分，使突出部分接觸于內(nèi)凹的弧面501，達(dá)到兩者活動配合的目的。參見圖5，杠桿400為一鈑金件，當(dāng)本發(fā)明在轉(zhuǎn)軸300內(nèi)的兩側(cè)均開一個槽，每個槽內(nèi)放置一個彈簧600時，相應(yīng)地，杠桿400可通過折彎形成左右對稱的兩部分，以防止其發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時可增加接觸面積。在左右兩部分上分別有轉(zhuǎn)動中心孔、第一、第二曲面401、 402以及凹坑403。兩部分的下端均有凸臺404，以限制杠桿400軸向運動。凸臺404上開有與第二轉(zhuǎn)動中心軸302相配的轉(zhuǎn)動中心孔。杠桿400的此結(jié)構(gòu)由于所有的作用面都在同一平面上，所以加工精度較高，有利于產(chǎn)品性能的穩(wěn)定。當(dāng)本發(fā)明在轉(zhuǎn)軸300的一側(cè)開一個槽，槽內(nèi)放置一個彈簧600時，相應(yīng)地，杠桿400 —單體結(jié)構(gòu)。參見圖2、3、5，在杠桿400上端的后側(cè)面上設(shè)有連續(xù)的第一、第二曲面401、402，第一、第二曲面401、402的位置可與安裝在動觸頭100上的軸101相接觸。由于彈簧600對杠桿400的作用，使得第一、第二曲面401、402始終壓靠在軸101上。第一曲面401靠近第二轉(zhuǎn)動中心軸302，即靠近杠桿400下端；第二曲面402為圓弧曲面。第一、第二曲面401、 402的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)動觸頭100分合間力的情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的，通過優(yōu)化第一、第二曲面401、402的位置和采用不使彈簧600產(chǎn)生扭曲的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)合閘力均勻。在第一曲面401 壓靠在所述軸101上時，第一曲面401的優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸是使軸101位于第一、第二轉(zhuǎn)動中心軸301、302的兩軸心連線的前側(cè)，即靠近彈簧600的一側(cè)。在第二曲面402壓靠在所述軸 101上時，第二曲面402的優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸是使第二曲面402的圓心為第一轉(zhuǎn)動中心軸301。 在杠桿400上端的后側(cè)面上，在第二曲面402的上端設(shè)有一凹槽403。參見圖6所示的本發(fā)明在工作時的受力和力臂情況，F(xiàn)l為彈簧600對杠桿400施加的力，F(xiàn)2為杠桿400對軸101施加的力，Ll為Fl對杠桿400相對于其第二轉(zhuǎn)動中心302 的力臂長度，L2為F2相對于杠桿400的第二轉(zhuǎn)動中心302的力臂長度，L3為F2相對于動觸頭100的第一轉(zhuǎn)動中心301的力臂長度。參見圖1，當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲骱祥l時，動觸頭100相對于轉(zhuǎn)軸300的旋轉(zhuǎn)角度較小，此時動觸頭100上的軸101與杠桿400的第一曲面401接觸，彈簧600提供的壓力Fl通過杠桿 400的放大作用作用于動觸頭400上的軸101，即F2，對動觸頭100產(chǎn)生合閘方向的轉(zhuǎn)矩， 使得動觸頭100與靜觸頭200之間保持足夠的觸頭壓力，動觸頭100在此位置附近轉(zhuǎn)動時， 動觸頭上的軸101仍然與杠桿400的第一曲面401接觸。由于杠桿400對彈簧力的放大作用，可以使用較小的彈簧得到較大的觸頭壓力，減少了成本和體積。當(dāng)動觸頭100在合閘位置附近沿圖1所示的順時針轉(zhuǎn)動時，杠桿400進(jìn)行逆時針轉(zhuǎn)動，彈簧600壓縮量變大，即Fl變大，但同時由于杠桿400的旋轉(zhuǎn)，使Ll變?。挥捎谳S101 在第一曲面401上滑向遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)動中心302方向，使得L2變大，又由于杠桿400的旋轉(zhuǎn)， 導(dǎo)致F2的作用方向同步旋轉(zhuǎn)，L3減小。在此過程中，雖然彈簧600壓力Fl趨于增大，但Li、 L2、L3的變化均趨于使實際力臂變小，由此可實現(xiàn)在一定范圍內(nèi)動觸頭100受到的旋轉(zhuǎn)力矩穩(wěn)定。且當(dāng)軸101與第一曲面401接觸時，軸101位于第一、第二轉(zhuǎn)動中心301、302之間連線的靠近彈簧600 —側(cè)，保證了觸頭在打開過程中軸101在第一曲面401上滑動的方向不發(fā)生改變，從而不會產(chǎn)生在彈簧600壓縮量增大的同時杠桿400對動觸頭100施加壓力的實際力矩變大的問題，保證了觸頭壓力穩(wěn)定。參見圖2，當(dāng)短路電流大到足夠使動觸頭100和靜觸頭200斥開時，即當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲鞣珠l時，動觸頭上的軸101由杠桿400上的第一曲面401滑動到第二曲面402。由于第二曲面402的軸心為動觸頭100的第一轉(zhuǎn)動中心軸301，F(xiàn)2指向第一轉(zhuǎn)動中心軸301，此時 L3為0，除了摩擦力，由彈簧600產(chǎn)生的壓力對動觸頭100不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，即動觸頭100可不受阻礙的繼續(xù)運動并接觸到斷路器頂部或轉(zhuǎn)軸300限位面的最終位置。在最終位置動觸頭上的軸101滑動到凹槽403處，凹槽403對動觸頭100施加較小的斥開方向的轉(zhuǎn)矩，以防止動觸頭100因為反彈而反向運動。當(dāng)機(jī)構(gòu)脫扣帶動轉(zhuǎn)軸300轉(zhuǎn)動時，動觸頭100被斷路器頂部限制而復(fù)位。由于動觸頭100在合閘位置附近轉(zhuǎn)動力矩穩(wěn)定，所以觸頭磨損量和轉(zhuǎn)軸300位置等外部因素對觸頭壓力的影響極小，斷路器可實現(xiàn)全壽命范圍性能穩(wěn)定。本發(fā)明在轉(zhuǎn)動過第一曲面401和第二曲面402的連接位置時直接過渡到無轉(zhuǎn)動力矩，解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在的當(dāng)動觸頭斥開距離增大，彈簧反力會由于壓縮量增加而持續(xù)增加的問題，所以觸頭打開速度可以大為提高，有利于限流和滅弧，且不存在觸頭跌落的問題。由于動觸頭100斥開后不受到觸頭彈簧的回復(fù)力矩，所以，凹槽403可用于防止動觸頭100反彈的卡住力矩。當(dāng)操作機(jī)構(gòu)動作帶動轉(zhuǎn)軸300旋轉(zhuǎn)時，不會因為受到卡住力矩的影響而減慢轉(zhuǎn)軸300運動速度， 即不影響其他未斥開相的滅弧。
權(quán)利要求
1.一種塑殼低壓斷路器的觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)，動觸頭(100)的后端是轉(zhuǎn)動端，轉(zhuǎn)動端通過第一轉(zhuǎn)動中心軸(301)連接轉(zhuǎn)軸(300)，在動觸頭(100)上設(shè)有位于第一轉(zhuǎn)動中心軸 (301)下方且相平行的軸(101)，在轉(zhuǎn)軸(300)上設(shè)有位于所述軸(101)下方且相平行的第二轉(zhuǎn)動中心軸(302)，第二轉(zhuǎn)動中心軸(302)上連接可繞其轉(zhuǎn)動的杠桿(400)下端，轉(zhuǎn)軸 (300)上的槽內(nèi)設(shè)有彈簧(600)，其特征是杠桿(400)上端的前側(cè)面作用于彈簧(600) — 端，杠桿(400)上端的后側(cè)面壓靠在所述軸(101)上；杠桿(400)上端的后側(cè)面具有連續(xù)的第一、第二曲面(401、402)，第一曲面001)靠近第二轉(zhuǎn)動中心軸(302)，第二曲面(402) 為圓弧曲面；在第一曲面G01)壓靠在所述軸(101)上，所述軸(101)位于第一、第二轉(zhuǎn)動中心軸(301、302)的兩軸心連線的前側(cè)；在第二曲面(402)壓靠在所述軸(101)上，第二曲面(402)的圓心是第一轉(zhuǎn)動中心軸(301);在所述杠桿(400)上端的后側(cè)面上且位于第二曲面(402)的上端設(shè)有一凹槽(403)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑殼低壓斷路器的觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)，其特征是彈簧 (600)的一端抵住轉(zhuǎn)軸(300)，彈簧(600)的另一端設(shè)置一個塊(500)，塊(500)由前、后兩部分結(jié)構(gòu)組成，所述前部分結(jié)構(gòu)支撐彈簧(600)的另一端，所述后部分結(jié)構(gòu)活動連接于杠桿 (400)上端的前側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種塑殼低壓斷路器的觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)，其特征是塊 (500)的后部分結(jié)構(gòu)上具有一個內(nèi)凹的弧面(501)，杠桿(400)上端的前側(cè)面上具有一個接觸于所述弧面(501)的突出部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種塑殼低壓斷路器的觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)，其特征是杠桿 (400)上端的前側(cè)面與塊(500)的后部分結(jié)構(gòu)鉸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑殼低壓斷路器的觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)，其特征是在轉(zhuǎn)軸(300)內(nèi)的兩側(cè)均開一個槽，每個槽內(nèi)放置一個彈簧(600)；所述杠桿(400)具有左右對稱的兩部分組成，下端有凸臺(404)，凸臺(404)上設(shè)有與所述第二轉(zhuǎn)動中心軸(302)相配的轉(zhuǎn)動中心孔。
全文摘要
本發(fā)明公開一種塑殼低壓斷路器的觸頭壓力控制機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動端通過第一轉(zhuǎn)動中心軸連接轉(zhuǎn)軸，在動觸頭上設(shè)有位于第一轉(zhuǎn)動中心軸下方且相平行的軸，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位于所述軸下方且相平行的第二轉(zhuǎn)動中心軸，第二轉(zhuǎn)動中心軸上連接可繞其轉(zhuǎn)動的杠桿下端，轉(zhuǎn)軸上的槽內(nèi)設(shè)有彈簧，杠桿上端前側(cè)面作用于彈簧一端，杠桿上端后側(cè)面壓靠在所述軸上，杠桿上端的后側(cè)面具有連續(xù)的兩曲面，第一曲面靠近第二轉(zhuǎn)動中心軸，第二曲面為圓弧曲面；在第一曲面壓靠在所述軸上，所述軸位于兩轉(zhuǎn)動中心軸的兩軸心連線的前側(cè)；在第二曲面壓靠在所述軸上，第二曲面的圓心是第一轉(zhuǎn)動中心軸；在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的整個范圍內(nèi)都能控制觸頭壓力，提高了動觸頭打開速度。
文檔編號H01H71/10GK102427001SQ20111034901
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者張海燕, 袁天江 申請人:江蘇輝能電氣有限公司