CN111863556B - 一种断路器的辅助脱扣单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器的辅助脱扣单元，属于小型断路器技术领域；辅助脱扣单元与断路器的操作机构部件连接并相互驱动，起到辅助脱扣和自我复位的作用；包括模块底座上设有磁通变换器和辅助脱扣机构；辅助脱扣机构包括复位杠杆、模块脱扣杆和模块锁扣；磁通变换器通过活动顶杆与辅助脱扣机构作用辅助脱扣动作的完成；同时辅助脱扣机构完成自身的复位动作。通过本发明的二次锁扣的技术方案，放大了释放式电磁铁的输出，增大脱扣力，在有限能量输入情况下,磁通脱扣器能够可靠脱扣；脱扣的同时对磁通脱扣器进行复位，实现脱扣与复位功能；无需手动复位，降低了复位按钮卡死的风险；降低了电子线路板对脱扣器的输出要求；增大产品脱扣动作的可靠性。

Description

一种断路器的辅助脱扣单元

技术领域

本发明涉及一种断路器的辅助脱扣单元，属于小型断路器技术领域。

背景技术

断路器作为配电保护的重要一环，在整个配电系统中得到广泛的应用。目前小型断路器中常配置电子式磁通脱扣器，电子式磁通脱扣器的有效输出在很大程度上由脱扣器体积与电路板输出决定，当电路板输出的功率较小时，磁通脱扣器的输出力值不够，不能够直接驱动脱扣杆脱扣，影响脱扣的可靠性。脱扣动作需要击打脱扣杆的力值越大，行程越大，则脱扣动作越可靠。所以，在本技术领域中目前需要解决配置了电子式磁通脱扣器的小型断路器磁通脱扣器的输出力值不够，脱扣可靠性不够的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为解决配置电子式磁通脱扣器的小型断路器，磁通脱扣器的输出力值不够，脱扣可靠性不够的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种断路器的辅助脱扣单元，辅助脱扣单元与断路器的操作机构部件连接并相互驱动，起到辅助脱扣和复位的作用；其特征在于：包括模块底座、磁通变换器和辅助脱扣机构；模块底座上设有磁通变换器和辅助脱扣机构；磁通变换器设有磁通脱扣器和活动顶杆；辅助脱扣机构包括复位杠杆、模块脱扣杆和模块锁扣；所述磁通变换器通过活动顶杆与模块锁扣的一端活动连接；所述模块锁扣的另一端设有搭扣面，模块锁扣通过所述的搭扣面与模块脱扣杆杆体上设有的相对应的锁扣面锁扣连接；所述模块脱扣杆的一端与断路器操作机构连接，模块脱扣杆的另一端设有与复位杠杆作用的工作面；所述复位杠杆与断路器操作机构连接。

优选地，所述模块脱扣杆的一端与断路器操作机构设有的断路器脱扣销连接；所述复位杠杆的一端设有与模块脱扣杆作用的工作面，复位杠杆的另一端与断路器操作机构设有的储能销轴连接。

优选地，所述模块锁扣包括限位部一、搭扣面、避让面、挂轴、受动部一和安装孔一；所述模块锁扣设有一设为转动中心的安装孔一，靠近安装孔一的一侧依次设有避让面、搭扣面和限位部一，安装孔一另一侧的端部设有挂轴和受动部一；所述安装孔一的外周套设有使模块锁扣逆时针转动的复位弹簧S1，复位弹簧S1的一端连接所述模块脱扣杆设有的凸台，另一端连接挂轴。

优选地，所述的避让面设有弧形面的结构。

优选地，所述的模块脱扣杆包括凸台、摆杆、抵靠面、锁扣面、脱扣驱动杆、复位打击杆、限位部二和安装孔二；模块脱扣杆中部设有一设为转动中心的安装孔二；所述模块脱扣杆安装孔二一侧的端部设有与所述复位杠杆作用的摆杆，安装孔二另一侧的端部设有脱扣驱动杆、与磁通变换器设有的活动顶杆相对应的复位打击杆和限位部二；脱扣驱动杆和复位打击杆之间设有限位部二，脱扣驱动杆和限位部二之间设有限制断路器脱扣销运动的接触面；模块脱扣杆本体上设有与所述模块锁扣锁扣连接的突起，突起上设有与模块锁扣设有的搭扣面和限位部一锁扣连接的锁扣面和抵靠面；模块脱扣杆本体上还设有用于抵靠弹簧的凸台，安装孔二外周套设有使模块脱扣杆逆时针转动的脱扣扭簧S2，脱扣扭簧S2一端连接断路器壳体上，另一端连接在凸台上。

优选地，所述的复位杠杆包括设有孔状结构的受动部二，复位摆杆和安装孔三；复位杠杆中部设有一设为转动中心的安装孔三，安装孔三的一侧设有受动部二，受动部二孔状结构中设有断路器操作机构设有的储能销轴；安装孔三的另一侧端部设有与模块脱扣杆摆杆作用的复位摆杆；安装孔三外周套设有使复位杠杆顺时针转动的储能弹簧S3，储能弹簧S3一端连接断路器壳体上，另一端连接复位摆杆突出部的外侧。

优选地，所述断路器辅助脱扣单元与断路器其他部件之间设有分割空间用的中间盖板。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

通过本发明的二次锁扣的技术方案，放大了释放式电磁铁的输出，增大脱扣力，在有限能量输入情况下,磁通脱扣器能够可靠脱扣；脱扣的同时对磁通脱扣器进行复位，无需额外的手动机构，同一构件实现脱扣与复位功能；无需手动复位，降低了复位按钮卡死的风险；降低了电子线路板对脱扣器的输出要求；增大产品脱扣动作的可靠性；无需辅助触头，所需空间小。

附图说明

图1a是本发明一种断路器的辅助脱扣单元整体结构图；

图1b是本发明一种断路器的辅助脱扣单元的各个复位弹簧的示意图；

图2是本发明一种断路器的辅助脱扣单元的模块脱扣杆的零件图；

图3是本发明一种断路器的辅助脱扣单元的模块锁扣零件图；

图4是本发明一种断路器的辅助脱扣单元的复位杠杆的零件图；

图5是本发明一种断路器的辅助脱扣单元的模块脱扣杆对模块锁扣的正压力以及摩擦阻力的示意图；

图6是本发明一种断路器的辅助脱扣单元的磁通脱扣器活动顶杆对模块锁扣作用力的示意图；

图7是本发明的小型断路器脱扣初始状态、磁铁脱扣器复位状态机构及受力示意图；

图8是本发明小型断路器分闸状态即模块脱扣杆复位状态机构示意图；

图9是本发明小型断路器锁扣合闸状态的机构示意图；

图10是本发明小型断路器辅助脱扣单元安装示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

本发明提供一种断路器的辅助脱扣单元，辅助脱扣单元与断路器的操作机构部件连接并相互驱动，起到辅助脱扣和复位的作用；包括模块底座13、磁通变换器和辅助脱扣机构；模块底座13上设置有磁通变换器和辅助脱扣机构；磁通变换器设有磁通脱扣器11和活动顶杆10；辅助脱扣机构包括复位杠杆7、模块脱扣杆8和模块锁扣5；磁通变换器通过活动顶杆10与模块锁扣5的一端活动连接；模块锁扣5的另一端设置有搭扣面502，模块锁扣5通过搭扣面502与模块脱扣杆8杆体上设有的相对应的锁扣面804锁扣连接；模块脱扣杆8的一端与断路器操作机构连接，模块脱扣杆8的另一端设有与复位杠杆7作用的工作面；复位杠杆7与断路器操作机构连接。模块脱扣杆8的一端与断路器操作机构设有的断路器脱扣销12连接；复位杠杆7的一端设有与模块脱扣杆作用的工作面，复位杠杆7的另一端与断路器操作机构设有的储能销轴9连接。模块锁扣5包括限位部一501、搭扣面502、避让面503、挂轴504、受动部一505和安装孔一506；模块锁扣设有一设为转动中心的安装孔一506，靠近安装孔一506的一侧依次设置有避让面503、搭扣面502和限位部一501，安装孔一506另一侧的端部设有挂轴504和受动部一505；安装孔一506的外周套设有使模块锁扣逆时针转动的复位弹簧S1，复位弹簧S1的一端连接模块脱扣杆设有的凸台801，另一端连接挂轴504；避让面503设有弧形面的结构；模块脱扣杆8包括凸台801、摆杆802、抵靠面803、锁扣面804、脱扣驱动杆805、复位打击杆806、限位部二807和安装孔二808；模块脱扣杆中部设置有一个设为转动中心的安装孔二808；模块脱扣杆安装孔二808一侧的端部设置有与复位杠杆7作用的摆杆802，安装孔二808另一侧的端部设有脱扣驱动杆805、与磁通变换器设有的活动顶杆相对应的复位打击杆806和限位部二807；脱扣驱动杆805和复位打击杆806之间设有限位部二807，脱扣驱动杆805和限位部二807之间设有限制断路器脱扣销运动的接触面809；模块脱扣杆8本体上设有与模块锁扣5锁扣连接的突起，突起上设有与模块锁扣5设有的搭扣面502和限位部一501锁扣连接的锁扣面804和抵靠面803；模块脱扣杆8本体上还设有用于抵靠弹簧的凸台801，安装孔二808外周套设有使模块脱扣杆8逆时针转动的脱扣扭簧S2，脱扣扭簧S2一端连接断路器壳体上，另一端连接在凸台801上。复位杠杆7包括设有孔状结构的受动部二701，复位摆杆702和安装孔三703；复位杠杆7中部设有一个设为转动中心的安装孔三703，安装孔三703的一侧设有受动部二701，受动部二701孔状结构中设置有断路器操作机构设有的储能销轴9；安装孔三703的另一侧端部设有与模块脱扣杆摆杆802作用的复位摆杆702；安装孔三703外周套设有使复位杠杆顺时针转动的储能弹簧S3，储能弹簧S3一端连接断路器壳体上，另一端连接复位摆杆702突出部的外侧。断路器辅助脱扣单元与断路器其他部件之间设有分割空间用的中间盖板14。

如图1-10所示，断路器包括手柄1、底座2、U型杆3、断路器锁扣4、模块锁扣5、支持件6、复位杠杆7、模块脱扣杆8、动触头支持上的储能销轴9、顶杆10、磁通脱扣器11、断路器脱扣销12、模块底座13、中间盖板14；转轴a1,转轴a2,转轴a3；复位弹簧S1，脱扣扭簧S2,储能扭簧S3。手柄1、U型杆3、断路器锁扣4、支持件6、断路器脱扣销12构成了断路器的操作机构，执行合闸及分闸操作，使主电路接通或者断开。手柄1用于手动操作断路器的合闸和分闸，通过手动或者电动的方式操作手柄1到如图7的位置，断路器处于合闸状态，在合闸过程中，手柄1通过U型杆3使得断路器的操作机构运动，触头系统闭合，接通电流。手柄1到如图8的位置，断路器处于分闸状态。在分闸过程中，可以通过电动或者手动的方式操作手柄1，使断路器分闸。

在电路中如果产生故障电流，如过电流故障、漏电故障、电弧故障或过欠压故障，或者需要进行远程控制时，也可以通过操作操作机构的脱扣系统解扣，使得操作机构成自由状态而动作，分断触头系统。

在过电流情况下，一般采用电磁脱扣器或者双金属片检测到过电流信号后，直接驱动脱扣机构，使断路器分闸，而在漏电、电弧、过欠压等故障以及远程控制的需要，通常需要电路模块对故障及控制信号进行检测、分析及执行电路，然后磁通变换器动作驱动辅助脱扣机构来接口断路器的操作机构。为了安装的方便及动作的可靠性，磁通变换器和辅助脱扣机构都采用模块化的结构形成辅助脱扣模块，然后通过辅助脱扣模块的一些操作部与断路器操作机构发生动作上的相互驱动关系。

本发明的辅助脱扣模块包括模块底座13,具有顶杆10的磁通脱扣器11、复位杠杆7、和模块脱扣杆8安装在模块底座13内，中间盖板14把断路器和辅助脱扣模块分隔在两个空间内。

模块脱扣杆8包括凸台801、摆杆802、抵靠面803、锁扣面804、脱扣驱动杆805、复位打击杆806、限位部二807、安装孔二808；模块脱扣杆8以安装孔二808为转动中心，转轴a2穿过安装孔二808，并安装在底座13上。摆杆802在模块脱扣杆8的一端，脱扣驱动杆805和复位打击杆806在另一端，脱扣驱动杆805具有接触面，限位部二807也具有一个接触面，两个接触面之间具有一个较长运动轨迹的接触面809；脱扣扭簧S2套设在安装孔二808的外表面，一端抵靠在底座13的壳体上，另一端抵靠在凸台801上，给模块脱扣杆801逆时针转动的力。

模块锁扣5包括限位部一501，搭扣面502，避让面503，挂轴504，受动部一505，安装孔一506；模块锁扣5以安装孔一506为转动中心，限位部一501、搭扣面502和避让面503位于模块锁扣5的一端，凸台504和受动部一505位于另一端；避让面503具有弧形的结构。复位弹簧S1套设在安装孔一506的外表面，一端抵靠在凸台801上，另一端抵靠在挂轴504上，给模块锁扣5提供逆时针转动的力。

模块复位杠杆7包括具有孔状结构的受动部二701，复位摆杆702，安装孔三703；模块复位杠杆7以安装孔三703为转动中心，转轴a3穿过安装孔三703，受动部二701位于复位杠杆7的一端，复位摆杆702位于另一端。储能弹簧S3，一端抵靠在底座13的壳体上，另一端抵靠在复位摆杆702的突出部，给复位杠杆7顺时针转动的力。

转轴a1穿过模块锁扣5安装孔一506，形成转动中心，搭扣面502与锁扣面804形成锁扣结构。

动触头支持的储能轴销9穿过中间盖板14和模块底座13后穿入受动部二701的孔中，形成结构耦合。复位摆杆702在复位运动中与模块脱扣杆8的摆杆802具有运动耦合关系。

根据图1a、1b、6、7、8、9描述本发明的动作原理：

如图1，当断路器处于合闸状态如图1，磁通脱扣器11的顶杆10处于初始位置，模块锁扣5的搭扣面502与模块脱扣杆8锁扣面804接触，形成相互锁定扣住的结构。断路器脱扣销12可以在接触面809、脱扣驱动杆805和限位部二807这三者包围的空间内运动。限位部一501与抵靠面803接触，这样限制了搭扣面502和锁扣面804最大扣住面，防止因扣住面面积过多而无法解扣。

如图6和图7，当磁通脱扣器11接收线路板信号，反向充磁，磁通脱扣顶杆10释放顶出，作用在模块锁扣5受动部一505上，使得模块锁扣5克服复位弹簧S1而顺时针转动，搭扣面502从锁扣面804滑出，模块脱扣杆8在脱扣弹簧S2的作用下做逆时针转动，脱扣驱动杆805推动脱扣销12，对断路器锁扣4产生推力，使断路器锁扣4顺时针旋转，断路器操作机构解扣，完成脱扣动作，使得断路器触头系统分断。

在断路器在分闸过程中，脱扣销12被断路器操作机构带动在接触面809、脱扣驱动杆805和限位部二807这三者包围的空间内运动，从而不影响断路器操作机构的动作。同时模块脱扣杆8的复位打击杆806对磁通脱扣顶杆10产生推力，将磁通脱扣顶杆10顶压到初始位置，磁铁产生吸力，将磁通脱扣顶杆10复位，此时脱扣摆杆802无法再次下压，完成对模块脱扣杆8脱扣摆杆802的限位。

如图7、8，脱扣完成后，手柄1以及支持件6等回到分闸位置的过程中，储能销轴9在支持件6作用下的逆时针旋转，让开位置，这样脱扣复位杠杆7在储能弹簧S3的作用下顺时针旋转，复位摆杆702推动摆杆802，使得脱扣杆8顺时针旋转，进行储能，让开位置；在复位弹簧S1的作用下，模块锁扣5逆时针旋转，完成搭扣面502和锁扣面804的再扣动作。

如图9,进行合闸操作，储能销轴9推动脱扣复位杠杆7逆时针旋转，让开位置，进行储能，此时脱扣杆8被模块锁扣5锁住，无法旋转。从而完成整个辅助脱扣动作，同时，辅助脱扣单元完成自身的复位。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种断路器的辅助脱扣单元，辅助脱扣单元与断路器的操作机构部件连接并相互驱动，起到辅助脱扣和复位的作用；其特征在于：包括模块底座、磁通变换器和辅助脱扣机构；模块底座上设有磁通变换器和辅助脱扣机构；磁通变换器设有磁通脱扣器和活动顶杆；辅助脱扣机构包括复位杠杆、模块脱扣杆和模块锁扣；所述磁通变换器通过活动顶杆与模块锁扣的一端活动连接；所述模块锁扣的另一端设有搭扣面，模块锁扣通过所述的搭扣面与模块脱扣杆杆体上设有的相对应的锁扣面锁扣连接；所述模块脱扣杆的一端与断路器操作机构连接，模块脱扣杆的另一端设有与复位杠杆作用的工作面；所述复位杠杆与断路器操作机构连接；所述的模块锁扣包括限位部一(501)、搭扣面(502)、避让面(503)、挂轴(504)、受动部一(505)和安装孔一(506)；所述模块锁扣设有一设为转动中心的安装孔一(506)，靠近安装孔一(506)的一侧依次设有避让面(503)、搭扣面(502)和限位部一(501)，安装孔一(506)另一侧的端部设有挂轴(504)和受动部一(505)；所述安装孔一(506)的外周套设有使模块锁扣逆时针转动的复位弹簧S1，复位弹簧S1的一端连接所述模块脱扣杆设有的凸台(801)，另一端连接挂轴(504)。

2.如权利要求1所述的一种断路器的辅助脱扣单元，其特征在于：所述的模块脱扣杆的一端与断路器操作机构设有的断路器脱扣销连接；所述复位杠杆的一端设有与模块脱扣杆作用的工作面，复位杠杆的另一端与断路器操作机构设有的储能销轴连接。

3.如权利要求2所述的一种断路器的辅助脱扣单元，其特征在于：所述的避让面(503)设有弧形面的结构。

4.如权利要求3所述的一种断路器的辅助脱扣单元，其特征在于：所述的模块脱扣杆包括凸台(801)、摆杆(802)、抵靠面(803)、锁扣面(804)、脱扣驱动杆(805)、复位打击杆(806)、限位部二(807)和安装孔二(808)；模块脱扣杆中部设有一设为转动中心的安装孔二(808)；所述模块脱扣杆安装孔二(808)一侧的端部设有与所述复位杠杆作用的摆杆(802)，安装孔二(808)另一侧的端部设有脱扣驱动杆(805)、与磁通变换器设有的活动顶杆相对应的复位打击杆(806)和限位部二(807)；脱扣驱动杆(805)和复位打击杆(806)之间设有限位部二(807)，脱扣驱动杆(805)和限位部二(807)之间设有限制断路器脱扣销运动的接触面(809)；模块脱扣杆本体上设有与所述模块锁扣锁扣连接的突起，突起上设有与模块锁扣设有的搭扣面(502)和限位部一(501)锁扣连接的锁扣面(804)和抵靠面(803)；模块脱扣杆本体上还设有用于抵靠弹簧的凸台(801)，安装孔二(808)外周套设有使模块脱扣杆逆时针转动的脱扣扭簧S2，脱扣扭簧S2一端连接断路器壳体上，另一端连接在凸台(801)上。

5.如权利要求4所述的一种断路器的辅助脱扣单元，其特征在于：所述的复位杠杆包括设有孔状结构的受动部二(701)，复位摆杆(702)和安装孔三(703)；复位杠杆中部设有一设为转动中心的安装孔三(703)，安装孔三(703)的一侧设有受动部二(701)，受动部二(701)孔状结构中设有断路器操作机构设有的储能销轴(9)；安装孔三(703)的另一侧端部设有与模块脱扣杆摆杆(802)作用的复位摆杆(702)；安装孔三(703)外周套设有使复位杠杆顺时针转动的储能弹簧S3，储能弹簧S3一端连接断路器壳体上，另一端连接复位摆杆(702)突出部的外侧。

6.如权利要求5所述的一种断路器的辅助脱扣单元，其特征在于：所述断路器辅助脱扣单元与断路器其他部件之间设有分割空间用的中间盖板。

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