CN114975028B - 一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断路器技术领域，且公开了一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器，包括驱动机构、动触点、静触点、过流脱扣器和热脱扣器，所述驱动机构由钩杆一、钩杆二和机构拨杆组成，所述钩杆一和钩杆二可钩合，所述动触点设置于钩杆二上，所述热脱扣器包括记忆金属片、单通开关、滑动变阻器和推动装置。本发明通过记忆金属片第一次过载变形时向下拉出主动杆，主动杆带动从动杆移动，使得滑片移动至滑动变阻器的最高电阻处，在记忆金属片冷却而恢复原状时，通过在记忆金属片的电路中接入较大的电阻而降低电路的电流，从而防止过载并可使得电路接通，解决电路由于过载断开后而只能人工合闸的问题。

Description

一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体为一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器。

背景技术

断路器又叫空气开关，是一种很基本的低压电器，断路器具有过载、短路和欠电压保护功能，能保护线路和电源的能力。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。

断路器主要由三个基本部分组成，即触头、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣器、热脱扣器等。断路器开关是靠操作机构手动或电动合闸的，触头闭合后，自由脱口机构将触头锁在合闸位置上，当电路发生故障时，通过各自的脱口器使自由脱扣机构动作，自动跳闸以实现保护作用。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的金属片与主电路串联。

现有的断路器在过载跳闸后，都是需要人工去合闸，而无法自动进行合闸操作。在断路器跳闸后，人工合闸后能够正常通电的原因是，部分家电在断路器跳闸后，由于断开电流，家电会由启动状态变成暂停或者停止状态，因此，此时直接将断路器合闸是可以重新连通电路的。但是由于断路器无法自行合闸，若是在晚上跳闸，则灯会关闭，在漆黑的环境里，行走不便，因此会导致生活不够便利。

另外，若是在断路器跳闸后，使用的家电不会由于断电而暂停或者停止，那么即使人工合闸，也会再次跳闸，而人也不能清楚知道需要关闭多少家电即可使得电路连通，只能关闭部分家电后重新合闸，若仍旧跳闸，需要再次关闭剩余家电，可能会造成多次跳闸的情况，因此现有技术中的断路器存在使用上的不便利性。

发明内容

针对背景技术中提出的现有单相断路器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器，具备自动合闸、显示电路多接入的电器功率的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器，包括驱动机构、动触点、静触点、过流脱扣器和热脱扣器，所述驱动机构由钩杆一、钩杆二和机构拨杆组成，所述钩杆一和钩杆二可钩合，所述动触点设置于钩杆二上，所述热脱扣器包括记忆金属片、单通开关、滑动变阻器和推动装置，所述滑动变阻器上设置有滑片，所述单通开关位于记忆金属片的下方，所述记忆金属片的上方设置有间歇驱动装置，所述推动装置位于记忆金属片的上方，所述推动装置的驱动端与滑片之间连接有间歇连接器。

优选的，所述记忆金属片包括变形段、固形段，所述固形段呈平板状，所述固形段连接在变形段的一端，所述单通开关和间歇驱动装置分别位于固形段的上下两端，所述固形段上开设有锥形槽，所述锥形槽呈上大下小的锥形，所述锥形槽的下方设有顶杆，所述顶杆延伸至锥形槽的内部。

优选的，所述推动装置包括缸体、主动杆、从动杆、记忆棉和插塞，所述缸体呈倒L型，所述主动杆和从动杆分别滑动连接在缸体的两端，所述记忆棉设置于缸体的内部且位于主动杆处，所述主动杆延伸至缸体外侧的一端与插塞相连接，所述插塞可卡合在锥形槽中，所述从动杆延伸至缸体外侧的一端与滑片相连接。

优选的，所述间歇驱动装置包括电磁线圈、衔铁和自锁开关，所述间歇驱动装置的电路与热脱扣器的电路并联，所述自锁开关位于固形段的上方，所述变形段变形后，固形段可按压自锁开关，所述衔铁连接在钩杆二上，所述电磁线圈位于衔铁靠近钩杆一的一侧。

优选的，所述间歇连接器包括滑箱、卡杆、卡槽和拉簧，所述从动杆和滑片滑动套接在滑箱内，所述卡杆呈L型，所述卡杆的一端转动连接在从动杆上，所述卡杆的另一端卡接在卡槽中，所述卡槽开设于滑片的顶面，所述卡槽靠近缸体的一端的表面为垂直面，所述卡槽远离缸体的一端的表面倾斜向上，所述卡杆所述拉簧连接在从动杆和卡杆之间。

优选的，所述滑片上连接有滑阻拨杆，初始状态下，所述滑片位于滑动变阻器的低电阻端，所述主动杆、从动杆的移动行程与滑片的移动行程相同。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过记忆金属片第一次过载变形时向下拉出主动杆，主动杆带动从动杆移动，使得滑片移动至滑动变阻器的最高电阻处，在记忆金属片冷却而恢复原状时，通过在记忆金属片的电路中接入较大的电阻而降低电路的电流，从而防止过载并可使得电路接通，解决电路由于过载断开后而只能人工合闸的问题。

2、本发明通过在拉动主动杆的同时挤压记忆棉，利用记忆棉的变形而存储能量，当插塞与锥形槽错位后，利用记忆棉的变形的能量驱动从动杆缓慢移动，从动杆推动滑片移动而达到缓慢降低滑动变阻器电阻值的功能，若变形段再次因过载而变形，则可通过滑动变阻器电阻值获知现有电路上多接入的电器的功率值，便于人员根据上述功率值关闭对应的电器，从而再次接通电路，提高断路器使用的便利性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A处局部侧视图；

图3为本发明推动装置的结构示意图；

图4为本发明间歇连接器的结构示意图；

图5为本发明在记忆金属片第一次过载变形时的状态示意图；

图6为本发明在记忆金属片第一次过载恢复变形时的状态示意图；

图7为本发明在记忆金属片第二次过载变形时的状态示意图；

图8为本发明在记忆金属片第二次过载恢复变形时的状态示意图。

图中：1、驱动机构；101、钩杆一；102、钩杆二；103、机构拨杆；2、动触点；3、静触点；4、过流脱扣器；5、记忆金属片；501、变形段；502、固形段；503、锥形槽；6、单通开关；7、滑动变阻器；701、滑片；702、滑阻拨杆；8、推动装置；801、缸体；802、主动杆；803、从动杆；804、记忆棉；805、插塞；9、间歇连接器；901、滑箱；902、卡杆；903、卡槽；904、拉簧；10、顶杆；11、间歇驱动装置；1101、电磁线圈；1102、衔铁；1103、自锁开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器，包括驱动机构1、动触点2、静触点3、过流脱扣器4和热脱扣器和外壳，外壳在本申请的附图中未示出，本申请的所有其他部件均安装在外壳上，驱动机构1包括钩杆一101、钩杆二102和机构拨杆103，钩杆一101的一端旋转连接在外壳内壁上，钩杆二102的一端通过弹簧也连接在外壳的内壁上，机构拨杆103的一端连接在钩杆二102上，且机构拨杆103的中部设有支点，支点的一端连接在外壳上，在钩杆二102上连接有动触点2，在外壳内设置有静触点3，静触点3通过导线与过流脱扣器4连接，热脱扣器包括记忆金属片5、单通开关6、滑动变阻器7和推动装置8。

参阅附图1和附图2所示，记忆金属片5包括变形段501、固形段502，变形段501的一端固定连接在外壳上，固形段502固定连接在变形段501远离外壳的一端，固形段502上开设有锥形槽503，锥形槽503呈上大下小的锥形且锥形槽503贯通固形段502的上下两端，外壳上还安装有位于固形段502下方的单通开关6，当记忆金属片5处于正常状态时，即没有产生热变形时，固形段502挤压单通开关6，使得单通开关6保持连通状态，当固形段502离开单通开关6而无法对单通开关6持续按压时，单通开关6断开，外壳上还安装有位于锥形槽503下方的顶杆10，在记忆金属片5处于正常状态时，顶杆10的靠近固形段502的一端略微延伸至锥形槽503内。

参阅附图1和附图3所示，滑动变阻器7和推动装置8均安装在外壳内，滑动变阻器7上滑动连接有滑片701，滑片701上连接有滑阻拨杆702，滑阻拨杆702延伸至外壳外部，与机构拨杆103一样可供人工手动拨动，滑片701和推动装置8之间连接有间歇连接器9，推动装置8包括缸体801，缸体801呈倒L型，缸体801的两端分别滑动连接有主动杆802和从动杆803，在缸体801的内部设有位于主动杆802处的记忆棉804，主动杆802延伸出缸体801内部的一端固定连接有插塞805，插塞805与锥形槽503相匹配。

综上，本申请电路的连接方式如附图1所示，当动触点2与静触点3接触时，电流经过动触点2--静触点3--过流脱扣器4--单通开关6--滑动变阻器7--记忆金属片5--静触点3--动触点2，形成回路，对于滑动变阻器7来说，滑片701的初始位置是位于电阻为零的位置，此时从动杆803完全伸出缸体801的内部，在上述电路中，单通开关6--滑动变阻器7--记忆金属片5构成热脱扣器的电路。

当电路过载时，记忆金属片5上的电流增大，记忆金属片5上积聚的热量也逐渐增多，记忆金属片5的温度不断升高，经过一段时间后，记忆金属片5的温度达到相变温度，此时变形段501向上变形成如附图5所示的位置，此时插塞805插入到锥形槽503内并由于摩擦力而使得插塞805卡在锥形槽503内部，由于固形段502不再抵压单通开关6，使得电路断开，由于变形段501上没有电流，经过一段时间变形段501的温度冷却到相变温度，变形段501向下变形，带动插塞805向下移动，从而使得记忆棉804被挤压而存储能量，从动杆803在缸体801内的气压的作用下向缸体801的内部移动，继而拉动滑片701向滑动变阻器7的高电阻端移动，而当变形段501完全恢复原状时，顶杆10从锥形槽503的下方插入至锥形槽503内，推动插塞805向上移动，从而使得从动杆803脱离锥形槽503，在记忆棉804的恢复原状而伸长的过程中，主动杆802逐渐向缸体801内移动，同时由于气压的作用而推动从动杆803逐渐向缸体801的外部活动，滑片701沿着滑动变阻器7从高电阻端缓慢向低电阻端移动。

参阅附图4，从动杆803延伸出缸体801内部的一端与间歇连接器9相连接，间歇连接器9包括滑箱901、卡杆902、卡槽903和拉簧904，从动杆803和滑片701的一端均延伸至滑箱901内，且两者位于滑箱901内的一端均设有限位端，防止从动杆803和滑片701从滑箱901内脱落，但是在滑箱901的右端，具有开口，从动杆803以及卡杆902可从此开口移出，卡杆902呈L型，卡杆902的一端转动连接在从动杆803上，卡杆902的另一端卡接在卡槽903中，卡槽903开设于滑片701的顶面，卡槽903靠近缸体801的一端的侧面是垂直面，卡槽903远离缸体801一端的侧面是倾斜向上的，而卡杆902的两侧面均为垂直面，拉簧904连接在卡杆902与从动杆803之间。当从动杆803向缸体801的内侧移动时，也即向左侧移动时，通过卡槽903和卡杆902垂直面的接触使得从动杆803带动滑片701向左侧移动，当从动杆803向缸体801外侧移动时，正常情况下，在记忆棉804缓慢变形力的作用下，从动杆803可以通过卡杆902带动滑片701缓慢向左侧移动，但是在移动过程中，变形段501又再次因为过载而变形，则会给主动杆802施加较大的力，使得主动杆802瞬间移动至缸体801内最极限位置，从而带动从动杆803快速向左侧移动，当从动杆803的移动速度突然增大，滑片701由于惯性作用，卡杆902会随着从动杆803向右侧移动而移出卡槽903，从而使得滑片701停留在变形段501变形的瞬间，而从动杆803移动至右侧极限位置，此时可获取滑片701处的电阻位置，当需要复位时，通过人工拉住滑阻拨杆702向右侧移动，从而带动滑片701移动至右侧极限位置，也就是零电阻位置，此时由于拉簧904的作用，卡杆902重新卡接在卡槽903内。

参阅附图1，在外壳上安装有间歇驱动装置11，间歇驱动装置11包括电磁线圈1101、衔铁1102和自锁开关1103，电磁线圈1101设置于钩杆二102靠近钩杆一101的一端，电磁线圈1101和自锁开关1103串联后与热脱扣器的电路并联，衔铁1102连接在钩杆二102上，自锁开关1103设于固形段502的上方，自锁开关1103的特性是按压一次连通电路，按压两次断开电路。因此当变形段501首次向上变形后，固形段502会按压自锁开关1103，使得电磁线圈1101的电路接通，当变形段501冷却后向下变形时而不再抵压自锁开关1103时，由于电磁线圈1101的电路接通，电磁线圈1101吸引钩杆二102上的衔铁1102，从而使得衔铁1102向右侧移动与钩杆一101钩合在一起，当变形段501完全恢复原状时，固形段502再次抵压单通开关6，此时热脱扣器的电路再次接通。

本发明的使用方法如下：

初始状态，电路处于附图1所示，此时电路完全接通，当电路过载时，变形段501温度逐渐升高直至达到相变温度，变形段501向上变形，此为第一次过载变形，此时的状态如附图5所示，固形段502随着变形段501向上移动，固形段502同时向上顶开钩杆一101，使得钩杆一101与钩杆二102错开，电路断开，同时单通开关6被释放；

变形段501向上变形后挤压自锁开关1103，使得电磁线圈1101的电路接通，此时电磁线圈1101吸引衔铁1102，使得钩杆二102向右侧移动而与钩杆一101钩合，但此时单通开关6是断开的，因此电路仍然是断开的，同时插塞805在摩擦力的作用下卡合在锥形槽503内；

由于单通开关6断开，变形段501上没有电流通过，经过一段时间，变形段501的温度下降至其相变温度，变形段501要向下变形恢复至原状，此为记忆金属片第一次过载恢复变形，因此固形段502带动主动杆802向下移动，由此从动杆803向缸体801的内部移动，带动滑片701从滑动变阻器7的低电阻端向高电阻端移动，且由于主动杆802向下移动，使得记忆棉804被压缩，当变形段501完全向下变形恢复原状时，顶杆10伸入至锥形槽503内，将插塞805顶出锥形槽503内，主动杆802在记忆棉804的形变下缓慢向缸体801的内部移动，继而推动从动杆803缓慢向缸体801的外部移动，达到推动滑片701从高电阻端缓慢向低电阻端移动的目的；

在滑片701从高电阻端缓慢向低电阻端移动的过程中，如若滑片701一直移动到零电阻位置，且变形段501没有因为过载而发生形变，那么表示在第一次变形段501变形而断电后，有部分电器暂停或者关闭，从而减少了电路上连接的负载，此时电路正常连通，实现了自动合闸的功能；

若滑片701从高电阻端缓慢向低电阻端移动的过程中，在没有移动到零电阻位置时，变形段501由于过载而再次向上变形，此为记忆金属片第二次过载变形，参阅附图7，此时固形段502把钩杆一101向上推动，钩杆一101与钩杆二102不再钩合，固形段502再次按压自锁开关1103，使得自锁开关1103断开，电磁线圈1101的电路就断开，电磁线圈1101对衔铁1102不再具有吸引的作用，钩杆二102在弹簧的作用下向左移动，从而使得钩杆一101与钩杆二102错位，电路断开；由于在变形段501变形时，主动杆802没有完全向上移动至原位，因此会突然受到固形段502的挤压，主动杆802的移动速度突然增大，此时间歇连接器9使得从动杆803与滑片701错开，滑片701不受到从动杆803的推动作用，滑片701停止在变形段501变形时所处的位置，此电阻值可以换算成功率值，此功率值为多余的负载，人工手动关闭与上述功率值相等的电器，即可使得电路接通且处于正常负载情况；然后由于电路断开后，变形段501又重新向下变形恢复至原状，此为记忆金属片第二次过载恢复变形，参阅附图8所示，虽然固形段502又再次按压单通开关6，但是由于电磁线圈1101的电路断开，且钩杆一101与钩杆二102也不钩合，因此此时电路仍然断开，需要人工拉动机构拨杆103将钩杆一101与钩杆二102钩合在一起，即可使得电路重新连通，同时，通过拨动滑阻拨杆702使得滑片701位于滑动变阻器7的低电阻端。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种瞬时电路防过载和短路用的单相断路器，包括驱动机构（1）、动触点（2）、静触点（3）、过流脱扣器（4）和热脱扣器，所述驱动机构（1）由钩杆一（101）、钩杆二（102）和机构拨杆（103）组成，所述钩杆一（101）和钩杆二（102）可钩合，所述动触点（2）设置于钩杆二（102）上，其特征在于：所述热脱扣器包括记忆金属片（5）、单通开关（6）、滑动变阻器（7）和推动装置（8），所述滑动变阻器（7）上设置有滑片（701），所述单通开关（6）位于记忆金属片（5）的下方，所述记忆金属片（5）的上方设置有间歇驱动装置（11），所述推动装置（8）位于记忆金属片（5）的上方，所述推动装置（8）的驱动端与滑片（701）之间连接有间歇连接器（9）；

所述记忆金属片（5）包括变形段（501）、固形段（502），所述固形段（502）呈平板状，所述固形段（502）连接在变形段（501）的一端，所述单通开关（6）位于固形段（502）的下端，间歇驱动装置（11）位于固形段（502）的上端，所述固形段（502）上开设有锥形槽（503），所述锥形槽（503）呈上大下小的锥形，所述锥形槽（503）的下方设有顶杆（10），所述顶杆（10）延伸至锥形槽（503）的内部；

所述推动装置（8）包括缸体（801）、主动杆（802）、从动杆（803）、记忆棉（804）和插塞（805），所述缸体（801）呈倒L型，所述主动杆（802）滑动连接在缸体（801）的一端，从动杆（803）滑动连接在缸体（801）的另一端，所述记忆棉（804）设置于缸体（801）的内部且位于主动杆（802）处，所述主动杆（802）延伸至缸体（801）外侧的一端与插塞（805）相连接，所述插塞（805）可卡合在锥形槽（503）中，所述从动杆（803）延伸至缸体（801）外侧的一端与滑片（701）相连接；

所述间歇驱动装置（11）包括电磁线圈（1101）、衔铁（1102）和自锁开关（1103），所述间歇驱动装置（11）的电路与热脱扣器的电路并联，所述自锁开关（1103）位于固形段（502）的上方，所述变形段（501）变形后，固形段（502）可按压自锁开关（1103），所述衔铁（1102）连接在钩杆二（102）上，所述电磁线圈（1101）位于衔铁（1102）靠近钩杆一（101）的一侧；

所述间歇连接器（9）包括滑箱（901）、卡杆（902）、卡槽（903）和拉簧（904），所述从动杆（803）和滑片（701）滑动套接在滑箱（901）内，所述卡杆（902）呈L型，所述卡杆（902）的一端转动连接在从动杆（803）上，所述卡杆（902）的另一端卡接在卡槽（903）中，所述卡槽（903）开设于滑片（701）的顶面，所述卡槽（903）靠近缸体（801）的一端的表面为垂直面，所述卡槽（903）远离缸体（801）的一端的表面倾斜向上，所述拉簧（904）的一端连接在从动杆（803）上，拉簧（904）的另一端连接在卡杆（902）上；

所述滑片（701）上连接有滑阻拨杆（702），初始状态下，所述滑片（701）位于滑动变阻器（7）的低电阻端，所述主动杆（802）、从动杆（803）的移动行程与滑片（701）的移动行程相同。

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