專利名稱：一種開關設備的自由脫扣機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關設備的自由脫扣機構，適用于斷路器、隔離開關、
小型斷路器、負荷開關等，特別是涉及一種塑料外殼式斷路器的2級式自由脫 扣才幾構。
背景技術：
脫扣器產生使斷路器操作系統的自由脫扣機構脫扣所需的外力，現有塑殼 斷路器的過電流脫扣器保護方式一般涉及短路瞬時保護和過載保護兩種，其具 體方案如圖1、圖2所示。其中圖1顯示了現有自由脫扣機構組裝后的結構示 意圖，圖2為將圖1所示的設備元件分解后的示意圖。
現有塑殼斷路器的脫扣器驅動自由脫扣機構動作的原理如下
一、 當線路發(fā)生短路時，短路電流經過脫扣器的磁軛10，，磁軛10，會感應 出很強的磁場，使銜鐵6'在磁場作用下動作，所述銜鐵6，的頂端6a，觸發(fā)自由 脫扣機構中的牽引桿4，，使牽引桿4，繞牽引桿軸5，轉動；所述牽引桿4，上的凸 起部4a，在隨牽引桿4，轉動過程中，牽引再扣板r繞再扣板軸2，轉動。接著， 再扣板l，的轉動使再扣板1'與鎖扣13，解鎖；解鎖后的鎖扣13，如圖所示繞鎖 扣軸16，轉動，使跳扣15，與鎖扣13，的搭接部位解鎖，跳扣15，向上運動，使整 個操作機構解鎖脫扣，從而使動、靜觸頭快速分離，實現斷路器切斷電源。
二、 當線路負載發(fā)生過載時，過載電流流過發(fā)熱元件12，，其產生的熱量 傳導給與之緊密連接的雙金屬片7，，雙金屬片7'受熱彎曲，使其上的調節(jié)螺釘 8'發(fā)生位移，從而首先觸發(fā)自由脫扣機構中一個具有切換、傳動功能的牽引桿 4，，所述自由脫扣機構在過載保護中的傳動過程與短路保護中的傳動過程相同，均由牽引桿4，作為一個過渡性元件，繼而牽引觸發(fā)再扣板r、鎖扣13，、跳扣
15，等后續(xù)設備。
目前世界上各大公司(如施耐德、ABB等)的產品的通用性脫扣結構均采 用與上述結構相類似的3級傳動結構，這種3級脫扣傳動鏈結構如中國專利 CN02282702.1所披露的3級脫扣傳動鏈結構。但這種經牽引桿一再扣板一鎖扣 的3級脫扣傳動鏈結構具有以下不足
1、 無論是短路保護或過載保護產生的脫扣動作，作用力不是直接作用在 再扣板la，上,而是必須通過牽引桿4，的再次傳動來完成的。這種3級傳動的 脫扣方式傳動鏈較長，從短路電流瞬間起到操作機構斷開瞬間止，分斷時間長， 機構動作速度慢，分斷時產生的能量多，導致外殼炸裂，銀點燒損嚴重，對零 部件的機械強度要求高。
2、 為了實現3級傳動結構需要多道裝配工序，組裝過程復雜、成本較高。
3、 牽引桿4， 一般是注塑而成，(牽引桿軸5，)為車削件，注塑成型過程 中易收縮變形，難以控制尺寸，增加了加工成本；并且由于其與調節(jié)螺4丁8，接 觸，因此對該牽引件耐溫要求較高，零件材料成本較高。
4、 這種3級結構中的獨立的牽引桿4，多為筒狀結構，導致牽引桿4，只能 安裝在靠近脫扣器一側，離鎖扣、跳扣較遠；由于在脫扣過程中各傳動元件均 會在脫扣力的作用下產生一定幅度的振動，這種多元件、分散安裝的結構必然 導致整體設備振動頻率紊亂、同步性差，外在表現為容易滑扣、系統不穩(wěn)定。
5、 現有牽引桿4，的結構是獨立的，實踐中很難對脫扣力大小和延時脫扣 進行調整，也不宜控制鎖扣的深度。

實用新型內容
本實用新型提供一種將3級傳動脫扣模式轉化為2級傳動脫扣模式的技術 方案，通it^寸自由脫扣機構進行設計改造，省略獨立的牽引桿4，及牽引桿軸5，， 實現了2級傳動模式，不僅解決了已有技術的以上缺陷和不足，縮短了分斷時 間，并且提高了產品分斷能力，降低了制造成本。為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案。
一種開關設備的自由脫扣機構，所述開關設備包括觸頭裝置、操作機構、
一個安裝操作^L構的支架22、 一個通過鎖扣軸16安裝于所述支架22上的鎖扣 13、 一個與鎖扣13相配合的跳扣15和由過載脫扣器和/或短路脫扣器組成的 脫扣器，所述短路脫扣器包括一個磁軛10和一個由磁軛控制的銜鐵6;所述過 載脫扣器包括一個發(fā)熱元件12、 一個與發(fā)熱元件12相連的雙金屬片7和一個 位于雙金屬片7頂部的調節(jié)螺釘11， 所述操作機構的自由脫扣機構具有一個 用于實現至少一個所述脫扣器與鎖扣13之間的2級傳動的再扣板1,所述再扣 板1處于脫扣器與鎖扣13之間，并通過再扣板軸2，可旋轉地安裝于所述支架 22上。
所述再扣板1形成有過渡面31; —對支撐架32位于所述過渡面31的兩側， 與再扣板軸2配合工作的再扣板軸孔35對稱設置于所述支撐架32上，所述支 撐架32上形成有凸出的鎖扣接觸面37，再扣板1通過所述凸出的鎖扣接觸面 37與鎖扣13配合工作。所述再扣板1的過渡面31上延伸出一個與支架22配 合工作的定位爪39，以確定鎖扣狀態(tài)下再扣板1相對于支架22的位置及其鎖 扣13的被鎖深度。
在所述再扣板1的過渡面31的近跳扣一側，設有與跳扣15配合工作的止 動件38,通過止動件38，脫扣后的跳扣15抑制再扣板1的過渡旋轉。所述止 動件38與再扣板1的過渡面31之間具有一個130° -135°的折彎角P。在所 述再扣板1的過渡面31的近脫扣器一側，設有一塊與短路脫扣器的銜鐵6和/ 或過載脫扣器的雙金屬片7的調節(jié)螺釘11配合工作的牽引板33,所述牽引板 33與所述過渡面31之間具有一個折彎角a, 120° <a< 150°。
所述牽引板33上設有一個與開關設備殼體上的緊急脫扣按鈕配合工作的 牽引板分支34,所述牽引板分支34較牽引板33具有一個更為上揚的角度。
所述過栽脫扣器的調節(jié)螺釘11和/或短路脫扣器的銜鐵6,與牽引板33在 正常工作情況下的靜態(tài)距離為《2mm， > 10mm。
由此可見，本實用新型將自由脫扣機構的再扣板1設計成基板外加多個具 有折彎角的外延板面的結構，在省略了獨立牽引桿的情況下，實現從脫扣器到鎖扣的2級傳動鏈，本實用新型的開關設備的自由脫扣機構具有縮短分斷時間 和降低制造成本的優(yōu)點。由于本實用新型所用的再扣板結構簡單輕巧、再扣板 軸位置的選取靈活，在保證延時脫扣的同時，不僅減輕了脫扣力，提高了鎖扣 深度的精確度，而且降低了滑扣率，提高了整個自由脫扣機構的穩(wěn)定性和可靠 性。


圖1是已有塑殼斷路器的自由脫扣機構的3級結構示意圖2是圖1所示已有塑殼斷路器3級脫扣的元件分解示意圖，包括脫扣器、 獨立牽引桿和再扣板；
圖3是本實用新型自由脫扣機構一個具體實施例的立體元件分解圖4是本實用新型自由脫扣機構實施例的脫扣前的狀態(tài)示意圖，；
圖5是本實用新型自由脫扣機構實施例的斷開后的狀態(tài)示意圖6是本實用新型自由脫扣機構的再扣板具體實施例的立面視.圖7是圖6所示本實用新型自由脫扣機構的再扣板的側視圖。
具體實施例
以下以塑殼斷路器為例，結合附圖3-7說明本實用新型的開關設備的自由 脫扣機構的一個具體實施例，本實用新型的開關設備的自由脫扣機構不限于以 下實施例的描述。本實用新型所述的自由脫扣機構不僅適用于斷路器，還可適 用于隔離開關、小型斷路器、負荷開關等領域。
如圖3所示，斷路器的脫扣器是由短路脫扣器和過載脫扣器組成。所述短 路脫扣器包括一個磁軛10和一個由磁軛控制的銜鐵6;所述過載脫扣器包括一 個發(fā)熱元件12、 一個與發(fā)熱元件12相連的雙金屬片7和一個位于雙金屬片頂 部的絕緣調節(jié)螺釘11。塑殼斷路器內還設有一個用于安裝斷路器內部的全部或 部分操作機構的支架22,所述支架22可以是斷路器殼體的一部分，也可以獨立于殼體之外。 一個再扣板l，通過再扣板軸2安裝于所述支架22上。 一個鎖 扣13通過鎖扣軸16安裝于所述支架22上。所述斷路器內還設有一個與鎖扣 13相配合工作的跳扣15，當鎖扣13解鎖后，會觸發(fā)跳扣15彈跳使整個操作 機構解鎖。
所述再扣板1的具體結構如圖6、圖7所示，所述再扣板1具有一個過渡 面31，它是再扣板1的平面板式基座，用于連接再扣板1的其他部分。在過渡 面31兩側分別設有一個支撐架32,所述支撐架32上對應設有再扣板軸孔35, 通過這對再扣4反軸孔35與再扣板軸2的配合工作，允許再扣板1繞再扣板軸2 自由旋轉。 一個用于為再扣板1提供脫扣力的反力彈簧3，其安裝方式如圖3 至圖5所示，其一端掛在支持架22的凸起36上，另一端掛在支架22上，所 述反力彈簧3的安裝方式還可參考其他常用的反力彈簧安裝方式。在支撐架32 的旋轉運動方向的靠近鎖扣一側，設有凸出的鎖扣接觸面37,在脫扣過程中， 隨著再扣板l的旋轉，鎖扣接觸面37也跟著旋轉，直至鎖扣接觸面37離開鎖 扣13，使鎖扣13脫扣。所述鎖扣接觸面37可對稱設置在再扣板1的兩個支撐 架32上，或者單獨出現在其中一個支撐架32上。
再扣板1的過渡面31上還延伸出一個定位爪39,在如圖4所示的鎖扣狀 態(tài)下，所述定位爪39與支架22接觸，在支架22的作用下，再扣板l的位置 被限定；也就是說所述定位爪39的尺寸、位置限定了再扣板1與支架22的相 對位置，從而實現對再扣板1的鎖扣位置的精確定位，提高了定位穩(wěn)定度的再 扣板1，通過其上的鎖扣接觸面37,來實現對鎖扣13被鎖深度的準確控制， 以提高整個設備操作的穩(wěn)定性。
在再扣板1的過渡面31的旋轉運動方向的近脫扣器一側，延伸出一塊牽 引板33,用于接收來自短路脫扣器的銜鐵6的力，和/或接收來自過載脫扣器 的調節(jié)螺釘8的力。所述牽引板33與再扣板1的過渡面31之間存在著一個折 彎角a，由于再扣板1不僅擔負著傳遞延時脫扣力的作用，還要在傳遞過程中 減小脫扣力，因此牽引板33與再扣板1的過渡面31之間的折彎角a不能過大， 也不能過小。較大的折彎角a雖然有利于加長力臂減小脫扣力，但過長的力臂 不利于延時脫扣；反之，較小的折彎角a雖然可以可靠實現延時脫扣，但不利于在傳動過程中減小脫扣力。因此在本實施例中，折彎角a大于90。，且小于 180°,建議將折彎角a控制在120。和150。之間，最優(yōu)為135° 。同理，為了可 靠實現延時脫扣，脫扣器與牽引板33在正常工作情況下的靜態(tài)距離(如圖4 所示) 一般保持在2mm到10mm之間。
由于牽引板33是基于過渡面31的外延設計，因此再扣板1在實現牽引功 能的同時，依然可以保證再扣板軸2與鎖扣軸16相對緊湊地放置在支架22上， 這種設計減小了脫扣過程中因設備碰撞震動產生的頻率差，保證了各設備頻率 相對一致，減小了設備滑扣的可能性。
在牽引板33上還具有一個分支34,所述牽引板分支34伸向位于斷路器殼 體上的緊急脫扣按鈕處(圖中未示出)，用于接收來自緊急脫扣按鈕的手動脫 扣力。在如圖7所示的實施例中，由于緊急脫扣按^組位于操作機構的上方，因 此，牽引板分支34較牽引板33具有一個更為上揚的角度，牽引板分支34所 處平面幾乎與過渡面31平行。所述牽引板33或牽引板分支34均可在脫扣力 的作用下，帶動整個再扣板1的各部分繞軸旋轉，從而實現力的傳動。
在過渡面31的旋轉運動方向的近跳扣15 —側，向跳扣15方向延伸出一 個止動件38,在如圖5所示的自由脫扣狀態(tài)，所述止動件38在脫扣動作結束 時與跳扣15的肩部打在一起，使再扣板1停止向脫扣方向繼續(xù)旋轉，從而防 止再扣板向下脫落。為了更好地與跳扣15—起配合止動再扣板1，所述止動件 38與過渡面31之間可存在一定折彎角，以產生有效的止動力，所述止動件38 與過渡面31之間的折彎角P —般保持在130°到135°之間。
通過上述實施例的技術方案，將原有斷路器3級傳動脫扣變?yōu)?級傳動， 中間省去圖l、圖2中牽引桿4，和牽引桿軸5，及牽引桿上的其他部件。利用 本實用新型技術方案還可以實現短路保護和過載保護。圖4為自由脫扣機構脫 扣前的工作狀態(tài)圖，所述再扣板1從其過渡面31上向不同方向外延出支撐架 32、牽引板33、止動件38、定位爪39。其中，再扣板1通過位于支持架32的 鎖扣接觸面37與鎖扣13相抵，在鎖扣13的幫助下，再扣板1克服反力彈簧3 的力處于靜止狀態(tài)，此時從再扣板1的過渡面31延伸出的定位爪39與支架22 向抵，從而控制再扣板1和鎖扣13的受鎖深度，減小脫扣力。再扣板1的牽引板33與過渡面31之間呈135°設置，牽引板33與脫扣器的銜鐵6a、調節(jié) 螺釘11之間保持4mm的距離。下面說明短路保護和過載保護的自由脫扣操作 過程。
1、短路保護
當短路電流經靜觸頭21、導電系統20,通過脫扣器的發(fā)熱元件12時，由 于磁輒10和發(fā)熱元件12鉚合在一起，當電流通過發(fā)熱元件12時，磁輒10會 感應出磁場，由于磁場對周圍的鐵磁物質有吸附特性，所以銜鐵6在磁場力的 作用下旋轉，銜鐵6的頂端6a推動再扣板l的牽引板33,聯動帶動過渡面31 繞再扣板軸2轉動，處于再扣板1支撐架上的凸出的鎖扣接觸面37也向前轉 動，并脫離與之相接觸的鎖扣13，從而導致鎖扣13解鎖，解鎖后鎖扣13被釋 放并繞鎖扣軸16解鎖轉動，使跳扣15與鎖扣13的4荅接部位19解鎖，其后跳 扣15向上跳起，使整個操作機構解鎖，并通過導電系統20運動，來切斷斷路 器電源。如圖5所示，鎖扣13解鎖后，整個再扣板1在反力彈簧的作用下脫 扣旋轉，解鎖跳起后的跳扣15卡在再扣板1的止動件38上，使再扣板1停止 繼續(xù)脫扣旋轉。
2、過載保護
當過載電流經靜觸頭21、導電系統20,通過脫扣器的發(fā)熱元件12時，由 于熱雙金屬片7和發(fā)熱元件12鉚合在一起，如圖4所示，當電流通過發(fā)熱元 件12時，發(fā)熱元件12發(fā)熱使雙金屬片7受熱發(fā)生彎曲。帶動調節(jié)螺釘11推 動再扣板1的牽引板33，聯動帶動過渡面31繞再扣板軸2轉動，處于再扣板 1支撐架上的凸出的鎖扣接觸面37也向前轉動，并脫離與之相接觸的鎖扣13, 從而導致鎖扣13解鎖，解鎖后鎖扣13被釋放并繞鎖扣軸16解鎖轉動，使跳 扣15與鎖扣13的搭接部位19解鎖，其后跳扣15向上跳起，使整個操作機構 解鎖，并通過導電系統20運動來切斷斷路器電源。如圖5所示，鎖扣13解鎖 后，整個再扣板1在反力彈簧的作用下脫扣旋轉，解鎖跳起后的跳扣15卡在 再扣板1的止動件38上，使再扣板1停止繼續(xù)脫扣旋轉。
10
權利要求1. 一種開關設備的自由脫扣機構，所述開關設備包括觸頭裝置、操作機構、一個安裝操作機構的支架(22)、一個通過鎖扣軸(16)安裝于所述支架(22)上的鎖扣(13)、一個與鎖扣(13)相配合的跳扣(15)和由過載脫扣器和/或短路脫扣器組成的脫扣器，所述短路脫扣器包括一個磁軛(10)和一個由磁軛控制的銜鐵(6)；所述過載脫扣器包括一個發(fā)熱元件(12)、一個與發(fā)熱元件(12)相連的雙金屬片(7)和一個位于雙金屬片(7)頂部的調節(jié)螺釘(11)，其特征在于所述操作機構的自由脫扣機構具有一個用于實現至少一個所述脫扣器與鎖扣(13)之間的2級傳動的再扣板(1)，所述再扣板(1)處于脫扣器與鎖扣(13)之間，并通過再扣板軸(2)，可旋轉地安裝于所述支架(22)上。
2. 根據權利要求1所述的開關設備的自由脫扣機構，其特征在于 所述再扣板(1)形成有過渡面(31);一對支撐架(32)位于所述過渡面(31)的兩側，與再扣板軸(2)配合 工作的再扣板軸孔(35)對稱設置于所述支撐架(32)上，所述支撐架(32) 上形成有凸出的鎖扣接觸面(37),再扣板(1)通過所述凸出的鎖扣接觸面 (37)與鎖扣(13)配合工作。
3. 根據權利要求2所述的開關設備的自由脫扣機構，其特征在于所述再扣 板(1)的過渡面(31)上延伸出一個與支架(22)配合工作的定位爪(39), 以確定鎖扣狀態(tài)下再扣板(1)相對于支架(22)的位置及其鎖扣(13)的被 鎖深度。
4. 根據權利要求2所述的開關設備的自由脫扣機構，其特征在于在所述再 扣板(1)的過渡面(31 )的近脫扣器一側，設有一塊與短路脫扣器的銜鐵(6) 和/或過載脫扣器的雙金屬片(7)的調節(jié)螺釘(11)配合工作的牽引板(33)， 所述牽引板(33 )與所述過渡面(31)之間具有一個折彎角a ， 120。 < a < 150°。
5. 根據權利要求4所述的開關設備的自由脫扣機構，其特征在于所述牽引板(33 )上設有一個與開關設備殼體上的緊急脫扣按鈕配合工作的牽引板分支 (34),所述牽引板分支(34)較牽引板(33)具有一個更為上揚的角度。
6. 根據權利要求1所述的開關設備的自由脫扣機構，其特征在于所述過載 脫扣器的調節(jié)螺釘(11)和/或短路脫扣器的銜鐵(6),與牽引板(33)在正 常工作情況下的靜態(tài)距離為《2mm， >10mm。
7. 根據權利要求2所述的開關設備的自由脫扣機構，其特征在于在所述再 扣板(1)的過渡面(31)的近跳扣一側，設有與跳扣(15)配合工作的止動 件(38),通過止動件(38)，脫扣后的跳扣(15)抑制再扣板(1)的過渡 旋轉。
8. 根據權利要求7所述的開關設備的自由脫扣機構，其特征在于所述止動 件(38)與再扣板(1)的過渡面(31)之間具有一個折彎角P, 130°《P< 135° 。
專利摘要一種應用于斷路器、隔離開關、負荷開關的自由脫扣機構，其脫扣器由過載脫扣器和/或短路脫扣器組成，還包括操作機構安裝支架、鎖扣、跳扣，在支架上安裝有用于實現脫扣器與鎖扣之間的2級傳動的再扣板，所述再扣板以過渡面為基座外延出一對支撐架、一塊配合脫扣器工作的牽引板、一個在脫扣斷開后防止再扣板過渡旋轉的止動件和一個控制鎖扣深度的定位爪，再扣板軸孔、鎖扣接觸面在支撐架上，牽引板與過渡面之間具有一個在120°～150°之間的折彎角α。本實用新型縮短脫扣傳動鏈，實現從脫扣器到鎖扣的2級傳動脫扣，縮短了分斷時間，降低了成本；再扣板結構簡單輕巧、安裝位置靈活，保證了脫扣機構運行穩(wěn)定、可靠。
文檔編號H01H71/12GK201282086SQ200820135928
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權日2008年9月26日
發(fā)明者浩 付, 施宏偉, 俐 李, 然 李, 段育明, 郭德鑫 申請人:浙江正泰電器股份有限公司