專利名稱：帶有組合可換觸頭的電流開關設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電流開關設備，更具體來說，涉及具有可換觸頭構件的上述設備。
開關設備和其它開關裝置通常設置在電源和負載之間以便向負載施加或關斷電流。這種裝置利用一對或多對觸頭，它們接觸以完成電源和負載之間的電路，它們分開而打開電路。許多應用場合需要開關較強大的電流，當觸頭分開時會產(chǎn)生電弧。因此，在開關設備外殼中要設置滅弧機構，在某些實例中，開關設備具有密封外殼，不使電弧逸出而造成傷害。
在觸頭之間出現(xiàn)的電弧會腐蝕開關觸頭的表面。長期反復開關設備的工作會使觸頭形成凹點，從而使觸頭表面不能以足夠大的面積抵靠以提供充足的電流通路。在這種情形中就必須更換觸頭。但是，由于觸頭處于密封的外殼中，該領域的技術人員也許不夠接觸到觸頭，因而必須更換整個開關裝置。
本發(fā)明的基本目的是提供一種改進的電流開關設備。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電流開關設備，它具有密封外殼以防電弧逸出設備。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶有可換開關觸頭的密封的電流開關設備。
本發(fā)明還有一個目的是將開關觸頭設置在一個組合式分組件中，該分組件作為一單獨整體可從設備其余部分拆下并更換。這不僅便利了開關觸頭在現(xiàn)場的更換，而且可以繼續(xù)使用無需更換的開關設備的其余部分。
上述和其它目的是通過具有可卸式裝在致動組件上的開關組件的電流開關設備實現(xiàn)的。開關組件包括絕緣材料的本體，第一和第二靜止觸頭裝在該本體上。一個活動觸頭連接在該本體上，并能夠移動，以便可選擇地接合第一和第二靜止觸頭以完成其間的電流通路。
致動組件內(nèi)裝一電操縱的驅動器如螺線管，它具有可卸式連接于活動觸頭上的聯(lián)桿機構。驅動器的驅動使活動觸點接合或脫開第一和第二靜止觸頭。開關組件以互鎖方式裝在致動組件上，這可防止觸頭間產(chǎn)生的電弧逸出電流開關設備。上述互鎖安裝使開關組件可作為一個單一裝置從致動組件拆下，以便維修及更換。
附圖簡要說明如下

圖1是按照本發(fā)明的帶有組合可換觸頭的開關設備的分解圖；圖2是組裝好的開關設備的局部剖開的剖視圖；圖3是可換開關觸點組件的立體圖；圖4是開關設備處于閉合狀態(tài)時連接于活動觸頭的彈簧機構的孤立剖視圖；圖5是在焊接開關觸頭被手工拆開時出現(xiàn)的狀態(tài)中彈簧機構的孤立剖視圖。
現(xiàn)參閱圖1，一密封的電磁單極開關設備10具有一個殼體12，它由一個開關組件16構成，如圖2所示，開關組件16嵌裝在致動部分17的一個開口側上。開關組件16的短側具有縱向凹部21，其接納并配合的沿著殼體12的致動部分17的短側唇邊22。同樣，殼體致動部分17的長側具有縱向凹部23，其接納并配合沿著開關組件16長側的唇邊24。或者，開關組件16或致動部分17中一個的全部側邊可以具有唇邊，而另一構件的全部側邊具有配合的凹部。唇邊22和24在凹部21和23中的接合在致動部分和開關組件16之間形成一個密封的界面，這可防止在開關設備中出現(xiàn)的電弧逸出殼體12。開關組件16通過螺釘19固定就位，覆蓋致動部分17的開口側，其后通過拆下上述螺釘可從致動部分上拆卸。
如圖1和2所示，致動部分17具有電絕緣材料如塑料制成的外殼11，其內(nèi)裝有用于開、閉開關設備10的開關觸頭的傳統(tǒng)構件。這些構件包括嵌裝在致動器外殼11的內(nèi)表面上的凹部中的一個電磁螺線管18。螺線管18具有一個環(huán)形線圈20，它驅動連接于一根軸25的銜鐵，軸25從螺線管一端伸出。滅弧室26設置在螺線管18的兩相對側。每個滅弧室26由多個間隔開來的分隔板27構成。
現(xiàn)在具體參閱圖2，開關組件16具有一個本體28，它由兩個絕緣材料如塑料的半部29構成。開關組件16包括第一和第二電接頭14和15，它們分別連接第一和第二靜止觸頭30和32。如圖3詳示，每個金屬靜止觸頭30和32呈U形，一條長腿34通過開關組件16表面上的開口露出。每個靜止觸頭30和32有一短腿35，其彎入殼體12中且緊密抵靠密封表面37，因而在靜止觸頭和殼體入口之間沒有間隙。上述抵靠關系可防止殼體內(nèi)的電弧沿靜止觸頭30和32逸出。每個靜止觸頭30和32的另一條長腿36全在殼體12中，其上裝有觸頭墊38。在圖3中可以看出，上述長腿36比其它腿34窄，在殼體的短尺寸中相反地偏置。
一個導電的活動觸頭40是開關組件16的一部分，具有一對觸頭墊42，其面對靜止觸頭30和32上的觸頭墊38?；顒佑|頭40的相對的腿相應于靜止觸頭30和32的腿36的偏置而偏置。在開關設備10的閉合狀態(tài)中，活動觸頭40跨接兩個靜止觸頭30和32，從而完成一條電流在電接頭14和15之間流動的路徑。一個彈簧機構44偏壓活動觸頭40，使開關設備10在螺線管線圈20斷電時處于常開位置，如圖2所示。
如圖2和4所示，彈簧機構44包括一中空絕緣止動器46，它有一對在相對兩側上的耳部48，其裝在開關組件本體28上的槽50內(nèi)，從而將彈簧機構固定在其上。耳部48當觸頭30，32和40打開和閉合時在槽50內(nèi)滑動，槽限制活動觸頭40的運動，當開關設備10在打開狀態(tài)時在觸頭墊38和42之間形成間隙。具體來說，活動觸頭40穿過止動器46側面上的孔，第一彈簧45將活動觸頭40的一個側面偏壓離開止動器46的一閉合端。一絕緣柱塞47抵靠活動觸頭的相反側面，并由第二彈簧49相對于一絕緣活塞51壓成上述抵靠關系。柱塞47和活塞51位于止動器46內(nèi)，活塞的一部分從止動器46的敞開端伸出并穿過開關組件16的本體28上的一個孔。一個透明蓋62裝配在活塞51的上述部分上。
彈簧機構44的止動器46和其它構件具有一個孔52，螺線管18的軸25在殼體12的兩個部分16和17組裝在一起時穿過該孔，如圖4所示?？ōh(huán)或簧夾56和58分別裝配在彈簧機構44上、下方的軸25上的圓周槽中，迫使彈簧機構隨軸移動。
一顏色指示盤60裝在螺線管軸25的端部，當觸頭30、32和40處于閉合狀態(tài)時可在殼體外通過透明蓋62看到。在上述狀態(tài)中，活動觸頭40在螺線管軸25達到其行程端之前觸及靜止觸頭30和32。軸25的繼續(xù)移動將止動器46繼續(xù)在圖4中向上推，同時活動觸頭40仍舊靜止。這種動作使第一彈簧壓縮并形成自動調節(jié)以補償觸頭墊38和42的長期磨損。
當開關較強大電流時，活動觸頭40上的觸頭墊42可能粘合即焊接在靜止觸頭30和32之一或兩個上的觸頭墊38上，第二彈簧49的彈力可能不足以使觸頭分開。當發(fā)生這種情況時，彈簧機構44被保持在圖4所示位置上。在這種情形中，技術人員能夠將蓋62壓在彈簧機構44上，壓入殼體12中。這個動作推動活塞51，使其肩部64作用在止動器46上，使止動器撞擊活動觸頭40，如圖5所示。這就在使活動觸頭離開靜止觸頭30和32的方向上施加了一個力，從而拆開上述焊接。
如前所述，活動觸頭40和二個靜止觸頭30和32之間的電弧會腐蝕蝕頭墊38和42。當開關設備10處于閉合狀態(tài)時電流通過上述觸頭墊流動。過度的腐蝕會減小對接的觸頭墊38和40的接觸面積，從而增加電流流動阻力而生熱。因此，靜止觸頭30和32的溫度形成觸頭墊磨損和腐蝕的一種指示。熱指示器13分別施加在第一和第二電接頭14和15的暴露端部上，如圖1所示。例如，熱指示器13可以是一個溫度敏感點，例如，美國伊利諾斯州耐爾的Cole-Parker儀器公司銷售的“單點指示器”?；蛘撸瑵穸让舾悬c13也可以施加在靜止觸頭30和32中的一個或兩個的暴露表面上。溫度敏感點13當達到因觸頭墊38和42的過度磨損而引起的預定溫度時會改變顏色。例如，帶有過度磨損的觸頭墊的開關設備10在閉合狀態(tài)中曾發(fā)現(xiàn)電接頭達到150℃的溫度。由于觸頭溫度與觸頭墊的電流密度相關，而且在開關設備中，觸頭墊要隨電流容量的變大而變大以保持電流密度相同，因此，磨損指示溫度應大致相同，與開關設備的電流強度無關。其它類型的熱指示器也可裝入一個或兩個電接頭14和15。例如，可以使用一種帶有由易熔合金焊劑固定的彈簧加載指示器的裝置，該焊劑在設定的溫度可以熔化。
當指示出觸頭墊過度磨損或腐蝕時，可以更換開關觸頭30，32和40。為了進行這種更換，拆開連接于電接頭14和15上的電纜。然后拆下殼體12上的螺釘19，當拉開蓋62得到通路時拆下螺線管軸25端部的簧夾56。在拆除上述緊固裝置之后，可以從致動部分17拆下開關組件16，如圖1所示。然后將一新的開關組件16裝到現(xiàn)有的致動部分17上，并再次裝上緊固件19和56。由于靜止觸頭30和32及活動觸頭40是作為單一組件更換的，因而進行更換的技術人員不必調節(jié)觸頭墊38和42之間的間隙，這是因為該間隙是在工廠組裝開關組件16時調好的。
上述說明主要是針對本發(fā)明的推薦實施例進行的。雖然也講到了在本發(fā)明范圍內(nèi)的各種替代方案，但是，本專業(yè)技術人員顯然可以根據(jù)上述實施例的公開內(nèi)容而實現(xiàn)其它的替代方案。例如，本發(fā)明的構思可以應用在不同于圖示開關設備的其它類型的電氣開關裝置中。因此，本發(fā)明的范圍應由權利要求書決定，而并不由上面的說明限定。
權利要求
1.一種電流開關設備(10)，它包括一個開關組件(16)，它具有一個絕緣材料的本體(28)、安裝在該本體上的第一和第二靜止觸頭(30，32)、活動地連接于本體并可選擇地接合第一和第二觸頭以完成其間的電氣連接的一個活動觸頭(40)；以及一個致動組件(17)，它具有一個容納一個電操縱驅動器(18)的外殼(11)，所述驅動器包括一個可卸地連接于活動觸頭(40)的構件(25)，以便選擇性地操作活動觸點，使其與第一和第二靜止觸頭接合或脫開；其中，開關組件(16)密封地安裝于致動組件(17)，以防止在活動觸頭(40)和第一及第二靜止觸頭(30，32)之間產(chǎn)生的電弧逸出電流開關設備，所述開關組件(16)作為一個單獨的組件可從致動組件(17)拆下，以便維修和更換。
2.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述致動組件(17)還包括一個滅弧室(26)，它具有多個鄰近于活動觸頭(40)的分隔板(27)。
3.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述開關組件在活動觸頭(40)和第一和第二靜止觸頭(30，32)的每一個之間具有一個預定的間隙。
4.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述致動組件的外殼(11)具有一條唇邊(22)，它裝在開關組件(16)的本體(28)上的凹部(21)中，從而在致動組件和開關組件之間的界面形成電弧障礙。
5.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述開關組件(16)的本體(28)上有一條唇邊(24)，它裝在致動組件(17)的外殼(11)上的凹部(21)中，從而在致動組件和開關組件之間的界面形成電弧障礙。
6.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述活動觸頭(40)通過一個彈簧機構(44)連接于致動組件(18)的構件(25)上，這可以使活動觸頭移動以補償活動觸頭和第一及第二靜止觸頭(30，32)的磨損。
7.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述活動觸頭(40)借助一彈簧機構(44)連接于開關組件(16)的本體(28)，所述彈簧機構包括一個止動器(46)，它可滑動地連接于所述本體(28)，并且具有一個孔，活動觸頭穿裝在該孔中，所述致動組件(17)的構件(25)接合所述止動器；以及一個相對于止動器(46)偏壓活動觸頭(40)的彈簧(45)。
8.根據(jù)權利要求7所述的電流開關設備(10)，其特征在于它還包括一個操作器(62)，其接合止動器(46)，并可以手動操縱以迫使活動觸頭(40)離開第一和第二靜止觸頭(30，32)。
9.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述活動觸頭(40)通過一彈簧機構(46)連接于開關組件(16)的本體(28)，所述彈簧機構包括一個止動器(46)，它可滑動地連接于所述本體，并且具有一個敞開端、一個閉合端和一個穿裝活動觸頭(40)的孔；一個相對于止動器(46)的閉合端偏壓活動觸頭(40)的第一彈簧(45)；一個柱塞(47)，它在活動觸頭遠離所述閉合端的一側在所述止動器(46)中，并具有一個穿過活動觸頭(40)中的孔且抵靠止動器的閉合端的部分；一個在止動器(46)中且從所述敞開端伸出的活塞(51)；以及一個偏壓所述柱塞使其離開所述活塞的第二彈簧(49)。
10.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于它還包括一個活動觸頭(40)的位置指示器(60)，所述指示器可從開關設備之外看到。
11.根據(jù)權利要求10所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述指示器(60)在所述活動觸頭(40)抵靠第一和第二靜止觸頭(30，32)時作出指示。
12.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于它還包括一個安裝在第一靜止觸頭(30)上的熱指示器(13)。
13.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于它還包括一個安裝在第一靜止觸頭(30)上的熱指示器(13)，該熱指示器在預定溫度改變顏色。
14.根據(jù)權利要求1所述的電流開關設備(10)，其特征在于它還包括一個安裝在第一靜止觸頭(30)上的熱指示器(13)，該熱指示器在預定溫度改變顏色，它指示活動觸頭和第一和第二靜止觸頭(30，32)中的至少一個的過度磨損。
15.一種電流開關設備(10)，它包括一個絕緣材料的殼體(12)；安裝在所述殼體上的第一和第二靜止觸頭(30，32)；一個活動觸頭(40)，它可選擇地接合第一和第二靜止觸頭(30，32)，以完成電路；一個致動器(18)，它連接于活動觸頭(40)，以便使活動觸頭接合及脫開第一和第二靜止觸頭(30，32)，以及一個熱指示器(13)，它裝在第一靜止觸頭(30)上，在活動觸頭(30)和第一和第二靜止觸頭(30，32)中的至少一個變得過度磨損使第一靜止觸頭達到某一溫度時作出指示。
16.根據(jù)權利要求15所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述熱指示器(13)在一預定溫度改變顏色。
17.一種電流開關設備(10)，它包括一個絕緣材料的殼體(12)；安裝在殼體(12)上的第一和第二靜止觸頭(30，32)；一個活動觸頭(40)，它可選擇地接合第一和第二靜止觸頭(30，32)，以完成電路；一個致動器(18)，它具有一個電操縱的驅動器(20)和將電操縱的驅動器連接于活動觸頭(40)的聯(lián)桿機構(25，44)，以便使活動觸頭接合及脫開第一和第二靜止觸頭(30，32)；以及一個操縱器(62)，它接合聯(lián)桿機構(25，44)，并可手動操縱，以便如果發(fā)生觸頭焊接時迫使活動觸頭脫開第一和第二靜止觸頭(30，32)。
18.根據(jù)權利要求17所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述致動器(18)的聯(lián)桿機構(25，44)包括一個止動器(46)，它可滑動地連接于本體，并具有一個敞開端、一個閉合端和一個穿裝活動觸頭(40)的孔，所述電操縱的驅動器連接于所述止動器；一個相對于止動器(46)的閉合端偏壓活動觸頭(40)的第一彈簧(45)；一個柱塞(47)，它在活動觸頭(40)遠離所述閉合端的一側在止動器(46)內(nèi)，且具有一個穿過活動觸頭中的孔且抵靠止動器閉合端的部分；一個在止動器(46)內(nèi)且從所述敞開端伸出的活塞(51)；以及一個偏壓柱塞(47)，使其離開活塞(51)的第二彈簧(49)。
19.根據(jù)權利要求18所述的電流開關設備(10)，其特征在于所述操縱器(60)接合活塞(51)并從殼體(12)伸出。
全文摘要
一種用于開關電流的密封式開關設備(10)具有一開關組件(16),它包括一個可選擇地跨接一對靜止觸頭(30,32)以形成其間電流通路的活動觸頭(40)?；顒雍挽o止觸頭(30,32,40)裝在絕緣材料本體(28)上形成整體結構。分離的致動組件(17)具有內(nèi)裝電操縱驅動器(18)的外殼(11)、一聯(lián)桿(25)伸入開關組件(16),使活動觸頭(40)接合或脫開靜止觸頭(30,32)。開關組件(16)以互鎖方式密封地裝在致動組件(17)上,以便防止觸頭間形成的電弧逸出設備(10)。盡管如此,當維修觸頭時開關組件(16)作為一整體能容易地從致動組件(17)拆下并更換。
文檔編號H01H50/00GK1181605SQ9712004
公開日1998年5月13日 申請日期1997年10月6日 優(yōu)先權日1996年10月7日
發(fā)明者彼特·K·莫爾多萬, 米歇爾·E·鮑爾, 斯提芬·R·菲亞諾, 厄爾·T·派伯, 布拉德·L·邁爾斯, 克特·D·馬啟爾 申請人:尹頓公司