МОДУЛЬНЫЙ МНОГОПОЛЮСНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК H01H73/48 

Настоящее изобретение относится к многополюсным выключателям.

Примером такого выключателя может служить выключатель, описанный в патенте США US A-5025236.

Указанные выключатели состоят из литого изолирующего корпуса, плиты основания, разведенной с помощью прокладок на несколько смежных отсеков для размещения различных полюсов; причем каждый полюс состоит из размыкающего модуля с отдельными контактами и расцепляющего модуля, крышки, зафиксированной на плите основания для закрывания корпуса, исполнительного механизма, установленного между двумя опорными пластинами и имеющего устройство коленчатого рычага, которое соединено с замыкающей пружиной и со скобой расцепления,
- рукоятки, соединенной с исполнительным механизмом и проходящей через вырез в крышке корпуса для обеспечения доступа к ней снаружи выключателя;
- переключающего стержня, изготовленного из изолирующего материала и служащего опорой для всех подвижных контактов для всех полюсов, причем указанный стержень механически соединен с устройством коленчатого рычага, установленным с возможностью его ограниченного вращения между положениями, соответствующими замкнутым и разомкнутым положениям контактов выключателя;
- стержня расцепления, взаимодействующего с модулями расцепления полюсов и с защелкой скобы расцепления.

В зависимости от типа электрической установки заказчика защитные выключатели могут быть однополюсными либо многополюсными с двумя, тремя или четырьмя полюсами. В зависимости от максимально допустимых параметров включения либо отключения электрических установок и от типа требуемой защиты для выключателей должны тщательно отбираться соответствующие компоненты или части, что главным образом относится к механизму, переключающему стержню, контактным частям, дугогасительным камерам и, кроме того, к расцепляющим устройствам. Для удовлетворения этих требований необходимо располагать широким спектром выключателей, и их альтернативных вариантов. Производство стольких видов выключателей неизбежно порождает проблемы, связанные с их монтажом, поскольку части или компоненты конструкции выключателя зачастую имеют различную конфигурацию и не являются взаимозаменяемыми.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания многополюсного выключателя, имеющего модульную конструкцию, позволяющую строить несколько типов выключателей из модулей, имеющих стандартные размеры.

Выключатель, соответствующий настоящему изобретению, характеризуется тем, что:
- каждый из модулей размыкания формируется из моноблочной имеющей форму прямоугольного параллелепипеда кассеты, изготовленной из пластикового материала и помещенной в соответствующий отсек плиты основания, причем указанная кассета заключает в себе по меньшей мере один неподвижный контакт; из дугогасительной камеры и из пары соединительных проводников для соединения с зажимом и с модулем расцепления того же самого полюса;
- введен модуль механического привода, включающий в свой состав узел переключающего стержня и узел механизма, жестко закреплен на крышке;
- вращающийся стержень расцепления устанавливают на фиксирующие устройства, которые располагаются на нижней поверхности крышки;
- предусматривают множество выточек и вырезов в прокладках плиты основания, чтобы с целью их использования в качестве первых рабочих поверхностей подшипников соответственно для переключающего стержня и стержня расцепления, когда первый подузел A, состоящий из плиты основания с набором модулей размыкания и модулей расцепления, соединяется со вторым подузлом B, формируемым крышкой, на которой располагаются модуль механического привода, стержень расцепления и защелка.

Из различных типов модулей размыкания, расцепления и модулей механического привода, соответствующих требуемым рабочим характеристикам и максимально допустимым параметрам включения или отключения выключателей, может изготавливаться все требуемое многообразие выключателей с литыми корпусами. Конструкция корпуса, рассчитанного на предварительно определенное количество полюсов, остается идентичной вне зависимости от того, какие именно модули будут выбраны для изготовления данного выключателя. Установка переключающего стержня в заданное положение выполняется одновременно с установкой стержня расцепления, когда соединяются предварительно смонтированные подузлы.

Со стороны плиты основания такой стержень устанавливается в два нижних полуподшипника, которые сформированы смежными выточками в прокладках и выемками, предусмотренными на больших боковых панелях кассет. Со стороны же крышки корпуса верхние полуподшипники стержня формируются изогнутыми поверхностями подшипников, надежно закрепленными на опорных пластинах механизма.

В дальнейшем изобретении поясняется описанием примеров его выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает схематическое сечение многополюсного выключателя в соответствии с настоящим изобретением, представленного при разомкнутом состоянии контактов;
Фиг. 2 - различные модули, входящие в состав выключателя, представленного на фиг. 1 в разобранном виде;
Фиг. 3 - модуль механического привода, сформированного комплексом переключающего стержня, соединенного с приводным механизмом;
Фиг. 4 - вертикальную проекцию переключающего стержня, оснащенного подвижными контактами;
Фиг. 5 - вертикальную проекцию стержня расцепления;
Фиг. 6 - два предварительно собранные подузла выключателя, показанного на фиг. 1;
Фиг. 7 - вид сверху подузла A, показанного на фиг. 6;
Фиг. 8 - вид снизу подузла B, показанного на фиг. 6.

Как показано на фиг. 1 и 2, многополюсный выключатель 10 с литым изолирующим корпусом 12 включает в себя однополюсный модуль размыкания 14, сформированный моноблочной кассетой 16, изготовленной из отлитого в форму пластикового материала, и имеющий вид прямоугольного параллелепипеда. Кассета 16 состоит из плиты основания 18, передней панели 20, имеющей отверстие 22 для прохождения подвижного контакта 24, двух параллельных больших боковых панелей 26, 28 и двух параллельных малых боковых панелей 30, 32, обеспечивающих соединение.

Внутри кассеты размещаются два неподвижных контакта 34, 36, соответственно соединенных соединительными проводниками 35, 37 с первой контактной вставкой 38 подсоединительного зажима 40 и со второй контактной вставкой 42, предназначенной для соединения с помощью винта 43 с третьей контактной вставкой 44 модуля расцепления 46.

Устройство расцепления включает в себя модуль расцепления 46; модуль, показанный на фиг. 1, образуется устройством магнитотермального расцепления, снабженного на стороне, противоположной контактной вставке 44, четырьмя контактными вставками, формирующими часть другого присоединительного зажима 50 полюса. Модуль расцепления 46 последовательно соединен с полюсом контактами 34, 36, 24 модуля размыкания 14.

В замкнутом положении выключателя ток входит через входной присоединительный зажим 40 и последовательно протекает по проводнику 35, неподвижному контакту 34, подвижному контакту 24, второму неподвижному контакту 36, проводнику 37, контактным вставкам 42, 44, устройству расцепления 46 и выходному присоединительному зажиму 50.

Устройство расцепления дополнительно содержит стержень расцепления 52, установленный с возможностью его ограниченного вращения между положением зацепления и положением расцепления, соответствующими положениям элемента, приводящего устройство расцепления 46, например, биметаллической полоски 54 либо рычага 56. Вращающийся стержень разворачивается в положение расцепления, как только ток, протекающий по полюсу, превысит заданную пороговую величину. В дополнение к этому стержень расцепления взаимодействует с защелкой 58 механизма привода 60 с коленчатым рычагом 62 и рукояткой 64.

Механизм 60 является общим для всех полюсов и располагается в корпусе между двумя металлическими опорными пластинами 66, 68, из всех компонентов такого механизма только рукоятка 64 является доступной извне корпуса выключателя; рукоятка 64 проходит через отверстие 65 в корпусе 12 и с ее помощью обеспечивается срабатывание выключателя 10.

Механизм 60 включает в себя скобу расцепления 70, установленную на оси на параллельных опорных пластинах 66, 68; свободный конец скобы 70 входит в зацепление с защелкой 58 при состоянии зацепления. Замыкающая пружина 72 устанавливается между сочленяющим пальцем 74 коленчатого рычага 52 и пальцем 76, надежно закрепленным на основании 78 рукоятки 64.

Нижний рычаг 80 коленчатого рычага 62 соединяется с выступом 81 переключающего стержня 82, служащего опорой для подвижных контактов 24 всех полюсов. Переключающий стержень 80 изготавливается из изолирующего материала и располагается параллельно стрежню расцепления 52 и перпендикулярно полюсам. Верхний рычаг коленчатого рычага 62 сочленяется со скобой расцепления 70.

Отпирающее воздействие стержня расцепления 52 на защелку 58 приводит к освобождению воздействия замыкающей пружины 72, что приводит к перемещению коленчатого рычага 62 и к развороту стержня 82 в положение, обуславливающее размыкание контактов 34, 36, 24 всех полюсов. Команда на отпирание защелки 58 может подаваться от магнитотермального модуля расцепления 46 либо от вспомогательного устройства расцепления, а именно - от шунтового расцепления M, замыкающего расцепителя MX, дифференциального устройства расцепления и т. п.

В модуле размыкания 14 дополнительно помещаются две дугогасительные камеры; одна из таких камер - 84 представлена на фиг. 1. Выходное отверстие камеры 84 соединяется с отверстием 86, что позволяет газам, генерируемым при размыканиях контактов, выходить из кассеты 16.

Как видно из фиг. 2, изолирующий корпус 12 выключателя 10 состоит из плиты основания 88, на верхней поверхности которой устанавливается узел, включающий в себя крышку 90 и закрывающую переднюю пластину 92. Внутренняя часть плиты основания 88 с помощью промежуточных прокладок 94, 95 подразделяется на несколько располагающихся рядом отсеков 96, 98, 100, используемых для размещения различных полюсов. Как показано на фиг. 7, два боковых отсека 96 и 100 оставлены пустыми, а средний отсек 98 обозначается кассетой 16 модуля размыкания 14, установленной в его левой части, и модулем расцепления 46, установленным в его правой части.

Как видно из фиг. 2, магнитотермальный модуль расцепления 46 может быть заменен на другой модуль расцепления 46a, например, электромагнитного типа, характеризующийся широким диапазоном значений порога расцепления, например, аналогичный описанному во французском патенте FR 2639148.

Переключающий стержень 82, представленный на фиг. 4, оснащается тремя узлами вилочных подвижных контактов 24, которые располагаются на одинаковых расстояниях друг от друга по длине стержня 82; планки контактов перпендикулярны стержню 82. Две промежуточные секции стержня 82 имеют цилиндрические поверхности подшипника 102, 104, на которых предусмотрены центрирующие кольца 106, 108.

Как показано на фиг. 7, большие боковые панели 26, 28 каждой из кассет 16 имеют пару V-образных выемок 110, 112, обращенных в сторону передней панели 20. То же самое можно сказать и относительно верхних кромок прокладок 94 и 95 плиты основания 88, на которых предусмотрена пара вогнутых выточек 114, 116, совпадающих с соответствующими выемками 110, 112 на кассетах 16 в поперечном направлении.

В прокладках 94, 95 дополнительно предусмотрены продолговатые отверстия 118, 120, располагающиеся в продольном направлении, за счет чего обеспечивается формирование небольших разделительных зазоров между отсеками 96, 98, 100.

Как видно из фиг. 2, соединение выступа 81 стержня 82 с нижним рычагом 80 механизма 60 позволяет получить модуль механического привода 122, который представлен на фиг. 3. На двух параллельных металлических опорных пластинках 6, 68 механизма 60 предусмотрены позиционирующие выступы 123, 124, опирающие на прокладки 94, 95, когда крышка 90 установлена на плиту основания 88.

Как видно из фиг. 5, стержень расцепления 52, выполненный из отлитого в форму изолирующего материала, имеет два цилиндрических хвостовика 126, 128, две цилиндрические промежуточные поверхности подшипников 130, 132, приводящий палец 134, предназначенный для взаимодействия со вспомогательным устройством расцепления, и приводящий выступ 136 защелки 58.

На нижней поверхности крышки 90 (фиг. 2 и 8) на двух ее противоположных концах предусмотрены две гибкие опорные лапки 138, 140, которые способы принимать два хвостовика 126, 128 стержня расцепления 52, зажимая их для обеспечения предварительной установки стержня расцепления 52 на крышке 90 в требуемое положение. Защелка 58 также надежно закрепляется на нижней поверхности крышки 90, предпочтительно в ее средней зоне, с целью обеспечения ее взаимодействия с приводящим выступом 136, объединенным со стержнем расцепления 52.

В дополнение к выточкам 114, 116, располагающимся в левой части прокладок 94, 95 для помещения стержня 82, для приема цилиндрических поверхностей подшипников 130, 132 на стержне расцепления 52 в правой части прокладок 94, 95 (фиг. 7) дополнительно предусмотрены V-образные вырезы 138, 140.

При использовании различных стандартных модулей 14, 46, 46a, 122 в зависимости от требуемых рабочих характеристик и максимально допустимых параметров может быть изготовлен широкий спектр выключателей с литыми корпусами. Защелка 58 и стержень расцепления 52 представляют собою два механических компонента, надежно закрепляемых на крышке 90 и остающихся теми же самыми вне зависимости от типа модулей 14, 46, 46a, 122, используемых для изготовления выключателя 10.

Помимо двух описанных типов модуля расцепления 46, 46a, существуют различные модули размыкания 14 - либо с одиночным или двойным разрыванием, либо с одной или с двумя дугогасящими камерами, оснащенными определенным количеством разделительных перегородок и соответствующими требуемой мощности разрывания выключателя 10.

Разнос контактных вставок 38, 42 присоединительных зажимов остается неизменным для всех типов модулей 14.

Модули механического привода 122 также переставляют собой устройства, допускающие их приспособление к мощности выключателя 10 по той причине, что существуют переключающие стержни 82, имеющие различные диаметры, и механизмы 60 с замыкающими пружинами 72, имеющими различную жесткость.

После того, как стандартные модули 14, 46, 46a, 122, которые должны быть установлены на плиту основания 88 и крышку 90, будут отобраны, выключатель 10 может производиться на автоматической установке для сборки выключателей.

Показанный на фиг. 6 - 8 выключатель 10 образуется за счет соединения первого подузла A, включающего в состав своих компонентов плиту основания 88, на которой располагается модуль размыкания 14 и модуль расцепления 46 различных полюсов, и второго подузла B, формируемого крышкой 90 и передней пластиной 92, на которой располагается модуль механического привода 122, стержень расцепления 52 и защелка 58.

После соединения двух подузлов A и B друг с другом становится возможным закрывание корпуса 12 крышкой; при этом переключающий стержень 82 и стержень расцепления 52 будут автоматически помещаться в соответствующие подшипники прокладок 94, 95 плиты основания 88. В процессе выполнения операции установки второго подузла B на плиту основания 88 подвижные контакты 24 переключающего стержня 82 будут проникать в дугогасительные камеры через соответствующие отверстия 22 кассет 16.

Весь узел в сборке фиксируется на месте крепежными винтами (не показаны), которые скрепляют друг с другом два подузла A и B выключателя.

Установка переключающего стержня 82, обеспечивающая его необходимое вращение, осуществляется на уровне плоскости соединения подузлов A и B. Поверхности подшипников 102, 104 устанавливаются в требуемое положение между двумя нижними полуподшипниками, образуемыми выточками 114, 116 прокладок 94, 95, и совмещенными с ними выемками 110, 112 кассет 16 и двумя верхними полуподшипниками, образованными изогнутыми вторыми поверхностями подшипников 114, 146, располагающимися на нижних кромках опорных пластин 66, 68 механизма 60.

Изобретение относится к многополюсным выключателям. Каждый из модулей разрывания формируется моноблочной кассетой, имеющей вид прямоугольного параллелепипеда, изготовленной из пластичного материала и помещаемой в соответствующий отсек плиты основания, причем указанная кассета включает в себя по меньшей мере неподвижный контакт, дугогасящую камеру и пару контактных вставок, обеспечивающих соединение с присоединительным зажимом и с модулем расцепления того же самого полюса. Модуль механического привода, включающий в свой состав узел переключающего стержня и механизма, надежно закреплен на крышке. Вращающийся стержень расцепления опирается на фиксирующие средства, располагающиеся на нижней поверхности крышки. Множество выточек и вырезов предусмотрены на прокладках плиты основания в качестве первых поверхностей подшипников соответственно для переключающего стержня и стержня расцепления, когда первый подузел, состоящий из плиты основания с набором модулей размыкания и модулей расцепления, соединяют с вторым подузлом, формируемым крышкой, на которую установлены модуль механического привода, стержень расцепления и защелка. Изобретение позволяет строить несколько типов выключателей из модулей, имеющих стандартные размеры. 5 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Модульный многополюсный выключатель с формованным изолирующим корпусом, состоящий из плиты основания, разделенной с помощью прокладок на несколько смежных отсеков для размещения различных полюсов, причем каждый из полюсов состоит из модуля размыкания с отдельными контактами и модуля расцепления, крышки, зафиксированной на плите основания и закрывающей корпус, механизма привода, установленного между парой опорных пластин и содержащего коленчатый рычаг, соединенный с замыкающей пружиной и со скобой расцепления, рукоятки, соединенной с механизмом привода и проходящей через отверстие крышки, чем обеспечивается доступ к ней извне выключателя, переключающего стержня, изготовленного из изолирующего материала и служащего в качестве опоры для подвижных контактов всех полюсов, причем указанный переключающий стержень механически соединен с коленчатым рычагом и установлен так, что обеспечивается его ограниченное вращение между позициями, соответствующими разомкнутому и замкнутому состояниям контактов, изолирующего вращающегося стержня расцепления, взаимодействующего с модулями расцепления полюсов и с защелкой скобы расцепления, отличающийся тем, что каждый из модулей размыкания сформирован
из моноблочной кассеты, выполненной в виде прямоугольного параллелепипеда, изготовленной из пластикового материала и помещенной в соответствующий отсек плиты основания, причем указанная моноблочная кассета заключает в себе по меньшей мере неподвижный контакт, дугогасящую камеру и пару контактных вставок, служащих для соединения с присоединительным зажимом и с модулем расцепления того же самого полюса, введен модуль механического привода, состоящий из узла переключающего стержня и узла механизма привода, жестко закрепленного на крышке, изолирующий вращающийся стержень расцепления установлен на фиксирующие средства, расположенные на нижней поверхности крышки, предусмотрено множество выточек и вырезов на прокладках плиты основания для использования в качестве первых поверхностей подшипников соответственно для переключающего стержня и стержня расцепления, для соединения первого подузла, состоящего из плиты основания с набором модулей размыкания и модулей расцепления, с вторым подузлом, сформированным крышкой, на которой установлен модуль механического привода. 2. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что кассета каждого из модулей размыкания состоит из передней панели, в которой предусмотрено отверстие для прохождения соответствующего подвижного контакта, и двух параллельных больших боковых панелей, которые имеют выемки, совпадающие с выточками на прокладках, перпендикулярных переключающему стержню, который имеет по меньшей мере две цилиндрические поверхности подшипников, расположенные между двумя нижними полуподшипниками, образуемыми смежными выточками на прокладках и выемками на кассетах, и двумя верхними полуподшипниками, образуемыми изогнутыми поверхностями вторых подшипников, которые надежно закреплены на опорных пластинах механизма привода. 3. Выключатель по п.2, отличающийся тем, что прокладки имеют продолговатые отверстия, вытянутые в продольном направлении, за счет чего образуют разделительные зазоры между отсеками плиты основания, при этом каждую из поверхностей подшипников переключающего стержня снабжают центрирующим кольцом, которое входит в зацепление с кромками соответствующих отверстий прокладок. 4. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что две опорные пластины механизма привода оснащены опорными выступами, которые установлены на прокладках для установки крышки на плиту основания. 5. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что фиксирующие средства состоят из расположенных на противоположных сторонах крышки двух лапок, способных принимать два цилиндрических хвостовика изолирующего вращающегося стержня расцепления, имеющего в дополнение к ним две промежуточные поверхности подшипников, соответствующие опорным поверхностям вырезов в прокладках. 6. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что каждая из кассет состоит из двух противоположных параллельных малых боковых панелей, расположенных перпендикулярно контактным вставкам, причем расстояние между указанными контактными вставками остается постоянным для всех типов модуля размыкания.