АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК H01H73/22 H01H71/74 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим выключателям.

Известен автоматический выключатель, содержащий контактную систему, механизм свободного расцепления и термобиметаллический максимальный расцепитель тока, закрепленный одним концом и воздействующий вторым концом на механизм свободного расцепления. (Кузнецов Р.С. Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000 В. - М.: Энергия, 1970).

Такой автоматический выключатель отличается простотой конструкции, однако значительное изменение температуры окружающей среды сказывается на величине тока срабатывания выключателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является выбранный в качестве прототипа автоматический выключатель, содержащий контактную систему, механизм свободного расцепления, воздействующий на механизм свободного расцепления промежуточный рычаг, блок калибровки, термобиметаллический максимальный расцепитель тока и держатель рейки, связывающей расцепители отдельных полюсов, и элемента, передающего промежуточному рычагу развиваемое термобиметаллическим расцепителем усилие, причем элемент выполнен из термобиметалла и имеет длину, равную длине термобиметаллического расцепителя. (Авторское свидетельство СССР N 1568105, H 01 H 71/74, БИ N 20 от 30.05.90).

В таком автоматическом выключателе передающий усилие элемент осуществляет функции компенсатора изменения температуры окружающей среды, однако соответствующее выполнение его из термобиметалла заметно увеличивает стоимость выключателя, в то время как потребность в выключателях с температурной компенсацией относительно невелика. Применение автоматического выключателя с температурной компенсацией там, где в компенсации нет необходимости, как и разработка нового выключателя без температурной компенсации экономически нецелесообразны.

В основу изобретения поставлена задача создания такого автоматического выключателя, который без существенного изменения конструкции и технологии производства позволил бы унифицировать исполнение выключателей с температурной компенсацией и без нее.

Поставленная задача решается тем, что в автоматическом выключателе, содержащем контактную систему, механизм свободного расцепления, воздействующий на механизм свободного расцепления промежуточный рычаг, блок калибровки, термобиметаллический максимальный расцепитель тока и держатель рейки, связывающей расцепители отдельных полюсов, и элемента, передающего промежуточному рычагу развиваемое термобиметаллическим расцепителем усилие, упомянутый держатель выполнен с возможностью размещения на нем передающего усилие элемента, жесткость которого не уступает жесткости термобиметаллического расцепителя. Передающий усилие элемент может быть изготовлен из стали группы А. Элемент может быть выполнен в виде пластины, длина которой меньше длины термобиметаллического расцепителя. Передающий усилие элемент может быть изготовлен заодно с держателем, в частности в виде отгибки держателя.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом автоматическом выключателе держатель рейки, связывающей расцепители отдельных полюсов, и передающего усилие элемента позволяет без изменения производственного процесса простой заменой передающего усилие элемента перейти от производства выключателей с температурной компенсацией к производству выключателей без такой компенсации и наоборот, т.е. достигается поставленная задача унификации выключателей с различными эксплуатационными параметрами. Поскольку стоимость конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества по крайней мере на порядок ниже стоимости термобиметалла, достигаемая унификация экономически выгодна.

Поскольку единственной функцией передающего усилие элемента является преобразование перемещения свободного конца термобиметаллического расцепителя в перемещение промежуточного рычага, воздействующего на механизм свободного расцепления, то его упругие деформации изгиба должны быть минимальными, чтобы исключить необходимость в дополнительных тепловых деформациях термобиметаллического расцепителя. Дешевым достаточно жестким материалом для изготовления передающего усилие элемента является углеродистая сталь обыкновенного качества (группа А). При этом деформации изгиба тем меньше, чем меньше длина выполненного в виде пластины передающего усилие элемента. При одинаковых упругих свойствах термобиметаллического расцепителя (пластины) и пластины из стали группы А деформации изгиба под действием прилагаемой силы определяются длиной пластины. Более короткая длина стальной пластины определяет большую ее жесткость. Для исключения процесса крепления на держателе передающего усилие элемента и, соответственно, упрощения технологии и повышения экономических показателей передающий усилие элемент может быть изготовлен заодно с держателем. При этом выполненный в виде отгиба держателя передающий усилие элемент может воздействовать на промежуточный рычаг ребром пластины, чем намного увеличивается жесткость элемента.

На прилагаемом чертеже показан вариант предлагаемого автоматического выключателя.

Автоматический выключатель содержит термобиметаллический расцепитель 1, закрепленный одним концом на токовводе 2. На токовводе 2 установлен также калибровочный блок, содержащий винт 3 и скобу 4, поворачивающуюся вокруг неподвижной оси 5. Пружина 6 прижимает скобу 4 к регулировочному винту 3. Держатель 7 рейки 8, связывающей расцепители отдельных полюсов, и воздействующего на промежуточный рычаг 9 элемента 10 удерживается осью 11, установленной на скобе 4. Промежуточный рычаг 4 упирается концом в пружину 12 и поворачивается вокруг неподвижной оси 13. Стержень 14, свободно перемещающийся во втулке 15, укрепленной на токовводе 2, размещен между концами термобиметаллического расцепления 1 и держателя 7.

При недопустимом токе перегрузки нагреваемый этим током термобиметаллический расцепитель 1 изгибается, и его свободный конец толкает стержень 14, который, перемещаясь во втулке 15, поворачивает держатель 7 вокруг оси 11. Элемент 10, поворачиваясь вместе с держателем 7, поворачивает промежуточный рычаг 9 вокруг удерживающей его оси 13. Пружина 12 при этом сжимается и, пройдя при дальнейшем повороте промежуточного рычага 9 положение максимального сжатия, резко разжимается, толкая промежуточный рычаг 9 в направлении его поворота элементом 10. В результате свободный конец промежуточного рычага 9 ударяет по рейке механизма свободного расцепления, который при этом срабатывает, осуществляя размыкание контактов. Величина тока срабатывания устанавливается посредством калибровочного блока вращением винта 3, который, упираясь в скобу 4, поворачивает ее вокруг оси 5. Поворот скобы 5 сопровождается смещением установленной на ней оси 11, в результате чего изменяется исходное положение элемента 10, и, соответственно, его воздействие на промежуточный рычаг 9. Положение скобы 4 фиксирует пружина 6, прижимающая скобу 4 к винту 3.

На прилагаемом чертеже элемент 10 выполнен в виде отгибки держателя 7. Возможны и другие варианты его исполнения и установки на держателе 7. В частности, он может быть изготовлен в виде отдельной пластины, крепящейся на держателе 7 посредством сварки. При этом длина элемента 10 может быть ограничена расстоянием между воспринимающим воздействие элемента 10 концом промежуточного рычага 9 и серединой держателя 7. Элемент 10 может быть выполнен и установлен так, чтобы воздействовать на рычаг 9 не плоской стороной, а ребром, что значительно повысит его жесткость.

Предлагаемый автоматический выключатель обеспечивает экономию дефицитного и дорого материала - термобиметалла без затрат на разработку принципиально новой конструкции и соответствующей технологии и на изготовление оснастки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматическим выключателям. Автоматический выключатель содержит контактную систему, механизм свободного расцепления, воздействующий на механизм свободного расцепления промежуточный рычаг, блок калибровки, термобиметаллический максимальный расцепитель тока и держатель рейки, связывающей расцепители отдельных полюсов, и элемента, передающего промежуточному рычагу развиваемое термобиметаллическим расцепителем усилие. Новым в предлагаемом автоматическом выключателе является выполнение держателя с возможностью размещения на нем передающего усилие элемента, жесткость которого не уступает жесткости термобиметаллического расцепителя. Передающий усилие элемент может быть изготовлен из стали группы А в виде пластины, длина которой меньше длины термобиметаллического расцепителя. Передающий усилие элемент может быть изготовлен заодно с держателем, в частности, в виде отгибки держателя. Технический результат - сокращение расхода термобиметалла. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автоматический выключатель, содержащий контактную систему, механизм свободного расцепления, воздействующий на механизм свободного расцепления промежуточный рычаг, блок калибровки, термобиметаллический максимальный расцепитель тока и держатель рейки, связывающий расцепители отдельных полюсов, и элемент, передающий промежуточному рычагу развиваемое термобиметаллическим расцепителем усилие, отличающийся тем, что упомянутый держатель выполнен с возможностью размещения на нем передающего усилия элемента, жесткость которого не уступает жесткости термобиметаллического расцепителя. 2. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что передающий усилие элемент изготовлен из стали группы А. 3. Автоматический выключатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что передающий усилие элемент выполнен в виде пластины, длина которой меньше длины термобиметаллического расцепителя. 4. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что передающий усилие элемент изготовлен заодно с держателем. 5. Автоматический выключатель по пп.1 и 4, отличающийся тем, что передающий усилие элемент выполнен в виде отгибки держателя.