МАКСИМАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЦЕПИТЕЛЬ ТОКА Российский патент 2003 года по МПК H01H71/16 

Изобретение относится к области электротехники, к электроаппаратостроению, в частности к конструкции максимальных тепловых расцепителей тока автоматических выключателей.

Известен максимальный тепловой расцепитель тока комбинированного нагрева, содержащий термобиметаллический элемент, закрепленный одним концом с возможностью воздействия вторым концом на механизм свободного расцепления, и регулировочный винт (Авторское свидетельство СССР 1686531, кл. Н 01 Н 71/16, 1991).

Известен также максимальный тепловой расцепитель тока косвенного нагрева, содержащий термобиметаллический элемент, жестко закрепленный одним концом, и установленный с возможностью воздействия другим концом на механизм управления, и регулировочный винт (Авторское свидетельство СССР 995147, кл. Н 01 H 71/16, 1983).

Известна также конструкция максимального теплового расцепителя тока автоматического выключателя, выбранная в качестве прототипа, содержащая жестко закрепленный термобиметаллический элемент со свободным концом, на котором установлен регулировочный узел в виде винта с гайкой, воздействующий на механизм свободного расцепления (Выключатели автоматические серии АП50Б. Технические условия ТУ 16-522.139-78).

В основе указанных и многих известных конструкций максимальных расцепителей тока лежат термобиметаллические элементы прямого, косвенного или комбинированного нагрева током главной цепи, регулируемые винтом, фиксируемым законтриванием или нанесением твердеющих растворов, что усложняет процедуру регулировки, снижает надежность при длительных вибрационных нагрузках.

Задачами, на решение которых направлено изобретение, является упрощение конструкции регулировочного узла, процедуры регулировки и повышение надежности максимального теплового расцепителя тока при ударных и вибрационных перегрузках.

Для решения этих задач используется максимальный тепловой расцепитель тока автоматического выключателя, содержащий термобиметаллический элемент, на свободном конце которого установлен регулировочный узел, воздействующий на механизм свободного расцепления. Новым является то, что регулировочный узел выполнен в виде двухплоскостного монометаллического рычага с двумя плоскими участками, образованными асимметричным перешейком, один из которых, имеющий прямоугольный контур, закреплен на свободном конце термобиметаллического элемента, а второй, имеющий криволинейный контур, развернут по перешейку относительно первого на угол, обеспечивающий воздействие по его криволинейному контуру на рейку механизма свободного расцепления.

В максимальном тепловом расцепителе тока может быть использован термобиметаллический элемент U-образной формы со свободным концом в виде хвостовика, на котором установлен двухплоскостной монометаллический рычаг. Также свободный конец термобиметаллического элемента может быть выполнен с двумя симметричными пазами, а участок рычага, крепящийся к свободному концу термобиметаллического элемента, может быть выполнен с двумя симметричными выступами, обжатыми по упомянутым пазам. В максимальном тепловом расцепителе тока может быть использован термобиметаллический элемент U-образной формы, на дугообразном участке которого, выполняющего роль свободного конца, установлен двухплоскостной монометаллический рычаг.

Предлагаемое конструктивное решение максимального теплового расцепителя тока за счет выполнения регулировочного узла в виде двухплоскостного монометаллического рычага позволяет упростить конструкцию регулировочного узла, процедуру регулировки и повысить надежность при длительных вибрационных нагрузках. Упрощение конструкции регулировочного узла объясняется применением одной штампованной детали в виде двухплоскостного монометаллического рычага, к тому же очевиден выигрыш в производительности при изготовлении расцепителя тока.

Упрощение процедуры регулировки расцепителя тока заключается в предварительной установке эмпирически выверенного угла разворота участка с криволинейным контуром двухплоскостного монометаллического рычага, обеспечивающего воздействие на рейку механизма свободного расцепления, и коррекции угла в составе автоматического выключателя для компенсации погрешностей изготовления автоматического выключателя.

Повышение надежности максимального теплового расцепителя тока в условиях работы при длительных ударных и вибрационных перегрузках объясняется отсутствием саморасконтривающихся элементов регулировки.

Наличие криволинейного контура рабочего участка регулировочного узла заменяет трение скольжения, присутствующее в аналогах и прототипе, на трение качения при воздействии на рейку механизма свободного расцепления, что снижает внутренние напряжения термобиметаллического элемента, способные вызвать остаточные деформации, и тем самым повышает надежность теплового расцепителя, а также обеспечивает относительное постоянство положения точки приложения силы к рейке механизма при ее развороте в силу приращения рабочей длины расцепителя тока, стабилизирующее его работу.

Кроме того, использование двухплоскостного монометаллического рычага позволяет снизить материалоемкость термобиметаллического элемента за счет уменьшения его линейных размеров, например укорочения хвостовика U-образного термоэлемента, без сокращения хода срабатывания расцепителя тока, или при необходимости увеличения перемещения свободного конца термобиметаллического элемента.

Сущность изобретения поясняют чертежи.

На фиг.1 изображен предлагаемый максимальный тепловой расцепитель тока, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 изображен расцепитель тока с регулировочным узлом, закрепленным в пазах хвостовика U-образного термобиметаллического элемента, вид спереди; на фиг.4 - то же, вид сбоку; (на фиг.3 и 4 тоководы условно не показаны); на фиг.5 - фрагмент свободного конца термобиметаллического элемента с симметричными пазами; на фиг.6 показана геометрическая интерпретация работы максимального расцепителя тока.

Максимальный тепловой расцепитель тока (фиг.1 и 2) содержит термобиметаллический элемент 1 прямоугольной формы, гибкий токовод 2 и регулировочный узел в виде двухплоскостного монометаллического рычага 3 с двумя плоскими участками 4; 5, образованными асимметричным перешейком 6. Участок 4, имеющий прямоугольный контур, закреплен на свободном конце 7 термобиметаллического элемента 1, а участок 5, имеющий криволинейный контур, развернут по перешейку 6 относительно участка 4 на угол, обеспечивающий воздействие на рейку 8 механизма свободного расцепления 9.

В максимальном тепловом расцепителе тока (фиг.3 и 4) использован термобиметаллический элемент 10 U-образной формы, на хвостовике 11 которого выполнены симметричные пазы 12, а участок 4 рычага 3 выполнен с двумя симметричными выступами 13, обжатыми по пазам 12 хвостовика 11 термобиметаллического элемента 10.

Максимальный тепловой расцепитель тока работает следующим образом.

При протекании по термобиметаллическому элементу 1 номинального тока защищаемой цепи срабатывания механизма свободного расцепления 9 не происходит.

При протекании по термобиметаллическому элементу 1 токов, больших или равных току уставки, он нагревается, деформируется, перемещая недеформируемый двухплоскостной монометаллический рычаг 3, который по криволинейному контуру участка 5 воздействует на рейку 8 механизма свободного расцепления 9. При этом точка К, точка взаимодействия рычага 3 и рейки 8, как бы перекатывается в точку K₁ по криволинейному контуру участка 5 рычага 3 при развороте рейки 8, вызывающем срабатывание механизма свободного расцепителя, обеспечивающего примерное равенство плеча ОК рейки 8 в начале взаимодействия и плеча ОК₁ при развороте рейки 8 на угол ϕ, соответствующий моменту срабатывания механизма свободного расцепления.

Данное конструктивное решение позволяет реализовать как бестоковую, так и токовую регулировку (калибровку) максимального теплового расцепителя тока в составе автоматического выключателя.

Наиболее рационально бестоковую регулировку можно осуществлять непосредственно при изготовлении двухплоскостного монометаллического рычага 3, обеспечивая эмпирически согласованный с времятоковой характеристикой расцепителя тока угол разворота участка 5 относительно участка 4 рычага 3 с последующей коррекцией угла в составе выключателя для обеспечения зазора между криволинейным контуром участка 5 и рейкой 8 механизма свободного расцепления 9.

Возможно использование других способов регулировки, например с применением шаблона (калибра), устанавливаемого между рычагом 3 и рейкой 8 механизма свободного расцепления 9 и последующего разворота участка 5 рычага 3 до срабатывания механизма 9, и изъятия шаблона.

При проведении токовой регулировки максимальный тепловой расцепитель тока нагружают током уставки и по истечении заданного технологического времени, если не произошло срабатывание механизма свободного расцепления, доворачивают участок 5 рычага 3 до срабатывания механизма свободного расцепления 9.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроаппаратостроению. Максимальный тепловой расцепитель тока содержит термобиметаллический элемент, на свободном конце которого установлен регулировочный узел в виде двухплоскостного монометаллического рычага с двумя плоскими участками, образованными асимметричным перешейком. При этом один из участков рычага, имеющий прямоугольный контур, закреплен на свободном конце термобиметаллического элемента, а другой участок рычага, имеющий криволинейный контур, развернут по перешейку относительно первого на угол, обеспечивающий воздействие на рейку механизма свободного расцепления автоматического выключателя. Техническим результатом является то, что изобретение позволяет упростить конструкцию регулировочного узла и процедуру регулировки, а также повысить надежность максимального теплового расцепителя тока при длительных и повышенных ударных и вибрационных нагрузках. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Максимальный тепловой расцепитель тока, содержащий термобиметаллический элемент, на свободном конце которого установлен регулировочный узел, воздействующий на рейку механизма свободного расцепления автоматического выключателя, отличающийся тем, что регулировочный узел выполнен в виде двухплоскостного монометаллического рычага с двумя плоскими участками, образованными асимметричным перешейком, один из которых, имеющий прямоугольный контур, закреплен на свободном конце термобиметаллического элемента, а второй участок, имеющий криволинейный контур, развернут по перешейку относительно первого на угол, обеспечивающий воздействие по криволинейному контуру на рейку механизма свободного расцепления. 2. Максимальный тепловой расцепитель тока по п.1, отличающийся тем, что в нем использован термобиметаллический элемент U-образной формы со свободным концом в виде хвостовика, на котором установлен двухплоскостной монометаллический рычаг. 3. Максимальный тепловой расцепитель по п.1, отличающийся тем, что в нем использован термобиметаллический элемент U-образной формы, на дугообразном участке которого, выполняющего роль свободного конца, установлен двухплоскостной монометаллический рычаг. 4. Максимальный тепловой расцепитель тока по п.1 или 2, отличающийся тем, что свободный конец термобиметаллического элемента выполнен с двумя симметричными пазами, а участок рычага, крепящийся к свободному концу термобиметаллического элемента выполнен с двумя симметричными выступами, обжатыми по пазам свободного конца термобиметаллического элемента.