ВАКУУМНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ И СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК H01H33/666 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к вакуумному переключателю для эксплуатации на железной дороге, содержащему по меньшей мере два переключающих контакта и систему привода с тягой переключателя, перемещающей по меньшей мере один переключающий контакт.

Уровень техники

Вакуумные переключатели используют как основные переключатели для рельсовых транспортных средств, например для работы с переменным током. Поэтому вакуумные переключатели предназначены для большого количества рабочих циклов, например 250000 рабочих циклов. В большинстве случаев вакуумные переключатели прикрепляют к крыше транспортного средства и соединяют токосъемное устройство с силовым трансформатором. В процессе работы электрические линии переключают при токах до 1000 А и напряжениях в диапазоне от 15 кВ до 25 кВ. Кроме того, вакуумные переключатели обеспечивают защиту от коротких замыканий и перегрузки по току, а также от перенапряжения.

Обычно в таких вакуумных переключателях привод тяги переключателя, перемещающей переключающие контакты, реализуют в виде пневматического привода. Следовательно, чтобы замыкать переключающие контакты, к вакуумному переключателю подводят сжатый воздух. Тяга переключателя связана с поршнем, который перемещают вверх сжатым воздухом и который толкает тягу переключателя вверх, предварительно нагружает отпускные пружины и замыкает переключающие контакты. Поршень удерживают в замкнутом положении переключающих контактов с помощью электромагнита. Для того чтобы разомкнуть переключающие контакты, электромагнит отключают, освобождают поршень, и отпускные пружины перемещают тягу переключателя вниз.

Такие пневматические приводы имеют множество недостатков. Для предотвращения захвата грязи и влаги они нуждаются в сложном вспомогательном оборудовании для пневматических систем, таком как водоотделители и пылеуловители. Поэтому пневматическая система занимает много места. Кроме того, пневматические системы требуют частого обслуживания и часто выходят из строя, главным образом при низких температурах. После относительно долгого простоя рельсового транспортного средства могут возникнуть проблемы с подачей воздуха, то есть давление в пневматической системе может упасть до уровня, недостаточного для переключения.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание вакуумного переключателя для эксплуатации на железной дороге, являющего термостабильным и независимым от сжатого воздуха, потребляющего мало энергии при включении и удовлетворяющего строгим требованиям к динамическим характеристикам при размыкании.

Сущность изобретения

С этой целью настоящее изобретение предлагает систему привода, дополнительно включающую основную пружину, которая перемещает тягу переключателя из открытого положения в переключающее положение, привод, который предварительно нагружает основную пружину, запорный механизм, который фиксирует основную пружину в предварительно нагруженном состоянии, и шарнирную защелку, установленную с возможностью продольного перемещения по меньшей мере в положение, в котором ее поворот заблокирован таким образом, что тяга переключателя может быть освобождена защелкой во время перехода из открытого положения в переключающее положение и заблокирована в переключающем положении, а также может быть освобождена в положении, в котором поворот защелки разблокирован, путем поворота защелки для перехода из переключающего положения в открытое положение.

Система привода согласно изобретению включает привод, соединенный с пружинным накопителем энергии. Основная пружина при работе может быть предварительно нагружена с помощью привода и заблокирована в предварительно нагруженном состоянии. Следовательно, чтобы замкнуть переключающие контакты вакуумного переключателя, необходима лишь малая энергия для освобождения основной пружины. Даже после относительно долгого простоя можно легко осуществить включение. При снятии блокировки освобождают основную пружину, и она передает свою энергию тяге переключателя, так что тяга переключателя переходит из открытого положения в переключающее положение. Сила сжатия основной пружины изменяется по мере хода пружины, обеспечивая требуемые динамические характеристики при размыкании.

Защелка расположена таким образом, что при продольном перемещении и повороте она обеспечивает освобождение тяги переключателя в обоих направлениях перемещения тяги переключателя. При движении тяги переключателя вверх защелку перемещают в продольном направлении, так чтобы тяга переключателя могла быть переведена в переключающее положение. Таким образом демпфируют движение вверх. Для перемещения тяги переключателя в открытое положение защелку поворачивают. В положении с заблокированным поворотом защелка блокирует перемещение вниз, поглощает удары, возникающие во время работы привода и предотвращает ненамеренное размыкание переключающих контактов.

Привод предпочтительно может быть электродвижущим. Таким образом, устранены недостатки, связанные с использованием пневматической системы, например необходимость вспомогательного оборудования и большое занимаемое место, а также недостатки, связанные с колебаниями температуры.

В предпочтительном варианте реализации защелка может содержать удерживающий электромагнит для фиксации защелки в положении, в котором ее поворот заблокирован, и разблокирования защелки в положении, в котором ее поворот разблокирован. В этом варианте реализации защелка блокирована в токопроводящем состоянии удерживающего электромагнита и разблокирована в обесточенном состоянии удерживающего электромагнита. Таким способом реализован безаварийный вакуумный переключатель. При отказе питающей электросети удерживающий электромагнит разблокирует защелку, что приводит к ее открыванию, а тяга переключателя переходит в открытое положение с размыканием переключающих контактов и их переходом в безопасное состояние.

Удерживающий электромагнит предпочтительно размещен у того конца защелки, который обращен в противоположную сторону от тяги переключателя. Такое размещение и результирующее действие рычага позволяют уменьшить требуемую силу удержания. Дальнейшая регулировка силы удержания возможна путем изменения расстояния между осью шарнира защелки и местом расположения удерживающего электромагнита.

В другом предпочтительном варианте реализации защелка может включать пружину, действующую в продольном направлении перемещения защелки. Когда тяга переключателя переходит из открытого положения в переключающее положение, защелку перемещают против действия этой пружины, а когда тяга переключателя расположена в переключающем положении, пружина возвращает защелку в ее заблокированное положение. В переключающем положении тяга переключателя заблокирована; неумышленное размыкание под влиянием ударных воздействий и т.д. во время работы предотвращено. Пружина предпочтительно является пружиной сжатия, однако также можно использовать пружины растяжения.

Защелка и тяга переключателя предпочтительно содержат восходящие скосы, соединенные один с другим и прилегающие один к другому, когда тягу переключателя перемещают из открытого положения в переключающее положение. Наклон восходящих скосов способствует продольному сдвигу защелки во время перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение. Тяга переключателя и защелка скользят друг по другу с большей легкостью.

Тяга переключателя предпочтительно может содержать выступ, за который зацеплена защелка в переключающем положении. Этот выступ также может быть сформирован торцом тяги переключателя. Защелку зацепляют за выступ на тяге переключателя, когда она достигает переключающего положения, и таким образом препятствуют соскальзыванию тяги переключателя обратно в открытое положение. Даже в случае ударных воздействий, возникающих во время работы, неумышленное размыкание переключающих контактов может быть предотвращено благодаря такой принудительной блокировке.

Еще в одном варианте защелка может быть соединена с амортизатором. Этот амортизатор смягчает вращательное движение защелки в обоих конечных положениях, чтобы избежать сильных ударов якоря удерживающего электромагнита в верхний останов и точку на удерживающем электромагните.

Еще в одном варианте тяга переключателя может включать возвратный механизм для перемещения тяги переключателя в открытое положение. Если защелка расположена в положении, в котором ее поворот разблокирован, возвратный механизм перемещает тягу переключателя в открытое положение с размыканием переключающих контактов. Возвратный механизм обеспечивает применение по меньшей мере силы, необходимой для поворота защелки в положение, в котором ее поворот разблокирован, и для размыкания возможно спекшихся контактов вакуумного переключателя.

Возвратный механизм предпочтительно может включать по меньшей мере одну регулирующую пружину. Размыкание перключающих контактов, таким образом, также происходит за счет запасенной энергии. В качестве регулирующих пружин предпочтительно используют пружины сжатия, которые сжаты в переключающем положении и разжаты в открытом положении. Однако также можно использовать пружины растяжения.

Еще один вариант реализации изобретения предусматривает соединение основной пружины с тягой переключателя соединительными средствами, действующими в зависимости от состояния переключения, так что основная пружина и тяга переключателя соединены при перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение и разъединены в переключающем положении. Соединительные средства лишь временно соединяют основную пружину с тягой переключателя. Таким образом, основная пружина может быть предварительно нагружена в переключающем положении тяги переключателя без воздействия на тягу переключателя. Энергия, запасенная в основной пружине, предпочтительно больше, чем энергия, необходимая для перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение. Активное разъединение обеспечивает возврат основной пружины после перемещения тяги переключателя в закрытое положение и высвобождение остаточной энергии. Другие компоненты вакуумного переключателя не должны поглощать эту остаточную энергию.

Электродвижущий привод предпочтительно может быть связан с основной пружиной посредством вала. Таким способом обеспечена очень простая связь между основной пружинной и валом двигателя.

Основная пружина может быть эксцентрично установлена на валу областью своего конца. Следовательно, в предварительно нагруженном состоянии пружина создает вращающий момент, который действует на вал так, что обеспечивает его вращение, когда запорный механизм разблокирован и соединительные средства передают энергию, запасенную в основной пружине, тяге переключателя.

Соединительные средства предпочтительно могут включать соединяющий механизм, посредством которого основная пружина связана с тягой переключателя. При использовании соединяющего механизма возможна более компактная конструкция системы привода.

В еще одном предпочтительном варианте реализации соединяющий механизм может включать по меньшей мере один кулачок, размещенный на валу. Таким способом легко обеспечивают лишь временное соединение основной пружины с тягой переключателя при вращении вала.

Кулачок предпочтительно активно соединен с рычагом, соединенным с тягой переключателя при перемещении тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение. Кулачок входит в зацепление с одним концом рычага и перемещает этот конец вниз. Другой конец рычага соединен с тягой переключателя, что обеспечивает его перемещение вверх. Благодаря такому действию рычага возможно применение более слабой основной пружины.

В особенно предпочтительном варианте реализации изобретения кулачок сконструирован так, что активно соединен с рычагом в пределах угла не более 240°. Таким образом обеспечено отсутствие зацепления кулачка с рычагом, когда основная пружина предварительно нагружена с помощью вала и электродвижущего привода.

Еще в одном предпочтительном варианте реализации изобретения запорный механизм содержит расцепляющий электромагнит, в токопроводящем состоянии которого запорный механизм разблокирован. Таким способом также обеспечена надежность работы вакуумного переключателя: в обесточенном состоянии расцепляющего электромагнита стопорная пружина зафиксирована запорным механизмом и потому переключающие контакты пребывают в разомкнутом положении. В этом зафиксированном состоянии стопорной пружины нет необходимости в энергии удерживания. Для включения вакуумного переключателя необходима лишь малая переключающая энергия, требуемая для активации расцепляющего электромагнита с открытием запорного механизма и, таким образом, передачей энергии, запасенной в основной пружине, тяге переключателя.

Запорный механизм предпочтительно может содержать первый язычок, связанный с основной пружиной, и второй язычок, связанный с расцепляющим электромагнитом, причем в заблокированном состоянии первый язычок входит в зацепление со вторым язычком. Таким образом может быть осуществлена простая реализация запорного механизма. При подаче энергии к расцепляющему электромагниту он втягивает второй язычок с разблокированием первого язычка и передачей запасенной энергии пружины тяге переключателя. Путем соединения основной пружины с первым язычком можно получить компактную конструкцию системы привода.

Еще в одном варианте реализации тяга переключателя соединена по меньшей мере с одним из переключающих контактов посредством коленно-рычажного соединения. Таким способом можно обеспечить удобное расположение вакуумного переключателя на крыше транспортного средства.

Коленно-рычажное соединение может содержать механизм, приводимый в действие пружиной, и переключающие контакты, которые можно регулировать с помощью указанного механизма. Таким образом, отсутствует необходимость в перенастройке пружин или коленно-рычажного соединения, вследствие чего получают конструкцию, требующую низких объемов технического обслуживания и ремонта.

Кроме того, изобретение также относится к способу переключения переключающих контактов вышеописанного вакуумного переключателя. Согласно этому способу

располагают тягу переключателя в переключающем положении,

переводят защелку в положение, в котором ее поворот разблокирован, и

переводят тягу переключателя в открытое положение с помощью возвратного механизма.

Этот способ обеспечивает надежное переключение вакуумного переключателя. Для того чтобы разомкнуть переключающие контакты, защелку перемещают в положение, в котором ее поворот разблокирован, и поворачивают вокруг оси шарнира.

При расположении тяги переключателя в переключающем положении переводят защелку в положение, в котором ее поворот заблокирован, разблокируют запорный механизм основной пружины, переводят тягу переключателя из открытого положения в переключающее положение, предварительное нагружают основную пружину и закрывают запорный механизм основной пружины.

Для замыкания основных контактов необходима лишь малая энергия, требуемая для удержания защелки в положении, в котором ее поворот заблокирован, а также энергия импульса для разблокирования запорного механизма основной пружины. Поэтому переключение вакуумного переключателя также возможно и со слабыми батареями. Поскольку основная пружина снова предварительно нагружена в рабочем состоянии, вакуумный переключатель снова переведен в состояние эксплуатационной готовности после размыкания переключающих контактов, и энергию, запасенную в пружине, можно немедленно использовать для включения.

Краткое описание чертежей.

Ниже более подробно с помощью чертежей описан вариант реализации изобретения. На чертежах:

Фиг.1 показывает вид сбоку вакуумного переключателя в отключенном состоянии с освобожденной основной пружиной.

Фиг.2 показывает вид сбоку вакуумного переключателя, когда основная пружина натянута.

Фиг.3 показывает вид сбоку вакуумного переключателя в состоянии эксплуатационной готовности с нагруженной основной пружиной.

Фиг.4 показывает изображение в разобранном виде системы привода и камеры вакуумного прерывателя вакуумного переключателя, когда основная пружина натянута.

Фиг.5 показывает вид сбоку вакуумного переключателя с частичным разрезом в открытом положении тяги переключателя с нагруженной основной пружиной.

Фиг.6 показывает вид сбоку вакуумного переключателя с частичным разрезом во время перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение.

Фиг.7 показывает вид сбоку вакуумного переключателя с частичным разрезом в переключающем положении тяги переключателя.

Фиг.8 показывает защелку в положении, в котором ее поворот заблокирован, во время перемещения тяги переключателя из открытого положения в переключающее положение.

Фиг.9 показывает защелку в положении, в котором ее поворот заблокирован, когда тяга переключателя расположена в переключающем положении.

Фиг.10 показывает защелку в положении, в котором ее поворот разблокирован, во время перемещения тяги переключателя из переключающего положения в открытое положение.

Осуществление изобретения

На фиг.1 представлен вид сбоку вакуумного переключателя 1. Такой переключатель 1, например, используют в рельсовых транспортных средствах для соединения токосъемного устройства с силовым трансформатором. Переключатель 1 содержит переключающий модуль 2, в котором размещена камера вакуумного прерывателя. Камера вакуумного прерывателя содержит переключающие контакты, которые замыкают и размыкают с помощью системы 3 привода. Обычно такой переключатель 1 закрепляют на крыше рельсового транспортного средства с помощью установочной пластины 4. В этом случае система 3 может быть закреплена на пластине 4, то есть снаружи транспортного средства, или под пластиной 4, то есть в транспортном средстве. Компоненты, размещенные снаружи транспортного средства, окружены изоляторами 30 и защищены от воздействия внешней среды.

Система 3 содержит тягу 5 переключателя, которая соединена по меньшей мере с одним переключающим контактом для перемещения тяги 5 с целью переключения переключателя 1. Система 3, кроме того, включает основную пружину 6, посредством которой тягу 5 переводят из открытого положения, в котором переключающие контакты разомкнуты, в переключающее положение, в котором переключающие контакты замкнуты. Пружина 6 предпочтительно представляет собой пружину растяжения, которая на фиг.1 показана в освобожденном состоянии. Пружина 6 одним своим концом 7 соединена с пластиной 4. Другим своим концом пружина 6 эксцентрично соединена с валом 9. Вал 9 соединен с электродвижущим приводом 10 (Фиг.4). С помощью привода 10 вал 9 вращают и предварительно нагружают пружину 6, эксцентрично соединенную с валом 9, для запасания в ней упругой энергии. На фиг.2 показано промежуточное состояние во время нагружения основной пружины, а предварительно нагруженное состояние пружины 6 показано на фиг.3. Пружина 6 заблокирована в предварительно нагруженном состоянии с помощью запорного механизма 11. При заблокированном состоянии пружины 6 нет необходимости в обеспечении энергии удержания.

Пружина 6 соединена с тягой 5 с помощью соединительных средств, которые лишь временно, то есть только в пределах конкретных углов поворота вала 9, активно соединяют пружину 6 с тягой 5 (фиг.5 - фиг.7). Активная связь между пружиной 6 и тягой 5 действует, когда тягу 5 перемещают из открытого положения в переключающее положение. Если тяга 5 расположена в переключающем положении, то пружина 6 и тяга 5 разъединены.

Кроме того, на валу 9 размещен по меньшей мере один кулачок 12. Кулачок 12 размещен на валу 9 таким образом, что в предварительно нагруженном состоянии пружины 6 он примыкает к рычагу 13, который соединен с тягой 5 и который поворачивают вокруг оси, размещенной между кулачком 12 и тягой 5.

Запорный механизм 11 размещен таким образом, что блокирует пружину 6, эксцентрически действующую на вал 9, в ее мертвой точке в предварительно нагруженном состоянии (фиг.5). Электродвижущий привод 10 соединен с переключателем мгновенного действия, который размещен непосредственно над мертвой точкой пружины 6. Если пружина 6 проходит мертвую точку, переключатель мгновенного действия выключает электромотор 10, и запорный механизм 11 блокирует пружину 6 благодаря ее запасенной упругой энергии. Пружина 6, таким образом, формирует вращающий момент на валу 9, обеспечивающий то же направление вращения, что и предварительно нагружающее движение вала 9.

Разблокирование запорного механизма 11 теперь обеспечит поворот вала 9 под действием пружины 6 в том же направлении, что и во время предварительного нагружения пружины 6. В этом процессе кулачок 12 действует на рычаг 13 таким образом, что тяга 5 переходит из открытого положения в переключающее положение. Кулачок 12 сконструирован так, что максимально входит в контакт с рычагом 13 в пределах угла 240°. Во время предварительного нагружения пружины 6 кулачок 12 не входит в контакт с рычагом 13, так что тяга 5 в этом состоянии не соединена с пружиной 6 (фиг.6 и фиг.7).

В варианте реализации, представленном на фиг.1-7, запорный механизм 11 включает систему язычков. Пружина 6 соединена с валом 9 с помощью первого язычка 14. Этот язычок расположен напротив второго язычка 15 в заблокированном состоянии пружины 6. Второй язычок 15 соединен с расцепляющим электромагнитом 16, который в токопроводящем состоянии втягивает язычок 15. Таким образом, обеспечено проскальзывание язычка 14 через паз 32 в язычке 15 и освобождение язычка 14, а пружина 6 вращает вал 9 таким образом, что кулачок 12 входит в зацепление с рычагом 13, и тяга 5 переходит из открытого положения в переключающее положение. Запорный механизм 11 дополнительно содержит пружину (не показана), которая выталкивает язычок 15, когда расцепляющий электромагнит 16 пребывает в обесточенном состоянии.

Как показано на фиг.4, тяга 5 соединена с переключающими контактами через коленно-рычажное соединение 17. Соединение 17 включает приводимый в действие пружиной механизм 18, который автоматически регулирует переключающие контакты. Когда контакты корродируют, пружины механизма 18 дополнительно прижимают переключающие контакты друг к другу и обеспечивают достижение минимального давления, необходимого для контакта. Вследствие этого отсутствует необходимость в обслуживании или в регулировке переключающих контактов. Кроме того, тяга 5 содержит возвратный механизм, например регулирующие пружины 26, которые предварительно нагружены, когда тяга 5 перемещена из открытого положения в переключающее положение. Благодаря упругой энергии, запасенной в регулирующих пружинах 26, переключающие контакты могут быть снова разомкнуты.

Система 3 дополнительно включает защелку 19, которая блокирует тягу 5 в переключающем положении. Защелка 19 подробно показана на фиг.8-10. Фиг.8 показывает взаимодействие защелки 19 и тяги 5 во время перемещения тяги 5 из открытого положения в переключающее положение. Защелка 19 содержит удерживающий электромагнит 20 с якорем 21. Электромагнит 20 соединен с защелкой 19 через рычаг 31. Рычаг 31 может быть упругим. В токопроводящем состоянии электромагнитмагнит 20 притягивает якорь 21 и таким образом фиксирует защелку 19 в положении, в котором ее поворот заблокирован. Если тяга 5 теперь будет перемещена вверх под действием пружины 6 для перемещения из открытого положения в переключающее положение, то восходящий скос 22, расположенный на тяге 5, войдет в контакт с восходящим скосом 23 на защелке. Скосы 22, 23 облегчают скольжение тяги 5 по защелке 19. Во время этого скольжения скосов защелку 19 перемещают в продольном направлении и она сжимает пружину 24. Тяга 5 содержит выступ 25, который входит в зацепление с защелкой 19, когда тяга переключателя достигает переключающего положения. В описываемом случае выступ 25 представляет собой торец тяги 5. Зацепление защелки 19 с выступом 25 обеспечивает пружина 24, задвигающая защелку 19 за выступ 25. Выступ 25 и пружина 24 выполнены таким образом, что даже в случае вибраций при эксплуатации на железной дороге защелка 19 не выскальзывает из-за выступа настолько далеко, чтобы разблокировать тягу 5.

Регулирующие пружины 26 оказывают воздействие на тягу 5, которая в свою очередь отжимает указанные пружины вниз до защелки 19, когда тяга 5 расположена в переключающем положении (фиг.9).

Когда переключающие контакты разомкнуты, удерживающий электромагнит 20 обесточен и больше не притягивает якорь 21 (фиг.10). Защелка 19 теперь переходит в состояние, в котором ее поворот разблокирован. Регулирующие пружины 26 отжимают тягу 5 вниз и таким образом поворачивают защелку 19 вокруг оси 27. Нижний конец 28 защелки 19 опускается, выходит из-за выступа 25 тяги 5 и освобождает тягу 5. Пружины 26 выдавливают тягу 5 в открытое положение. Для смягчения поворотного движения защелки 19 в ее конечных положениях защелка 19 содержит амортизатор 29.

Ниже более подробно описано переключение переключающих контактов вакуумного переключателя, начиная с состояния эксплутационной готовности переключателя.

В состоянии эксплутационной готовности запорный механизм 11 удерживает пружину 6 в предварительно нагруженном состоянии, переключающие контакты разомкнуты, тяга 5 пребывает в открытом положении. При подаче команды переключения электромагнит 20 подсоединяют к источнику электропитания, электромагнит, следовательно, притягивает якорь 21 и фиксирует защелку 19 в положении, в котором ее поворот заблокирован. К электромагниту 16 прикладывают напряжение батареи, и таким образом втягивают язычок 15 запорного механизма 11. Таким образом, язычок 14 разблокирован, пружина 6 сжата и вращает вал 9. Кулачок 12 входит в зацепление с рычагом 13, что перемещает тягу 5 вверх и переводит ее из открытого положения в переключающее положение. Во время перемещения тяги 5 из открытого положения в переключающее положение скос 22 тяги 5 и скос 23 защелки 19 скользят друг по другу с перемещением в продольном направлении защелки 19, сжимающей пружину 24 до тех пор, пока выступ 25 тяги 5 не достигнет верхнего конца защелки 19. После этого пружина 24 выталкивает защелку 19 за выступ 25 тяги 5 и блокирует тягу 5 в переключающем положении. В этом процессе пружины 26 нагружены и удержены в предварительно нагруженном состоянии защелкой 19 и электромагнитом 20. Кулачок 12 и рычаг 13 теперь не пребывают в зацеплении. Поскольку энергия, запасенная в пружине 6, превышает энергию, необходимую для перемещения тяги 5 из открытого положения в переключающее положение, вал 9 продолжает вращение под действием остаточной упругой энергии, и пружина 6 переходит в освобожденное положение. Компоненты вакуумного переключателя не должны поглощать остаточную упругую энергию. Переключающие контакты теперь замкнуты, и переключатель 1 пребывает, таким образом, в рабочем состоянии. Далее начинает работать электродвижущий привод 10 и снова предварительно нагружает пружину 6 с помощью вала 9. Если язычок 14 проходит мертвую точку пружины 6 и проходит переключатель мгновенного действия, то последний выключает привод 10. Пружина 6 вытягивает язычок 14 до упора в язычок 15, так что вся энергия пружины не может продвинуть его дальше. Запорный механизм 11 удерживает предварительно нагруженную пружина 6 в предварительно нагруженном состоянии.

При подаче команды на размыкание электромагнит 20 выключают, так что он больше не притягивает якорь 21. Пружины 26 толкают тягу 5 вниз. Таким образом, на защелку 19 действует сила, которая поворачивает защелку 19 вниз вокруг ее оси 27. Защелка освобождает тягу 5, которая переходит в открытое положение с размыканием переключающих контактов. Поскольку пружина 6 была предварительно нагружена в рабочем состоянии, вакуумный переключатель снова пребывает в состоянии эксплутационной готовности. Следовательно, для нового процесса замыкания контактов переключателя необходимо подать от бортовой сети питания лишь энергию для включающего импульса, чтобы освободить язычок 14. Таким образом, замыкание вакуумного переключателя возможно даже после нахождения в течение часов или дней без поступления необходимой энергии от батареи транспортного средства.

Также существует возможность перевести переключатель 1 в бездействующее состояние. В бездействующем состоянии переключающие контакты разомкнуты, тяга 5 пребывает в открытом положении, и пружина 6 освобождена.

Переключатель 1 отличается тем, что включает полностью электромеханический привод, не зависимый от сжатого воздуха. Поэтому при начале движения транспортного средства не может возникнуть проблем из-за недостаточного давления сжатого воздуха. Поскольку процесс переключения инициирует энергия, запасенная в пружине 6, включение возможно даже при низком напряжении батареи. Переключатель 1 также может быть легко применен в модифицированных приложениях, поскольку никакие дополнительные средства, такие как подача сжатого воздуха, водоотделители или пылеуловители, не требуются. Кроме того, благодаря независимости от сжатого воздуха разрешена безопасная эксплуатация переключателя даже при экстримальных температурах, при этом падают эксплутационные расходы.

Кроме того, в основе переключателя 1 лежит принцип двойной безопасности при аварии: в случае отказа питающей электросети электромагнит 20 защелки 19 обесточивают с переводом защелки 19 в положение, в котором ее поворот разблокирован, так чтобы разомкнуть переключающие контакты. Электромагнит 16 запорного механизма 11 фиксирует язычки 14 и 15 в обесточенном состоянии, так чтобы предотвратить повторное включение вакуумного переключателя.

Изобретение относится к вакуумному переключателю для эксплуатации на железной дороге, содержащему по меньшей мере два переключающих контакта и систему привода с тягой переключателя, перемещающей по меньшей мере один переключающий контакт. Система привода дополнительно содержит основную пружину, которая перемещает тягу переключателя из открытого положения в переключающее положение, привод для предварительного нагружения основной пружины, запорный механизм для блокирования основной пружины в предварительно нагруженном состоянии и шарнирную защелку, выполненную с возможностью перемещения в продольном направлении по меньшей мере в положение, в котором ее поворот заблокирован, так что тяга переключателя может быть освобождена с помощью защелки при перемещении из открытого положения в переключающее положение и заблокирована в переключающем положении. Кроме того, тяга переключателя может быть освобождена в положении защелки, в котором она разблокирована для поворота, посредством поворота защелки для перемещения из переключающего положения в открытое положение. Технический результат - повышение надежности вакуумного переключателя и безопасности включения даже при низких температурах или низком напряжении батареи и гарантирование безопасного блокирования в переключающем положении. Изобретение также относится к способу переключения вакуумного переключателя. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Вакуумный переключатель (1) для эксплуатации на железной дороге, содержащий по меньшей мере два переключающих контакта и систему (3) привода с тягой (5) переключателя, перемещающей по меньшей мере один переключающий контакт, отличающийся тем, что система (3) привода дополнительно включает основную пружину (6), переводящую тягу (5) переключателя из открытого положения в переключающее положение, привод (10) для предварительного нагружения основной пружины (6), запорный механизм (11) для фиксации основной пружины (6) в предварительно нагруженном состоянии и шарнирную защелку (19), выполненную с возможностью перемещения в продольном направлении по меньшей мере в положение, в котором ее поворот заблокирован, так что тяга (5) переключателя может быть освобождена защелкой (19) при перемещении из открытого положения в переключающее положение и может быть заблокирована в переключающем положении, а также может быть освобождена в таком положении защелки (19), в котором ее поворот разблокирован, посредством поворота защелки (19) для перемещения тяги (5) переключателя из переключающего положения в открытое положение.

2. Вакуумный переключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что привод (10) представляет собой электродвижущий привод.

3. Вакуумный переключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что защелка (19) содержит удерживающий электромагнит (20, 21) для фиксации защелки (19) в положении, в котором ее поворот заблокирован, и для разблокирования защелки (19) в положении, в котором ее поворот разблокирован, причем защелка (19) заблокирована при токопроводящем состоянии электромагнита (20, 21) и разблокирована при обесточенном состоянии электромагнита (20, 21).

4. Вакуумный переключатель (1) по п.3, отличающийся тем, что удерживающий электромагнит (20, 21) размещен у того конца защелки (19), который обращен в противоположную сторону от тяги (5) переключателя.

5. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что защелка (19) включает пружину (24), действующую в продольном направлении перемещения защелки (19).

6. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что защелка (19) и тяга (5) переключателя включают восходящие скосы (22, 23), соединенные друг с другом и примыкающие один к другому при перемещении тяги (5) переключателя из открытого положения в переключающее положение.

7. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что тяга (5) переключателя включает выступ (25), с которым защелка (19) введена в зацепление в переключающем положении.

8. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что защелка (19) соединена с амортизатором (29).

9. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что тяга (5) переключателя содержит возвратный механизм для перемещения тяги (5) переключателя в открытое положение.

10. Вакуумный переключатель (1) по п.9, отличающийся тем, что возвратный механизм включает по меньшей мере одну регулирующую пружину (26).

11. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4 или 10, отличающийся тем, что основная пружина (6) соединена с тягой (5) переключателя соединительными средствами, действующими в зависимости от состояния переключения, так что основная пружина (6) и тяга (5) переключателя соединены при перемещении тяги (5) переключателя из открытого положения в переключающее положение и разъединены в переключающем положении.

12. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4 или 10, отличающийся тем, что электродвижущий привод (10) соединен с основной пружиной (6) посредством вала (9).

13. Вакуумный переключатель (1) по п. 12, отличающийся тем, что основная пружина (6) эксцентрично установлена на валу (9) одним своим концом (8).

14. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, 10 или 13, отличающийся тем, что соединительные средства содержат соединяющий механизм, посредством которого основная пружина (6) соединена с тягой (5) переключателя.

15. Вакуумный переключатель (1) по п.14, отличающийся тем, что соединяющий механизм включает по меньшей мере один кулачок (12), размещенный на валу (9).

16. Вакуумный переключатель (1) по п.15, отличающийся тем, что кулачок (12) активно соединен с рычагом (13), соединенным с тягой (5) переключателя при перемещении тяги (5) переключателя из открытого положения в переключающее положение.

17. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.15 или 16, отличающийся тем, что кулачок (12) сконструирован так, что он активно соединен с рычагом (13) в пределах угла не более 240°.

18. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, 10, 13, 15 или 16, отличающийся тем, что запорный механизм (11) содержит расцепляющий электромагнит (16), в токопроводящем состоянии которого запорный механизм (11) разблокирован.

19. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, 10, 13, 15 или 16, отличающийся тем, что запорный механизм (11) включает первый язычок (14), соединенный с основной пружиной (6), и второй язычок (15), соединенный с расцепляющим электромагнитом (16), причем в заблокированном состоянии первый язычок (14) находится в зацеплении со вторым язычком (15).

20. Вакуумный переключатель (1) по любому из пп.1-4, 10, 13, 15 или 16, отличающийся тем, что тяга (5) переключателя соединена по меньшей мере с одним переключающим контактом через коленно-рычажное соединение (17).

21. Вакуумный переключатель (1) по п.20, отличающийся тем, что коленно-рычажное соединение (17) содержит приводимый в действие пружиной механизм (18), посредством которого могут быть отрегулированы переключающие контакты.

22. Способ переключения контактов вакуумного переключателя (1) по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что согласно этому способу располагают тягу (5) переключателя в переключающем положении, переводят защелку (19) в положение, в котором ее поворот разблокирован, и переводят тягу (5) переключателя в открытое положение с помощью возвратного механизма.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что при расположении тяги (5) переключателя в переключающем положении переводят защелку (19) в положение, в котором ее поворот заблокирован, разблокируют запорный механизм (11) основной пружины (6), переводят тягу (5) переключателя из открытого положения в переключающее положение, предварительно нагружают основную пружину (6) и закрывают запорный механизм (11) основной пружины (6).