МЕХАНИЗМ ПОДВИЖНОЙ ПРУЖИНЫ ДЛЯ РУБИЛЬНИКА Российский патент 2014 года по МПК H01H71/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области низковольтного электрооборудования, в частности, к устройству с подвижными контактами для токоограничивающего размыкателя цепи.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В области техники низковольтного размыкателя цепи всегда стоит задача улучшения отключающей способности в случае короткого замыкания. В качестве частичного усовершенствования обычного размыкателя цепи, отключающая способность может быть улучшена за счет увеличения разделения размыкателя цепи, а именно увеличения длины дуги для увеличения сопротивления дуги и таким образом увеличения токоограничивающей способности. Однако все чаще возникает необходимость изготовления размыкателей цепи с меньшими габаритами. Таким образом, задача состоит в улучшении отключающей способности размыкателя цепи без увеличения его размеров.

На сегодняшний день, конструкция некоторых размыкателей цепи состоит из одной ножки и двух контактов. Такая конструкция позволяет увеличить длину дуги на определенную величину и таким образом улучшить токоограничивающую способность известного устройства для ограничения тока без увеличения его размеров. Однако износ обоих контактов в процессе эксплуатации не одинаков. В результате конечное давление оказывается неравномерным, что может привести к повышению контактного сопротивления. А это, в свою очередь, ухудшает рабочие характеристики размыкателя цепи.

Конструкция других размыкателей цепи может состоять из двух ножек и двух контактов. В такой конструкции между двумя ножками выполнено соединительное устройство, обеспечивающее равномерное конечное давление, что позволяет решить задачу нестабильности контактного сопротивления. Однако такая конструкция является сложной и неудобной для монтажа и обслуживания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложено устройство с подвижными контактами для токоограничивающего размыкателя цепи с двойным контактом, преимущества которого состоят в простоте конструкции, удобстве монтажа и создании равномерного конечного давления для устранения нестабильного контакта. Таким образом, может быть повышена отключающая способность размыкателя цепи без увеличения его габаритов.

Устройство с подвижными контактами для размыкателя цепи по настоящему изобретению содержит: поворотный вал, приводящий в движение опорные стержни, в верхней части каждого из которых имеется вертикальное отверстие, а в нижней части имеется поперечное отверстие, соединенные с возможностью поворота с поворотным валом с помощью вала, проходящего через их поперечные отверстия; Y-образные контактные рычаги, каждый из которых имеет контакты и осевой рычаг, вставленный в вертикальное отверстие соответствующего опорного стержня для обеспечения соединения с возможностью поворота с опорным стержнем, причем количество Y-образных контактных рычагов равно количеству опорных стержней; и упругие элементы, один конец каждого из которых соединен с осевым рычагом соответствующего Y-образного контактного рычага соответствующего опорного стержня, а другой конец соединен с поворотным валом, приводящим в движение опорные стержни посредством упругих элементов.

Упругими элементами являются сдвоенные параллельные пружины кручения, каждая из которых содержит верхнюю ножку для обеспечения кручения, установленную на осевой вал Y-образного контактного рычага или опорный стержень, и нижнюю ножку для обеспечения кручения, соединенную с поворотным валом.

В средней части опорного стержня может быть выполнен поперечный паз, сообщающийся с вертикальным отверстием в верхней части. Осевой рычаг каждого Y-образного контактного рычага может иметь кольцевое углубление, выполненное в месте, соответствующем пазу опорного стержня, соосно с осевым рычагом, вставленным в вертикальное отверстие опорного стержня. Верхнюю ножку кручения пружины кручения заделывают в пазу опорного стержня и закрепляют в кольцевом углублении осевого рычага.

В средней части опорного стержня может быть выполнено поперечное отверстие под штифт, сообщающееся с вертикальным отверстием в верхней части. В средней части опорного стержня может быть выполнен поперечный паз. Осевой рычаг каждого Y-образного контактного рычага может иметь кольцевое углубление, выполненное в месте, соответствующем отверстию под штифт опорного стержня, соосно с осевым рычагом, вставленным в вертикальное отверстие опорного стержня. Y-образный контактный рычаг может соединяться с возможностью поворота с соответствующим опорным стержнем с помощью штифта, вставленного в отверстие под штифт опорного стержня, и кольцевого углубления осевого рычага. Верхняя ножка для обеспечения кручения пружины кручения может быть закреплена в пазу опорного стержня.

Осевой рычаг Y-образного контактного рычага имеет осевой выступ, а между нижней стороной осевого выступа и верхней поверхностью опорного стержня размещена пластинчатая пружина.

Нижняя часть опорного стержня может быть соединена через штифт с рычагом, используемым для переключения опорного стержня для размыкания контактов.

В нижней части опорного стержня выполнен выступ, соприкасающийся с краем рычага при его повороте на заданный угол.

В средней части U-образной ножки Y-образного контактного рычага выполнено осевое отверстие, через которое осевой рычаг жестко соединен с U-образной ножкой.

Соединение осевого рычага с U-образной ножкой может быть заклепочным, резьбовым или сварным.

В сравнении с уровнем техники настоящее изобретение имеет простую и удобную для монтажа конструкцию, автоматически обеспечивает возможность равномерного конечного давления на контакт с двойным прерыванием и позволяет устранить недостаток, заключающийся в уменьшении проводимости этого контакта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показано аксонометрическое изображение примера реализации настоящего изобретения;

на фиг.2 показан вид в разрезе первого примера реализации настоящего изобретения;

на фиг.3 показано аксонометрическое изображение опорного стержня согласно первому примеру реализации настоящего изобретения;

на фиг.4 показано аксонометрическое изображение Y-образного контактного рычага согласно первому примеру реализации настоящего изобретения;

на фиг.5 показано аксонометрическое изображение пружины по настоящему изобретению;

на фиг.6 показано аксонометрическое изображение U-образной ножки Y-образного контактного рычага по настоящему изобретению;

на фиг.7 показано аксонометрическое изображение осевого рычага Y-образного контактного рычага по настоящему изобретению;

на фиг.8 показано аксонометрическое изображение опорного стержня с дополнительными признаками согласно настоящему изобретению;

на фиг.9 показано аксонометрическое изображение примера реализации опорного стержня с дополнительными признаками согласно настоящему изобретению;

на фиг.10 показан вид в разрезе примера реализации опорного стержня с дополнительными признаками согласно настоящему изобретению;

на фиг.11 показан вид в разрезе конструкции согласно второму примеру реализации настоящего изобретения; и

на фиг.12 показано аксонометрическое изображение опорного стержня согласно второму примеру реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Стандартный токоограничивающий размыкатель цепи, имеющий изолирующий пластиковый корпус, содержит: по меньшей мере одну неподвижную контактную часть и по меньшей мере одну подвижную контактную часть для каждого электрода, которые могут быть соединенены/разъединены друг с другом при включении/отключении размыкателя цепи; и устройство, обеспечивающее энергию для перемещения подвижной контактной части, для определения ее соединения/разъединения с соответствующей неподвижной контактной частью, и имеющий поворотный вал для соединения каждого электрода с подвижной контактной частью.

Устройство с подвижными контактами для размыкателя цепи по настоящему изобретению содержит поворотный вал, приводящий в движение опорные стержни; опорные стержни, в верхней части каждого из которых имеется вертикальное отверстие, а в нижней части имеется поперечное отверстие, соединены с возможностью поворота с поворотным валом посредством вала, проходящего через поперечное отверстие; Y-образные контактные рычаги, каждый из которых состоит из U-образных ножек и осевого рычага, причем количество Y-образных контактных рычагов равно количеству опорных стержней, каждая ножка имеет контакт, а каждый осевой рычаг вставлен в вертикальное отверстие опорного стержня для соединения с возможностью поворота с опорным стержнем; пружины кручения, один конец каждой из которых соединен с осевым рычагом Y-образного контактного рычага или опорным стержнем, а другой конец соединен с поворотным валом, приводящим во вращение опорные стержни посредством пружин кручения.

Ниже приведено описание настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Пример 1

Как показано на фиг.1, подвижная контактная часть токоограничивающего размыкателя цепи по настоящему изобретению содержит три опорных стержня 1, вал 2, поворотный вал 3, три Y-образных контактных рычага 4 и три пружины 5.

Как показано на фиг.3, в верхней части опорного стержня 1 выполнено вертикальное отверстие 12, а в его нижней части выполнено поперечное отверстие 11. Вертикальное отверстие 12 и поперечное отверстие 11, по существу, перпендикулярны друг другу. Как показано на фиг.1, опорный стержень 1 соединен с поворотным валом 3 посредством вала 2, проходящего через поперечное отверстие 11, так, что опорный стержень 1 выполнен с возможностью поворота относительно поворотного вала 3, причем вал 2 служит осью поворота.

Как показано на фиг.4, Y-образный контактный рычаг 4 состоит из U-образных ножек 42 и осевого рычага 43. Каждое из двух U-образных ножек 42 имеет контакт 41, образующий контакт с неподвижной контактной частью размыкателя цепи. Как показано на фиг.6, осевой рычаг 43 с помощью заклепок закреплен в цилиндрическом отверстии 421 U-образной ножки 42 с образованием жесткого соединения. Еще в одном варианте реализации изобретения они могут быть жестко соединены друг с другом посредством резьбового или сварного соединения. Осевой рычаг 43 Y-образного контактного рычага 4 вставлен в вертикальное отверстие 12 опорного стержня 1 с образованием поворотного соединения с этим опорным стержнем 1. Y-образный контактный рычаг 4 выполнен с возможностью поворота вокруг центральной оси вертикального отверстия 12, способствуя таким образом равномерности контактного нажатия Y-образного контактного рычага 4 на неподвижную контактную часть.

Как показано на фиг.3, в средней части опорного стержня 1 выполнен поперечный паз 15, сообщающийся с вертикальным отверстием 12, выполненным в верхней части опорного стержня. Как показано на фиг.7, на осевом рычаге 43 Y-образного контактного рычага выполнено кольцевое углубление 431. Местоположение кольцевого углубления 431, выполненного соосно с осевым рычагом 43, вставленным в вертикальное отверстие 12 опорного стержня, соответствует пазу 15 опорного стержня. Как показано на фиг.5, пружина 5 выполнена в виде двух параллельных элементов кручения и содержит верхнюю ножку 511 для обеспечения кручения и две нижних ножки 512 для обеспечения кручения.

Во время сборки осевой рычаг 43 Y-образного контактного рычага 4 вставляют в вертикальное отверстие 12 опорного стержня 1. Верхнюю ножку 511 для обеспечения кручения пружины 5 заделывают в пазу 15 опорного стержня и закрепляют в кольцевом углублении 431 осевого рычага 43. Затем две нижних ножки 512 для обеспечения кручения пружины 5 закрепляют на выступе 31 поворотного вала 3 (как показано на фиг.2). В связи с этим пружина 5 оказывается в сжатом состоянии накопления энергии и прилагает давление к осевому рычагу 43 Y-образного контактного рычага 4 таким образом, что становится невозможным выход осевого рычага 43 из отверстия 12 опорного стержня 1 вследствие вибрации и т.п. Y-образный контактный рычаг 4 оказывает сопротивление повороту вокруг осевого рычага 43, а опорный стержень 1 упруго прижат к поворотному валу 3.

Опорный стержень 1 соединен с поворотным валом 3 посредством пружины 5, вала 43 и вала 2. Поворотный вал 3 может быть приведен в движение приводным устройством размыкателя цепи для поворота опорных стержней 1 с помощью пружин 5 кручения. Затем Y-образные контактные рычаги 4, соединенные с опорными стержнями 1, приводятся во вращение. Таким образом, может быть получено соединение и разъединение подвижной и неподвижной контактных частей. В соединенном положении, равномерное контактное нажатие Y-образного контактного рычага 4 на неподвижную контактную часть может быть получено с помощью пружины 5. Когда высоты контактов неподвижных контактных частей немного различаются друг от друга в процессе изготовления, сборки или эксплуатации, равномерность контактного нажатия двух контактов 41 Y-образного контактного рычага может быть автоматически обеспечена путем поворота этого рычага. Таким образом, может быть успешно решена задача все большего уменьшения проводимости контакта с двойным прерыванием. Для обеспечения надежности разъединения, в процессе разъединения и в разомкнутом состоянии нежелательный поворот Y-образного контактного рычага 4 с изменением контактного промежутка не может происходить благодаря наличию пружины 5.

Согласно настоящему изобретению размыкатель цепи является токоограничивающим за счет использования двойного прерывания. Токоограничение происходит следующим образом. При отключении размыкателя цепи или размыкании устройства, контакты 41 Y-образного контактного рычага 4 отделены от неподвижной контактной части с образованием двух электрических дуг между каждым из контактов 41 и неподвижной контактной частью соответственно. Эти две дуги отделены и изолированы друг от друга. Таким образом, длина дуги такого устройства в два раза превышает длину дуги обычного устройства с одним разрывом, а сопротивление дуги также возрастает в два раза. Это приводит к эффективному ограничению тока короткого замыкания в цепи и повышению токоограничивающей способности размыкателя цепи.

Кроме того, как показано на фиг.8-10, в нижней части опорного стержня 1 могут быть выполнены отверстие 13 под штифт и выступ 14. Отверстие 13 под штифт выполнено параллельно поперечному отверстию 11. Штифт проходит через отверстие 13 опорного стержня 1 и соответствующее отверстие рычага 6 так, что обеспечена с возможностью поворота рычага 6 относительно опорного стержня 1 вокруг отверстия 13. Рычаг может быть использован для переключения размыкающего контакта опорного стержня 1. В нижней части опорного стержня 1 выполнен выступ, соприкасающийся с краем рычага 6 при его повороте на заданный угол. В соединенном положении размыкателя цепи к концу рычага 6 может быть приложено усилие, перпендикулярное поверхности 61 рычага 6, для поворота соответствующего опорного стержня 1 вокруг поворотного вала 3 и приведения во вращение соответствующего Y-образного контактного рычага 4. При этом может иметь место размыкание подвижной и неподвижной контактных частей. Такая конструкция может быть использована вместе с электромагнитным приводом в цепи обратного тока, управляемой селективным автоматом, для достижения срабатывания защиты от короткого замыкания.

Пример 2

Как показано на фиг.12 отличие примера 2 от примера 1 состоит в том, что в средней части опорного стержня 1 выполнено поперечное отверстие 14 под штифт, сообщающееся с поперечным отверстием 12 в верхней части опорного стержня. А паз 15 не сообщается с поперечным отверстием 12. Верхняя ножка 511 для обеспечения кручения пружины 5 закреплен в пазу 15 опорного стержня 1. Осевой рычаг 43 Y-образного контактного рычага 4 вставлен в поперечное отверстие 12 опорного стержня 1. Кольцевое углубление 431 осевого рычага 43 выровнено с отверстием 14 под штифт опорного стержня 1. Осевой рычаг 43 защищен от высвобождения из отверстия 14 опорного стержня 1 посредством штифтового соединения с валом. В качестве альтернативы опорный стержень 1 может быть выполнен без паза 15, а пружина 5 может быть вжата непосредственно в опорный стержень 1, при этом может быть достигнута та же самую функциональность. Осевой рычаг 43 Y-образного контактного рычага имеет осевой выступ 432, между нижней стороной осевого выступа 432 и верхней поверхностью 16 опорного стержня 1 размещена пластинчатая пружина 7. Один конец пластинчатой пружины 7 контактирует с верхней поверхностью 16 опорного стержня 1, а другой ее конец контактирует со впадиной осевого выступа 432 осевого рычага 43 для создания контактного нажатия на осевой рычаг 43 и опорный стержень 1 соответственно. Таким образом, при повороте осевого рычага 43 относительно опорного стержня 1 на него может воздействовать соответствующая сила сопротивления.

Приведенное выше описание не ограничивает объем защиты настоящего изобретения. Следует понимать, что могут быть сделаны различные модификации, дополнения и замены без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения. Таким образом, объем защиты настоящего изобретения должен толковаться на основе приведенной ниже формулы изобретения.

Устройство с подвижными контактами для размыкателя цепи содержит поворотный вал, приводящий в движение опорные стержни. В верхней части каждого опорного стержня имеется вертикальное отверстие, а в нижней части имеется поперечное отверстие. Опорные стержни соединены с возможностью поворота с поворотным валом с помощью вала, проходящего через поперечные отверстия. В устройстве предусмотрены также Y-образные контактные рычаги, каждый из которых имеет контакты и осевой рычаг, установленный в вертикальное отверстие соответствующего опорного стержня для соединения с возможностью поворота с опорным стержнем. Количество Y-образных контактных рычагов равно количеству опорных стержней. Кроме того, в устройстве имеются упругие элементы, один конец каждого из которых соединен с осевым рычагом соответствующего Y-образного контактного рычага или соответствующим опорным стержнем, а другой конец которого соединен с поворотным валом, приводящим в движение опорные стержни посредством упругих элементов. Технический результат - создание устройства, имеющего простую и удобную для монтажа конструкцию, которое автоматически обеспечивает равномерное конечное давление контакта с двойным прерыванием и позволяюет решить задачу уменьшения проводимости этого контакта. 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство с подвижными контактами для размыкателя цепи, содержащее:
поворотный вал для приведения в движение опорных стержней;
опорные стержни, в верхней части каждого из которых выполнено вертикальное отверстие, а в нижней части выполнено поперечное отверстие, причем каждый опорный стержень соединен с возможностью поворота с поворотным валом посредством вала, проходящего через его поперечное отверстие;
Y-образные контактные рычаги, каждый из которых имеет контакты и осевой рычаг, вставленный в вертикальное отверстие соответствующего опорного стержня с образованием поворотного соединения с опорным стержнем, причем количество Y-образных контактных рычагов равно количеству опорных стержней; и
упругие элементы, один конец каждого из которых соединен с осевым рычагом соответствующего Y-образного контактного рычага или соответствующим опорным стержнем, а другой конец соединен с поворотным валом, так что поворотный вал приводит в движение опорные стержни посредством упругих элементов.

2. Устройство по п.1, в котором упругие элементы являются сдвоенными параллельными пружинами кручения, каждая из которых содержит верхнюю ножку для обеспечения кручения, установленную на осевом валу Y-образного контактного рычага или опорном стержне, и нижнюю ножку для обеспечения кручения, соединенную с поворотным валом.

3. Устройство по п.2, в котором в средней части опорного стержня выполнен поперечный паз, сообщающийся с вертикальным отверстием в верхней части,
причем осевой рычаг каждого Y-образного контактного рычага имеет кольцевое углубление, выполненное в месте, соответствующем пазу соответствующего опорного стержня, на одной линии с указанной вставкой осевого рычага в вертикальное отверстие опорного стержня, а
верхняя ножка для обеспечения кручения пружины кручения установлена в пазу опорного стержня и закреплена в кольцевом углублении осевого рычага.

4. Устройство по п.2, в котором в средней части опорного стержня выполнено поперечное отверстие под штифт, сообщающееся с вертикальным отверстием, выполненным в указанной верхней части; причем
в средней части опорного стержня выполнен поперечный паз,
осевой рычаг каждого Y-образного контактного рычага имеет кольцевое углубление, выполненное в месте, соответствующем отверстию под штифт опорного стержня, на одной линии с указанной вставкой осевого рычага в вертикальное отверстие опорного стержня,
Y-образный контактный рычаг соединен с возможностью поворота с соответствующим опорным стержнем с помощью штифта, вставленного в отверстие опорного стержня, и кольцевое углубление осевого рычага, а
верхняя ножка для обеспечения кручения пружины кручения закреплена в пазу опорного стержня.

5. Устройство по п.4, в котором осевой рычаг Y-образного контактного рычага имеет осевой выступ, причем между нижней стороной осевого выступа и верхней поверхностью опорного стержня размещена пластинчатая пружина.

6. Устройство по п.1, в котором нижняя часть опорного стержня соединена с помощью штифта с рычагом, используемым для переключения опорного стержня и размыкания контактов.

7. Устройство по п.6, в котором в нижней части опорного стержня выполнен выступ, контактирующий с краем рычага при его повороте на заданный угол.

8. Устройство по п.1, в котором в средней части U-образной ножки Y-образного контактного рычага выполнено осевое отверстие, через которое осевой рычаг жестко соединен с U-образной ножкой.

9. Устройство по п.8, в котором осевой рычаг соединен с U-образной ножкой заклепками, резьбой или сваркой.