ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ МЕХАНИЗМ МЕХАНИЧЕСКОЙ БЛОКИРОВКИ ДЛЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРЕРЫВАТЕЛЯ ЦЕПИ Российский патент 2019 года по МПК H01H71/10 

Область техники

Изобретение относится к области электрических приборов низкого напряжения, а точнее - к механизму механической блокировки для исполнительного механизма электрокоммутационной аппаратуры.

Предшествующий уровень техники

Прерыватель цепи представляет собой основное коммутационное устройство, которое играет защитную роль в распределительной сети низкого напряжения. Прерыватель цепи обеспечивает защиту сети от перегрузки и защиту от короткого замыкания. Прерыватель цепи в литом корпусе представляет собой тип прерывателей цепи. Прерыватель цепи большой мощности в литом корпусе относится к прерывателям цепи с номинальным током 800 А или более. Как правило, такой прерыватель имеет трех- и четырехполюсную конструкцию, а именно - снабжен тремя или четырьмя группами контактов, которые соответствуют трехфазной или четырехфазной цепи. Для того, чтобы отвечать определенным требованиям избирательной защиты в системе питания, прерыватель должен обладать кратковременной устойчивостью. Таким образом, контактные узлы прерывателя цепи большой мощности в литом корпусе, особенно многополюсные компоненты передачи, должны обладать высокой прочностью и жесткостью, с тем, чтобы обеспечивать однородность многополюсных параметров, таких как контактное давление и перебег.С другой стороны, с учетом стоимости и особенностей рынка в данной сфере применения, большинство механизмов прерывателя цепи большой мощности в литом корпусе имеют ручной привод. Согласно требованию к мощности при работе вручную, выходная мощность исполнительного механизма ограничена. Желательно, чтобы исполнительный механизм автоматического прерывателя цепи имел как можно более высокую выходную мощность при сохранении однородности параметров многополюсного контакта.

Механизм механической блокировки исполнительного механизма используется для блокировки исполнительного механизма в положении закрытия или положения открытия и своевременного освобождения исполнительного механизма, когда требуется операция автоматического отключения. Стабильность и скорость срабатывания механизма механической блокировки играют важную роль, оказывая влияние на эксплуатационные характеристики исполнительного механизма. Для механизма ручного управления обычно применяется трехуровневый механизм механической блокировки. Потребность в усилии при работе в ручном режиме снижается благодаря усиливающему воздействию рычага трехуровневого механизма. Однако в связи с применением трехуровневого механизма блокировки скорость срабатывания трехуровневого механизма механической блокировки относительно низка, что приводит к низкой общей скорости автоматического отключения исполнительного механизма.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение представляет собой двухступенчатый механизм механической блокировки с низкой потребностью в усилии при работе в ручном режиме.

В соответствии с настоящим изобретением, двухступенчатый механизм механической блокировки для исполнительного механизма автоматического прерывателя цепи, включает узел автоматического отключения, левую боковую пластину, правую боковую пластину, узел механической блокировки, полуось, рычаг и главный вал, причем узел автоматического отключения, узел механической блокировки и рычаг размещены между левой и правой боковыми пластинами, а полуось и главный вал выполнены с возможностью прохождения сквозь левую и правую боковые пластины и выступания из них, при этом узел автоматического отключения, узел механической блокировки, полуось, рычаг и главный вал выполнены с возможностью движения в связке, причем узел автоматического отключения включает в себя муфту отключения, на втором конце которой выполнена блокировочная поверхность, а узел механической блокировки включает в себя деталь из листового металла, подшипник, и вал, выполненный с возможностью вращения, причем деталь выполнена с возможностью вращения вокруг вала, а подшипник установлен на детали из листового металла в контакте с блокировочной поверхностью, при этом узел механической блокировки выполнен с возможностью ограничения узла автоматического отключения, а деталь из листового металла выполнена с возможностью контакта с полуосью, которая выполнена с возможностью ограничения узла механической блокировки, причем узел автоматического отключения, узел механической блокировки и полуось выполнены с возможностью образования двухступенчатого затвора.

Преимущественно, узел автоматического отключения включает в себя муфту отключения, верхнюю и нижнюю соединительные тяги, причем верхняя соединительная тяга приклепана к муфте отключения, а нижняя соединительная тяга приклепана к верхней соединительной тяге, при этом второй конец муфты отключения имеет форму крюка, на внешней стороне которого сформирована вторая наклонная поверхность, которая является блокировочной; при этом вторая наклонная поверхность на крюке второго конца муфты может включать дугообразную поверхность.

Преимущественно, узел механической блокировки включает деталь из листового металла, подшипник, пружину и вал, выполненный с возможностью вращения, причем деталь из листового металла и пружина установлены на валу, причем пружина выполнена с возможностью сообщения усилия пружины детали из листового металла, а подшипник установлен на деталь из листового металла в контакте со второй наклонной поверхностью на втором конце муфты, при этом узел механической блокировки выполнен с возможностью ограничения узла автоматического отключения; два конца полуоси могут быть установлены на левой и правой боковых пластинах соответственно, а деталь из листового металла выполнена с возможностью контакта с полуосью. При прижиме и фиксации подшипником второй наклонной поверхности муфты отключения возникает силовое плечо, причем пружина узла механической блокировки выполнена с возможностью принуждения детали из листового материала вращаться вокруг вала с крутящим моментом, создаваемым силовым плечом, при этом концевая часть детали выполнена с возможностью прижима полуоси. При повторном закрытии подшипник может быть выполнен с возможностью прижатия и контакта с второй наклонной поверхностью муфты отключения и смежной с ней поверхностью, а блокировочная поверхность может включать дугообразную поверхность, которая поддерживает силовое плечо без изменений.

Преимущественно, на муфте выполнено ограничительное отверстие, в которое вклепан ограничительный штифт, ограничивающий диапазон перемещения верхней соединительной тяги, для ограничения хода исполнительного механизма, который сопряжен с узлом автоматического отключения; к первому концу муфты может быть приклепан вал, выполненный с возможностью вращения и расположенный на левой и правой боковых пластинах, а ограничительный штифт выполнен с возможностью ограничения диапазона перемещения верхней соединительной тяги в процессе закрытия и свободного автоматического отключения для ограничения хода исполнительного механизма, который сопряжен с узлом автоматического отключения, при этом верхний конец верхней соединительной тяги приклепан к муфте отключения, а верхний конец нижней соединительной тяги приклепан к середине верхней соединительной тяги, причем на муфте выполнено ограничительное отверстие, в которое вклепан ограничительный штифт для ограничения хода исполнительного механизма во время процесса закрытия и свободного отключения; главный вал может включать основной вал с множеством расположенных на нем кронштейнов, нижняя соединительная тяга узла автоматического отключения контактирует с кронштейном, а узел автоматического отключения сопряжен с главным валом, при этом главный вал может быть выполнен с возможностью вращения при закрытии, запуская и поддерживая процесс закрытия, а предельное положение вращения верхней соединительной тяги ограничено ограничительным штифтом, при этом в процессе свободного отключения верхняя соединительная тяга ограничена ограничивающим штифтом, а рычаг выполнен с возможностью приведения во вращение главного вала через узел автоматического отключения, завершая процесс отключения.

Двухступенчатый механизм механической блокировки для исполнительного механизма автоматического прерывателя цепи представляет собой конструкцию двухступенчатого затвора, которая имеет более высокую скорость отклика по сравнению с конструкцией трехступенчатого затвора. Подшипник способен эффективно уменьшить тангенциальную силу трения в положении блокировки, что может снизить усилие, необходимое при работе в ручном режиме. Кроме того, в положении блокировки используется дугообразная поверхность, чтобы снизить риск «статической деформации». Шаг исполнительного механизма в процессах закрытия и свободного отключения ограничиваются ограничительным штифтом, закрепленным в ограничительном отверстии при помощи заклепок. Эффективное ограничение достигается с помощью простой конструкции.

Краткое описание чертежей Конкретные особенности и преимущества изобретения далее изложены со ссылкой на чертежи, на которых схематично представлено:

- на Фиг. 1 - исполнительный механизм автоматического прерывателя цепи с использованием механизма двухступенчатого затвора;

- на Фиг. 2а и Фиг. 2б - узел автоматического отключения исполнительного механизма;

- на Фиг. 3а - левая боковая пластина узла механической блокировки исполнительного механизма;

- на Фиг. 3б - левая боковая пластина узла механической блокировки с другого ракурса;

- нв Фиг. 4а - узел механической блокировки исполнительного механизма согласно п. 1 формулы изобретения;

- на Фиг. 4б - узел механической блокировки исполнительного механизма согласно п. 9 формулы изобретения;

- на Фиг. 5 - правая боковая пластина исполнительного механизма;

- на Фиг. 6а и Фиг. 6б - рычаг исполнительного механизма;

- на Фиг. 7а и Фиг. 7б - главный вал исполнительного механизма;

- на Фиг. 8 и Фиг. 9 - общий вид автоматического прерывателя цепи без крышки;

- на Фиг. 10а и Фиг. 11б - иллюстрация процесса закрытия подвижного контакта, приводимого в действие исполнительным механизмом;

- на Фиг. 11а и Фиг. 11б - иллюстрация процесса открытия подвижного контакта, приводимого в действие исполнительным механизмом;

- на Фиг. 12а и Фиг. 12б - исполнительный механизм в положении свободного отключения;

- на Фиг. 13а и Фиг. 13б - двухступенчатый затвор исполнительного механизма.

Конкретный пример осуществления изобретения

Как видно на Фиг. 1, исполнительный механизм 107 включает в себя: узел 100 автоматического отключения, левую боковую пластину 101, узел 102 механической блокировки, полуось 103, правую боковую пластину 104, рычаг 105 и главный вал 106.

Как показано на Фиг. 2а и Фиг. 2б, узел 100 автоматического отключения включает в себя муфту 204 отключения. На первом конце муфты 204 отключения выполнено первое отверстие 207, через которое к первому концу муфты 204 приклепан вращающийся вал 208. Посередине муфты 204 отключения выполнено отверстие под штифт 244, который проходит через вышеупомянутое отверстие для крепления верхней соединительной тяги 201 к муфте 204 отключения посредством заклепки. На муфте 204 отключения вблизи отверстия под штифт 244 выполнено ограничительное отверстие, в котором зафиксирован ограничительный штифт 205 посредством заклепки; таким образом, ограничительное отверстие закрыто. Положение ограничительного отверстия совпадает с положением ограничительного штифта 205. Второй конец муфты 204 отключения имеет форму крюка. На внутренней стороне крюка сформирована первая наклонная поверхность 256, а на внешней стороне крюка сформирована вторая наклонная поверхность 253. Следует отметить, что, хотя вторая наклонная поверхность 253 называется «наклонной поверхностью», на самом деле она представляет собой дугообразную поверхность или, по меньшей мере, частично имеет дугообразную форму. Верхний конец верхней соединительной тяги 201 приклепан к муфте 204 отключения. В середине верхней соединительной тяги 201 выполнено отверстие под штифт 244, который проходит через вышеупомянутое отверстие для крепления нижней соединительной тяги 202 к верхней соединительной тяге 201 посредством заклепки. На нижнем конце верхней соединительной тяги 201 выполнено отверстие 236. Как показано на Фиг. 2б, на верхнем конце нижней соединительной тяги 202 выполнено отверстие 283. Штифт 244 проходит через отверстие 283 для крепления нижней соединительной тяги 202 к верхней соединительной тяге 201 посредством заклепки. На нижнем конце нижней соединительной тяги 202 выполнено отверстие 282.

Левая 101 и правая 104 боковые пластины имеют симметричные конструкции. Как показано на Фиг. 1, узел 100 автоматического отключения, узел 102 механической блокировки, полуось 103, рычаг 105 и главный вал 106 расположены между левой 101 и правой 104 боковыми пластинами. Узел 102 механической блокировки, полуось 103, рычаг 105 и два конца главного вала 106 установлены на левой 101 и правой 104 боковых пластинах. Фиг. 3а и 3б иллюстрируют конструкцию левой боковой пластины 101 с различных ракурсов. Левая боковая пластина 101 включает в себя боковую пластину 209. В нижней части боковой пластины 209 выполнены гибочные отверстия 210, расположенные близко к двум ее концам. Гибочное отверстие 210 содержит расширительную пластину, расположенную перпендикулярно к боковой пластине 209 и открытое отверстие на расширительной пластине. К гибочному отверстию 210 приклепана гайка 211. Гибочное отверстие 210 и гайка 211 предназначены для монтажа исполнительного механизма 107 на автоматическом прерывателе цепи. Посередине боковой пластины 209 в положении, близком к днищу, выполнено монтажное отверстие 212, предназначенное для установки вращающегося вала 213. Вращающийся вал 213 является осью вращения рычага 105. Рычаг 105 вращается вокруг вала 213. Как показано на Фиг. 3б, вращающийся вал 213 представляет собой короткий вал. На конце вращающегося вала 213 установлена торцевая заглушка, которая обращена к внутренней стороне боковой пластины 209. На боковой пластине 209, вблизи верхней части второго конца, выполнено монтажное отверстие 215, в котором установлен вращающий вал 217, являющийся осью вращения узла 102 механической блокировки; таким образом, узел 102 механической блокировки установлен на боковой пластине 101. На боковой пластине 209, вблизи нижней части ее второго конца, выполнено отверстие 226 под полуось 103. Отверстие 226 предназначено для монтажа полуоси 103. На боковой пластине 209, вблизи нижней части первого конца, выполнен полукруглый паз 299, предназначенный для размещения главного вала 106. Над пазом 299 расположено монтажное отверстие 290, предназначенное для фиксации винта главного вала 106. В левой боковой пластине 209, вблизи верхней части первого конца, расположено отверстие 280, предназначенное для размещения вращающегося вала 208 узла 102 механической блокировки.

Фиг. 5 иллюстрирует конструкцию правой боковой пластины 104. Правая боковая пластина 104 имеет конструкцию, симметричную конструкции левой боковой пластины 101. Боковая пластина 309 снабжена следующими конструкциями, симметричными боковой пластине 209: гибочные отверстия 310, гайка 311, монтажное отверстие 312 для установки вращающегося вала 213, монтажное отверстие 315 для установки вращающегося вала 217 узла 102 механической блокировки, отверстие 227 для монтажа полуоси 103, полукруглый паз 399 для размещения главного вала 106, монтажное отверстие 291 для фиксации винта главного вала 106 и монтажное отверстие 281 для размещения вращающегося вала 208 узла 100 автоматического отключения.

Узел 102 механической блокировки включает в себя деталь 219 из листового металла с направляющими валами 220, подшипник 221, пружину 222 узла механической блокировки и вал 217 вращения. Конструкция узла механической блокировки показана на Фиг. 3а и 3б, и, в основном, показана на Фиг. 3б. Следует отметить, что, с целью более ясной демонстрации монтажной конструкции узла 102 механической блокировки, Фиг. 3а и 3б иллюстрируют конструкцию боковой пластины 101 и узла 102 механической блокировки с двух различных ракурсов. В ракурсе Фиг. 3б более четко показана монтажная конструкция узла 102 механической блокировки. На Фиг. 4а показана конструкция детали 219 из листового металла с направляющими валами 220 и подшипника 221 узла 102 механической блокировки. Деталь 219 из листового металла включает два металлических листа единообразных форм, которые размещены с определенным зазором. Два направляющих вала 220 фиксируют два металлических листа для формирования детали 219 из листового металла. Подшипник 221 расположен между двумя металлическими листами, а два конца подшипника 221 расположены каждый на одном из металлических листов соответственно. Подшипник 221 расположен между двумя направляющими валами 220. Отверстие вала 217 расположено на верхнем конце металлического листа 219. Деталь 219 из листового металла установлена на валу 217 вращения с помощью специального отверстия и может вращаться вокруг вала 217. Пружина 222 узла 102 механической блокировки установлена на валу 217 вращения и также расположена между двумя металлическими листами детали 219. Подшипник 221 взаимодействует со второй наклонной поверхностью 253 узла 100 автоматического отключения, так что узел 102 механической блокировки выполнен с возможностью ограничения узла 100 автоматического отключения. На Фиг. 4б показана конструкция узла 102 механической блокировки в соответствии с п. 9 формулы изобретения. В соответствии с конструкцией, показанной на Фиг. 4б, деталь 219А из листового металла включает два металлических листа различной формы. На одном металлическом листе предусмотрена гибочная лапка, в то время как другой лист не снабжен такой деталью. Оба листа из листового металла снабжены отверстиями, через которые проходит вал 217 вращения. Два металлических листа расположены с определенным зазором. Они соединены друг с другом посредством детали листовой формы вместо направляющего вала. Другими словами, деталь 219А из листового металла представляет собой один элемент с листовой частью и двумя металлическими листами, соединенными листовой частью. Подшипник 221А расположен между двумя металлическими листами.

Как показано на Фиг. 1, полуось 103 включает полувал 223. Два конца полувала 223 установлены в отверстие 226 в боковой пластине 209 левой боковой пластины 101 и в отверстие 227 в боковой пластине 309 правой боковой пластины 104. На полуоси 103 смонтированы два датчика неисправности - первый датчик 224 и второй датчик 225. Первый 224 и второй 225 датчики расположены между левой боковой пластиной 101 и правой боковой пластиной 104. Первый датчик 224 расположен вблизи внутренней стороны левой боковой пластины 101, а второй датчик 225 - вблизи внутренней стороны правой боковой пластины 104. Полуось 103 и узел 102 механической блокировки образуют двухступенчатый затвор исполнительного механизма.

На Фиг. 6а и 6б показана конструкция рычага 105. Рычаг 105 включает гибкую деталь 228 из листового металла; которая изгибаясь, образует верхнюю стенку и две боковые стенки. Верхняя стенка и две боковые стенки образуют полуокружающую конструкцию. Монтажный вал 229 приклепан к верхней стенке гибкой детали 228 и предназначен для монтажа ручки 230 управления. На гибкой детали 228 (на стыках каждой боковой стенки с верхней стенкой) предусмотрены монтажные пазы 233. Монтажный стержень 232 пружины 231 установлен между двумя монтажными пазами 233. Верхний конец пружины 231 рычага 105 соединен с монтажным стержнем 232 для крепления пружины 231. В соответствии с конкретным примером осуществления две пружины 231 рычага 105 расположены параллельно. Пружину 231 рычага 105 огибает гибкая деталь 228 из листового металла. На нижнем конце пружины 231 рычага 105 выполнено соединительное отверстие 234. Соединительное отверстие 234 совмещено с соединительным отверстием 236 на нижнем конце верхней соединительной тяги 201. Соединительная тяга 235 проходит через соединительные отверстия 234 и 236 таким образом, что пружина 231 рычага 105 соединяется с верхней соединительной тягой 201 узла 100 автоматического отключения, а рычаг 105 сопряжен с узлом 100 автоматического отключения. Гибкая деталь 228 из листового металла образует пустотелую удлиненную деталь крючковидной формы 258, расположенную на первом конце нижней части двух боковых стенок. Пустотелая удлиненная крючковидная деталь 258 по форме напоминает «сапог». Эта деталь ограничивает вращение рычага 105. В нижней части двух боковых стенок гибкой детали 228, вблизи второго конца, выполнены полукруглые пазы 241. Пазы 241 предназначены для размещения вращающегося вала 213. Рычаг 105 вращается вокруг вала 213.

На Фиг. 7а и 7б показана конструкция главного вала 106. Главный вал 106 включает в себя основной вал 237, на котором расположено множество кронштейнов 238. Согласно конкретному примеру осуществления кронштейны 238 приварены к основному валу 237. Кронштейны 238 соответствуют подвижным контактам с множеством полюсов; другими словами, они соответствуют многофазным схемам. Каждый кронштейн 238 имеет соединительное отверстие. На основном валу 237 установлена пара ограничительных элементов 239 и 240. Ограничительные элементы 239 и 240 основного вала 237 расположены с двух сторон одного из множества кронштейнов 238 симметрично относительно этого кронштейна 238. Ограничительные элементы 239 и 240 основного вала 237 соответствуют одной фазе многофазной схемы. На концах ограничительных элементов 239, 240 выполнены изогнутые ограничительные блоки 259. Изогнутый ограничительный блок 259 сопряжен с пустотелой удлиненной крючковидной деталью 258 в форме «сапога» на гибкой детали 228 рычага 105, так что диапазон поворота рычага 105 ограничен использованием главного вала 106. На Фиг. 76 изображено монтажное приспособление главного вала 106. Монтажное приспособление включает в себя две части: первую часть 242 и вторую часть 243. Первая часть 242 и вторая часть 243 размещены на одном элементе. В первой части 242 выполнено круглое отверстие, диаметр которого соответствует диаметру основного вала 237. Основной вал 237 проходит через это отверстие. Вторая часть 243 монтажного приспособления расположена над первой частью 242; во второй части 243 выполнено отверстие для винтов. Левая боковая пластина 101 и правая боковая пластина 104 установлены с использованием монтажных приспособлений. Отверстия в первой части 242 согласованы с полукруглыми пазами 299 или 399, чтобы вмещать основной вал 237. Отверстия для винтов во второй части 243 согласованы с монтажным отверстием 290 или монтажным отверстием 291 соответственно Винт проходит через монтажное отверстие и отверстие для винтов, так что монтажное приспособление и основной вал 237 устанавливаются на левую 101 и правую 104 боковые пластины.

Как показано на Фиг. 1, 2а, 2б, 3а, 3б, 4а, 4б, 5, 6а, 6б, 7а и 7б, узел 100 автоматического отключения, левая боковая пластина 101, узел 102 механической блокировки, полуось 103, правая боковая пластина 104, рычаг 105 и главный вал 106 собираются таким образом, что образуют исполнительный механизм 107. Два конца вращающегося вала 208 узла 100 автоматического отключения установлены в монтажном отверстии 280, выполненном в левой боковой пластине 101 (в боковой пластине 209) и в монтажном отверстии 281 в узле правой боковой пластины 104 (в боковой пластине 309) соответственно. Полукруглые пазы 241 в нижней части двух боковых стенок гибкой детали 228 рычага 105 установлены на вращающихся валах 213 левой боковой пластины 101 и правой боковой пластины 104 соответственно. Как описано выше, вращающиеся валы 213 представляют собой короткие валы. Два вращающихся вала 213 установлены на боковой пластине 209 (левой) и боковой пластине 309 (правой). На конце вращающегося вала 213, обращенного к внутренней стороне, предусмотрена торцевая заглушка. Диаметр торцевой заглушки больше, чем диаметр вала 213. Торцевая заглушка предназначена для горизонтального ограничения боковой стенки гибкой детали 228. Соединительное отверстие 234 в нижней части пружины 231 рычага 105 совпадает с соединительным отверстием 236 на нижнем конце верхней соединительной тяги 201. Соединительная тяга 235 проходит через соединительные отверстия 234 и 236, так что пружина 231 рычага 105 соединяется с верхней соединительной тягой 201. Основной вал 237 главного вала 106 проходит через отверстия на первых участках 242 двух монтажных приспособлений, так что основной вал 237 соединяется с двумя монтажными приспособлениями. Основной вал 237 помещается в полукруглый паз 299 левой боковой пластины 101 (расположенного на боковой пластине 209) и полукруглый паз 399 правой боковой пластины 104 (расположенного на боковой пластине 309). Отверстия для винтов во вторых частях 243 двух монтажных приспособлений совмещены с монтажным отверстием 290 левой боковой пластины 101 (расположенного на боковой пластине 209) и монтажным отверстием 291 правой боковой пластины 104 (расположенного на боковой пластине 309) соответственно. Винты проходят через отверстия для винтов во вторых частях 243 двух монтажных приспособлений и монтажные отверстия 290, 291, так что монтажные приспособления фиксируются на левой 101 и правой 104 боковых пластинах, а затем главный вал 106 собирается в единую конструкцию с левой 101 и правой 104 боковыми пластинами. Один из кронштейнов 238 главного вала 106 соединен с нижней соединительной тягой 202 узла 101 автоматического отключения. Соединительное отверстие на кронштейне 238 совмещено с соединительным отверстием 282 на нижнем конце нижней соединительной тяги 202 через штифт 246 (штифт 246 показан на Фиг. 11) таким образом, что образуется конструкция соединительной тяги, а главный вал 106 соединяется с узлом 100 автоматического отключения. Для использования в рамках многофазной цепи с многополюсной структурой главный вал 106 снабжен множеством кронштейнов 238, и каждый кронштейн 238 соответствует одному полюсу. Исполнительный механизм 107 установлен на конструкции одного полюса. Кронштейн 238, соответствующий полюсу, соединен с нижней соединительной тягой узла 100 автоматического отключения исполнительного механизма. Для фиксации левой боковой пластины 101 и правой боковой пластины 104, в дополнение к вращающемуся валу 217 узла 102 механической блокировки, предусмотрен еще один фиксирующий вал 247 на другом конце узла 102 механической блокировки. Фиксирующий вал 247 также проходит через отверстия в левой 101 боковой пластине и правой 104 боковой пластине и фиксируется винтами. Фиксирующий вал 247 и вращающийся вал 217 используются для соединения левой боковой пластины 101 и правой боковой пластины 104.

Фиг. 8 и 9 иллюстрируют конструкцию автоматического прерывателя 108 без крышки, Как показано на Фиг. 8 и 9, прерыватель 108 цепи включает основание 109 и среднюю крышку 159. В соответствии с конкретным примером осуществления прерыватель 108 представляет собой многополюсный прерыватель цепи с многополюсными подвижными контактами 110, соответствующими многофазным цепям. Исполнительный механизм 107 установлен на одном подвижном контакте 110, соответствующем одному полюсу. Винт 249 соответствует гайке 211 на левой боковой пластине 101 и правой боковой пластине 104 исполнительного механизма 107, так что левая боковая пластина 101 и правая боковая пластина 104 фиксируются на средней крышке 159, а затем исполнительный механизм 107 устанавливается на подвижном контакте 110 одного полюса. Многополюсные подвижные контакты 110 соединены с соответствующими кронштейнами 238 главного вала 106 посредством штифтов 250, а подвижный контакт 110 каждого полюса соединен с кронштейном 238, соответствующим подвижному контакту 110. Штифт 250 фиксируется в соединительном отверстии на кронштейне 238. Как показано на Фиг. 7а, на каждом кронштейне 238 предусмотрено два соединительных отверстия. Верхнее соединительное отверстие используется для соединения с узлом 100 автоматического отключения, а нижнее соединительное отверстие используется для соединения с подвижным контактом 101. Ручка 230 управления установлена на рычаге 105, а точнее - на монтажном валу 229.

Фиг. 10а и 10б иллюстрируют процесс закрытия подвижного контакта 110, приводимого в действие исполнительным механизмом. Фиг. 10а, в основном, иллюстрирует процесс закрытия исполнительного механизма 107. Фиг. 10б иллюстрирует процесс закрытия подвижного контакта 110, приводимого в действие исполнительным механизмом 107. При выполнении процесса закрытия вторая наклонная поверхность 253, сформированная на внешней стороне концевой части крюка муфты 204 узла 100 автоматического отключения, прижимается подшипником 221 и ограничивается подшипником 221. Деталь 219 из листового металла узла 102 механической блокировки ограничивается полувалом 223 полуоси 103. Рычаг 105 вращается против часовой стрелки вокруг оси вращающегося вала 213 под действием силы, прикладываемой человеком; например, ручка 230 управления вращается оператором для поворота рычага 105. В соответствии с Фиг. 10а и 10б, направление закрытия на чертежах обозначено стрелками, рычаг 105 вращается против часовой стрелки. Когда рычаг 105 приводится в движение против часовой стрелки, пружина 231 рычага 105 приводит в движение верхнюю соединительную тягу 201, заставляя ее вращаться; при этом штифт 203 является осью вращения. Верхняя соединительная тяга 201 вращается по часовой стрелке вокруг штифта 203. Верхняя соединительная тяга 201 приводит в движение нижнюю соединительную тягу 202. Нижняя соединительная тяга 202 приводит в движение кронштейн 238 главного вала 106 (кронштейн 238 соединен с узлом 100 автоматического отключения) через штифт 246. Кронштейн 238 также приводит в движение основной вал 237, который вращается вокруг оси 106А основного вала 237 по часовой стрелке. Вращение основного вала 237 приводит в движение другие кронштейны 238, которые двигаются в связке. Кронштейны 238 приводят в движение соответствующие подвижные контакты 110 через штифты 250 для завершения процесса закрытия. Соответствующие подвижные контакты 110 вращаются против часовой стрелки относительно соответствующих центров 255 вращения. Возвращаясь к Фиг. 2а, следует отметить, что предельное положение поворота верхней соединительной тяги 201 по часовой стрелке ограничено ограничительным штифтом 205. Когда верхняя соединительная тяга 201, вращаясь, соприкасается с ограничительным штифтом 205, ее вращение прекращается. После завершения процесса закрытия движение верхней соединительной тяги 201 ограничивается ограничительным штифтом 205.

Фиг. 11a и 11б иллюстрируют процесс открытия подвижного контакта 110, приводимого в действие исполнительным механизмом 107. Фиг. 11а, в основном, иллюстрирует процесс открытия исполнительного механизма 107. Фиг. 11б иллюстрирует процесс открытия подвижного контакта 110, приводимого в действие исполнительным механизмом. При выполнении процесса открытия рычаг 105 вращается по часовой стрелке вокруг вращающегося вала 213 под действием силы, прикладываемой человеком; например, ручка 230 управления вращается оператором для поворота рычага 105. В соответствии Фиг. 11а и 11б, направление открытия на чертежах обозначено стрелками, рычаг 105 вращается по часовой стрелке. Когда рычаг 105 приводится в движение по часовой стрелке, пружина 231 рычага 105 приводит в движение верхнюю соединительную тягу 201, заставляя его вращаться; при этом штифт 203 является осью вращения. Верхняя соединительная тяга 201 вращается против часовой стрелки вокруг штифта 203. Верхняя соединительная тяга 201 приводит в движение нижнюю соединительную тягу 202. Нижняя соединительная тяга 202 приводит в движение кронштейн 238 главного вала 106 (кронштейн 238 соединен с узлом 100 автоматического отключения) через штифт 246. Кронштейн 238 также приводит в движение основной вал 237, который вращается вокруг оси 106А основного вала 237 против часовой стрелки. Вращение основного вала 237 приводит в движение другие кронштейны 238, которые двигаются в связке. Кронштейны 238 приводят в движение соответствующие подвижные контакты 110 через штифты 250 для завершения процесса открытия. Соответствующие подвижные контакты 110 вращаются по часовой стрелке относительно соответствующих центров 255 вращения. Как показано на Фиг. 7а, предельное положение вращения основного вала 237 против часовой стрелки ограничено ограничительными элементами 239 и 240 основного вала 237 и фиксирующим валом 247. Как показано на Фиг. 11а и 11б, когда ограничительные элементы 239, 240 основного вала 237 находятся в контакте с фиксирующим валом 247, основной вал 237 более не вращается.

Фиг. 12а и 12б представляют конструкцию исполнительного механизма 107 в положении свободного отключения. На Фиг. 12а показана структура исполнительного механизма 107 в положении свободного отключения. На Фиг. 12б показана структура исполнительного механизма 107 и подвижного контакта 110 в положении свободного отключения. Когда прерыватель 108 цепи находится в состоянии закрытия, полуось 103 исполнительного механизма 107 принимает сигнал отключения. Сигнал отключения может приниматься первым датчиком 224 неисправности и вторым датчиком 225 неисправности, установленными на полувалу 223 (как показано на Фиг. 1). Сигнал отключения может приниматься следующим образом: внешнее усилие воздействует на первый датчик 224 и/или второй датчик 225 и заставляет их привести полувал 223 во вращение. При вращении полувала 223 полуось 103 разблокирует узел 102 механической блокировки. Узел 102 механической блокировки вращается против часовой стрелки под действием пружины 222 узла 102 механической блокировки (показан на Фиг. 3б). Подшипник 211 более не ограничивает вторую наклонную поверхность 253 на концевой части узла 100 автоматического отключения; тогда узел 102 механической блокировки разблокирует узел 100 автоматического отключения. Поскольку верхняя соединительная тяга 201 узла 100 автоматического отключения ограничена, и ее положение определяет ограничительный штифт 205 (как показано на Фиг. 2а), узел 100 автоматического отключения или, конкретнее, муфта 204 отключения вращается (при этом центр 208А вращающегося вала 208 является осью вращения) под действием пружины 231 рычага 105. Направление вращения муфты 204 - против часовой стрелки. Вращение муфты 204 передается на основной вал 237 через верхнюю соединительную тягу 201, нижнюю соединительную тягу 202 и кронштейн 238 (кронштейн 238 соединен с узлом 100 автоматического отключения); таким образом узел 100 автоматического отключения приводит в движение главный вал 106, заставляя его вращаться. Основной вал 237 вращается вокруг оси 106А вращения против часовой стрелки. Вращение основного вала 237 приводит в движение другие кронштейны 238, которые двигаются в связке. Кронштейны 238 приводят в движение соответствующие подвижные контакты 110, заставляя их вращаться по часовой стрелке относительно их соответствующих осей вращения. Подвижный контакт 110 открывается, завершая процесс автоматического отключения. После завершения процесса свободного отключения рычаг 105 или, конкретнее - ручка 230 управления переводится в положение свободного отключения под действием пружины 231 рычага 105. То есть, ручка 230 управления находится в вертикальном положении и направлена вверх под углом 90 градусов относительно горизонтальной плоскости. Ограничительные элементы 239 и 240 основного вала 237 находятся в контакте с фиксирующим валом 247; таким образом, вращение основного вала 237 ограничено. Первая наклонная поверхность 256, сформированная на внутренней стороне крюка на втором конце муфты 204 отключения, находится в контакте с ограничивающим валом 257 рычага 105; таким образом, муфта 204 отключения ограничена рычагом 105.

Как видно на Фиг. 12а и 12б, когда прерыватель 108 цепи находится в положении свободного отключения, он также может выполнять операцию повторного закрытия или сброса. Когда рычаг 105, а точнее ручка 230 управления, приводится в действие вручную и движется по часовой стрелке вокруг вращающегося вала 213, ограничивающий вал 257 рычага 105 прижимает первую наклонную поверхность 256 муфты 204; таким образом, муфта 204 (другими словами, узел 100 автоматического отключения) приводится в положение, показанное на Фиг. Па, т.е. в положение открытия. Вторая наклонная поверхность 253 муфты 204 отключения снова контактирует с подшипником 221 и ограничивается им; при этом узел 102 механической блокировки также снова ограничивается полуосью 103. Прерыватель 108 цепи снова находится в положении открытия.

Как описано выше, узел 100 автоматического отключения, узел 102 механической блокировки и полуось 103 образуют двухступенчатый затвор. Фиг. 13а и 13б иллюстрируют принцип работы механизма двухступенчатого затвора. Как показано на чертежах, когда вторая наклонная поверхность 253 муфты 204 отключения прижимается и фиксируется подшипником 221,. имеется силовое плечо L5. Пружина 222 узла 102 механической блокировки заставляет деталь 219 из листового металла вращаться против часовой стрелки вокруг вращающегося вала 217 с крутящим моментом, создаваемым посредством силового рычага L5. Концевая часть 219А детали 219 прижимает полувал 223, а пружина 222 узла 102 механической блокировки, установленная на вращающемся валу 217, генерирует крутящий момент с помощью силового рычага L5. При повторном закрытии (сбросе) для обеспечения надежного ввода подшипника 221 в контакт со второй наклонной поверхностью 253 и его блокировки в контакте со второй наклонной поверхностью 253 муфта 204 отключения должна быть обеспечена перебегом. В процессе повторного закрытия подшипник 221 прижимает поверхность 204А к муфте 204 отключения и второй наклонной поверхности 253, а подшипник 221 касается поверхности 204А и второй наклонной поверхности 253. Как упоминалось выше, вторая наклонная поверхность 253 представляет собой дугу или, по меньшей мере, частично имеет дугообразную форму, поэтому дугообразная поверхность 253 способна гарантировать, что силовой рычаг L5 останется практически неизменным во избежание самоблокировки (также известной как «статическая деформация»).

Двухступенчатый механизм механической блокировки для исполнительного механизма автоматического прерывателя представляет собой конструкцию двухступенчатого затвора, которая имеет более высокую скорость отклика, по сравнению с конструкцией трехступенчатого затвора. Подшипник способен эффективно уменьшить тангенциальную силу трения в положении блокировки, что уменьшает силу, необходимую при работе в ручном режиме. Кроме того, в положении блокировки используется дугообразная поверхность, чтобы снизить риск «статической деформации». Шаг исполнительного механизма в процессах закрытия и свободного отключения ограничиваются ограничительным штифтом, закрепленным в ограничительном отверстии при помощи заклепок. Эффективное ограничение достигается с помощью простой конструкции.

Изобретение относится к области электрических приборов низкого напряжения, а точнее - к механизму механической блокировки для исполнительного механизма электрокоммутационной аппаратуры. Двухступенчатый механизм механической блокировки включает узел (100) автоматического отключения, левую (101) и правую (104) боковые пластины, узел (102) механической блокировки, полуось (103), рычаг (105) и главный вал (106), причем узел (100) автоматического отключения, узел (102) механической блокировки и рычаг (105) размещены между левой (101) и правой (104) боковыми пластинами, а полуось (103) и главный вал (106) выполнены с возможностью прохождения сквозь левую (101) и правую (104) боковые пластины и выступания из них, узел (100) автоматического отключения, узел (102) механической блокировки, полуось (103), рычаг (105) и главный вал (106) выполнены с возможностью движения в связке; узел (100) автоматического отключения включает в себя муфту отключения, на втором конце которой выполнена блокировочная поверхность, узел (102) механической блокировки выполнен с возможностью ограничения узла (100) автоматического отключения, узел (100) автоматического отключения, узел (102) механической блокировки и полуось (103) образуют двухступенчатый затвор, который имеет высокую скорость отклика. Уменьшается усилие, необходимое при работе в ручном режиме. 12 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Двухступенчатый механизм механической блокировки для исполнительного механизма автоматического прерывателя цепи, включающий узел (100) автоматического отключения, левую боковую пластину (101), правую боковую пластину (104), узел (102) механической блокировки, полуось (103), рычаг (105) и главный вал (106), причем узел (100) автоматического отключения, узел (102) механической блокировки и рычаг (105) размещены между левой (101) и правой (104) боковыми пластинами, а полуось (103) и главный вал (106) выполнены с возможностью прохождения сквозь левую (101) и правую (104) боковые пластины и выступания из них, при этом узел (100) автоматического отключения, узел (102) механической блокировки, полуось (103), рычаг (105) и главный вал (106) выполнены с возможностью движения в связке, причем узел (100) автоматического отключения включает в себя муфту (204) отключения, на втором конце которой выполнена блокировочная поверхность, а узел (103) механической блокировки включает в себя деталь (219) из листового металла, подшипник (221) и вал (217), выполненный с возможностью вращения, причем деталь (219) выполнена с возможностью вращения вокруг вала (217), а подшипник (221) установлен на детали (219) из листового металла в контакте с блокировочной поверхностью, при этом узел (102) механической блокировки выполнен с возможностью ограничения узла (100) автоматического отключения, а деталь (219) из листового металла выполнена с возможностью контакта с полуосью (103), которая выполнена с возможностью ограничения узла (102) механической блокировки, причем узел (100) автоматического отключения, узел (102) механической блокировки и полуось (103) выполнены с возможностью образования двухступенчатого затвора.

2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что узел (100) автоматического отключения включает в себя муфту (204) отключения, верхнюю (201) и нижнюю (202) соединительные тяги, причем верхняя соединительная тяга (201) приклепана к муфте (204) отключения, а нижняя соединительная тяга (202) приклепана к верхней соединительной тяге (201), при этом второй конец муфты (204) отключения имеет форму крюка, на внешней стороне которого сформирована вторая наклонная поверхность (253), которая является блокировочной.

3. Механизм по п. 2, отличающийся тем, что вторая наклонная поверхность (253) на крюке второго конца муфты (204) включает дугообразную поверхность.

4. Механизм по п. 2, отличающийся тем, что узел (102) механической блокировки включает деталь (219) из листового металла, подшипник (221), пружину (222) и вал (217), выполненный с возможностью вращения, причем деталь (219) из листового металла и пружина (222) установлены на валу (217), причем пружина (222) выполнена с возможностью сообщения усилия пружины (222) детали (219) из листового металла, а подшипник (221) установлен на деталь (219) из листового металла в контакте со второй наклонной поверхностью (253) на втором конце муфты (204), при этом узел (102) механической блокировки выполнен с возможностью ограничения узла (100) автоматического отключения.

5. Механизм по п. 4, отличающийся тем, что два конца полуоси (103) установлены на левой (101) и правой (104) боковых пластинах соответственно, а деталь (219) из листового металла выполнена с возможностью контакта с полуосью (103).

6. Механизм по п. 4, отличающийся тем, что при прижиме и фиксации подшипником (221) второй наклонной поверхности (253) муфты (204) отключения возникает силовое плечо, причем пружина (222) узла (102) механической блокировки выполнена с возможностью принуждения детали (219) из листового материала вращаться вокруг вала (217) с крутящим моментом, создаваемым силовым плечом, при этом концевая часть детали (219) выполнена с возможностью прижима полуоси (103).

7. Механизм по п. 4, отличающийся тем, что при повторном закрытии подшипник (221) выполнен с возможностью прижатия и контакта со второй наклонной поверхностью (253) муфты (204) отключения и смежной с ней поверхностью.

8. Механизм по п. 4, отличающийся тем, что блокировочная поверхность включает дугообразную поверхность, которая поддерживает силовое плечо без изменений.

9. Механизм по п. 2, отличающийся тем, что на муфте (204) выполнено ограничительное отверстие, в которое вклепан ограничительный штифт (205), ограничивающий диапазон перемещения верхней соединительной тяги (201), для ограничения хода исполнительного механизма, который сопряжен с узлом (100) автоматического отключения.

10. Механизм по п. 9, отличающийся тем, что к первому концу муфты (204) приклепан вал (208), выполненный с возможностью вращения и расположенный на левой (101) и правой (104) боковых пластинах, а ограничительный штифт (205) выполнен с возможностью ограничения диапазона перемещения верхней соединительной тяги (201) в процессе закрытия и свободного автоматического отключения для ограничения хода исполнительного механизма, который сопряжен с узлом (100) автоматического отключения, при этом верхний конец верхней соединительной тяги (201) приклепан к муфте (204) отключения, а верхний конец нижней соединительной тяги (202) приклепан к середине верхней соединительной тяги (201), причем на муфте (204) выполнено ограничительное отверстие, в которое вклепан ограничительный штифт (205) для ограничения хода исполнительного механизма во время процесса закрытия и свободного отключения,

11. Механизм по п. 9, отличающийся тем, что главный вал (106) включает основной вал (237) с множеством расположенных на нем кронштейнов (238), нижняя соединительная тяга (202) узла (100) автоматического отключения контактирует с кронштейном (238), а узел (100) автоматического отключения сопряжен с главным валом (106).

12. Механизм по п. 11, отличающийся тем, что главный вал (106) выполнен с возможностью вращения при закрытии, запуская и поддерживая процесс закрытия, а предельное положение вращения верхней соединительной тяги (201) ограничено ограничительным штифтом (205).

13. Механизм по п. 11, отличающийся тем, что в процессе свободного отключения верхняя соединительная тяга (201) ограничена ограничивающим штифтом (205), а рычаг (105) выполнен с возможностью приведения во вращение главного вала (106) через узел (100) автоматического отключения, завершая процесс отключения.