Механизм включения для автоматического выключателя Советский патент 1982 года по МПК H01H73/30 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим выключателям, содержащим механизмы включения и механизмы свободного расцепления и предназначенным для защиты электрических сетей и потребителей электрической энергии от .токов перегрузки и тока короткого .замыкания.

Известны механизмы включения для автоматических выключателей с свободным расцеплением контактов, обеспечиваняцие автоматическое отключение электрической цепи при токах короткого Зё влкания и токовых перегрузках и ручное управление контактами, т.е. ручное отключение электрической цепи 1 .

Однако при ручном управлении контактами скорость движения подвижных контактов равна скорости перемещения приводного элемента (кнопки), так как приводной элемент имеет непосредственную связь с подвижными контак.тами. При медленном перемещении подвижных контактов включение элект- рической цепи с возникающим в ней КОРОТКИ1.1 замыканием вызывает неизбежное разрушение (сгорание) электрического выключателя. Медленное перемепрение подвижных, контактов при коммутации номинальных токов и токов перегрузок способствует образованию электрической дуги и интенсивному износу контактов.

Известны механизмы включения для автоматических выключателей переменного трехфазного тока АЗЗ, имеющих повышенную надежность и увеличенный

10 ресурс. Механизм включения этих автоматических выключателей работает по принципу ломающегося рычага и обеспечивает независимость скорости движения подвижных контактов от

15 скорости перемещения приводного элемента Г2.

Недостатком такого устройства является то, что при перемещении приводного элемента на отключение электри20ческой цепи контактное давление плавно уменьшается до нуля и имеет место такой момент когда контакты находятся в замкнутом положении, а контактное давление равно нулю. Таким

25 образом, при коммутации электрической цепи с помощью таких механизмов включения переходные процессы совершаются при недостаточном и нулевом контактных давлениях, что спо30собствует интенсивному образованию электрической дуги, т.е. разрушению контактов.. Нюиболее близким к изобретению п технической сущности является, механизм включения трехполюсного автома тического выключателя, содержащего корпус с неподвижными контактами, . термобиметаллический элемент и меха низм включения в виде кнопки с толк телем, который взаимодействует с подвижными контактами и фиксирующим (Устройством 3. Недостатками известного механизм включения.являются сложность конструкции, большие габариты и масса, низкая надежность, отсутствие быстродействия подвижных контактов при ручном управлении контактами, так как подвижные контакты имеют непосредственную связь с приводным элементом (кнопкой ) и, следовательно, скорость их движения равна скорости перемещения приводного звена, а так же наличие зон нулевого и недостато ного контактного давления при замыкании контактов, так как кнопка при ходит в движение при внешнем усилии равном усилию, развиваемому пружино возврата. Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия, уменьшение массы и габаритов. Для достижения цели механизм включения для автоматического выключателя снабжен накопителем механической энергии, состоящим из двух шайб с фигурными крестообразными отверстиями, цилиндрической пружины оси, двух толкателей с ограничительными пазами в средней части и наклон ными выступами в нижней части и тяги выполненной с заплечиками в верхней части и прямоугольным выступом в ниж ней части, высота которого меньше высоты наклонных выступов толкателей, причем цилиндрическая пружина расположена мезкду шайбами, в крестообразные отверстия которых введены толкатели и тяга так, что тяга расположена между толкателями с возможностью взаимодействия с приводным механизмом, при этом толкатели шарнирно укреплены на оси, предназначенной для соединения с корпусом автоматического выключателя. На фиг. 1 представлен механизм включения с трехполюсным автоматическим выключателем, положение Отключено, вид сбоку,- на фиг. 2 то.же, положение Включено, вид сбо ку; на фиг. 3 - то же,положение Включено, вид спереди/ на фиг. 4 накопитель} на фиг. 5 - то же, основ ные. элементы. Механизм включения для трехполюсного автоматического выключателя собран в корпусе 1 и включает в себя кнопку 2, резьбовую втулку 3, гайки 34 4, стопорную шайбу 5, пластину 6 с упором 7, пружину 8 фиксатора, фиксатор 9, пружину 10 возврата кнопки, основание 11, защелку 12 с пружиной 13 возврата защелки и регулировочными винтами 14, крышку 15, заклепки 16, собачку 17, пружину 18 возврата собачки, скобу 19 с роликами 20, поворотную скобу 21 с роликами 22, оси 23-25, приводной механизм в виде платы 26 с подвижными контактами 27, силовыми пружинами 28, осями 29, направляющими втулками 30, опорами 31, зацепом 32 и оттягивающими пружинами 33, панель 34 с неподвижными контактами 35, выводами 36 и 37 и винтами 38, биметаллический расщепитель 39 с изоляционной пластиной 40 и скобой 41, пружину 42 накопителя, шайбы 43 накопителя, ось 44 накопителя, толкатели 45, тягу 46, пружину 47 поджатия накопителя, стяжные заклепки. 48 корпуса и панели. Шайбы 43 накопителя имеют фигурные крестообразные отверстия. Толкатели проходят через эти отверстия, в верхней части имеют отверстия под ось 44 для шарнирного закрепления в корпусе, в средней части - пазы для ограничения шайбы хода пружины 42, в нижней части - наклонные выступы. Тяга 46 также проходит через отверстия шайб 43, располагается между толкателями и имеет в верхней части заплечики для опоры на шайбу, а в нижней части - прямоугольный выступ. Высота наклонных выступов толка- телей больше высоты прямоугольного выступа тяги для обеспечения гарантированного расцепления тяги с зацепом приводного механизма. Для сборки накопителя (фиг.4) пружина 42 поджимается шайбами 43 до величины (высоты), несколько большей длины зауженной части в середине толкателей 45, при этом необходимо, чтобы пазы шайб совпали в проекции. Толкатели 45 пропускаются через фигурные крестообразные отверстия шайб своей зауженной средней частью, В отверстие шайб вставляется тяга 46 и ограничивает толкатели от выпадания из отверстий шайб,так как толщина тяги равна ширине отверстий в шайбах. Поджимающее усилие с шайб снимается и пружина разжимается до пределов, ограниченных зауженной толкателей в их средней части и шайбами. Такой узел вставляется в корпус 1 автоматического выключателя и закрепляется осью 44. Ось 44 накопителя одновременно ограничивает тягу от выпадания из отверстий шайб, а пружина 47 поджимает накопитель к .зацепу 32 на плате 26. При работе накопитель имеет возможность вращаться вокруг оси 44/ а

тяга может совершать продольное движение относительно толкателей, при этом прямоугольный выступ тяги открывается за наклонными выступами толкателей, уменьшая величину зацепления с зацепом платы приводного механизма.

Механизм включения с трехполюсным автоматическим выключателем работает следующим образом.

Для включения автоматического выключателя необходимо кнопку 2 перевести в положение Включено до упора вниз. При этом пластина 6 с скобой 19 начинает перемещаться вниз, поворачивая скобу 21 с роликами 22 по часовой стрелке, которая повернет плату 26 с подвижными контактами 27 против часовой стрелки. Одновременно сработает накопитель следующим образом. Плата 26 имеет зацеп 32, который находится в зацеплении с прямоугольным выступом тяги 46 накопителя, и при повороте платы зацеп 32 через тягу 46 и верхнюю шайбу 43 начинает дополнительно сжимать пружину накопителя 42, которая предварительно поджата до заданной величины, необходимой для накопления энергии на включение.

При этом зацеп, перемещаясь с тягой 46 вниз, набегает вместе с тягой на наклонные выступы толкателей 45, перемещает толкатель Ьокруг оси 44 и выходит из зацепления с прямоугольным выступом тяги 46. Происходит мгновенный срыв платы с подвижными контактами 27 с накопителя и окончательный поворот ее до включенного положения. Под действием накопленной механической энергии сжимаются силовые пружины 28 подвижных .контактов 27, а фиксатор 9 под действием пружины 8 фиксирует механизм во включенно положении. Цепь замкнута, автоматический выключатель включен.

Для ручного отключения цепи необходимо кнопку перевести в выключенное положение до упора вверх. При этом пластина 6, перемещаясь вверх, своим упором 7 повернет фиксатор 9 против часовой стрелки, освобождая скобу 19 и скобу 21 с роликами, а . плата 26 с подвижными контактами 27 под действием оттягивающих пружин 33 повернется по часовой стрелке, перейдя в крайнее верхнее положение и разомкнет цепь. Зацеп платы войдет в зацепление с прямоугольным выступом тяги 46 накопителя.

Автоматический выключатель выключен .

При возникновении в сети токовых перегрузок происходит автоматическое отключение цепи с помощью биметаллического расцепителя 39. Под действие токов перегрузки биметаллический расцепитель, включающий в себя пакет

термобиметаллических пластин, нагревается и, изгибаясь под действием температуры, через регулировочный винт 14 поворачивает защелку 12, выводя ее из зацепления с собачкой 17.

Собачка, лишенная упора под действием момента от силовой пружины 28 и оттягивающей пружины 33, поворачивает плату с подвижными контактами и цепь размыкается.

Одновременно скоба 19 поворачивает фиксатор против часовой стрелки, . выводя его из зацепления с основани-, ем 11, и кнопка под действием пружины 10 выходит в отключенное положение, что позволяет визуально фиксировать срабатывание автомата, собачка 17 под действием пружины 18 пово- , рачивается в исходное положение и входит в зацепление с защелкой 12 и автоматический выключатель готов к

выключению.

Механизм включения с накопителем механической энергии обеспечивает быстродействие, так как скорость движения подвижных контактов не зависит от скорости движения приводного механизма. Мгновенное включение и отключение механизма (отсутствие зон нулевого и недостаточного контактного давления ) позволяет включать короткозамкнутую цепь, а следовательно повысить надежность изделия и увеличить ресурс при коммутации номинальных токов и токов перегрузки.

35

Формула изобретения

Механизм включения для автоматического выключателя, содержащий приводной механизм и механизм фиксации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия, уменьшения массы и габаритов механизма, он снабжен накопителем механической энергии, состоящим из двух шайб с фигурными крестообразными отверстиями, цилиндриче1ской пружины,оси, двух толкателей

с ограничительными пазами в средней части и наклонными выступами в нижней части и тяги, выполненной с заплечиками в верхней части и прямоугольным выступом в нижней части, высота которого меньше высоты наклонных выступов толкателей, причем цилиндрическая пружина расположена между шайбами, в крестообразные отверстия которых введены толкатели и тяга так, что тяга расположена между толкателями с возможностью

взаимодействия с приводнызм механизмом, при этом толкатели шарнирно укреплены на оси, предназначенной для соединения с корпусом автоматического выключателя.

Иоточмики информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 2961513, кл. 337-64, 1960.

2.Научно-техническая картотека летательных аппаратов двигателей

и средств передвижения. Информационно-техническая карта 13-1190, М.,

1975.

3. Патент США 2813168, кл. 356-97, 1957.

1538

фиг. г

СЮ

fUiif

W

Фи,1,5