本实用新型涉及低压电器技术领域，具体涉及安全防护装置、断路器和断路器组件。
背景技术：
在很多情况下，为了方便拆装和快速更换，很多厂商采用断路器与插座/插拔式附件分体安装的形式。在断路器插入插座或从插座拔出期间，为了人身安全防护，规定了断路器需要处于断开状态。但是，依靠人工进行断开操作往往会由于疏忽而导致失误，例如在插拔断路器之前忘记断开，从而造成安全事故。
为了有效实现上述规定，目前行业内的插入式断路器大致采用两种手段，一种是在断路器接通状态下允许进行插拔操作，但是在插拔过程中断路器能够自动断开。另一种是断路器接通状态下不允许进行插拔操作，从而提醒操作人员去手动断开断路器，之后才能插入或拔出断路器。上述两种手段虽然都能实现安全插拔自锁，但是零件较多导致装配复杂、成本较高，且一般需要外力额外操作才能实现安全插拔自锁。
技术实现要素：
本实用新型旨在提供一种安全防护装置，用于使断路器跳闸并在插拔断路器期间保持跳闸状态，直至完成插拔过程，从而保护人身安全。
本实用新型还旨在提供一种应用上述改进的安全防护装置的断路器。
本实用新型还旨在提供一种应用上述改进的断路器的断路器组件。
根据本实用新型的一个方面，提供一种断路器，包括：外壳，其限定出内腔和连通所述内腔的通道；分闸机构，其安置在所述内腔中并能够在允许所述断路器合闸的第一状态与使所述断路器分闸的第二状态之间转换；其中，所述断路器还包括安全防护装置，其能够在所述通道中沿朝向所述内腔的第一方向运动以及沿远离所述内腔的第二方向运动，所述安全防护装置包括：本体，其具有接合面和相对于所述接合面来说的凹部，所述接合面在所述第一方向上布置在所述凹部的前方，所述本体具有以所述接合面偏压所述分闸机构并使所述分闸机构转换至所述第二状态的偏压位置以及以所述凹部避让所述分闸机构以允许所述分闸机构转换至所述第一状态的避让位置；以及偏压件，其连接至所述本体并至少在所述本体处于所述避让位置期间向所述本体施加使其沿所述第二方向运动的力。
通过本实用新型的技术方案，可以使断路器在插拔过程中自动跳闸且在无外力作用的情况下保持处于断开状态。该方案涉及的产品结构简单，零件数量较少且容易装配。
根据一个具体实施方式，当处于所述偏压位置期间，所述本体的一部分伸出所述外壳，而当处于所述避让位置期间，所述本体的该部分的端面与所述外壳的外侧面平齐。
根据一个具体实施方式，所述偏压件具有弹性，且至少在所述本体处于所述避让位置期间，所述偏压件被压缩在所述外壳与所述本体之间并向所述本体施加使其沿所述第二方向运动的力。
根据一个具体实施方式，所述本体具有定位面，所述偏压件是设置于所述定位面上的弹簧，所述通道具有第一通道段和相对于所述第一通道段更靠近所述内腔的第二通道段，所述第一通道段的直径大于或等于所述弹簧的外径，所述第二通道段的直径小于所述弹簧的外径，从而在所述第一通道段与第二通道段之间形成背向所述外壳的内腔的止挡面，其中至少在所述本体处于所述避让位置期间，所述弹簧在所述定位面与所述止挡面之间被压缩。
根据一个具体实施方式，所述断路器还包括防止所述安全防护装置沿所述第二方向运动脱离所述通道的第一止挡结构。
优选地，所述第一止挡结构包括：形成在所述外壳的通道的壁上的径向凸缘；以及形成在所述本体上的卡扣；其中，在所述本体处于所述偏压位置的状态下，所述卡扣抵靠在所述径向凸缘的朝向所述外壳的内腔的面上。
根据一个具体实施方式，该断路器还包括在所述本体处于所述避让位置期间防止所述安全防护装置沿所述第一方向运动的第二止挡结构。
优选地，所述第二止挡结构包括：形成在所述本体上的台阶部；以及设在所述外壳的内腔中的凸部；其中，在所述本体处于所述避让位置的状态下，所述凸部落位在所述台阶部上。
根据一个具体实施方式，所述分闸机构包括沿其自身轴线可移动的顶杆，在所述本体处于所述偏压位置期间，所述接合面推抵所述顶杆，在所述本体处于所述避让位置期间，所述顶杆的端部伸入所述凹部中。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种断路器组件，包括断路器和适于与所述断路器电连接的插座，其中所述断路器为前述的断路器，所述插座包括壳体，该壳体具有容纳所述断路器的开口以及朝所述开口延伸的支承部，所述支承部对准所述外壳的所述通道。
根据本实用新型的又一个方面，提供了一种用于断路器的安全防护装置，其中所述断路器包括限定出内腔和连通所述内腔的通道的外壳以及安置在所述内腔中并能够在允许所述断路器合闸的第一状态与使所述断路器分闸的第二状态之间转换的分闸机构；其中所述安全防护装置包括本体，其适于在所述通道中沿朝向所述内腔的第一方向和沿背向所述内腔的第二方向运动，所述本体具有接合面和相对于所述接合面来说的凹部，所述接合面在所述第一方向上布置在所述凹部的前方，所述本体具有以所述接合面偏压所述分闸机构并使所述分闸机构转换至所述第二状态的偏压位置以及以所述凹部避让所述分闸机构以允许所述分闸机构转换至所述第一状态的避让位置；以及偏压件，其连接至所述本体并至少在所述本体处于所述避让位置期间向所述本体施加使其沿所述第二方向运动的力。
本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：
图1是根据本实用新型的实施例的安全防护装置的示意图；
图2是根据本实用新型的实施例的本体的示意图；
图3是根据本实用新型的实施例的断路器向插座内插入的示意图；
图4是根据本实用新型的实施例的断路器向插座内插入的三维视图；
图5是图4的平面图；
图6是根据本实用新型的实施例的断路器已经在插座内插入到位的示意图；
图7是根据本实用新型的实施例的断路器已经在插座内插入到位的三维视图；
图8是图7的平面图；以及
图9是根据本实用新型的实施例的断路器从插座内拔出的示意图。
在本实用新型中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
附图标记说明
1.断路器
11.外壳
13.通道
15.分闸机构
151.顶杆
17.凸部
2.插座
21.壳体
211.开口
23.支承部
3.安全防护装置
31.本体
311.接合面
312.凹部
313.定位面
314.定位销
315.定位销
316.卡扣
317.突起
318.台阶部
33.偏压件
具体实施方式
现参考附图，详细说明本实用新型所公开的装置的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。
在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
图1和图2示例性示出了本实用新型的安全防护装置3，其用在插拔式的断路器中，用于使断路器在插拔过程中自动跳闸并保持断开状态，直至完成插拔操作，从而避免在断路器插拔过程中违规合闸，以保护人身安全。在图1所示的实施例中，该安全防护装置3包括大体呈杆状的本体31和安装在本体31上的偏压件33，其在所示出的实施例中以弹簧的形式存在。
结合参考图2，本体31具有上部和下部，其中上部形成有接合面311和相对于该接合面311更靠近下部的凹部312，该凹部312相对于接合面311内陷。在本体31上背向接合面311和凹部312的一侧还形成有台阶部/肩部318。在本体31的下部形成贯通口，该贯通口的上下相对布置的两个面上各自设有定位销314、315。偏压件33，或者说弹簧，套设在这两个定位销314、315上。定位销314、315提供了对弹簧的定位，且避免弹簧丢失。在其后弹簧轴向伸缩时，这两个定位销也可以限制弹簧的径向偏移，防止弹簧发生扭曲。其中在上下对置的两个面中，位于下方的一个面313还在断路器插拔过程中起到对弹簧进行定位的作用，这将在后面进行详细说明。
在设有定位销314、315的贯通口上方有另一个贯通口，在该另一个贯通口内设有卡扣316。在卡扣316的上端形成有横向的突起317。
图3至图9示意性示出了装有安全防护装置3的断路器1与插座2进行插拔操作的工作原理。其中图3至图5示出的是断路器1插入插座2的过程。图6至图8示出的是断路器1插入完毕的示意图。图9示出的是从插座2中拔出断路器1的过程。
在示出的实施例中，断路器1具有外壳11和由该外壳11限定出的内腔。在外壳11上形成有连通内腔的通道13。安全防护装置3能够插入通道13中并沿该通道13运动。其中当安全防护装置3在通道13中沿箭头X所指的第一方向运动时，安全防护装置3向内腔方向靠近并逐渐深入内腔中。而当安全防护装置3在通道13中沿箭头Y所指的第二方向运动时，安全防护装置3向外壳11外运动并逐渐远离内腔。优选在外壳11内设有导向结构，例如导向槽，可以更准确的限定安全防护装置3的运动轨迹。
断路器1的内腔中安置有包括分闸机构15在内的若干机构。这些机构都采用常规技术，例如分闸机构15包括能够沿自身轴线运动的顶杆151、能够被顶杆151推动的牵引杆和能够被牵引杆致动的操作机构等。在分闸机构15处于第一状态期间，操作机构正常工作且断路器1能自由分合闸。在分闸机构15处于第二状态期间，操作机构跳扣而不允许断路器1合闸。
插座2包括壳体21和由该壳体21限定出的内腔，在内腔中安装有若干适于与断路器1形成电连接的机构。壳体21上形成开口211，断路器1就是落置在该开口211中。壳体211内侧还形成有朝开口211延伸的支承部23。在断路器1插拔过程中，该支承部23优选对准断路器1外壳11上的通道13。
如图3所示，安装安全防护装置3时，将本体31以其上部先插入通道13中，并沿第一方向X向内腔中推进本体31。随着本体31的运动，就第一方向X而言位于凹部312前方的接合面311对准顶杆151并对其偏压，从而顶杆151推动牵引杆转动至操作机构的脱扣位置，使断路器1跳闸。
通道13自身具有两个通道段，即第一通道段和相对来说更靠近内腔的第二通道段，其中第一通道段的直径与偏压件/弹簧33的外径相匹配，而第二通道段的直径小于偏压件33的直径。在一个实施例中，第二通道段的径向截面形状与板状本体31的最大横截面形状相匹配。这样，第一通道段和第二通道段之间形成背向外壳11的内腔的止挡面(未示出)。在本体31被向内腔中推进期间，偏压件33被容纳在第一通道段中但被止挡面所阻挡而无法进入第二通道段，从而偏压件33被定位甚至被压缩在外壳11的该止挡面以及前述的本体31的定位面313之间。
本体31在压缩后的偏压件33的作用下反过来沿第二方向Y运动。直到本体31的卡扣316上的突起317接触通道13的壁上的一个径向凸缘(未示出)且该突起317抵靠在该径向凸缘的朝向内腔的面上，所以本体31在径向凸缘的阻挡下不会从通道13中脱出。在该状态下，仍旧是本体31的接合面311偏压顶杆151，使断路器1保持分闸状态。
这里以卡扣316和径向凸缘作为安全防护装置3与外壳11之间的止挡结构，以防止本体31在偏压件33作用下从通道13中脱出。但是本领域技术人员将理解，这种止挡结构不限于此，其它形式的凹凸配合结构都可以起到止挡的效果。
还是参考图3，将已经安装有安全防护装置3的断路器1朝插座2内插入。在插座2的支承部23接触到本体31的露在外面的部分之后，随着断路器1与插座2的逐渐靠近，支承部23向本体31施加逐渐增大的沿第一方向X的推力，直到克服偏压件33向本体31施加的沿第二方向Y的力，之后本体31被支承部23向外壳11的内腔中推进。在断路器1的这一插入过程中，始终是本体31的接合面311接触顶杆151，从而断路器1始终保持分闸状态。
图4和图5更清楚的示出了偏压位置下本体31的接合面311与顶杆151的配合。
接下来参考图6。当断路器1在插座2中插入到位时，断路器1停止与插座2的相对运动，相应的，本体31也停止运动。在此状态下，本体31的凹部312对准顶杆151并避让顶杆151，顶杆151可以复位并伸入凹部312中，从而放开牵引杆和操作机构。断路器1可以自由分合闸。
尽管在所示出的实施例中，此时本体31的下部端面与断路器1的外壳11的外侧面平齐，但本领域技术人员将理解，这不是必须的。
图7和图8更清楚的示出了避让位置下本体31的凹部312与顶杆151的配合。
在所示出的实施例中，为了防止到达避让位置的本体31继续沿第一方向X运动，在外壳2内部设有凸部17。当断路器1安装到位时，该凸部17落置在本体31的台阶部318上，从而阻止了本体31沿第一方向X的运动。但是本领域技术人员将理解，这种止挡结构不限于此，其它形式的凹凸配合结构都可以起到止挡的效果。
接下来参考图9，在从插座2拔出断路器1时，随着断路器1逐渐远离插座2，支承部23给予本体31的力逐渐减小，直至小于偏压件33施加至本体31的力，之后本体31在被压缩的偏压件33的作用下沿第二方向Y运动。凹部312偏离顶杆151，而接合面311重新对准并偏压顶杆151，使顶杆151推动牵引杆转动至操作机构的脱扣位置，从而断路器1跳闸。
由以上描述可知，本实用新型通过简单的结构实现了断路器插拔过程中的自动跳闸，防止热插拔。这能够有效的减少安全事故，保证操作人员的人身安全。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。