用于电气壳体的压力释放机构和方法
【专利摘要】本发明提供一种用于电气壳体的压力释放系统，该压力释放系统包括至少一个壁，该至少一个壁具有至少部分地限定了隔室的第一表面和至少部分地限定了通气通道的第二表面。该至少一个壁包括流体地连接隔室和通气通道的开口。该压力释放系统包括关闭件，该关闭件在开口处安装于该至少一个壁。该关闭件能够在关闭位置与打开位置之间选择性地移动。偏置构件联接到关闭件。偏置构件操作成使关闭件偏置到关闭位置，并且响应于隔室内的压力波允许关闭件移动到打开位置。偏置构件还操作成使关闭件在至少一部分压力波从隔室通过之后偏置到关闭位置。
【专利说明】
用于电气壳体的压力释放机构和方法
技术领域
[0001]本文中所公开的主题涉及电气壳体领域，并且更具体地，涉及用于电气壳体的压力释放机构和方法。
【背景技术】
[0002]电气切换和保护部件一般安装于壳体中。例如，电气壳体可以包括断路器隔室，该断路器隔室支承、并且保护一个或多个断路器。传统的断路器除了提供过流保护之外还提供电弧故障事件期间的保护。在电弧故障事件期间，常常产生气体并且所产生的气体从断路器向外膨胀。气体被通入到为电气壳体提供通气的通气孔中。
【发明内容】
[0003]根据示例性实施例的一个方面，一种用于电气壳体的压力释放系统包括至少一个壁，该至少一个壁具有至少部分地限定了隔室的第一表面和至少部分地限定了通气通道的第二表面。该至少一个壁包括流体地连接隔室和通气通道的开口。该压力释放系统包括关闭件，该关闭件在开口处安装于至少一个壁。该关闭件能够在遮挡开口的关闭位置与露出开口的打开位置之间选择性地移动并且流体地连接隔室和通气通道。偏置构件联接到关闭件。偏置构件操作成使关闭件偏置到关闭位置，并且响应于隔室内的压力波允许关闭件移动到打开位置，从而流体地连接所述隔室和通气通道。偏置构件还操作成使关闭件在至少一部分压力波已从隔室通入通气通道之后偏置到关闭位置。
[0004]根据示例性实施例的另一个方面，一种使电气壳体中的断路器隔室通气的方法包括:响应于电气壳体的隔室中的压力波的选定峰值打开压力释放系统；以及在已从所述隔室排出至少一部分压力波之后关闭压力释放系统。
[0005]通过以下结合附图的描述，这些和其它的优点以及特征将变得更加显而易见。
[0006]技术方案1:一种用于电气壳体的压力释放系统，所述电气壳体包括至少一个壁，所述至少一个壁具有至少部分地限定了隔室的第一表面和至少部分地限定了通气通道的第二表面，所述至少一个壁包括流体地连接所述隔室和所述通气通道的开口，所述压力释放系统包括:
[0007]关闭件，所述关闭件在所述开口处安装于所述至少一个壁，所述关闭件能够在遮挡所述开口的关闭位置与露出不遮挡所述开口并且流体地连接所述隔室和所述通气通道的打开位置之间选择性地移动；以及
[0008]偏置构件，所述偏置构件联接到所述关闭件，所述偏置构件操作成使所述关闭件偏置到关闭位置，并且响应于所述隔室内的压力波，允许所述关闭件移动到流体地连接所述隔室和所述通气通道的打开位置，所述偏置构件还操作成使所述关闭件在至少一部分压力波从所述隔室通入所述通气通道之后偏置到关闭位置。
[0009]技术方案2:根据技术方案I所述的电气壳体，其特征在于，所述压力释放系统安装于所述第二表面上。
[0010]技术方案3:根据技术方案2所述的电气壳体，其特征在于，所述压力释放系统包括安装于所述第二表面的支承架以及相对于所述支承架可移位地安装的至少一个板状构件。
[0011]技术方案4:根据技术方案3所述的电气壳体，其特征在于，所述偏置构件被配置和布置成变形以允许所述至少一个板状构件在小于所述隔室中的压力波的选定峰值的压力值下移离所述开口。
[0012]技术方案5:根据技术方案3所述的电气壳体，其特征在于，所述电气壳体还包括:杆，所述杆固定地安装于所述至少一个板状构件，所述杆延伸穿过所述支承架并且能够相对于所述支承架移位。
[0013]技术方案6:根据技术方案5所述的电气壳体，其特征在于，所述偏置构件包括围绕所述杆延伸的螺旋弹簧。
[0014]技术方案7:根据技术方案6所述的电气壳体，其特征在于，所述螺旋弹簧布置于所述支承架和所述至少一个板状构件之间。
[0015]技术方案8:根据技术方案7所述的电气壳体，其特征在于，所述电气壳体还包括弹簧座，所述弹簧座设置于所述支承架和所述至少一个板状构件中的一个处，所述弹簧座接收所述螺旋弹簧的端部。
[0016]技术方案9:根据技术方案3所述的电气壳体，其特征在于，所述支承架包括第一端、第二端和在于所述第一端与所述第二端之间延伸的中间部分，所述第一端包括第一凸缘，所述第一凸缘相对于所述开口向外地安装于所述第二表面，所述第二端包括第二凸缘，所述第二凸缘相对于所述开口向外地安装于所述第二表面，并且所述中间部分包括螺纹开
□ O
[0017]技术方案10:根据技术方案9所述的电气壳体，其特征在于，所述电气壳体还包括:杆，所述杆能够通过螺纹与所述螺纹开口相接合，所述至少一个板状构件能够沿所述杆选择性地移位。
[0018]技术方案11:根据技术方案I所述的电气壳体，其特征在于，所述隔室包括断路器隔室。
[0019]技术方案12:—种使电气壳体中的断路器隔室通气的方法，所述方法包括:
[0020]响应于所述电气壳体的隔室中的压力波的选定峰值打开压力释放系统;并且
[0021]在已从所述隔室排出至少一部分压力波之后关闭所述压力释放系统。
[0022]技术方案13:根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:在压力波达到选定峰值之前开始打开所述压力释放系统。
[0023]技术方案14:根据技术方案12所述的方法，其特征在于，关闭所述压力释放系统包括在压力波达到选定峰值之后使板状构件偏置到所述电气壳体的壁。
[0024]技术方案15:根据技术方案12所述的方法，其特征在于，打开所述压力释放系统包括与偏置力相反地推动板状构件。
[0025]技术方案16:根据技术方案15所述的方法，其特征在于，与偏置力相反地推动所述板状构件包括压缩螺旋弹簧。
[0026]技术方案17:根据技术方案12所述的方法，其特征在于，打开所述压力释放系统包括移开板状构件，以使形成于所述电气壳体的壁中的开口暴露。
[0027]技术方案18:根据技术方案12所述的方法，其特征在于，打开所述压力释放系统包括使形成于所述电气壳体的断路器隔室中的开口暴露。
[0028]技术方案19:根据技术方案12所述的方法，其特征在于，打开所述压力释放系统包括使板状构件沿支承于所述电气壳体的壁处的杆移位。
[0029]技术方案20:根据技术方案12所述的方法，其特征在于，打开所述压力释放系统包括使所述隔室暴露于形成在所述电气壳体中的通气通道。
【附图说明】
[0030]本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并且明确要求保护。结合附图通过下文的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中:
[0031]图1示出了根据示例性实施例的电气壳体，该电气壳体包括压力释放系统，以关闭状态示出；
[0032]图2示出了图1的电气壳体，其中示出了处于打开状态的压力释放系统；
[0033]图3是图1的压力释放系统的端视图；
[0034]图4是图2的压力释放系统的端视图；
[0035]图5是根据示例性实施例的压力释放系统的平面图；
[0036]图6是图5的压力释放系统的分解图；以及
[0037]图7是示出了根据示例性实施例相对于压力波的峰值压力释放系统的初始开口的曲线图。
[0038]【具体实施方式】通过附图，详细描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。
【具体实施方式】
[0039]根据示例性实施例的电气壳体在图1中通常如2所示。电气壳体2包括隔室4，根据一个示例性实施例，该隔室可以是断路器隔室。当然，应当理解，隔室4可以容纳其它的电气部件。隔室4由第一侧壁8、第二侧壁10、第三侧壁12、和第四侧壁14限定。通气通道20可以布置于隔室4的外侧。在图示的示例性实施例中，通气通道20被限定于第二侧壁10与另一壁24之间。进一步根据图示的示例性实施例，第二侧壁10包括第一表面26和相对的第二表面28。开口 30延伸穿过第一表面26和第二表面28，从而流体地连接隔室4和通气通道20。
[0040]根据示例性实施例，电气壳体2包括布置于开口30处的压力释放系统40。压力释放系统40响应于隔室4中的压力波在通常关闭位置(例如图1和图3中所示)与打开位置(例如图2和图4中所示)之间移位。更具体地，在气体累积的情况下(例如可能在电弧故障事件期间发生)，压力释放系统40打开。打开之后，压力波将来自隔室4的气体携至通风通道20。[0041 ]如图5和图6中所示，压力释放系统40包括关闭件或板状构件44以及支承架46。板状构件44包括第一表面54和相对的第二表面56。开口 58延伸穿过第一表面54和第二表面56。支承架46从第一端61延伸到第二端62。中间部分64在第一端61与第二端62之间延伸。开口 66延伸穿过支承架46的中间部分64。开口 66可以呈螺纹孔状。第一凸缘69布置于第一端61处并且第二凸缘70布置于第二端62处。第一凸缘69和第二凸缘70提供与第二侧壁10的附接界面以及相对于第二表面28的期望间距。
[0042]压力释放系统40还包括杆80，其可操作地将板状构件44连接到支承架46上。杆80包括第一端部82和第二端部83。在图示的示例性实施例中，杆80可以呈机械紧固件或螺栓(未单独标出)的形式，该机械紧固件或螺栓具有位于第一端部82处的头部85和位于第二端部83处的螺纹87。垫圈89可以邻近头部85设置于杆80上。杆80延伸穿过板状构件44中的开口 58并且在开口 66处与支承架46操作性地连接。通过该方式，第一端部82从支承架46处用悬臂支撑。板状构件44可以在打开状态(图3)与关闭状态(图4)之间从头部85过渡到第二端部83。
[0043]偏置构件94提供偏置力，该偏置力朝向头部85推动板状构件44。因此，偏置构件94迫使板状构件44处于通常关闭的状态。在图示的示例性实施例中，偏置构件94呈围绕杆80在支承架46的中间部分64与板状构件44的第二表面56之间延伸的螺旋弹簧96的形式。弹簧座100可以设置于第二表面56处，以增强螺旋弹簧96与杆80的对准。另一个弹簧座(未图示)可以设置于支承架46的中间部分64处。
[0044]根据示例性实施例的方面，偏置构件94包括被设计成允许板状构件44在预定压力下沿杆80移位的弹簧常数。更具体地，如图7所示，压力波120可以在隔室4中产生O。压力波120可能是由于电弧事件期间产生的气体而造成的。压力波120包括时间知处的期望峰值Pp。偏置构件94包括被选定为允许板状构件44在压力波120达到选定峰值Pp之前使开口 30在时间^处暴露的弹簧常数。即，偏置构件94在压力波120达到期望峰值^之前开始变形或压缩。偏置构件94的弹簧常数还被选定为允许板状构件44在选定峰值Pp之后出现的时间丨2处开始回到关闭状态。通过该方式，隔室4从未在电弧故障事件期间暴露于峰值压力下。压力释放系统40在达到峰值压力之前打开，从而允许压力波120在达到峰值之前就已携带来自隔室4的气体，由此降低例如暴露于隔室4的压力程度。因此，压力释放系统40在断路器隔室4中损伤发生之前对压力波120做出响应。
[0045]本文中所使用的术语仅仅是为描述特定实施例，并非对本发明构成限制。当在本文中使用时，除非上下文另有清楚说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。还应当理解，当本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，特别指存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件，但是并不排除存在或另有一个或多个其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组。
[0046]尽管已经仅结合数量有限的实施例对本发明进行了详细描述，但是应当易于理解，本发明并不限于这种所公开的实施例。相反，能够将本发明修改成结合到目前为止并未进行描述但是与本发明的精神和范围相当的任何数量的改型、变型、替代或等同布置。此夕卜，尽管已经对本发明的各个实施例进行了描述，但是应当理解，本发明的各个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明并不被视为受到以上描述的限制，而是仅仅通过所附权利要求的范围进行限定。
【主权项】
1.一种用于电气壳体(2)的压力释放系统(40)，所述电气壳体(2)包括至少一个壁(8，10，12，14)，所述至少一个壁具有至少部分地限定了隔室(4)的第一表面(26)和至少部分地限定了通气通道(20)的第二表面(28)，所述至少一个壁(8，10，12，14)包括流体地连接所述隔室(4)和所述通气通道(20)的开口(30)，所述压力释放系统(40)包括: 关闭件(44)，所述关闭件在所述开口(30)处安装于所述至少一个壁(8，10，12，14)，所述关闭件能够在遮挡所述开口(30)的关闭位置与露出所述开口(30)并且流体地连接所述隔室(4)和所述通气通道(20)的打开位置之间选择性地移动；以及 偏置构件(94)，所述偏置构件联接到所述关闭件(44)，所述偏置构件(94)操作成使所述关闭件偏置到关闭位置，并且响应于所述隔室(4)内的压力波(120)，允许所述关闭件(44)移动到流体地连接所述隔室和所述通气通道的打开位置，所述偏置构件(94)还操作成使所述关闭件在至少一部分压力波(120)从所述隔室(4)通入所述通气通道(20)之后偏置到关闭位置。2.根据权利要求1所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述压力释放系统(40)安装于所述第二表面上(28)。3.根据权利要求2所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述压力释放系统(40)包括安装于所述第二表面(28)的支承架(46)以及相对于所述支承架(46)可移位地安装的至少一个板状构件(44)。4.根据权利要求3所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述偏置构件(94)被配置和布置成变形以允许所述至少一个板状构件(44)在小于所述隔室(4)中的压力波(120)的选定峰值的压力值下移离所述开口(30)。5.根据权利要求3所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述电气壳体还包括:杆(80)，所述杆固定地安装于所述至少一个板状构件(44)，所述杆(80)延伸穿过所述支承架并且能够相对于所述支承架(46)移位。6.根据权利要求5所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述偏置构件(94)包括围绕所述杆(80)延伸的螺旋弹簧(96)。7.根据权利要求6所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述螺旋弹簧(96)布置于所述支承架(46)和所述至少一个板状构件(44)之间。8.根据权利要求7所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述电气壳体还包括弹簧座(100)，所述弹簧座设置于所述支承架(46)和所述至少一个板状构件(44)中的一个处，所述弹簧座(100)接收所述螺旋弹簧(96)的端部(82，83)。9.根据权利要求3所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述支承架(46)包括第一端(61)、第二端(62)和在于所述第一端与所述第二端之间延伸的中间部分(64)，所述第一端包括第一凸缘(69)，所述第一凸缘相对于所述开口(30)向外地安装于所述第二表面(28)，所述第二端(70)包括第二凸缘(70)，所述第二凸缘相对于所述开口(30)向外地安装于所述第二表面(28)，并且所述中间部分(64)包括螺纹开口( 66)。10.根据权利要求9所述的电气壳体(2)，其特征在于，所述电气壳体还包括:杆(80)，所述杆能够通过螺纹与所述螺纹开口(66)相接合，所述至少一个板状构件(44)能够沿所述杆(80)选择性地移位。
【文档编号】H02B1/56GK105914636SQ201610101624
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】S.拉尧里亚, A.R.贾基雷迪, G.M.库拉, L.波库拉
【申请人】通用电气公司