专利名称：电机过载保护器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种电机保护器，更具体来讲，本发明涉及一种封闭式电气断路装置。
背景技术：
转让给德州仪器公司(Texas Instruments)的第4,706,152号美国专利被结合到本申请中，该专利涉及一种封闭式断路装置，该装置被称为4TM和5TM。按照国际电工技术委员会(IEC)的60079-15标准(2001-02的第二版)，封闭式断路装置是指“包含有一些电气接触件的装置，这些电气接触件可被闭合和断开，且能耐受可能进入到装置中的可燃气体或蒸气的内部爆炸而不发生损坏，且装置不会将内部爆炸传播给外部的可燃气体或蒸气”。按照上述专利制出的4TM和5TM装置符合第一版的IEC 60079-15标准，该第一版的标准要求封闭式断路装置能经过三次闭合—断路测试而不会将内部爆炸传播给外部的可燃气体或蒸气。但是，这样的装置可能不符合第二版的IEC60079-15标准的要求，第二版的标准要求封闭式断路装置能通过10次闭合—断路试验。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种4TM/5TM型装置，其符合第二版(2001-02)的IEC 60079-15标准。
本发明的另一个目的是提供一种内部断路装置，其可经受10次闭合—断路试验而不会将内部爆炸传播给外部的可燃气体或蒸气。
普通的4TM/5TM型装置包括一用电绝缘材料制成的基座，在该基座上制有细长的凹陷。一第一接线端被安装在一第一端，并设置有一接触件安装部分，该安装部分被布置在凹陷中，一固定的接触件被安装在该部分上。一可动的细长接触臂的第一端被固定地安装在一个与另一接线端相连的安装部分上。一可动的接触件被安装在可动接触臂的自由端上，并被布置成可移动到与固定接触件相接合和脱离开的状态。在细长凹陷的两端部中间制有一个井孔，并在该井孔中设置了一个加热器，该加热器与一落座在基座中且位于井孔上方的恒温盘保持传热关系。恒温盘适于在被加热到预先选定的温度时从一种盘形构造猛然变为相反方向的盘形构造。当恒温盘猛然变化时，其向可动接触臂传递运动，使得可动接触件移动而脱离与固定接触件的接合，由此中断了经这些接触件形成的电路通道。一个由电绝缘材料制成的罩盖被接纳在所述基座上，以将开关机构封闭起来。但是，从电接触件到一些开口之间存在两条通路，所述的开口位于罩盖与基座之间的一些位置处，在这些位置处，罩盖的侧壁未与基座形成交指型，或者，未与基座上带有凹槽的凸缘或罩盖上类似的块状突起闭合起来。这些位置使得保护器壳体外部的可燃气体能进入到壳体中，且壳体内部的电弧能引燃装置外部的可燃气体。图3和图6中的线条2a表示的是第一条通路，其从接触件处直接延伸出，并经过第一接线端板片部分与侧壁之间的槽孔/开口，其中的侧壁是指基座和罩盖上槽孔/开口的侧壁。第二条通路由线条2b(见图3)表示，该通路从接触件处延伸过凹陷的接触件接纳端的背部处的壁。
根据本发明的一优选实施方式，通过制出第一、第二多壁屏挡以阻挡电弧从闭合—断路接触件处传播开，而对罩盖进行了改造。第一多壁屏挡包括一些间隔开的壁部分，它们被接纳在第一接线端的安装部分上，紧邻着固定接触件和可动接触件。根据本发明的一个特征，壁部分形成了一个基本为三角形的构造，该三角形构造是相对于沿与基座底壁平行方向所作的横截面而言的。该结构还用作减小基座与罩盖之间空间的体积，由此减少内部爆炸的燃料供应。按照罩盖的另一种改型，在与基座上对应侧壁的拐角部分相互配合的壁上制有一些垂直延伸的缺口，以便于进一步阻挡电弧的传播。第二多壁屏挡包括另外一组间隔开的壁部分，这些壁部分沿基座的周边设置，并位于凹陷第一端的一侧，用于限制电弧从接触件向它处传播，并进一步减小了多余空间的体积。在本发明的另一优选实施方式中，装置壳体中形成的各种开口被环氧树脂密封住，以防止任何内部爆炸传播给外部的可燃气体。可单独采用该密封措施，或与上述的罩盖改造措施一起应用。
通过结合着附图理解下文对优选实施方式的详细描述，可清楚地认识到本发明的其它目的和特征，在所有的附图中，相同的附图标号所指代的部件或结构特征都是相同的，在附图中图1中的轴测图表示了4TM/5TM装置，该视图是从装置的上方进行观察而获得的；图2是从相同的位置对图1所示装置所作的轴测图，但该装置已在图1的纸面方向上向上旋转了半圈；图3a是对装置的基座所作的俯视图，图中，该基座中尚未安装各个部件，图3b与图3a类似，其视角相对于图3a的位置存在略微的角度，以便于更为清楚地表示出基座各个表面的相对高度；图4是图1所示装置上罩盖的轴测图，这种罩盖在本发明之前就已存在，该视图总体上是沿图2的定向视角获得的；图5a是图1所示装置的俯视图，该装置是本发明之前的装置，且图中该装置的罩盖已被去掉；图5b与图5a相同，但为便于表示而去掉了速动作用盘；图5c与图5a相同，但为了便于表示而去掉了所述盘和加热器元件；图6是在图5a-图5c所示装置的正视图方向所作的截断剖面图，该剖面经过闭合—断路接触件；图7是与图4类似的视图，其表示了根据本发明一优选实施方式的罩盖；图8是与图5a类似的视图，但表示的是一罩盖的水平剖面结构，该罩盖采用了图7所示的优选实施方式；
图9中的俯视图表示了根据图7、8所示优选实施方式的4TM和5TM装置；图10是沿图9中的10-10线所作的正视剖面图；图11是沿图9中的11-11线所作的正视剖面图；图12是沿图9中的12-12线所作的正视剖面图；图13与图8类似，但表示的是本发明的另一种优选实施方式；图14是与图1类似的轴测图，其表示的是根据图13中优选实施方式制得的装置；图15是与图8、13类似的轴测图，其表示的是本发明的另一种优选实施方式；以及图16与图15类似，表示了根据图15所示实施方式制得的装置。
具体实施例方式
在下文的描述中，关于装置的“底部”、“顶部”、“侧面”等方位词是针对图3、5、8、9、13、15所示的定向而言的。
参见图1-5，上述的4TM和5TM装置包括一壳体，其具有一基本上为矩形的基座10，该基座10长度较大的方向是沿着装置前边的方向，小长度的方向是装置的前后方向。在基座中形成了一个凹陷10a，一罩盖12被接纳在其上而将该凹陷封闭。在底壁中制有第一、第二定位销孔10t、10u，分别用于接纳罩盖定位销12d、12e(下文将对其进行讨论)。具体参见图3，在装置的大长度方向上，凹陷10a基本上是细长的，其具有一个接触件接纳端10b、一相反的可动接触臂安装端10c、以及一中央加热器接纳部分10d，其中，接纳部分10d位于两端部的中间。凹陷的接触件接纳端10b是由位于前部的侧壁部分10e和从位于基座左侧(见图3)的直线10g1向下锥缩的侧壁10e和10e1限定的，其中，一偏移的下部凸缘10f在前侧和左侧与这些部分邻接着。凹陷接触件接纳端的后侧是由壁部分10e限定的，该壁部分具有一从位于其右末端(见图3)的直线10g向下延伸的锥缩部分。如下文将要讨论的那样，沿着凹陷中接触件接纳端的后部，不存在任何的落坐凸缘。限定壁的凹陷中接触件接纳端后侧的外部形成了一个向下间隔开的接线端接纳凸缘10h。中央加热器接纳部分10d的前侧由一向下偏移的部分10k界定，后侧则是由壁部分10f界定的，其中，壁部分10k的外部带有进一步向下偏移的凸缘10m。限定了凹陷的中央加热器接纳部分10d的壁部分10f的外部是另一个接线端接纳凸缘10n，其比接线端接纳凸缘10h进一步向下偏移，也就是说，凸缘10n比凸缘10h更接近于基座的底壁。凹陷的可动接触臂的安装端10c是由侧壁10e限定的，其外壁部分10f作为一落坐凸缘。
具体参照图3和图5a，在限定凹陷上接触件接纳端10b左侧的侧壁10e上制有一个槽孔10o，用于接收下文将要讨论的第一接线端14。一第二接线端16具有一基部16a，其被接纳到凸缘10n上，第二接线端还具有一横向延伸的台阶部分16b，其向上延伸到一本体部分16c的更高处。一独立的导电端片16d被接纳在接线端接纳凸缘10h上，其上设置有一横向延伸的台阶部分16e，其向下延伸到中央加热器接纳凹陷部分的底部，加热器接纳凹陷部分位于一空间10r中，空间10r位于限定凹陷的中央加热器接纳部分后侧的壁部分10f与凹陷的中央加热器接纳部分10d之间，且端片16d的端部16f作为加热器20(下文将进行讨论)一端20a的一个接线地点，其中的加热器20被布置在凹陷中的一个圆形井孔10q中。第二接线端16的本体部分16c利用焊接方法固定连接到凸缘部分10h上的端片16d上，并与其实现电路连接。
第一接线端14具有一个总体上扁平的第一安装部分14a，其被布置在凹陷10a的接触件接纳端10b上；一接触臂14d，其向下突伸而穿过基座底壁中的一个开口10w，且其上制有一对夹紧指状体14e，它们在穿过开口10w之后张展开，以便于将安装部分固定。第一接线端14具有一第二部分14b，其包括一互连板片部分，其从壳体侧壁中的一个开口延伸出去。
如图5a和图11所示，一导电的可动接触臂安装平台17被接纳在凹陷10a的可动接触臂安装端10c中，该平台17上设置有一臂件，其分级地向下延伸到一端部17a，其位于一圆形的井孔10q处，井孔10q位于壁10f的一垂直延伸肋板10s的相反侧，肋板是从带部16d的端部16f延伸出的。平台17臂的端部17a作为一加热器20第二端20b的连接点。平台17被固定连接到一细长可动接触臂18的一端18b上，并与之实现电连接，接触臂18在凹陷10a的大长度方向上延伸。一可动的接触件18a被安装在可动接触臂18自由端的底面上，且被设置成可进行移动，从而与安装在第一接线端的安装部分14a上的固定接触件14c实现电路接合或脱开电路接合。
一第三销接纳接线端24(见图1)具有一本体部分24a，其被接纳在罩盖12的顶面上，接线端24还具有一销接纳部分24b，其与罩盖的两凸耳12p之间的空间对正。接线端24具有一臂24c，其延伸到第一接线端14的板片部分14b上，并例如利用焊接方法与其保持电连接。
如上所述，加热器20(见图5b)被布置在凹陷10a的中央加热器接纳部分10d的井孔10q中，且一恒温速动作用盘22(见图5a)被接纳到一盘座上，该盘座被制在凹陷的这一部分10d上，从而使作用盘位于加热器的上方，并与其保持传热关系。作用盘22被设计成这样在常温环境下，作用盘处于与可动接触臂18脱离接合的第一盘状构造，但是，在达到预定的启动温度时，作用盘突然变为一相反的第二盘状构造，从而与可动接触臂18的凹坑18c相接合，并移动可动接触件18a，使其与固定接触件14c脱离接合，由此断开了接线端16与18之间的电流通路。
图4是与图1相反的视图，其最为清楚地表示了罩盖12，罩盖12上制有一凹陷封闭壁12a和侧壁12b，其中，侧壁12b被制成基本上环绕着凹陷封闭壁12a的外周边，并从该壁12a垂直地延伸出去，侧壁12b可与基座10侧壁10e的落坐凸缘部分10f对正。侧壁12b中制有一槽孔或开口12c，其延伸到凹陷封闭壁12a中，并与基座上的槽孔或开口10o对正，以便于为接线端14的板条部分14b提供通道。第一、第二对位桩12d、12e分别从凹陷封闭壁12a垂直地延伸出去，并适于分别被接纳到基座10中配对的孔腔10t和10u中。在前部的中央部分12f处，侧壁12b的高度升高，其适于被接纳到基座的落坐凸缘10m上，也就是说，落座凸缘10m延伸超过壁部分10k而与壁部分12f实现相互交指型或密闭配合，壁部分12f被接纳在两壁部分10k与10m之间的台阶中。从图4还可看出，设置了第一、第二盘保持销12g，它们被布置在相对的位置处，并与盘座的外周部分对正。在壁12a上制有第一、第二细长块体12h，它们沿壁的大长度方向延伸，并与侧壁12b邻接，在一个盘保持销的任一侧，且其突伸高度超过侧壁12b的高度。
尽管如图1-5所制的保护器能非常良好地工作，且已被广泛地应用在各个行业中，但装置的某些方面需要进行改动，以确保装置符合近些年国际电工委员会对“封闭式断路装置”所提要求的变化情况(上文已进行了讨论)。具体参见图3、5a-5c和6，从电接触件18a、14c到一些开口之间存在两条通路，所述的开口位于罩盖与基座之间的一些位置处，在这些位置处，罩盖的侧壁未与基座形成交指型，或者，未与基座上带有凹槽的落座凸缘或类似结构闭合起来。这些位置使得保护器壳体外部的可燃气体能进入到壳体中，且壳体内部的电弧能引燃装置外部的可燃气体。第一条通路被表示为线条2a(图3、图6)，其从接触件处直接延伸出，并在接线端板片部分14b与侧壁之间经过基座的槽孔/开口10o以及罩盖的槽孔/开口12c，其中的侧壁是指基座10和罩盖12的槽孔/开口10o、12c的侧壁。第二条通路由线条2b(图3)表示，该通路从接触件处延伸越过凹陷10a的接触部分端10b背部的壁10e和10e1、以及中央加热器接纳凹陷10d的壁10f。
根据本发明一优选实施方式的第一特征制得的改进型罩盖120(见图7)包括一第一多壁屏挡122，其从凹陷封闭壁12a延伸出，该第一多壁屏挡包括一第一壁122a，其从壁12a垂直地延伸出，并被布置成能进一步与接线端接纳槽孔10o的内表面平齐，当罩盖被接纳到基座上时(见图10)，壁122a从凹陷封闭壁12a基本上延伸到接线端14水平延伸的扁平部分14b处。在槽孔100最为靠近凸耳12p的一侧，一第二壁122b与壁122a基本上垂直地延伸着，其延伸到引导销12e处，然后，一第三壁122c在壁122a的末端与导销桩12e之间延伸，从而基本上形成了一个三角形的屏挡壁，其从凹陷封闭壁12a垂直地延伸出，该壁不仅具有阻挡电弧传播的作用，而且能减小罩盖与基座之间自由空间的体积，也就是说，能减少用于支持燃烧的燃料量。优选地是，在壁122a与122c之间的交界处制有一个缺口122d(见图8)，其沿与凹陷封闭壁12a垂直的方向延伸，该缺口适于接纳基座的侧壁10e，以便于进一步阻挡电弧的传播。优选地是，屏挡122上沿着壁122c、且形成缺口122d的一个部分延伸到122e处，其延伸距离基本上等于接线端14安装部分14a的厚度。如果罩盖是平面，则该延伸部或突丘将被接纳到与安装部分14a相邻的小开口空间中，而安装部分14a则向开口10t延伸。这种三角形的结构特征基本上封闭住了电弧传播的第一通路2a。
在罩盖上制有一第二多壁屏挡124，以使得当罩盖被放置到基座上时，该屏挡将位于壳体上靠近接触件14c、18a外周面的第一端处。第二屏挡增设了壁124a，它垂直于凹陷封闭壁12a延伸出，并基本上平行于侧壁12b，并与其间隔开，其中，侧壁12b是相对于细长基座的大长度方向而言的。壁124a从凹陷封闭壁12a延伸出的距离基本上与外壁12b的高度相同。壁124a在其远离侧壁12b(指罩盖上小长度端处的侧壁)的末端处，与位于大长度侧的侧壁12b通过具有相同高度的壁124b结合起来。一个块体124c与屏挡124相邻，并沿着纵向轴线—即大长度方向上的侧壁12b延伸，该块体优选地是用与罩盖相同的材料制成的，该块体在垂直方向上的延伸距离大于侧壁12b的距离。在空间10r中，块体124c起到了电弧阻挡填充的作用，其中的空间10r位于由接触件接纳凹陷的后部形成的、靠近导电条16d的止动部16e的壁部分10e和10e1与位于凹陷的中央加热器接纳部分后侧的壁部分10f之间。
如图13和14所示，根据一种备选的实施方式，接线端部分14b可被向内侧移动而远离壳体的外圆周，且侧壁部分10e′、12b′是连续的，也就是说，侧壁上未制有槽孔10o和12c，且第一屏挡122的壁122a基本上刚好超出槽孔10o与侧壁10e平接相抵。在此情况下，如果需要的话，可将屏挡122制成不带有缺口122d，且屏挡的壁122a刚好超出槽孔10o与侧壁10e平接相抵。
根据图15、16所示的另一种备选实施方式，通过制出从外部延伸跨过槽孔10o的侧壁部分126而对图1所示的结构进行了改造。接线端14的位置仍然可保持图8所示的状态，但侧壁126遮挡住了基座侧壁10e上的槽孔10o和罩盖侧壁12b上的槽孔12c。
参见图1和图2，为各种目的而在壳体上制出了多个贯通的开口，这些开口包括虚线位置3、4处的、为接线端14和16设置的开口；为定位销12d、12e设置的开口5；基座上为夹紧元件设置的开口6；以及为接近可动接触臂安装部分而设置的开口7。根据本发明的另一实施方式，一旦装置被组装完成后，就可用合适的环氧树脂将所有这些开口密封起来。该措施可根据需要而与上述的实施方式一起应用、或取代上述的实施方式。
尽管上文针对具体的实施方式对本发明进行了描述，但对于本领域普通技术人员来讲，显然存在多种改型和变化形式。因而，应当基于现有技术的情况尽可能宽泛地理解后附权利要求的含义，以包含所有这些改型和变化形式。
权利要求
1.一种封闭的保护器，具有壳体，该壳体由基座和罩盖构成，在基座中形成有一基本为细长形状的凹陷，该凹陷由基座的侧壁限定，凹陷具有相对的第一端和第二端，第一接线端，被安装在一个相对的端部处，第一接线端具有基本上扁平的接触件安装部分，其被布置在凹陷中，第一接线端延伸穿过壳体壁中的一个开口；固定的接触件，被安装在第一接线端的安装部分上，细长的可动接触臂具有第一端和第二端，第二接线端被安装在基座上，在凹陷的第二端处布置了一个导电可动接触臂安装平台，所述平台与第二接线端保持电连接，可动接触臂的第二端与所述平台电连接，在可动接触臂的第一端上安装了一个可动的接触件，所述可动的接触件被设置成可移动而与固定接触件接合或与固定接触件脱开；恒温金属元件，被布置在凹陷中，且被设置成可在预先选定的热条件下使可动接触臂移动，从而依次使可动接触件移动与固定接触件脱开；基座在靠近凹陷的第一端处形成有接线端接纳凸缘，一导电部分接纳于该接线端接纳凸缘上，且导电部分与第二接线端保持电连接；罩盖被接纳在基座上，其中，改进的特征包括罩盖上的侧壁带有间隔开的壁部分，这些壁部分被接纳在第一接线端上，紧紧地靠近固定接触件和可动接触件，构成了第一多壁屏挡，以限制电弧从接触件处传播，罩盖的侧壁还具有另外的一些间隔开的壁部分，这些壁部分沿基座的周边延伸，并位于凹陷的第一端处，靠近接线端接纳凸缘，这些壁部分形成了第二多壁屏挡，以限制电弧从接触件处向外传播。
2.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于第一多壁屏挡的壁部分被相互结合起来而形成一中空的三角形壁屏挡。
3.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于在第一多壁屏挡的两屏挡壁部分之间形成有一竖立的缺口，基座的侧壁被接纳在该缺口中。
4.根据权利要求3所述的保护器，其特征在于缺口的一侧在长度方向延伸一段距离，该距离基本上等于第一接线端的接触件安装部分的厚度，并且缺口的一侧被接纳在靠近接触件安装部分处。
5.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于还包括罩盖的另一侧壁部分，其靠近多壁屏挡，但被布置在第一接线端的外部。
6.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于第二多壁屏挡的壁部分位于各自的平面内，这些平面基本上相互平行。
7.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于壳体上形成有一些开口，且还包括环氧树脂，环氧树脂填充各个开口以实现与环境的密封。
8.一种封闭的保护器，包括基座，该基座中形成有一基本为细长的凹陷，该凹陷由基座的侧壁限定，凹陷具有相对的第一端和第二端，第一接线端，在一个相对的端部处，第一接线端延伸穿过形成在基座侧壁的一个贯通的槽孔，第一接线端具有一基本上扁平的接触件安装部分，其被布置在凹陷中；固定的接触件，其被安装在第一接线端的安装部分上；细长的可动接触臂，其具有第一端和第二端，第二接线端具有安装平台，其位于凹陷的第二端处，可动接触臂的第二端被安装在该安装平台上，在可动接触臂的第一端上安装了可动的接触件，其被设置成可移动而与固定接触件接合或与固定接触件脱开；罩盖，其被接纳在基座上，罩盖的一个侧壁具有第一多壁屏挡和第二多壁屏挡，其中，一个屏挡与第一接线端的一个部分对正，第二屏挡包括一些间隔开的、平行延伸的壁部分，这些壁部分在凹陷的第一端处沿基座的周边延伸，第一和第二多壁屏挡用作限制电弧从接触件处传播。
全文摘要
本发明公开了一种封闭式的电机保护器，其具有一壳体，壳体是由一基座(10)和一接纳在基座上的罩盖(12)构成的，壳体封闭住了基座上制出的一凹陷(10a)。从壳体延伸的第一、第二接线端(14、16)连接到安装在壳体中的恒温速动作用电机保护器上。罩盖上制有第一多壁屏挡(122)，在横向截面上观看时，该屏挡为三角形体，该屏挡封闭了第一接线端接纳开口，罩盖上还制有一第二多壁屏挡(124)，其封闭了第二接线端接纳开口，两屏挡用于阻断电弧的传播，并阻挡爆炸性气体进入到封壳内。这些结构特征还减少了封壳内的空气供应，由此减弱了任何燃烧。
文档编号H01H71/08GK1773648SQ200510104078
公开日2006年5月17日 申请日期2005年9月15日 优先权日2004年10月12日
发明者艾德里安·W·林, 拉塞尔·P·布罗德 申请人:得州仪器公司