用于断路器电弧室的过滤器组件的制作方法

本文中公开的主题涉及断路器的技术，并且更具体而言，涉及用于断路器电弧室的过滤器组件。

背景技术：

断路器典型地包括固定触点和可移动触点。开关组件使可移动触点相对于固定触点转移或枢转，以完成电路。开关组件还可操作成使可移动触点与固定触点解除接合，以中断电路。除了手动操作之外，断路器包括用以在过电流状态的情况下开启电连接的系统。更具体而言，断路器设计成在电流水平超过预定的额定值的情况下中断电流。经常在由于过电流状态而中断电路时，断开可移动触点与固定触点之间的连接导致电弧。许多断路器包括捕获电弧的电弧室。

常规电弧室可包括过滤器，以捕获与可发生的可移动触点和/或固定触点的起弧和退化相关联的碎屑和气体。在常规过滤器中，多个重叠的金属丝布具有渐进的网孔；呈现最大的网孔的布设置为由气体穿过的第一布(即，在上游)，而呈现最小的网孔的布设置为由气体穿过的最后布(即，在下游)。

然而，在一些断路器中，在中断相对高水平的电流时生成的起弧导致在断路器壳体内生成的非常高的内部压力。虽然内部压力可有助于使电弧熄灭，然而如果压力太高，则对壳体的完整性的损坏可产生。使用具有常规渐进电弧过滤器的现有技术断路器在某些情况下可在电弧室中生成非期望的高内部压力，并且导致对最小网状过滤器的金属丝网的损坏。因此，存在对用于断路器的改进的电弧过滤器组件的需要，该改进的电弧过滤器组件具有优化的筛或过滤器，其冷却高温气体，减少从断路器壳体的气体和微粒流出，同时在起弧状态期间减小内部压力，以及随之发生的对过滤器的损坏。

技术实现要素：

根据示例性实施例的方面，一种断路器包括固定触点、可移动触点以及电弧室，该电弧室布置成邻近固定触点和可移动触点中的至少一个。电弧室包括过滤器组件，该过滤器组件设有粗过滤层和精细过滤层，该粗过滤层限定出口层，具有上游侧和与上游侧相对的下游侧，该精细过滤层限定入口层，设置在粗过滤层的上游侧上。

这些及其它优点和特征将从连同附图进行的以下描述变得更显而易见。

附图说明

认作是本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求中特别指出并且明确要求权利。本发明的前述及其它特征和优点从连同附图进行的以下详细描述中显而易见，在该附图中：

图1描绘了根据示例性实施例的包括具有过滤器组件的电弧室的断路器；

图2描绘了图1的过滤器组件的侧视图；

图3描绘了图2的过滤器组件的分解视图；以及

图4描绘了根据示例性实施例的另一方面的过滤器组件的侧视图。

详细描述参照附图经由实例阐释了本发明的实施例，以及优点和特征。

具体实施方式

根据示例性实施例的断路器在图1中大体上以2指示。断路器2包括壳体4，其包封第一或固定触点组件6和第二或可移动触点组件8。固定触点组件6包括与凸耳或连接带12电连接的基部部件10。基部部件10还示出成支承固定触点14。可移动触点组件8包括支承可移动触点17的可移动或枢转臂16。可移动触点17与固定触点14选择性地接合，以建立电路。在过电流状态的情况下，可移动臂16转移，使可移动触点17与固定触点14解除接合，由此开启电路。电弧室20定位成邻近基部部件10并且布置为滑槽(chute)，以在可移动触点17与同固定触点14的接合分离时，收集和引导可在起弧事件期间流动的任何电弧气体，并且引导电弧气体离开断路器2。

根据示例性实施例，电弧室20包括过滤器组件24，其设置成与触点14,17流动连通，并且布置成在起弧事件期间接收电弧气体流。过滤器组件24包括多个过滤层30，其根据示例性实施例的方面可装固在框架31中。

各个过滤层30可使用编织的金属丝网形成。例如，在实施例中，各个过滤层30可由与彼此间隔开且平行于彼此的交叉的直的金属丝形成，其中紧密连结的波状金属丝大致上垂直于直的金属丝延伸，并且备选地在连续的直的金属丝中的至少一个之上和之下经过。将认识到的是，用于形成金属丝网的金属丝的大小和形状可从提供过滤器组件24的期望的网孔的任何期望的金属丝大小和形状中选择。在其它实施例中，其它编织图案可用于获得任何期望的大小和形状的过滤开口。例如，通过选择较大或较小的线规来将过滤层编织成期望的粗糙度或细度(即，网孔的相对大小)，通过过滤器组件的透气性可调节至期望的水平。

过滤器组件24还起作用，以在起弧事件期间过滤，去离子并且降低离开断路器的气体的温度。过滤层30构造成俘获可由电弧携带的任何碎屑，使可出现的气体去离子和冷却，并且调节电弧室20中的背压，以促进电弧捕获。在图2和图3中示出的示例性实施例中，过滤器组件24包括上游或入口过滤层32、下游或出口过滤层34以及多个中间过滤层36-40。在各种实施例中，下游出口过滤层34和中间过滤层36-40附加地用于增强或加强上游入口过滤层32。

根据示例性实施例的方面，上游过滤层32采取具有多个精细过滤开口43的可选择性定位的精细过滤层42的形式。在这一点上，应当理解的是，词组“可选择性定位”应当理解成意味着精细过滤层42可取决于电弧室20的期望的过滤、去离子、压力以及强度参数来布置在过滤器组件24中的任何位置处。此外，还应当理解的是，用语“精细过滤器”应当理解成意指具有比粗过滤器或中间过滤器小的网格区域开口的过滤器。同样地，应当理解的是，用语“粗过滤器”应当理解成意指具有比精细过滤器大的网格区域开口的过滤器。类似地，还应当理解的是，用语“中间过滤器”应当理解成意指具有比精细过滤器大的网格区域开口，以及比粗过滤器小的网格区域开口或比其大的网格区域开口的过滤器。一旦定位，则精细过滤层42可与中间过滤层36-40和下游粗过滤层34连结或者联结于它们，使得过滤器组件24可完全地集成。当然，还应当理解的是，过滤器组件24还可由不联结的单独层形成。

进一步根据示例性实施例，下游过滤层34由粗过滤层46限定，粗过滤层46具有上游侧47、下游侧48以及大于精细过滤开口43的多个粗过滤开口50。精细过滤层42定位在粗过滤层46的上游侧47上游。在示出的示例性实施例中，精细过滤层42(例如，具有比过滤器组件24中的任何其它层小的精细过滤开口的层)布置为上游或入口过滤层32。因此，根据实施例，粗过滤层46限定出口层34，其具有上游侧47和与上游侧相对的下游侧48，并且精细过滤层42限定入口层32，其设置在粗过滤层的上游侧47上。

尽管常规过滤器具有先前放置的过滤层，以通过过滤器逐渐地执行过滤(即，通过使用经由过滤器的越来越细的过滤)，因此允许仅渐进变小的颗粒流动至下一个过滤层，但是本文中描述的实施例不是如此布置。通过将精细过滤层42放置在粗过滤层46的上游侧处，最细颗粒的过滤较早出现在过滤器组件中，并且穿过精细过滤层42的气体可通过其余的下游过滤层分散和扩散。在实施例中，精细过滤层32相对于中间过滤层36-40的期望位置基于过滤器24的期望透气性以及取决于特定断路器特性的因素(如，期望的背压、压降、电弧气体温度，以及冲击过滤器组件24的上游表面的颗粒物质的性质)来确定。

因此，应当认识到的是，在各种实施例中，设想的是，精细过滤层42可定位为上游或入口过滤层32或中间过滤层36-40或两者，但是精细过滤层不定位为下游过滤层34。以该方式，精细过滤层42有利地由下游中间过滤层36-40、粗过滤层46或两者机械地支承或增强，以因此防止上游精细过滤层42由于在起弧事件期间向下游流动的气体和颗粒物质的高压而产生的变形。

设想的是，在各种实施例中，过滤器组件24的过滤层的顺序可相对于断路器壳体内的从上游至下游的电弧气体流布置成有利地形成过滤层的对称构造。过滤器组件24的此类对称构造将简化处理，并且实现过滤器在断路器内的较容易组装。例如，示例性实施例可布置成包括(从上游至下游提及)粗过滤层46，接着是中间过滤层44，接着是精细过滤层42，接着是中间过滤层44，接着是粗过滤层46。在此类过滤器组件24中，过滤器可安装在断路器壳体中，而不需要首先确定过滤器的入口侧32或出口侧34，用于断路器内的适当方位。

进一步根据示例性实施例的方面，各个中间过滤层36-40包括对应的多个中间开口54-58。中间开口54-58可大于或小于粗过滤开口50。此外，多个中间开口54-58中的各个的大小可针对各个中间过滤层36-40变化。因此，通过过滤器组件24的流动路径可能够取决于中间过滤层36-40、精细过滤层42以及粗过滤层46的设置而变化。还应当理解的是，图2和图3中示出的中间层还可取决于过滤器组件24的期望构造而用作入口层或出口层。

在图2和图3中示出的示例性实施例中，其中从上游至下游的流大体上由箭头指示，过滤器组件24包括上游或入口过滤层32、下游或出口过滤层34以及多个中间过滤层36-40。在此类实施例中，例如，上游或入口过滤层32包括精细过滤层42，精细过滤层42可由具有0.0055英寸的直径的不锈钢金属丝形成，该不锈钢金属丝以正方形编织图案布置成限定总计为精细过滤层42的上游面向表面区域的31％的精细过滤开口43。包括粗过滤层46的出口过滤层34设置在入口过滤层32下游。粗过滤层46可由具有0.023英寸的直径的不锈钢金属丝形成，该不锈钢金属丝以正方形波状图案布置成限定总计为粗过滤层46的上游面向表面区域的56％的粗过滤开口50。多个中间过滤层36-40可插置在入口过滤层32与出口过滤层34之间。这些中间过滤层36-40可由具有0.012英寸、0.016英寸、0.023英寸、0.016英寸以及0.023英寸的直径的不锈钢丝金属丝形成，该不锈钢丝金属丝分别以正方形编织图案布置成限定总计分别为相应中间过滤层36-40的上游面向表面区域的40％、46％、39％、46％以及39％的过滤开口。

在另一实例中，参照图4，根据示例性实施例的另一方面的过滤器组件85示出成包括上游过滤层88和下游过滤层90。精细过滤层93插置在上游过滤层88与下游过滤层90之间。多个粗糙层95和96也插置在上游过滤层88与下游过滤层90之间。在该实施例中，精细过滤层93，例如，具有比过滤器组件85中的任何其它过滤层小的精细过滤开口的层，用作中间过滤层。

进一步根据示例性实施例，各个过滤层36-40,42和46由网筛(未单独标记)形成。各个网筛可构成编织网筛或焊接网筛。此外，过滤层36-40,42和46中的一个或更多个可由金属网筛形成，而层36-40,42和46中的其它层可由非金属网筛形成。当然，还应当理解的是，层36-40,42和46中的各个可由金属网筛形成，并且相反地，层36-40,42和46中的各个可由非金属网筛形成。此外，金属网筛中的一个或更多个可构成磁性网筛。再进一步根据示例性实施例，网筛的开口几何形状可变化并且可包括矩形开口、正方形开口、圆形开口、椭圆形开口和/或三角形开口中的一种或更多种。

本文中使用的用语出于仅描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。如本文中使用的，单数形式"一"、"一个"和"该"旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。还将理解的是，用语"包括(comprises)"和/或"包含(comprising)"在用于本说明书中时表示叙述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并未排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组。

虽然已经结合仅有限数量的实施例来详细描述本发明，但应当容易理解，本发明不限于此类公开的实施例。相反，可修改本发明，以并入迄今未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变型、更改、替换或等同布置。另外，虽然已经描述了本发明的多种实施例，但将理解，本发明的方面可包括所描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。