一种断路器的制作方法

文档序号:14992564发布日期:2018-07-20 22:38阅读:140来源:国知局

本发明涉及电路保护电器领域,特别地,涉及一种断路器。



背景技术:

断路器是一种可开断异常回路中的电流的开关装置,其能够对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生短路或过载等故障时能够自动切断电路,以达到保护电路的目的。

目前,市面上仅有的断路器,其上仅设置有电磁脱扣器或热脱扣器,在实际工作时,当电磁脱扣器或热脱扣器发生故障时,断路器便失去保护功能,从而增加了电路的安全隐患,工作可靠性低。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中存在的上述缺陷,现提供一种具有双重保护功能的断路器,旨在降低电路的安全隐患,提高工作可靠性。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是:一种断路器,所述断路器包括壳体以及安装在所述壳体内的电磁脱扣器、热脱扣器、顶撑机构和控制系统,所述电磁脱扣器与所述热脱扣器串联后接入保护电路中,所述壳体内可活动地设有能够导通或断开保护电路的锁杆,所述顶撑机构能够与所述锁杆锁持并且在所述电磁脱扣器及所述热脱扣器发生动作时与所述锁杆分离,所述控制系统包括控制器及与所述控制器电性连接的感应器和执行机构,所述感应器用于检测保护电路中的相关物理参数并传递给所述控制器,所述控制器用于控制所述执行机构发生动作以使得所述顶撑机构与所述锁杆分离。

进一步地,所述壳体内安装有用于连接在保护电路中的触点,所述锁杆上设有与所述触点配合的导电体,所述锁杆远离所述顶撑机构的一端与所述壳体之间可伸缩地设置有第一弹性件。

进一步地,所述电磁脱扣器包括电磁铁、摆动杆、衔铁以及设于所述摆动杆与所述壳体之间的第二弹性件,所述电磁铁串联在保护电路中,所述摆动杆可摆动地设于所述壳体上,所述衔铁对应所述电磁铁设于所述摆动杆的一端,所述第二弹性件位于所述摆动杆的转动中心远离所述衔铁的一端,所述摆动杆远离所述衔铁的一端能够抵顶所述顶撑机构。

进一步地,所述热脱扣器包括连接在保护电路中的加热元件以及设于所述加热元件上的变形件,所述变形件能够在所述加热元件的加热作用下发生变形从而抵顶所述顶撑机构。

进一步地,所述执行机构包括安装在所述壳体上的电机以及安装在所述电机的输出端的凸轮,所述电机与所述控制器电性连接,所述凸轮能够在所述电机的带动下转动以抵顶所述顶撑机构。

进一步地,所述顶撑机构包括顶杆、设于所述顶杆顶部的搭杆以及设于所述搭杆与所述壳体之间的第三弹性件,所述搭杆的一端与所述壳体铰接,所述搭杆的另一端能够与所述锁杆锁持,所述顶杆能够被所述电磁脱扣器及热脱扣器抵顶,所述搭杆能够被所述执行机构带动。

进一步地,所述锁杆的一端向上凸设有锁键,所述搭杆的一端向下凸设有与所述锁键配合的搭勾。

进一步地,所述变形件为双金属片。

进一步地,所述感应器为电流传感器,所述控制器内设有预设值,当该电流传感器检测的电流值大于或等于预设值时,所述控制器控制所述执行机构发生动作以使得所述顶撑机构与所述锁杆分离。

本发明的有益效果是:本发明提供的断路器,工作时,电磁脱扣器及热脱扣器以机械保护的方式通过保护电路中电流大小控制顶撑机构的动作,同时,控制系统以电子保护的方式通过检测保护电路中相关物理参数同样能够控制顶撑机构的动作,由此,使得该断路器具有机械保护与电子保护双重保护功能,降低了电路的安全隐患,工作可靠性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的断路器的结构示意图;

图2是图1所示断路器中控制系统的电路控制图。

图中:10、壳体,101、触点,102、锁杆,103、导电体,104、第一弹性件,105、操作手柄,106、锁键,20、电磁脱扣器,21、电磁铁,211、铁芯,212、线圈,22、支撑座,23、摆动杆,231、凸起,24、衔铁,25、第二弹性件,30、热脱扣器,31、加热元件,32、变形件,40、顶撑机构,41、顶杆,411、第一抵持部,412、第二抵持部,42、搭杆,421、搭勾,43、第三弹性件,50、控制系统,51、控制器,52、感应器,53、执行机构,531、电机,532、凸轮,533、外置电源。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

请参阅图1和图2,本发明提供了一种断路器,该断路器包括壳体10以及安装在壳体10内部的电磁脱扣器20、热脱扣器30、顶撑机构40和控制系统50。

壳体10大致呈箱体结构,壳体10的内部安装有三对触点101,三对触点101平行并列设置,且三对触点接连接在被保护的电路中。壳体10的内部可移动地设置有锁杆102,锁杆102上对应三对触点101连接有导电体103,锁杆102同时穿过三对触点101,且导电体103能够与对应的一对触点101接触并电性导通,本实施方式中,导电体103为铜片,可以理解地,在其他未示出的实施方式中,导电体103还可以由不锈钢、钨等导电材料制成。

另外,锁杆102的一端与壳体10的内壁之间连接有第一弹性件104,当第一弹性件104处于自然状态时,导电体103与对应的一对触点101分离;当拉动锁杆102时,第一弹性件104发生变形且导电体103与对应一对触点101相接触并电性导通。本实施方式中,第一弹性件104为弹簧。可以理解地,在其他未示出的实施方式中,第一弹性件104还可以是诸如薄钢片等具有弹性和刚性的元件,此处不作限制。

本实施方式中,锁杆102上远离第一弹性件104的一端连接有操作手柄105,操作手柄105与壳体10铰接且部分伸出至壳体10的外部,用户通过拉动操作手柄105,可带动锁杆102移动,从而控制导电体103与触点101接触或分离,进而控制被保护电路的通断情况。

进一步地,锁杆102上位于操作手柄105远离第一弹性件104的一端向上凸设有锁键106。

电磁脱扣器20包括电磁铁21、连接在壳体10上的支撑座22、可摆动的连接在支撑座22上的摆动杆23、连接在摆动杆23的一端且对应电磁铁21的衔铁24以及设置在摆动杆23与壳体10之间的第二弹性件25,第二弹性件25位于支撑座22远离所述衔铁24的一侧,且第二弹性件25的一端与摆动杆23连接,第二弹性件25的另一端与壳体10连接。

电磁铁21包括铁芯211以及绕设在铁芯211外部的线圈212,线圈212的两端分别接入同一电路中,从而将电磁铁21串联在被保护电路中。衔铁24设置在电磁铁21的上方,摆动杆23上位于支撑座22远离衔铁24的一端向上凸设有凸起231。当电路中通过正常电流时,电磁铁21产生的电磁力小于第二弹性件25的弹力,此时,衔铁24不能够被电磁铁21吸动,断路器正常运行。当线路中出现短路故障时,电流超过正常电流的若干倍,电磁铁21产生的电磁力大于第二弹性件25的弹力,此时,衔铁24在电磁力的作用下克服第二弹性件25的弹力向电磁铁21靠近,使得摆动杆23上的凸起231向上移动。

本实施方式中,第二弹性件25为弹簧,可以理解地,在其他未示出的实施方式中,第二弹性件25还可以是诸如薄钢片等具有弹性和刚性的元件。

热脱扣器30与电磁脱扣器20的电磁铁21串联,热脱扣器30包括串联在线圈212上的加热元件31以及设置在加热元件31上的变形件32。

加热元件31串联在电路中,加热元件31为具有电阻值的导电件,本实施方式中,加热元件31为不锈钢加热丝。当有电流通过加热元件31时,加热元件31温度升高,并将热量传递给变形件32,使变形件32发生变形。本实施方式中,变形件32为双金属片,且该金属片上热膨胀系数较大的材料为锰镍铜合金、镍铬铁合金和镍锰铁合金中的一种,其上热膨胀系数较小的材料为镍铁合金。

顶撑机构40包括顶杆41、连接在顶杆41顶部的搭杆42以及连接在搭杆42与壳体10之间的第三弹性件43,且搭杆42的一端与壳体10铰接,第三弹性件43的一端与搭杆42连接,第三弹性件43的另一端与壳体10连接。

顶杆41的侧壁上对应凸起231凸设有第一抵持部411,顶杆41的下端对应变形件32设置有第二抵持部412。当电路发生短路故障时,凸起231向上移动推抵第一抵持部411,进而使得搭杆42在顶杆41的带动下克服第三弹性件43的弹力向上发生摆动;当电路中通过正常电流时,加热元件31使得变形件32弯曲至一定程度并达到动态平衡状态,变形件32不再继续弯曲,此时,变形件32并未与第二抵持部412相抵持或刚好与第二抵持部412相接触;当出现过载故障时,电路中电流增加,变形件32将继续弯曲,进而推抵第二抵持部412,最终使得搭杆42在顶杆41的带动下克服第三弹性件43的弹力向上发生摆动。本实施方式中,第三弹性件43为弹簧,可以理解地,在其他未示出的实施方式中,第三弹性件43还可以是诸如薄钢片等具有弹性和刚性的元件。

进一步地,变形件32的变形是指变形件32向靠近或远离第二抵持部412的方向弯曲变形,或者沿变形件32的长度方向的延伸,变形的方向并不作具体限定,只需满足变形后能够推抵第二抵持部412即可。

搭杆42位于顶杆41远离第三弹性件43的一端向下凸设有与锁键106配合的搭勾421,当断路器处于正常工作状态时,搭杆42并未被顶起,此时,搭勾421能够与锁键106相互锁持。当电路断路或过载时,搭杆42被顶起,搭勾421与锁键106分离,使得锁杆102在第一弹性件104的复位作用下朝远离搭杆42的方向移动,进而使得导电体103与触点101分离,此时,电路处于中断状态,从而达到保护电路的目的。由于电路中无电流通过,此时,搭杆42失去抵顶作用,在第三弹性件43的复位作用下回复至原位,用户欲接通电路时,只需拉动操作手柄105使锁键106与搭勾421锁持即可实现导电体103与触点101的电性连接关系。

可以理解地,在其中一个未示出的实施方式中,支撑座22还可以省略,此时,摆动杆23直接摆动连接在壳体10上,第二弹性件25位于摆动杆23的转动中心远离衔铁24的一端,同样能够起到相同效果。

控制系统50包括控制器51以及分别与控制器51电性连接的感应器52和执行机构53。感应器52连接在被保护电路中,用于检测电路中的相关物理参数并将其转化成为数字信号传递给控制器51,控制器51内设置有预设值,控制器51将接收到的信号与所述预设值比较后进而控制执行机构53的动作。可以理解地,控制器51的预设值的类型与感应器52感应的物理参数类型一致(例如,感应器52检测的是电流值,则控制器51的预设值也是电流值),所述预设值可以是出厂时就已经由出厂商设定完成,还可以是出厂后由用户根据实际使用情况自行设定。

本实施方式中,感应器52为用于检测电路中电流值的电流传感器,执行机构53包括安装在壳体10上的电机531以及安装在电机531的输出端的凸轮532,具体地,电机531与控制器51电性连接,凸轮532设置在搭杆42的下方,且凸轮532的外周面与搭杆42相抵持。当感应器52检测到的电流值小于控制器51的预设值时,控制器51不会控制电机531转动,进而使得凸轮532无法旋转,此时,搭杆42未被凸轮532顶起,搭杆42的搭勾421与锁杆102的锁键106未分离,被保护电路正常连通;当感应器52检测到的电流值大于或等于控制器51的预设值时,控制器51便会控制电机531转动,进而带动凸轮532旋转,此时,搭杆42逐渐被凸轮532顶起,直至使得搭杆42的搭勾421与锁杆102的锁键106分离,锁杆102在第一弹性件104的复位作用下移动,从而使得导电体103与触点分离,被保护电路断开,由此,对电路起到保护作用。

进一步地,电机531还连接一外置电源533(例如,蓄电池等),该外置电源533能够由用户自行控制从而向电机531供电,当搭杆42被凸轮532顶起时,电机531能够在外置电源533的电驱动作用下转动,从而带动凸轮532旋转,使得搭杆42回复至被顶起之前的位置。

可以理解地,在其他未示出的实施方式中,感应器52还可以是电压传感器,用于检测电路中的电压值,控制器51根据比较检测的电压值与预设的电压值的情况控制电机531的动作。具体地,当感应器52检测到的电压值大于控制器51的预设值时,控制器51不会控制电机531转动,此时,搭杆42未被顶起,电路正常连通;当感应器52检测到的电压值大于或等于控制器51的预设值时,控制器51便会控制电机531转动,进而使得搭杆42在凸轮532的带动下被顶起,此时,被保护电路断开。

在一个未示出的实施方式中,执行机构53还可以是压缩缸,当保护电路中的电流值大于控制器51的预设值时,控制器51能够控制压缩缸运行,压缩缸的伸出端将搭杆42顶起,从而实现电路保护。可以理解地,执行机构53的具体结构不作限定,只需满足执行机构53能够在控制器51的控制下将搭杆42顶起进而使电路断开即可。

本发明提供的断路器,工作时,电磁脱扣器20及热脱扣器30以机械保护的方式通过保护电路中电流大小控制顶撑机构40的动作,同时,控制系统50以电子保护的方式通过检测保护电路中相关物理参数同样能够控制顶撑机构40的动作,由此,使得该断路器具有机械保护与电子保护双重保护功能,降低了电路的安全隐患,工作可靠性高。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1