一种低电流热脱扣航空断路器的制作方法

本实用新型涉及电气技术领域，具体是一种低电流热脱扣航空断路器。

背景技术：

目前应用在模拟飞行器上的航空断路器一般为电磁控制式的电子开关，不具备真正的过载保护功能，对飞行模拟的仿真程度较低；而采用真正的航空断路器应用在模拟飞行环境成本又会非常高。

航空断路器目前被国际主要企业垄断，价格居高不下，而传统模拟断路器与实际的航空断路器原理和性能上都存在较大差异。模拟断路器外形和操作方式与真正的航空断路器相同，但内部结构差异较大，多为带电磁控制系统的机械结构，利用控制信号电磁铁弹出手柄模拟电路故障，而具备过载保护功能的模拟断路器由于成本和结构限制，额定电流都较大，不能对低电流电路实施过载保护。

因此，需要进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种低电流热脱扣航空断路器，本断路器可实现低电流过载保护，且性能可靠，成本低。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种低电流热脱扣航空断路器，包括用于连接负载电路的进线端子和出线端子；其特征在于：还包括触头滑杆、勾扣板、双金属片组件和动触头；所述触头滑杆相对壳体线性滑动设置；所述勾扣板相对壳体摆动设置；所述双金属片组件包括第一导电块、第二导电块和绝缘层，第一导电块一端电连接进线端子，第一导电块另一端电连接第二导电块一端，第二导电块另一端电连接静触头，绝缘层设置于第一导电块与第二导电块之间，勾扣板与双金属片组件之间设置有推板，推板相对壳体活动设置；所述动触头与触头滑杆转动连接，动触头相对触头滑杆可摆动，所述动触头上设置有用于电连接静触头的第一动触片、以及用于电连接出线端子的第二动触片；所述断路器分闸状态下，触头滑杆控制动触头定位于初始位置，第一动触片与静触头不接触，第二动触片与出线端子不接触；所述断路器合闸状态下，触头滑杆驱动动触头与勾扣板相抵扣，动触头摆动以使第一动触片与静触头电连接、第二动触片与出线端子电连接，进线端子、双金属片组件、静触头、动触头和出线端子形成回路；所述断路器过载脱扣时，双金属片组件热变形以通过推板驱动勾扣板摆动，动触头与勾扣板脱扣并复位，使第一动触片与静触头断开连接、第二动触片与出线端子断开连接。

所述第一导电块和第二导电块分别为迂回延伸或盘旋延伸的条形导电金属片，第一导电块的入电端电连接进线端子，第一导电块的出电端电连接第二导电块的入电端，第二导电块的出电端电连接静触头。

所述双金属片组件底部通过固定支架设置于壳体上；所述固定支架包括相互配合装配的第一压板和第二压板，双金属片组件夹紧于第一压板与第二压板之间；所述双金属片组件顶部和勾扣板顶部分别具有一定的活动度，双金属片组件顶部与推板一端对应，勾扣板顶部与推板另一端对应。

所述第一压板上设有第一卡扣和/或第二卡台，所述第二压板上设有与第一卡扣对应的第一卡台和/或与第二卡台对应的第二卡扣；所述第一压板与第二压板组装时，第一卡扣与第一卡台相扣合，第二卡扣与第二卡台相扣合；所述进线端子至少部分和/或静触头至少部分外露于固定支架。

所述触头滑杆与动触头之间设置有第一弹性件，第一弹性件驱动动触头相对触头滑杆弹性复位摆动；所述动触头上设有钩扣，所述勾扣板上设有与钩扣对应的扣孔；所述断路器合闸状态下，钩扣随动触头活动至与扣孔相抵扣，以锁止触头滑杆，此时第一弹性件被压缩储能；所述断路器过载脱扣时，双金属片组件热变形驱动推板，推板驱动勾扣板摆动至钩扣与扣孔相脱扣，第一弹性件释放能量以通过动触头驱动触头滑杆复位活动。

所述勾扣板与壳体之间设置有第二弹性件，所述双金属片组件作用于推板的推力取消时，第二弹性件驱动勾扣板摆动复位。

所述触头滑杆通过转轴与动触头转动连接；所述壳体上设置有滑槽，转轴至少部分滑动式伸入滑槽，以引导触头滑杆相对壳体线性滑动。

所述触头滑杆上设置有按钮，按钮相对触头滑杆和/或壳体弹性复位线性滑动；所述按钮上设置有通孔，通孔内设置有可活动的钢珠；所述触头滑杆上设有具导向斜面的槽位；所述壳体上设有限位部；所述断路器合闸状态下，槽位上的导向斜面引导钢珠相对触头滑杆径向向外滑动至抵靠于限位部上，此时触头滑杆限制钢珠活动；所述断路器开闸状态下，钢珠在通孔和槽位中滚动；所述断路器过载脱扣时，动触头与勾扣板脱扣使触头滑杆对钢珠的限制压力消失，按钮通过通孔带动钢珠复位。

所述壳体包括螺管，按钮可滑动的套设于螺管内侧，触头滑杆可滑动的套设于按钮内侧，按钮至少部分外露于螺管；所述螺管与按钮之间设置有相互配合的止转键槽和止转键位，止转键位滑动在止转键槽上；所述螺管上设有容置腔，限位部为容置腔内壁。

所述容置腔上设置有第三弹性件，第三弹性件驱动按钮相对触头滑杆和/或壳体弹性复位滑动。

本实用新型的有益效果如下：

通过简化传统断路器的内部结构，即创新性的改进了动触头和双金属片组件的结构，使其获得与真正航空断路器同样的操作体验和保护性能，且具备较小的额定电流，大大降低成本，降低模拟飞行的硬件成本。具体是，通过将两片导电块焊接堆叠，并使用绝缘层将两者分隔，使双金属片组件在同样体积（投影面积相同）下增加回路长度，从而增加电阻、提升发热量、增强整体刚度，本堆叠结构的双金属片组件的热传导和热辐射对温升的影响比传统单片导电块的双金属片高，且同样热变形量下所需的电流更小，能有效的在超过0.3a（额定电流可降至0.3a）电路上进行脱扣，实现低电流过载保护，真实模拟航空断路器的性能，最大限度的模拟真实飞行的操作环境；这种堆叠结构使本双金属片组件在较小的电流下也能产生足够的热变形量和足够的力推动脱扣机构（勾扣板与动触头构成脱扣机构）动作；本双金属片组件的结构比传统使用绝缘耐热材料包裹双金属片后用发热丝缠绕辅助加热的结构在生产操作上更加便捷，节约生产成本。此外，动触头采用耐磨且具备高弹性的铜合金制作，结合自身结构上的改进，使脱扣机构的脱扣性能可靠，脱扣灵敏度高，且动触头是通过冲压一体成型，所以大大减少零件数量、装配时间、制造成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中断路器的整体立体图。

图2为本实用新型一实施例中断路器合闸状态的正向剖视图。

图3为本实用新型一实施例中断路器合闸状态的侧向剖视图。

图4为本实用新型一实施例中断路器分闸状态的正向剖视图。

图5为本实用新型一实施例中断路器分闸状态的侧向剖视图。

图6为本实用新型一实施例中断路器脱扣后的侧向剖视图。

图7为本实用新型一实施例中双金属片推动勾扣板脱扣的正向剖视图。

图8为本实用新型一实施例中勾扣板脱扣后动触头打开的正向剖视图。

图9为本实用新型一实施例中断路器合闸状态的内部结构示意图。

图10为本实用新型一实施例中双金属片与固定支架的组装示意图。

图11为本实用新型一实施例中双金属片与固定支架的分解图。

图12为本实用新型一实施例中脱扣机构的组装示意图。

图13为本实用新型一实施例中脱扣机构的分解图。

图中：1为盖帽，1-1为凹槽，2为按钮，2-1为通孔，2-2为止转键槽，3为螺管，3-1为限位部，3-2为止转键位，3-3为容置腔，4为推板，5为安装定位片，6为触头滑杆，6-1为槽位，7为钢珠，8为第一壳件，8-1为第一台阶，9为勾扣板，9-1为扣孔，10为第二弹性件，11为双金属片组件，11-1为第一导电块，11-2为第二导电块，11-3为绝缘层，12为调节螺丝，13为进线端子，14为动触头，14-1为第一动触片，14-2为第二动触片，14-3为钩扣，15为转轴，16为第一弹性件，17为出线端子，17-1出线触片，18为第一压板，18-1为压块，18-2为第一卡扣，18-3为第二卡台，19为静触头，19-1为静触片，20为第二压板，21为第二壳件，21-1为第二台阶，22为第三弹性件，23为滑槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1-图13，本低电流热脱扣航空断路器，包括用于连接负载电路的进线端子13和出线端子17，以及触头滑杆6、勾扣板9、双金属片组件11和动触头14；触头滑杆6相对壳体线性滑动设置；勾扣板9相对壳体摆动设置，其底部固定连接壳体，顶部为自由摆动端；双金属片组件11包括第一导电块11-1、第二导电块11-2和绝缘层11-3，第一导电块11-1一端电连接进线端子13，第一导电块11-1另一端电连接第二导电块11-2一端，第二导电块11-2另一端电连接静触头19，绝缘层11-3设置于第一导电块11-1与第二导电块11-2之间，双金属片组件11底部固定连接壳体，顶部为自由摆动端；勾扣板9顶部与双金属片组件11顶部之间设置有推板4，推板4相对壳体可横向活动设置，触头滑杆6贯穿推板4，触头滑杆6不影响推板4的横向活动；动触头14与触头滑杆6底部转动连接，动触头14相对触头滑杆6可弹性复位摆动，动触头14上一体冲压成型有用于电连接静触头19的第一动触片14-1、以及用于电连接出线端子17的第二动触片14-2，动触头14由耐磨高弹性的铜合金冲压而成，并冲压成型有两n形或倒置u形的悬臂，第一动触片14-1和第二动触片14-2分别设置于相应悬臂端部；断路器分闸状态下，触头滑杆6控制动触头14定位于初始位置，第一动触片14-1与静触头19不接触，第二动触片14-2与出线端子17不接触；断路器合闸状态下，触头滑杆6驱动动触头14与勾扣板9相抵扣，动触头14摆动以使第一动触片14-1与静触头19电连接、第二动触片14-2与出线端子17电连接，进线端子13、双金属片组件11、静触头19、动触头14和出线端子17形成回路；断路器过载脱扣时，双金属片组件11受热变形以通过推板4驱动勾扣板9摆动，动触头14与勾扣板9脱扣并复位，使第一动触片14-1与静触头19断开连接、第二动触片14-2与出线端子17断开连接。

进一步地，第一导电块11-1和第二导电块11-2分别为迂回延伸或盘旋延伸的条形导电金属片，第一导电块11-1的入电端电连接进线端子13，第一导电块11-1的出电端电连接第二导电块11-2的入电端，第二导电块11-2的出电端电连接静触头19；绝缘层11-3位于第一导电块11-1与第二导电块11-2之间以绝缘分隔第一导电块11-1中间部分和第二导电块11-2中间部分，使双金属片组件11在同样体积（投影面积相同）下增加回路长度，从而增加电阻、提升发热量、增强整体刚度（两导电块产生的推动力为传统单块导电块的两倍），本堆叠结构的双金属片组件11的热传导和热辐射对温升的影响比传统单片导电块的双金属片高，且同样热变形量下所需的电流更小，能有效的在超过0.3a电路上进行脱扣，实现低电流过载保护，真实模拟航空断路器的性能，最大限度的模拟真实飞行的操作环境。

进一步地，双金属片组件11底部通过固定支架设置于壳体上；固定支架包括相互配合装配的第一压板8和第二压板20，双金属片组件11底部夹紧于第一压板18与第二压板20之间；双金属片组件11顶部和勾扣板9顶部分别具有一定的活动度，双金属片组件11顶部与推板4一端对应，勾扣板9顶部与推板4另一端对应；双金属片组件11受热变形后可通过推板4作用勾扣板9，以使脱扣机构脱扣。

进一步地，第一压板18上设有第一卡扣18-2和第二卡台18-3，第二压板20上设有与第一卡扣18-2对应的第一卡台20-1、以及与第二卡台18-3对应的第二卡扣20-2；第一压板18与第二压板20组装时，第一卡扣18-2与第一卡台20-1相扣合，第二卡扣20-2与第二卡台18-3相扣合；进线端子13至少部分和静触头19至少部分外露于固定支架，静触头19外露部分设置有静触片19-1，第一动触片14-1与静触片19-1触碰实现彼此的电连接；进线端子13和出线端子17分别至少部分外露于壳体，出线端子17位于壳体内腔的端部设置有出线触片17-1，第二动触片14-2与出线触片17-1触碰实现彼此的电连接。

进一步地，触头滑杆6与动触头14之间设置有第一弹性件16，第一弹性件16为螺旋弹簧，第一弹性件16一端作用于触头滑杆6上、另一端作用于动触头14上，第一弹性件16驱动动触头14相对触头滑杆6弹性复位摆动；动触头14端部设有钩扣14-3，勾扣板9中部设有与钩扣14-3对应的扣孔9-1；断路器合闸状态下，钩扣14-3随动触头14活动至与扣孔9-1相抵扣，以锁止触头滑杆6，此时第一弹性件16被压缩储能；断路器过载脱扣时，双金属片组件11热变形驱动推板4，推板4驱动勾扣板9摆动至钩扣14-3与扣孔9-1相脱扣，第一弹性件16释放能量以通过动触头14驱动触头滑杆6复位活动。壳体上外露有调节螺丝12，调节螺丝12一端作用于第一压板18的压块18-1上，以调节双金属片组件11的初始挠度，使其满足脱扣所需的热变形量。

进一步地，勾扣板9与壳体之间设置有第二弹性件10，第二弹性件10为具有一定弹性的金属弹片，第二弹性件10一端连接勾扣板9、另一端抵靠于壳体上，双金属片组件11作用于推板4的推力取消时，第二弹性件10驱动勾扣板9向推板4方向弹性复位摆动。

进一步地，触头滑杆6通过转轴15与动触头14转动连接；壳体内腔两侧壁上分别设置有相对的两滑槽23，转轴15两端分别至少部分滑动式伸入滑槽23，以引导触头滑杆6相对壳体线性滑动；壳体上设置有第一台阶8-1和第二台阶21-1，当转轴15随触头滑杆6滑动至指定位置时，第一台阶8-1和第二台阶21-1分别限位作用于转轴15上，以防止触头滑杆6弹出。

进一步地，触头滑杆6顶部设置有按钮2，按钮2相对触头滑杆6和壳体弹性复位线性滑动；按钮2两侧分别开设有相互对称的通孔2-1，通孔2-1内设置有可活动的钢珠7；触头滑杆6顶部两侧分别设有具导向斜面的槽位6-1，槽位6-1截面呈横向的v形、“<”形或“>”形；壳体内侧设有限位部3-1；断路器合闸状态下，槽位6-1上的导向斜面引导钢珠7相对触头滑杆6径向向外滑动至抵靠于限位部3-1上，此时触头滑杆6限制钢珠7活动；断路器开闸状态下，钢珠7在通孔2-1和槽位6-1中滚动；断路器过载脱扣时，动触头14与勾扣板9脱扣使触头滑杆6对钢珠7的限制压力消失，按钮2通过通孔2-1带动钢珠7复位；盖帽1和按钮2采用强对比颜色，使得按钮2弹出时作出明显指示。

进一步地，壳体包括螺管3、以及彼此配合装配的第一壳件8和第二壳件21，螺管3固定装配于第一壳件8与第二壳件21之间，触头滑杆6被按钮2利用螺管3内壁和钢珠7卡持；按钮2可滑动的套设于螺管3内侧，触头滑杆6可滑动的套设于按钮2内侧，按钮2至少部分外露于螺管3，按钮2外露部分设置有盖帽1，盖帽1上设置有凹槽1-1用于粘贴或丝印额定电流等不同标识；螺管3与按钮2之间设置有相互配合的止转键槽2-2和止转键位3-2，止转键位3-2滑动在止转键槽2-2中，以防止按钮2相对螺管3转动，止转键槽2-2开设于按钮2外壁，止转键位3-2开设于螺管3内壁，止转键槽2-2和止转键位3-2分别沿轴线延伸；螺管3下部内侧设有容置腔3-3，按钮2和触头滑杆6至少部分滑动在容置腔3-3中，限位部3-1为容置腔3-3内顶壁。

进一步地，容置腔上设置有第三弹性件22，第三弹性件22为螺旋弹簧，第三弹性件22一端作用于按钮2底部、另一端作用于容置腔3-3内底壁，第三弹性件22驱动按钮2相对触头滑杆6和壳体弹性复位滑动。

具体工作原理

合闸过程：（参见图2和图3）当按下按钮2时，触头滑杆6被螺管3内壁和钢珠7卡持并下行，触头滑杆6同时驱动动触头14下行至钩扣14-3与扣孔9-1相搭扣；此时按钮2继续下行，以使动触头14绕转轴15逆时针小幅度转动，当按钮2下行至第一动触片14-1与静触片19-1电接触、第二动触片14-2与出线触片17-1电接触时，钢珠7径向向外移动至进入容置腔3-3，触头滑杆6在第一弹性件16作用下向上回弹一段距离，槽位6-1上的导向斜面对钢珠7径向向外挤，使钢珠7顶住限位部3-1；此时，按钮2在第三弹性件22的推动下向上小幅度复位，并通过钢珠7作用触头滑杆6小幅度回弹，直至钢珠7被限位部3-1顶住；由于第三弹性件22的弹力小于螺管3和触头滑杆6共同对钢珠7产生的合力，所以钢珠7会将按钮2和触头滑杆6锁止而保持在合闸状态。

分闸过程：（参见图4和图5）当拉动处于合闸状态的按钮2时，按钮2带动钢珠7向上运动，钢珠7被限位部3-1阻挡并往按钮2圆心方向运动（径向向内运动），开始缩进槽位6-1内；当钢珠7全部缩进通孔2-1内时，触头滑杆6被螺管3内壁和钢珠7卡持并上行，按钮2同时上行，且动触头14绕转轴15顺时针转动，使第一动触片14-1与静触片19-1分离、第二动触片14-2与出线触片17-1分离，钩扣14-3与扣孔9-1分离，按钮2在第三弹性件22作用下继续回弹，直至复位至分闸位置。

脱扣过程：（参见图6-图8）当通过双金属片组件11的电流达到保护电流时，双金属片组件11受热变形以推动推板4，推板4推动勾扣板9（图中的顺时针方向）摆动，使扣孔9-1与钩扣14-3分离；动触头14在第一弹性件16的作用下迅速断开与勾扣板9的接触；失去勾扣板9等支撑的触头滑杆6对钢珠7不再产生压力，导致按钮2在第三弹性件22的作用下弹性复位上行，钢珠7受限位部3-1的阻挡缩入通孔2-1内，此时按钮2带动钢珠7顶住槽位6-1上的导向斜面，推动触头滑杆6上行至分闸位置。

上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。