ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ
AUTOMATIC CIRCUIT BREAKER

Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматическим выключателям, предназначенным для включения и/или отключения тока и обеспечения защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и токов перегрузки.
Известен выключатель автоматический по патенту РФ №53814, МПК Н01Н 73/48, 2006.05.27, включающий корпус с крышкой, механизм свободного расцепления с рейкой и скобой, контактную систему с подвижным контактом и дугогасительными камерами, тепловой расцепитель и электромагнитные расцепители максимального тока в каждом полюсе, соединенные электрически, и соединение электромагнитного расцепителя с подвижным контактом контактной системы гибким токопроводом. Механизм свободного расцепления содержит валик и скобу с пазом, выполненным с возможностью перемещения в ней валика.
Известен автоматический выключатель по патенту РФ №65293, МПК Н01Н 73/48, 2007.07.27, содержащий механизм свободного расцепления, содержащий рукоятку, воздействующую на рычаг, две боковые стойки, соединенные осью, и скобу, установленную между ними на оси вращения с возможностью взаимодействия с указанным рычагом через установленный с возможностью вращения в скобе валик.
Общими недостатками известных конструкций являются ненадежность срабатывания механизма свободного расцепления и сложность сборки из-за неточности изготовления деталей в условия серийного производства.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому решению является выключатель автоматический по патенту РФ №2318266, МПК Н01Н 73/48, 2008.02.27, содержащий корпус с крышкой, механизм свободного расцепления с рейкой и скобой, имеющей зацепление с рычагом механизма свободного расцепления, контактную систему с подвижным и неподвижным контактами и дугогасительными камерами, тепловой и электромагнитный расцепители максимального тока в каждом полюсе, соединенные электрически, и соединение электромагнитного расцепителя с подвижным контактом контактной системы гибким токопроводом.
Недостатком известной конструкции является недостаточная эксплуатационная надежность за счет установки валика в скобе с возможностью перемещения. После автоматического срабатывания выключателя может произойти самопроизвольное зацепление скобы с рейкой, что не позволит произвести операцию «взвода» механизма свободного расцепления выключателя. Зацепление рычага со скобой через валик, установленный с возможностью перемещения, может привести к срывам зацепления скобы с рычагом из-за погрешностей изготовления деталей в условиях серийного производства. Также недостатком известной конструкции является сложность технологического процесса сборки механизма свободного расцепления.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является повышение эксплуатационной надежности работы автоматического выключателя, имеющего простую и надежную конструкцию механизма свободного расцепления.
Для решения этой задачи предлагается выключатель автоматический, содержащий корпус с крышкой, механизм свободного расцепления с рейкой и скобой, имеющей зацепление с рычагом механизма свободного расцепления, контактную систему с подвижным и неподвижным контактами и дугогасительными камерами, тепловой и электромагнитные расцепители максимального тока в каждом полюсе, соединенные электрически, соединение электромагнитного расцепителя с подвижным контактом контактной системы гибким токопроводом.
Новым является то, что зацепление рычага со скобой осуществляется через упор, жестко зафиксированный в скобе, подпружиненной пружиной, исключающей самопроизвольное зацепление скобы с рейкой механизма свободного расцепления.
По второму пункту упор выполнен в виде оси и жестко зафиксирован в скобе посредством накатки.
Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения позволяет получить технический результат - повышение эксплуатационной надежности работы автоматического выключателя за счет того, что упор жестко зафиксирован к скобе, а скоба, подпружиненная пружиной, в процессе протекания операции «автоматическое отключение» после срыва зацепления с рейкой гарантированно находится в положении «отключено автоматически» благодаря указанной пружине, что обеспечивает дальнейшее зацепление рычага со скобой при операции «взвода» выключателя автоматического. Кроме этого зацепление скобы с рычагом через упор, выполненный в виде оси, зафиксированной в скобе посредством накатки, обеспечивает простоту сборки механизма свободного расцепления и компенсирует погрешность изготовления деталей при серийном производстве.
На фиг.1 - изображен выключатель автоматический в разрезе;
На фиг.2 - вид А фиг.1.
Выключатель автоматический содержит корпус 1 с крышкой 2, механизм свободного расцепления 3, состоящий из двух боковин 4, рейки 5, рычага 6, пружин механизма свободного расцепления 7, скобы 8 с зафиксированным в ней упором 9 и возвратной пружиной 10, контактную систему, состоящую из неподвижного контакта 11, подвижного контакта 12 с осью вращения 13 и пружин растяжения подвижного контакта 14 с осями фиксации 15, дугогасительную камеру 16, установленную в каждом полюсе со стальными пластинами 17 и боковыми щеками 18. Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины 19, которая соединяется с токопроводящей шиной 20, образуя параллельную цепь. Электромагнитный расцепитель состоит из токопроводящей шины 20, соединенной гибким токопроводом 21 с подвижным контактом 12. Электромагнитный расцепитель содержит П-образный сердечник 22 и подпружиненный якорь 23 с регулировочным винтом 24. Якорь 23 закреплен в пазах корпуса 1 выключателя.
Устройство работает следующим образом.
При протекании токов короткого замыкания, достигших заданной величины тока, якорь 23 притягивается к сердечнику 22 и поворачивает рейку 5. Заданную величину тока регулируют регулировочным винтом 24. Рейка 5 выходит из зацепления со скобой 8 механизма свободного расцепления 3, скоба 8 поворачивается по часовой стрелке и рычаг 6 освобождается от зацепления с упором 9, скоба при этом под действием пружины 10 находится в отключенном положении. Механизм свободного расцепления 3 размыкает подвижный контакт 12 и неподвижный контакт 11 выключателя. Возникающая в процессе размыкания электрическая дуга втягивается за счет электродинамических сил и магнитных нолей в узкий промежуток между стальными пластинами 17 дугогасительной камеры 16 и за счет охлаждения и разбивки на отдельные маленькие дуги между стальными пластинами 17 гаснет.
При протекании больших токов короткого замыкания, в несколько раз превышающих заданную величину тока, под действием электродинамических сил подвижный контакт 12 отбрасывается от неподвижного контакта 11 и поворачивается на оси 13. Рейка 5 выходит из зацепления со скобой механизма свободного расцепления 3, скоба 8 поворачивается по часовой стрелке и освобождает рычаг 6 от зацепления с упором 9 и под действием возвратной пружины 10 остается в отключенном положении. Возникающая в процессе размыкания электрическая дуга втягивается за счет электродинамических сил и магнитных полей в узкий промежуток между стальными пластинами 17 дугогасительной камеры 16 и за счет охлаждения и разбивки на отдельные маленькие дуги между стальными пластинами 17 гаснет. При быстром размыкании контактов 11 и 12 токи коротких замыканий не успевают достигнуть предельных значений, и тепловое воздействие тока уменьшается.
При протекании токов перегрузки, меньших заданных токов короткого замыкания, биметаллическая пластина 19 нагревается под действием протекающего тока и изгибается в сторону рейки 5, поворачивая ее. Рейка 5 выходит из зацепления со скобой механизма свободного расцепления 3, скоба 8 поворачивается по часовой стрелке и освобождает рычаг 6 от зацепления с упором 9 и под действием возвратной пружины 10 остается в отключенном положении. Механизм свободного расцепления 3 размыкает контакты 11 и 12 выключателя.
Зацепление рычага 6 со скобой 8 происходит через упор 9, который выполнен в виде оси и жестко зафиксирован в скобе 8 посредством накатки. Скоба 8 под действием пружины 10 возвращается в отключенное положение, тем самым исключает самопроизвольное зацепление скобы 8 с рейкой 5. При самопроизвольном зацеплении скобы с рейкой невозможно проведение операции «взвод выключателя».
Предлагаемая конструкция выключателя автоматического надежна и стабильна в работе, компенсирует влияние погрешности изготовления деталей в условиях серийно производства и упрощает технологию сборки выключателя.