ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ РАЗРЯДНИК ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ИСКРОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ С ОДНИМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМИ ЗАЩИТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
PLUG-IN DISCHARGER WITH ONE OR SEVERAL PROTECTIVE ELEMENTS FOR PROTECTION AGAINST SPARK OVERVOLTAGES

Область техники
Изобретение относится к подключаемому разряднику для защиты от перенапряжений (далее - разряднику) с одним или несколькими защитными элементами, которые расположены в конструктивном блоке с оптической индикацией неисправности, а также с тепловым устройством максимальной токовой защиты, которое содержит механическое исполнительное устройство для срабатывания контакта связи для сигнализации об ошибках, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Далее, изобретение содержит корпусной элемент для механического и электрического приема (установки) по меньшей мере одного подключаемого разрядника.
Уровень техники
Из немецкой полезной модели DE 202004006227 известен разрядник с контактом связи для сигнализации об ошибках. Срабатывание беспотенциальной механики происходит в этом решении с помощью теплового контроля установленных варисторов или триггерного устройства используемого сетевого искрового промежутка в соответствующих подключаемых блоках, причем срабатывание передается через натянутые пружины с помощью толкателя или гибкой пластины. В корпусе устройства защиты от перенапряжений это механическое движение с помощью управляющего толкателя и включающего коромысла, прикрепленного к нему с возможностью поворота, переносится на микровыключатель, который на своих выходах дает беспотенциальный переключающий контакт.
Далее, из DE 10001667 С1 известен многополюсный разрядник для применения в низковольтных системах электроснабжения, содержащий один-единственный, по существу U-образный, корпус с соединительными клеммами в основной части для активных проводов и потенциалом земли, причем в кожухе основной части предусмотрены направляющие для съемного принятия подключаемых блоков, электрически контактируемых с соединительными клеммами, причем подключаемые блоки содержат элементы варисторов или искровых промежутков.
Согласно DE 10001667 С1 в основании корпуса предусмотрена выемка для принятия микровыключателя для индикации связи. Далее, для индикации связи в основании предусмотрена щель, проходящая в продольном направлении или горизонтально, а в щели расположено сквозное плоское включающее коромысло. Включающее коромысло взаимодействует с упомянутым микровыключателем. Основание содержит в области каждого подключаемого защитного элемента отверстие, проходящее в поперечном направлении или вертикально, с доступом к переключающему коромыслу. В каждое отверстие вставляется устройство воздействия на коромысло, причем вертикально выступающий кулачок этого узла входит в соответствующее отверстие в кожухе и взаимодействует со срабатывающим штифтом для контроля функциональности в каждом защитном элементе. Устройства воздействия на коромысло содержат другой, направленный к включающему коромыслу, кулачок, а также штифт для направляющего принятия винтовой нажимной пружины, которая опирается на включающее коромысло.
С помощью включающего коромысла и устройств воздействия на коромысло функции подключенных защитных элементов могут быть проверены с помощью одного-единственного микровыключателя, причем возможен также контроль комплектации.
Названные выше решения требуют, таким образом, воздействующее коромысло, причем поворотным движением осуществляется воздействие на микровыключатель. По причине допусков, которых невозможно избежать, и по причине цепочек допусков, которые образуются из-за наличия отдельных элементов, возникают проблемы с настройкой конечной точки микровыключателя и, таким образом, имеется опасность ошибочного срабатывания. При необходимых поворотных движениях наряду с допусками усложняющим образом добавляется функционально обусловленный зазор подшипника поворотной оси. Кроме того, при решениях по уровню техники как в корпусе, так и в подключаемых блоках требуются пружинные энергоаккумуляторы в качестве элементарного усилия, чтобы желаемые механические движения привели к срабатыванию микровыключателя.
К уровню техники относятся также устройства защиты от перенапряжения, содержащие варисторы, у которых функция теплового контроля реализуется с помощью подсоединенных термосопротивлений. Термосопротивления принимают ту же температуру, что и варисторы, и при превышении граничного значения разрывают цепь тока. Этот разрыв может быть сигнализирован электрическими, оптическими и/или акустическими функциональными модулями на центральное устройство более высокого уровня.
Недостатком этих решений является отсутствующая свобода от тока утечки, так как постоянно требуется небольшой рабочий ток для индикации и дополнительно еще один модуль, например реле для подготовки беспотенциального переключающего контакта, которое затем также потребляет ток.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы создать усовершенствованный подключаемый разрядник, а также корпусной элемент для механического или электрического приема (установки) подобных разрядников, причем разрядник и корпусной элемент способствуют надежному срабатыванию контакта связи для сигнализации об ошибках, причем это должно достигаться с помощью конструкции нового вида, которая исходит из жестких цепочек допусков. Таким образом, может быть предотвращено ошибочное срабатывание установленных в качестве контакта связи микровыключателей.
Поставленная задача изобретения решена в подключаемом разряднике с комбинацией признаков по п.1 формулы изобретения, а также применительно к корпусному элементу с комбинацией признаков по п.9 формулы изобретения, причем зависимые пункты содержат по меньшей мере целесообразные варианты реализации и развития идеи изобретения.
Основная идея изобретения заключается в конструкции, которая избегает поворотных (качательных) движений, являющихся недостатком, и ориентирована исключительно на прямолинейные движения перемещения, перпендикулярные направлению подключения разрядника.
С помощью этой конструкции преобразование электрической информации о состоянии контролируемого элемента в механическое движение производится особо помехозащищенным образом. При этом в качестве воздействия для срабатывания могут использоваться тепловые величины, например, при использовании спая, а также токовые величины, например, при использовании элементов, восприимчивых к максимальному току, например предохранителей с плавкой вставкой из проволоки.
Конструкция устройства в целом при этом является особенно прочной и несмотря на это оптимальной для изготовления. Логика отдельных сигналов при многополюсном устройстве происходит в виде логического соединения «ИЛИ».
Исходя из самих по себе известных подключаемых разрядников с одним или несколькими защитными элементами, которые расположены в конструктивном блоке с оптической индикацией неисправности, а также с тепловым устройством максимальной токовой защиты, которое содержит механическое исполнительное устройство для срабатывания контакта связи, согласно изобретению предусмотрен толкатель, выполненный подвижным поперек направления подключения разрядника и направляемый прямолинейно, причем толкатель имеет эластичный язычок в качестве блокировки.
Свободный конец эластичного язычка блокирован запорным элементом. Тепловое устройство максимальной токовой защиты содержит воздействующий штифт, который в случае срабатывания воздействует на свободный конец язычка, чтобы вывести его из блокирующего положения.
Подвижный толкатель имеет свободный участок в форме перемычки, который проходит через соответствующее отверстие в кожухе разрядника.
Если воздействующий штифт действует на свободный конец язычка, то толкатель разблокируется и может выполнять продольное движение.
Предпочтительно направление поворота свободного конца язычка выбрано перпендикулярно направлению движения толкателя.
Далее, кожух разрядника содержит направляющий паз для толкателя, чтобы гарантировать его надежное движение без опрокидывания.
В преимущественном варианте реализации тепловое устройство максимальной токовой защиты имеет цилиндрическую форму со встроенным подпружиненным ударным воздействующим штифтом.
Направление поворота свободного конца язычка и направление движения ударного воздействующего штифта теплового устройства максимальной токовой защиты лежат на одной оси, то есть оба направления по существу совпадают.
Толкатель содержит уголок с индикаторной поверхностью для индикации неисправности.
Индикаторная поверхность может содержать цветовую маркировку или быть окрашена, причем крышка для закрывания разрядника содержит на своей верхней стороне смотровое окно, являющееся частью оптической индикации неисправности.
Эта крышка является частью кожуха разрядника и содержит боковую стенку, которая предохраняет толкатель от бокового движения и, тем самым, способствует дополнительному направлению.
Корпусный элемент, служащий для механического и электрического принятия (установки) по меньшей мере одного подключаемого разрядника по настоящему изобретению, имеет U-образную форму и оснащен переключающим устройством для беспотенциального сообщения о состояниях неисправности. Это устройство сообщений является предпочтительно микровыключателем.
На внутренней поверхности полки корпусного элемента предусмотрен проем, причем в проеме находится пружинно натянутый сдвигаемый переключающий элемент. Свободный переключающий конец переключающего элемента при установленном разряднике взаимодействует со свободным, имеющим форму перемычки участком толкателя и переносит пружинное усилие на толкатель, причем в случае срабатывания устройства максимальной токовой защиты подпружиненный переключающий элемент разблокируется благодаря толкателю, который более не заблокирован. Вследствие этого переключающий элемент выполняет движение перпендикулярно направлению подключения разрядника.
Направление движения переключающего элемента и направление движения толкателя совпадают с точки зрения описанного выше взаимодействия.
В корпусе расположена скользящая передвижная штанга, которая может выполнять движение перпендикулярно переключающему элементу, причем передвижная штанга отклонена в заданное положение с помощью пружинного элемента.
Далее переключающий элемент или переключающие элементы могут с помощью наклонных плоскостей вывести передвижную штангу из ее заданного положения, чтобы привести в действие переключающее устройство.
Передвижная штанга или конструкция, состоящая из множества передвижных штанг, расположена с экономией места в верхней части U-образной полки.
Из сказанного выше следует, что пружины для создания пружинного усилия сдвигаемых переключающих элементов необходимы только в корпусном элементе.
Толкатель в подключаемом разряднике представляет собой блокирующий узел, выполненный с возможностью изменения относительно состояния работы или неисправности разрядника, причем этот узел разблокируется тогда, когда возникает состояние неисправности. Разумеется, здесь возможен также кинематический возврат без изменения основного принципа изобретения.
Подключаемый разрядник или его конструктивный блок содержит две камеры, причем первая, нижняя, камера принимает в себя закрытый искровой промежуток (искровой разрядник) или подобный разрядник.
Торцы нижней камеры образуются поверхностями штепсельных контактов, причем эти поверхности электрически соединены с искровым разрядником.
Далее, выполнена вторая, верхняя, камера, которая принимает в себя устройство максимальной токовой защиты, а также оптическую индикацию неисправности.
Между нижней и верхней камерой находится разделительная стенка, которая содержит электромонтажную конструкцию, например печатную плату. Эта печатная плата может содержать в зависимости от применения, например, триггерную схему.
Разделительная стенка содержит паз для направления толкателя и имеет приформованный запорный элемент.
Нижняя камера выполнена с возможностью запирания с помощью днища, подогнанного ко внешнему контуру искрового разрядника.
Верхняя камера содержит две боковые стенки, проходящие параллельно от разделительной стенки, причем одна боковая стенка образует первый упор для ограничения хода толкателя, а углубление в разделительной стенке образует второй упор для ограничения хода передвижения.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение поясняется более подробно на основании одного из вариантов реализации, а также с помощью фигур.
На них показано следующее.
Фиг.1: фрагмент подключаемого разрядника с различимым расположением толкателя и устройства максимальной токовой защиты.
Фиг.2: вид, аналогичный таковому по фиг.1, но с удаленными печатной платой и устройством максимальной токовой защиты.
Фиг.3 и 4: фрагмент, аналогичный таковому по фиг.1, с несработавшим воздействующим штифтом (фиг.3) и в состоянии сработавшего устройства максимальной токовой защиты (сработавший воздействующий штифт, фиг.4).
Фиг.5: вид, часть узлов не показана, с взаимодействием толкателя и переключающего элемента.
Фиг.6: вид снизу - открытый корпусной элемент с различимой передвижной штангой и микровыключателем.
Фиг.7: вид сверху на подключаемый разрядник с оптической индикацией неисправности в состоянии «в порядке» и «неисправность».
Фиг.8 и 9: виды, аналогичные таковым по фиг.5 и 6, но в состоянии устройства контакта связи «в порядке».
Фиг.10: вид сверху на многополюсную конструкцию подключаемых разрядников в корпусе, часть узлов не показана, с состоянием «неисправность» различимого на чертеже левого разрядника.
Фиг.11: вид, аналогичный таковому по фиг.10, но в состоянии «в порядке» и в различимом в этой связи положении передвижной штанги и положении переключающего элемента микровыключателя.
Осуществление изобретения
Как видно из фигур, срабатывание беспотенциальной индикаторной механики происходит с помощью устройства максимальной токовой защиты с ударным штифтом, которое в указанном примере придано триггерной цепи.
Это устройство максимальной токовой защиты с ударным штифтом защищает соответствующий модуль от недопустимых рабочий состояний, например от недопустимо высокого рабочего напряжения и перегрузок, то есть импульсных токовых нагрузок вне максимальных граничных областей, таким образом, что триггер или контрольная цепь прерывается и выполняется сигнализация.
Движение ударного штифта реализует при этом преобразование электрического процесса в механическую величину.
При срабатывании устройства максимальной токовой защиты с ударным штифтом пружинная сила встроенной спиральной пружины воздействует на полку индикаторного элемента, который заблокирован на изолирующей пластине, и, тем самым, отпускает его.
Отпусканием блокирующего индикаторного элемента этот элемент двигается посредством пружинной силы переключающего устройства в осевом направлении выключателя. При этом происходит, с одной стороны, оптическая индикация в смотровом окне на самом соответствующем подключаемом модуле, то есть индикация меняется с зеленой на красную.
С другой стороны, вследствие этого скользящего передвижного движения выключателя изначальный сигнал срабатывания сигнального прибора переносится из подключаемого модуля в корпусной элемент.
В корпусном элементе это передвижение выключателя преобразуется в перемещение, перпендикулярное оси выключателя. Реализуется это с помощью передвижной штанги, пружина которой имеет меньшее усилие, чем пружина выключателя, вследствие чего передача усилия происходит благодаря двум наклонно проходящим поверхностям.
Благодаря выполнению толкателя, например благодаря углу соответствующего наклона, любая характеристика «путь-сила» может быть подобрана ко всей конструкции.
Выполнением этих наклонных поверхностей также возможна компенсация имеющегося зазора подшипника, то есть имеющегося допуска.
Скользящее передвижение толкателя освобождает затем нажатый микровыключатель, который на своих выходах создает беспотенциальный переключающий контакт. Воздействие на микровыключатель происходит также с помощью поверхности, проходящей наклонно к направлению движения.
В несработавшем состоянии сила пружин, соединенных с толкателем, то есть с передвижной штангой, больше, чем сила микровыключателя, и, таким образом, он нажат. Передвижная штанга в случае примера выполнена четырехполюсной, причем каждый отдельный подключаемый модуль один в состоянии выполнить описанное выше скользящее передвижение в смысле логики «ИЛИ».
Кроме срабатывания сигнального прибора в подключаемом модуле с помощью поясненной конструкции может быть индицировано также отсутствие подключаемого модуля, так как без установленного подключаемого блока микровыключатель и, тем самым, четырехполюсный толкатель находится в «сработавшем» состоянии.
Конструкция согласно варианту реализации содержит только одну небольшую зависимость от допусков по причине механической передачи сигналов посредством одного скользящего передвижения или нескольких связанных подобных передвижений.
Передача сигнала через предпочтительно наклонные поверхности на выключателе или на передвижной штанге не требует поворотов или качательных движений. Соответствующие материалы могут обладать хорошими скользящими свойствами. С помощью конкретного выбора формы и использования определенных материалов характеристика включения может быть настроена в широких границах.
С помощью расположения скользящей штанги в U-образной полке корпусного элемента получается экономящее место механическое объединение для многополюсных приборов или отдельная сигнализация при однополюсном исполнении.
Согласно фиг.1 и 2 подключаемый разрядник содержит нижнюю камеру 23 и верхнюю камеру 26.
Нижняя камера принимает в себя, например, закрытый искровой разрядник 24. Сбоку от нижней камеры предусмотрены поверхности 25 штепсельных контактов, свободные подключаемые поверхности которых входят в ответный подключаемый блок в основании.
Между нижней камерой 23 и верхней камерой 26 расположена разделительная стенка 27, принимающая в себя электромонтажную конструкцию 28.
Электромонтажная конструкция 28 может иметь триггерную схему и содержит тепловое устройство 5 максимальной токовой защиты.
Тепловое устройство 5 максимальной токовой защиты содержит воздействующий штифт 6, который в случае срабатывания двигается в направлении свободного конца 3 эластичного язычка 2.
Вследствие этого движения воздействующего штифта 6 свободный конец 3 язычка 2 двигается вдоль блокирующего элемента 4 и, таким образом, толкатель 1 может выполнять движение поперек направления подключения разрядника.
Толкатель 1 имеет свободный участок 7, который выполнен выступающим.
Этот свободный участок 7 выступает из отверстия 8 кожуха 9 разрядника.
В кожухе 9 или в разделительной стенке 27 предусмотрен еще направляющий паз 10 для толкателя 1.
Посредством уголка толкателя 1 выполнена индикаторная поверхность 11, которая имеет цветное покрытие или окрашена.
Эта индикаторная поверхность 11 следует за движением толкателя 1 и приводит к изменению цвета в смотровом окне 14 (см. фиг.7).
Боковая стенка 13 крышки 12 образует боковой упор для толкателя 1, и, таким образом, гарантируется его надежное направление. При этом следует иметь в виду, что виды по фиг.1 и 2 или 5, 8, 10 и 11 содержат для узнаваемости фрагментов частично непоказанные части корпуса, и поэтому упорное воздействие боковой стенки 13 крышки 12 здесь не показано.
Корпусной элемент 16 для установки одного или нескольких разрядников (см. фиг.5 или 8) содержит две полки 15, и, таким образом, получается по существу U-образная форма корпусного элемента.
В отверстии полки 15 в направлении подключенного разрядника находится переключающий элемент 17, который с помощью пружины находится под усилием.
Переключающий элемент 17 имеет свободный переключающий конец 18, который взаимодействует со свободным участком 7 толкателя 1.
Затем, когда после срабатывания теплового устройства 5 максимальной токовой защиты свободный конец 3 язычка 2 выходит из запорного элемента 4, переключающий элемент 17 с помощью свободного переключающего конца 18 двигает толкатель, который более не действует в качестве жесткого упора, в направлении влево согласно фиг.8 или 5. Получающаяся при этом энергия движения переносится на скользящую передвижную штангу 19 в корпусном элементе 16. Этот перенос движения реализуется с помощью наклонных поверхностей 22, причем наклонные поверхности 22 также нажимают или высвобождают переключающий выступ переключающего устройства 21.
В изображении на фиг.10 передвижная штанга 19, которая напряжена с помощью пружины 20, переведена в такое положение, что переключающее устройство 21 (микровыключатель) разблокируется. Тем самым может быть считано сообщение о неисправности «неисправность» и может быть предпринята замена соответствующего подключаемого разрядника.
Из сравнения представленного на фиг.8 и 9 с представленным на фиг.5 и 6 видно, как смещается положение переключающего элемента 17, а именно при переходе из индикации «в порядке» в индикацию «неисправность». В том же смысле меняется положение передвижной штанги 19.
Пружина 31 для создания усилия на переключающем элементе 17 видна на фиг.5.
Нижняя камера 23 подключаемого разрядника закрыта днищем 29, которое принимает по существу форму закрытого искрового промежутка или повторяет форму его поверхности.
Передняя боковая поверхность 30 верхней камеры подключаемого разрядника образует передний (согласно фиг.5 и 8 правосторонний) упор для толкателя 1 и определяет его положение в состоянии разрядника «в порядке».
В общем и целом, с помощью представленного изобретения удается создать систему связи для многополюсного, но также и для однополюсного устройства защиты от перенапряжений, причем эта система невосприимчива к технологическим допускам, и, таким образом, ошибочное срабатывание предпочтительно установленных микровыключателей может быть уменьшено до минимума. Это достигается благодаря тому, что нет необходимости в преобразовании каких-либо качательных, вращательных или поворотных движений в скользящие движения перемещения.
В самом подключаемом разряднике нет необходимости располагать никакие пружины или другие элементы, создающие усилия. Находящийся там толкатель служит только в качестве блокирующего упора, блокирующая функция которого прекращается тогда, когда сработало тепловое устройство максимальной токовой защиты.