МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ АВТОМАТИЧЕСКИМ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к низковольтным выключателям автоматическим, предназначенным для защиты электрических цепей и потребителей электрической энергии от токов короткого замыкания, и токов перегрузки, проведения токов в нормальных режимах, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.
Известен механизм управления выключателя автоматического (патент №2502149 на изобретение, МПК Н01Н 71/04, 2013.12.20), расположенный в изолирующем корпусе, содержащий, подвижный контакт, установленный на оси, укрепленной в изолирующем корпусе, выполненный с возможностью приведения в соединение с неподвижным контактом. Быстрое замыкание подвижного контакта с неподвижным контактом в известном устройстве обеспечивается храповым механизмом, который приводится в движение посредством поворотной рукоятки.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, требующая высокой точности изготовления пластмассовых деталей, что в свою очередь приводит к увеличению трудовых и материальных затрат.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является механизм управления выключателя автоматического (патент ЕР 0412953 на изобретение, Н01Н 71/52, 1991.02.13). Известный механизм управления выключателем автоматическим, расположенный в изолирующем корпусе, содержит подпружиненную поворотную рукоятку, в которой шарнирно установлена тяга, связывающая рукоятку с подвижным контактом, установленном на оси, укрепленной в корпусе, пружину, обеспечивающую контактное нажатие подвижного и неподвижного контактов и их размыкание, расцепляющий механизм, отключающую рейку и устройство для быстрого замыкания. Устройство для быстрого замыкания выполнено с возможностью удерживания подвижного контакта в разомкнутом состоянии, накапливая энергию и освобождения подвижного контакта после данного перемещения ручки, так что ранее накопленная энергия обеспечивает быстрое замыкание подвижного и неподвижного контактов. Устройство для быстрого замыкания содержит подпружиненный относительно корпуса рычаг, закрепленный с возможностью поворота на оси в корпусе, входящий в зацепление с выступом, выполненным в месте соединения тяги с рукояткой, и выходящий из зацепления с выступом под действием рукоятки таким образом, чтобы осуществить быстрое замыкание подвижного контакта с неподвижным контактом.
При повороте рукоятки на заданный угол рычаг входит в зацепление с выступом, выполненным в месте соединения тяги с рукояткой, таким образом, что тяга при дальнейшем повороте рукоятки остается в неподвижном состоянии и удерживает подвижный контакт в разомкнутом состоянии.
В известном техническом решении поворотная рукоятка имеет полуцилиндрический выступ, который при дальнейшем повороте рукоятки передвигает рычаг и выводит его из зацепления с выступом, так что тяга перемещает подвижный контакт в положение замыкания, ранее накопленная энергия в пружинном аккумуляторе вызывает замыкание контактов. Однако в известной конструкции накопленной энергии может быть недостаточно для преодоления сопротивления пружины, обеспечивающей контактное нажатие и размыкание контактов, и соответственно обеспечения высокоскоростного замыкания контактов.
Задача, на решение которой направлена полезная модель - создание конструкции механизма управления выключателя автоматического, которое содержит устройство для скоростного замыкания контактов, имеющее простую конструкцию, содержащую небольшое количество деталей и позволяющего повысить надежность и стабильность работы автоматического выключателя, за счет высвобождения достаточного количества энергии, обеспечивающей высокоскоростное замыкание контактов.
Технический результат заключается в повышении надежности и стабильности работы выключателя автоматического.
Для решения данной задачи предлагается механизм управления выключателем автоматическим, расположенный в изолирующем корпусе, содержащий подпружиненную поворотную рукоятку, в которой шарнирно установлена тяга, связывающая рукоятку с подвижным контактом, установленном на оси, укрепленной в корпусе, пружину, обеспечивающую контактное нажатие подвижного и неподвижного контактов и их размыкание, расцепляющий механизм, отключающую рейку и устройство для быстрого замыкания контактов, которое выполнено с возможностью удерживания подвижного контакта в разомкнутом состоянии, накопитель энергии в виде пружины кручения, и освобождения подвижного контакта после данного перемещения ручки, так что высвобождение ранее накопленной энергии в пружине кручения обеспечивает быстрое замыкание подвижного и неподвижного контактов, при этом устройство для быстрого замыкания содержит подпружиненный относительно корпуса рычаг, закрепленный с возможностью поворота на оси в корпусе, входящий под действием рукоятки в зацепление с выступом, выполненным в месте соединения тяги с рукояткой, рукоятка содержит выступ, под действием которого рычаг выходит из зацепления, таким образом, чтобы осуществить быстрое замыкание подвижного контакта с неподвижным контактом. Новым является то, что рукоятка выполнена из втулки с наружной поверхностью в виде ступенчатого цилиндра, ручки, наружная поверхность которой имеет выступающую часть, образующую выступ, причем рукоятка и втулка соединены между собой посредством пустотелой заклепки с возможностью вращения на оси корпуса, так что при зацеплении упора с рычагом, втулка и тяга остаются неподвижными, а ручка имеет возможность поворачиваться, при этом пружина кручения установлена внутри втулки таким образом, что один зацеп пружины входит в паз внутри ручки, а второй зацеп установлен в отверстии, выполненном на внутренней поверхности втулки.
За счет выполнения рукоятки, состоящей из подпружиненной относительно втулки ручки, соединенных пустотелой заклепкой с возможностью вращения на оси, а также фиксации выступа, выполненном в месте соединения тяги с рукояткой, с рычагом и освобождения рычага посредством выступа, образованным выступающей частью на верхней поверхности ручки, при включении выключателя автоматического, последнее расстояние подвижный контакт преодолевает скачкообразно, что позволяет избежать возникновения дуги и исключить приваривание контактов при коммутации токов нагрузки и отключении токов короткого замыкания вне зависимости от скорости движения рукоятки, что в свою очередь повышает надежность и стабильность работы выключателя автоматического.
За счет того, что накопитель энергии в виде пружины кручения установлен внутри втулки таким образом, что один зацеп пружины входит в паз внутри ручки, а второй установлен в отверстии, выполненном на внутренней поверхности втулки, при повороте ручки в пружине кручения накапливается энергия достаточная для высокоскоростного замыкания контактов.
Полезная модель иллюстрируется следующими графическими материалами:
на фиг. 1 изображен выключатель автоматический, в котором установлен заявляемый механизм управления автоматического выключателя с положением рукоятки в отключенном состоянии;
на фиг. 2 изображен выключатель автоматический, в котором установлен заявляемый механизм управления автоматического выключателя с рукояткой в среднем положении;
на фиг. 3 изображен выключатель автоматический, в котором установлен заявляемый механизм управления автоматического выключателя с положением рукоятки во включенном состоянии;
на фиг. 4 изображена рукоятка выключателя автоматического в сборе с вырезом;
на фиг. 5 изображена втулка в аксонометрии;
на фиг. 6 изображена втулка вид сверху;
на фиг. 7 изображена ручка в аксонометрии;
на фиг. 8 изображена ручка вид спереди.
Механизм управления выключателя автоматического (см. фиг. 1) содержит установленную в корпусе 1 подпружиненную поворотную рукоятку 2, в которой шарнирно установлена тяга 3, расцепляющий механизм, подвижный контакт 4, установленный на оси 5, укрепленной в корпусе 1 выключателя. Пружина 6, обеспечивает одновременно контактное нажатие и размыкание подвижного 4 и неподвижного 7 контакта с выступающим дугогасительным рогом 8 со стальной скобой 9. Один конец пружины 6 установлен в отверстии подвижного контакта 4, а другой ее конец соединен со штифтом 10 корпуса 1 выключателя. Расцепляющий механизм выполнен в виде двух звеньев 11 и 12, соединенных между собой через заклепку 13 с возможностью вращения. В первом звене 11, соединенном с индикатором положения 14, шарнирно установлен второй конец тяги 3. На одной оси 5 с подвижным контактом 4 установлены рейка 15 и второе звено 12 расцепляющего механизма, соединенное с подвижным контактом 4 посредством заклепки 16.
Выключатель автоматический имеет тепловой расцепитель 17, который воздействует на подвижный контакт 4 через тягу 18, электромагнитный расцепитель 19, который воздействует на подвижный контакт 4 штоком 20, и дугогасительную камеру 21.
Устройство для быстрого замыкания (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) состоит из рычага 22, подпружиненного пружиной 23 относительно корпуса 1, и установленного на оси 24 в корпусе 1 с возможностью поворота под действием рукоятки 2.
На фиг. 2 показано положение рукоятки 2 в среднем положении, при котором рычаг 22 входит в зацепление с выступом 25, выполненным в месте соединения тяги 3 с рукояткой 2, при этом тяга 3 находится в неподвижном состоянии и подвижный контакт 4 и неподвижный контакт 7 находятся в разомкнутом положении.
На фиг. 3 показано положение рукоятки 2 во включенном состоянии, когда рычаг 22 выходит из зацепления с выступом 25, при этом тяга 3 поворачивается и приводит подвижный контакт 4 в замкнутое положение с неподвижным контактом 7.
В показанной на фиг. 4 конструктивной форме рукоятки 2 реализуется высокоскоростное замыкание, при котором подвижный 4 и неподвижный 7 контакты в конце процесса включения, приближаются друг к другу со скоростью, которая не зависит от того, как быстро поворачивается рукоятка.
Рукоятка 2 (см. фиг. 4) состоит из ручки 26, втулки 27 и пружины 28, установленной внутри втулки 27, в частности, пружины кручения, которая прижимает втулку 27 к поверхности ручки 26. Один зацеп 29 пружины 28 зафиксирован в пазе ручки 26, а второй 30 (условно показан на фиг. 6) установлен в отверстии 31 на внутренней поверхности втулки 27 (см. фиг. 5, 6). Втулка 27, выполненная в виде ступенчатого цилиндра (см. фиг. 5), имеет выступ 25 с отверстием 32, в которое установлен один конец тяги 3.
Передняя поверхность ручки 26 выполнена с выступающей частью (см. фиг. 7), образующей выступ 33 (см. фиг. 4, фиг. 8), который в процессе перемещения рукоятки 2 поворачивает рычаг 22 и выводит его из зацепления с выступом 25 (см. фиг. 3).
Ручка 26 и втулка 27 (см. фиг. 4) соединены между собой посредством пустотелой заклепки 34 с возможностью вращения на оси 35 в корпусе 1, таким образом, что при фиксации выступа 25 с рычагом 22, ручка 26 имеет возможность поворачиваться относительно неподвижной втулки 27 (см. фиг. 2, фиг. 3).
При среднем положении рукоятки 2, когда рычаг 22 входит в зацепление с выступом 25, тяга 3 находится в неподвижном состоянии, при этом подвижный контакт 4 и неподвижный контакт 7 находятся в разомкнутом положении (см. фиг. 2). В процессе дальнейшего поворачивания рукоятки 2 во включенное состояние (см. фиг. 3), выступ 33 входит в контакт с рычагом 22 и, поворачивая его, выводит рычаг 22 из зацепления с выступом 25, за счет того, что один зацеп 29 пружины 28 зафиксирован в пазе ручки 26, а второй 30 установлен в отверстие 31 на внутренней полости втулки 27 (см. фиг. 6) в процессе поворачивания рукоятки 2 в верхнее положение (включенное состояние) происходит накапливание кинетической энергии в пружине 28 и, при выходе рычага 22 из зацепления с выступом 25, тяга 3 под действием высвобожденной поворачивается и происходит моментное замыкание подвижного 4 с неподвижным 7 контактом (см. фиг. 3).
Механизм работает следующим образом.
Для оперативного включения выключателя рукоятку 2 (см. фиг. 1) поворачивают во включенное состояние против часовой стрелки. Рукоятка 2 через тягу 3 приводит в движение первое звено 11 расцепляющего механизма, которое при этом входит в зацепление с рекой 15.
Подвижный контакт 4 начинает движение и когда упор 25 зафиксировался за рычаг 22, подвижный контакт 4 останавливается и удерживается в разомкнутом состоянии (см. фиг. 2) в течение определенного периода времени, соответствующего времени, в течение которого выступ на передней поверхности ручки 26 поворачивает рычаг 22 до расцепления его с выступом 25. В момент, когда рычаг 22 выходит из зацепления с выступом 25 происходит ослабление напряжения пружины кручения 28, высвобождается энергия, накопленная пружиной кручения 28, и подвижный контакт 4 перемещается скачкообразно с более высокой скоростью до замыкания с неподвижным контактом 7.