Механизм свободного расцепления автоматического выключателя

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к механизмам свободного расцепления низковольтных автоматических выключателей, обеспечивающих расцепление и отключение контактной системы  при возникновении токов, превышающих нормальные для данного коммутационного аппарата.
Известен механизм свободного расцепления автоматического выключателя по патенту на полезную модель RU 157722 (опубл. 10.12.2015). Данный механизм свободного расцепления содержит рукоятку взвода, связанный с ней коленчато-шарнирный рычаг, силовые пружины, подвижные контакты и рейку сброса. Механизм также снабжен соединёнными между собой с помощью разъёмного шарнирного соединения подвижным и неподвижным узлами и узлом фиксации подвижных силовых контактов, осью вращения механизма силовых контактов и установленным на подвижной оси рычагом зацепления, при этом коленчато-шарнирный рычаг выполнен в виде жестко соединённых между собой неподвижной осью пластин, а узел фиксации подвижных силовых контактов содержит пластины коленчато-шарнирного рычага, закреплённые со стороны подвижного силового контакта на оси вращения механизма силовых контактов и со стороны подвижного узла механизма свободного расцепления на подвижной оси рычага зацепления, причем неподвижный узел механизма свободного расцепления выполнен с возможностью размещения и закрепления в корпусе автоматического выключателя с помощью резьбовых соединений и снабжен соединёнными между собой посредством неподвижной оси двумя боковыми стойками, закрепленной на оси вращения с возможностью взаимодействия с рейкой сброса скобой, осью зацепления, рычагом зацепления с осью вращения рычага зацепления и осью взвода рычага зацепления, а также жестко закрепленными на боковых стойках осевыми выступами и выполненными из содержащего медь материала защелками рейки сброса, при этом подвижный узел механизма свободного расцепления выполнен в виде двуплечего П-образного рычага, снабжен посадочными местами крепления силовых пружин и установлен с возможностью опоры своими закругленными выемками на проточки осевых выступов неподвижного узла, причем силовые пружины выполнены в виде пружин растяжения и закреплены с одной стороны за ось коленчато-шарнирного рычага, а с другой стороны - за место крепления пружин двуплечего П-образного рычага.
Недостатком известного устройства являются сложность конструкции механизма.
Известен механизм свободного расцепления автоматического выключателя по патенту на полезную модель RU 159211 (опубл. 10.02.2016). Данный механизм свободного расцепления содержит отключающую рейку, связанную с рычагом рукоятку, соединенные осью боковые стойки и установленную между ними на оси вращения скобу. При этом соединяющая боковые стойки ось выполнена неподвижной, скоба выполнена с перемычками и снабжена установленной в ней осью зацепления, ось вращения снабжена установленными на ней двумя навитыми по спирали пружинами, выполненными с возможностью удержания скобы в отключенном положении, при этом один конец каждой из пружин выполнен с возможностью взаимодействия с перемычкой скобы, а другой конец каждой из пружин выполнен с возможностью взаимодействия с неподвижной осью, причем отключающая рейка выполнена с уступом с возможностью взаимодействия со скобой, а ось зацепления выполнена с возможностью взаимодействия с рычагом, связанным с рукояткой.
Данное известное решение выбрано заявителем в качестве прототипа полезной модели.
Недостатками известного устройства являются низкая надежность при срабатывании механизма, так как снабжение оси вращения установленными на ней двумя навитыми по спирали пружинами, выполненными с возможностью удержания скобы в отключенном положении, приводит к повышению вероятности отказа в работе механизма из-за возможной поломки пружин.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, является создание механизма свободного расцепления автоматического выключателя, обеспечивающего надежное соединение узлов при относительной простоте конструкции.
Технический результат: исключение механических отказов в работе и упрощение конструкции.
Для достижения технического результата механизм свободного расцепления автоматического выключателя содержит отключающую рейку, основание механизма взвода, размещенный между боковыми  поверхностями  основания механизма взвода рычаг взвода, связанную с рычагом взвода рукоятку, при этом согласно полезной модели,  между боковыми стойками рычага взвода на оси закреплен рычаг, соединенный с осью, закрепленной в обойме с подвижными контактами, а между  боковыми поверхностями  основания механизма взвода закреплена ось крепления, на которой закреплен рычаг зацепления, при этом на этой же оси крепления между рычагом зацепления и боковой поверхностью основания механизма взвода установлена скоба, ограничивающая движение рычага зацепления вдоль этой оси крепления, при этом рычаг зацепления закреплен на оси крепления через два отверстия, предусмотренных в его основании,  и скоба также закреплена на оси крепления через два отверстия, предусмотренных в ее основании.
Закрепление рычага зацепления на оси крепления через два отверстия, предусмотренных в его основании исключает подвижность рычага зацепления в плоскости, перпендикулярной оси крепления. Это в свою очередь позволяет исключить механические отказы, такие как преждевременное отключение автоматического выключателя.
Исключение смещения рычага зацепления вдоль оси крепления за счет ограничения его с одной стороны скобой, а с другой стороны боковой поверхностью основания механизма взвода, исключает подвижность рычага зацепления  вдоль оси крепления. Это в свою очередь также позволяет исключить механические отказы, такие как преждевременное отключение автоматического выключателя.
Закрепление скобы, ограничивающей движение рычага зацепления на оси крепления, через два отверстия, предусмотренных в ее основании исключает смещение скобы в плоскости, перпендикулярной оси крепления, а, следовательно, и исключает смещение рычага зацепления.
Следствием такой конструкции механизма взвода является снижение вероятности возникновения механических отказов и повышение надежности работы аппарата.
Выполнение основания рычага зацепления в форме, близкой к П-образной, повышает жесткость и прочность рычага зацепления, повышая надежность работы механизма при ударных нагрузках.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых на изображены:
Фиг. 1. Общий вид механизма свободного расцепления;
Фиг. 2. Механизм свободного расцепления с частичным разрезом;
Фиг. 3. Механизм свободного расцепления с частичным разрезом;
Фиг. 4. Рычаг зацепления;
Фиг. 5. Скоба, ограничивающая движение рычага зацепления.
Фиг. 6. Механизм свободного расцепления. Вид сзади.
Механизм свободного расцепления автоматического выключателя содержит отключающую рейку 1, основание механизма взвода 2, размещенный между боковыми  поверхностями 3 основания 2 рычаг взвода 4 (фиг. 1-3).
Основание механизма взвода 2 выполнено арочной конструкции, а его плоские боковые поверхности 3 имеют профиль сложной  конфигурации с выемками, огибающими элементы конструкции механизма, и выступами для крепления осей, на которых установлены элементы конструкции механизма.
Рычаг взвода 4 имеет связанную с ним рукоятку (без номера позиции на чертежах).
Между боковыми стойками 5 рычага взвода 4 на оси 6 закреплен рычаг 7, соединенный с осью 8, закрепленной в обойме 9 с подвижными контактами 10.
Между  боковыми поверхностями 3 основания механизма взвода 2 закреплена стальная ось крепления 11, на которой закреплен стальной рычаг зацепления 12. На этой же оси крепления  11 между рычагом зацепления 12 и боковой поверхностью 3 основания механизма взвода 2 установлена стальная скоба 13, ограничивающая движение рычага зацепления 12 вдоль оси крепления 11.
Рычаг зацепления 12 имеет фиксирующий выступ, а его основание имеет форму, близкую к  П-образной. Рычаг зацепления 12 закреплен на оси крепления 11 через два отверстия 14, предусмотренных в его основании (фиг. 4).
Смещение рычага зацепления 12 вдоль оси крепления 11 ограничивает с одной стороны скоба 13, а с другой стороны одна из боковых поверхностей 3 основания механизма взвода 2. При этом скоба 13 (фиг. 5), ограничивающая движение рычага зацепления, имеет сложную форму, и закреплена на оси крепления 11 через два отверстия 15, предусмотренных в ее основании.
На оси 8 закреплен рычаг 7 и токоизолирующая обойма 9, изготовленная из ректопласта. Рычаг 7 охватывает средний подвижный контакт 10,  а ось 8 размещена под средним подвижным контактом 10. Подвижные контакты 10 закреплены в обойме на оси. Рычаг взвода 4 снабжен двумя силовыми пружинами растяжения 16, закрепленными с одной стороны за ось 6, а с другой стороны за отверстия 17, выполненные в рычаге взвода 4.
На оси 6 также закреплены пластины 18, между которых размещен рычаг зацепления 12.
В отверстиях, выполненных в боковых стойках 5 рычага взвода 4, неподвижно закреплена ось 19, служащая упором для основания  рычага зацепления 12 в положении "включено".
В отверстиях, выполненных в выступе боковых  поверхностей 3 основания механизма взвода 2, неподвижно закреплена ось 20, на которой установлена скоба расцепления 21 с рычагом 22, которая взаимодействует с выступом 23 отключающей рейки 1 (фиг. 6).
В отверстиях, выполненных в другом выступе боковых  поверхностей 3 основания механизма взвода 2, неподвижно закреплена ось 24, на которой установлена скоба зацепления 25, выполненная с отверстием для размещения в нем фиксирующего выступа рычага зацепления 12.
Механизм свободного расцепления работает следующим образом.
Включение автоматического выключателя производится вручную переводом рукоятки, закрепленной на рычаге взвода 4. Во время взвода происходит растяжение силовых пружин 16, при этом рычаг зацепления 12 поворачивается, и его фиксирующий выступ входит в зацепление с отверстием скобы зацепления 25. При этом силовые пружины 16 передают свои усилия на ось 6, вызывая поворот закрепленного на оси 6 рычага 7, который приводит во вращение подвижные контакты 10.
Подвижные контакты 10 за счет вращения на оси замыкаются с неподвижными контактами (на черт. не показаны).
При автоматическом отключении, в случае возникновения коротких замыканий, перегрузок, отключение производится путем воздействия на отключающую рейку 1 регулировочных винтов биметаллической пластины теплового расцепителя 26 (фиг. 6).
При автоматическом отключении автоматического выключателя фиксирующий выступ рычага зацепления 12 освобождается,  силовые пружины 16 возвращают рычаг взвода 4 в исходное положение. При этом рычаг 7, закрепленный на оси 6,  поворачивается,  увлекая за собой подвижные контакты 10. Подвижные контакты 10 размыкаются с неподвижными, и происходит отключение аппарата.
Таким образом, механизм свободного расцепления представляет собой систему рычагов, осей и пружин, через которые момент, приложенный к рукоятке рычага взвода, передается на ось контактодержателей подвижных контактов. Конструкция механизма отличается относительной простой и надежностью.
Рычаг зацепления закреплен на оси крепления через два отверстия, предусмотренных в его основании. Это исключает подвижность рычага зацепления в плоскости, перпендикулярной оси крепления.
Смещение рычага зацепления вдоль оси крепления ограничивает скоба, установленная на той же оси крепления между рычагом зацепления  и боковой поверхностью  основания механизма взвода.
Следствием такой конструкции механизма взвода является повышение надежности соединения узлов механизма, снижение вероятности возникновения механических отказов и повышение надежности работы аппарата.
Наличие в конструкции механизма скобы зацепления, взаимодействующей с фиксирующим выступом рычага зацепления, предотвращает износ отключающей рейки, снижения вероятность возникновения механических отказов и повышая надежность работы механизма.
Выполнение основания рычага зацепления в форме, близкой к П-образной, повышает жесткость и прочность рычага зацепления, повышая надежность работы механизма при ударных нагрузках.
Выполнение основания механизма взвода арочной конструкции, а рычага взвода П-образным повышает прочность и жесткость конструкции,  снижая вероятность возникновения механических отказов и повышая надежность работы механизма.
Таким образом, проблема создания механизма свободного расцепления автоматического выключателя, обеспечивающего надежное соединение узлов и исключение механических отказов в работе при относительной простоте конструкции решена.