ОПЕРАТИВНОЕ ПОЛЮСНОЕ УСТРОЙСТВО В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ АППАРАТЕ УПРАВЛЕНИЯ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
OPERATIONAL POLE DEVICE IN MEDIUM VOLTAGE ELECTRIC CONTROL APPARATUS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству для управления полюсами электрического аппарата управления, способного приводить в движение вал, называемый первым валом, для поддержания подвижных контактов аппарата между разомкнутым положением полюса, в котором подвижные контакты и неподвижные контакты аппарата разъединены, и замкнутым положением полюса, в котором эти подвижные и неподвижные контакты находятся в контакте, причем упомянутое устройство содержит пружину замыкания, управляемую рабочим валом, называемым вторым валом, причем упомянутая пружина способна передавать энергию замыкания к валу, называемому первым валом, после сжатия и перемещать упомянутую пружину за пределы линии нейтральной точки прохода, посредством кулачка, вращаемого упомянутым валом, называемым вторым валом, и взаимодействовать с роликом, закрепленным на валу, называемом первым валом, средства для удержания вала управления, называемого первым валом, в замкнутом положении, и средства для разъединения вышеупомянутых удерживающих средств, позволяющие быстро размыкать контакты аппарата.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства управления в настоящее время не могут противостоять слишком большому количеству излишней энергии из-за значительного риска выхода из строя и быстрого изнашивания частей устройства управления, особенно вследствие воздействий, генерируемых в конце перемещения. Поэтому необходимо постоянно регулировать и управлять этой энергией. Устройства для управления полюса, как известно, содержат пружину замыкания, способную обеспечить энергией замыкания кулачок, способный повторно передавать эту энергию к валу управления полюсов посредством ролика, и содержат сцепляющее устройство, способное удерживать этот вал управления полюсов в замкнутом положении. Эта сцепляющая система создает значительное количество частей (компонентов). В этом типе управления избыточная энергия, вырабатываемая во время замыкания, поглощается рекомпрессией пружины после замыкания полюса. Следовательно, эта избыточная энергия никак не влияет на компоненты управления.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение решает эти проблемы и предлагает устройство для управления полюсами электрического аппарата управления простой конструкции в связи с тем, что он не использует сцепляющие системы для поддержания его замыкания, в котором избыточная энергия управляется и который имеет высокую скорость размыкания.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является устройство управления упомянутого выше типа, причем это устройство отличается тем, что вышеупомянутые средства удержания поддерживаются посредством упомянутого кулачка.
Согласно одному признаку, вышеупомянутые средства разъединения поддерживаются кулачком.
Согласно другому признаку, вышеупомянутый кулачок содержит участок, называемый первым участком, у которого, по меньшей мере, один участок внешней поверхности взаимодействует с роликом так, что последний остается прижатым на кулачке после замыкания, таким образом, удерживая вал, называемый первым валом, в замкнутом положении.
Согласно другому признаку, вышеупомянутые средства разъединения содержат клювовидный участок, принадлежащий кулачку, причем этот участок способен быть отведенным роликом в конце хода для размыкания аппарата, соответствуя началу вращения вала управления, называемого первым валом, в направлении размыкания, так, чтобы совершить быстрое более легкое размыкание этого вала управления.
Согласно другому признаку, во время хода для размыкания полюса пружина сжатия сжимается, и кулачок поворачивается таким образом, чтобы привести кулачок и ролик в равновесие, после чего участок, формирующий клюв кулачка, отводится роликом, который побуждает контакты размыкаться.
Согласно другому признаку, вышеупомянутый кулачок содержит кулачок, называемый неподвижным кулачком, и кулачок, называемый подвижным кулачком, который может вращаться относительно неподвижного кулачка, два кулачка формируются таким образом, что во время хода замыкания вал, называемый вторым валом, приводит в движение два кулачка одновременно, и ролик взаимодействует с внешней поверхностью двух кулачков так, что во время хода размыкания вал, называемый вторым валом, приводится в движение в том же направлении, и так, что к концу хода размыкания ролик взаимодействует только с участком, формирующим клюв подвижного кулачка, так что составляющая силы ролика на кулачке отводит подвижный кулачок путем вращения последнего относительно неподвижного кулачка и освобождает вал, называемый первым валом.
Согласно другому признаку, неподвижный и подвижный кулачки содержат удлиненные отверстия, способные взаимодействовать с клеммами, закрепленными к валу, называемому вторым валом, с тем чтобы обеспечить возможность относительного вращения между двумя кулачками между двумя положениями, ограниченными краями отверстий и соответствующими, соответственно, положению, в котором два кулачка приводятся в движение одновременно, и положению, в котором вышеупомянутые участки формирования клюва отведены.
Согласно другому признаку, неподвижный кулачок и подвижный кулачок имеют, по существу, одинаковую форму, причем подвижный кулачок имеет больший размер, чем неподвижный кулачок, так что, когда два кулачка приводятся в действие одновременно, два участка, формирующие клюв, смещены так, что в конце хода размыкания вала, называемого вторым валом, ролик взаимодействует только с клювом подвижного кулачка.
Согласно другому признаку, подвижный кулачок может вращаться относительно неподвижного кулачка вокруг оси вращения вала, называемого вторым валом, и, когда два кулачка приводятся в движение одновременно, два участка, формирующие клюв, смещаются под углом относительного указанной оси так, что в конце хода размыкания вала, называемого вторым валом, ролик взаимодействует только с клювом подвижного кулачка.
Согласно другому признаку, кулачок содержит средства для поглощения избыточной энергии, вырабатываемой в течение хода замыкания аппарата, эта энергия поглощается рекомпрессией пружины замыкания и трением ролика на кулачке.
Согласно другому признаку, эти средства для поглощения избыточной энергии содержат участок кулачка, называемый вторым участком, размещенным между указанными первым участком кулачка и клювом кулачка, причем этот второй участок имеет поверхность, взаимодействующую с роликом, для того, чтобы поглощать избыточную энергию, вырабатываемую во время замыкания при сжатии пружины и трения на ролике.
Согласно другому признаку, каждый кулачок содержит первый участок в виде участка диска, имеющего первый радиус, позволяющий валу управления удерживаться в замкнутом состоянии, и затем второй участок в виде участка диска, имеющего такой же радиус, и позволяющий поглощать избыточную энергию, вырабатываемую во время замыкания, и затем третий участок в виде участка диска, имеющего радиус больший, чем первый радиус, и завершается участком, формирующим клюв.
Согласно другому признаку, аппарат является электрическим аппаратом управления среднего напряжения.
Согласно другому признаку, аппарат является переключателем, рабочий вал, называемый первым валом, управляется вручную или автоматически, например источником энергии, приводящим в движение исполнительный механизм, такой как, например, электрический двигатель.
Согласно другому признаку, участок кулачка, называемый первым участком, отделен от участка кулачка, называемого вторым участком, втулкой, представляющей тормоз при вращении кулачка.
Согласно другому признаку, вышеупомянутое устройство управляет контактами вакуумной колбы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие преимущества и признаки изобретения будут лучше показаны в подробном описании, которое следует далее и которое ссылается на чертежи, приведенные только в качестве примера и на которых:
- фиг.1 представляет собой частичный общий вид, иллюстрирующий устройство управления в соответствии с изобретением;
- фиг.2 представляет собой вид сбоку одного и того же устройства в разомкнутом положении;
- фиг.3 представляет собой фигуру, идентичную предыдущей фигуре, изображающую устройство, в соответствии с изобретением в начале замыкания;
- фиг.4 представляет собой фигуру, идентичную предыдущей фигуре, где устройство находится в ходе замыкания;
- фиг.5 представляет собой вид, идентичный предыдущим фигурам, где устройство находится в замкнутом положении;
- фиг.6 представляет собой вид, идентичный предшествующим фигурам, где устройство находится в замкнутом положении, в начале хода размыкания;
- фиг.7 и 8 представляют собой два частичных вида в перспективе участка устройства управления, в соответствии с изобретением, причем эти две фигуры изображают соответственно два последовательных этапа размыкания устройства;
- фиг.9 представляет собой частичный вид в перспективе, изображающий участок вала для сжатия пружины замыкания, оснащенный двумя кулачками, которые, соответственно, являются неподвижным и подвижным, в соответствии с изобретением;
- фиг.10 представляет собой вид сбоку на предыдущей фигуре, более подробно изображающий подвижный кулачок;
- фиг.11 представляет собой вид сбоку, изображающий внешнюю поверхность одной из двух концевых деталей, между которыми установлено устройство, в соответствии с изобретением; и
- фиг.12 представляет собой вид сбоку, изображающий наружную поверхность другой из двух концевых деталей.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
Фиг.1-6 изображают устройство D управления для управления полюсами электрического аппарата управления среднего напряжения, согласно изобретению, такое как электрические выключатели среднего напряжения, причем эти устройства управления предназначены для управления контактами (не изображены) вакуумной колбы A.
Это устройство содержит, для каждого полюса аппарата, вал для управления полюсами, называемый первым валом 1, который может вращаться между разомкнутым положением и замкнутым положением контактов аппарата. Это устройство также содержит пружину, называемую пружиной 2 замыкания, управляемую валом, называемым вторым валом 3, формирующим коленчатый вал, который может управляться пользователем с внешней стороны аппарата для того, чтобы вручную разомкнуть или замкнуть аппарат посредством действия вала управления, называемого первым валом 1.
Этот вал, называемый первым валом, содержит рукоятку 4, содержащую ролик 5, способный взаимодействовать с системой 6 кулачков, управляемой вышеупомянутой пружиной 2, как будет объяснено далее.
Эта пружина 2 опирается одним из своих концов 2а на фиксированную точку корпуса аппарата и своим противоположным концом 2b механически соединена с этой системой кулачков, так что действие вала для сжатия пружины, называемого вторым валом, в направлении замыкания, вращает систему 6 кулачков и сжимает пружину до тех пор, пока пружина не перейдет за пределы линии нейтральной точки прохода, после чего пружина приводит в движение кулачки 7, 8, которые затем взаимодействуют с роликом 5 для того, чтобы привести вал, называемый первым валом, в положение замыкания контактов. Размыкание контактов осуществляется действием вала управления, называемого вторым валом, в том же направлении.
Эта система 6 кулачков установлена таким образом, чтобы вращаться вокруг оси X, соответствующей валу, называемому вторым валом 3, для управления пружиной 2 и содержит, как изображено на Фиг.7-10, неподвижный кулачок 7, закрепленный к валу, называемому вторым валом, и кулачок, называемый подвижным кулачком 8, установленный таким образом, чтобы вращаться вокруг этой оси X относительно неподвижного кулачка 7, между двумя положениями в силу двух штырей 9, 10, прикрепленных к этому валу, называемому вторым валом, взаимодействующих соответственно с двумя отверстиями 11, 12. Предусмотрено в этом кулачке, называемом подвижным кулачком, поворотное перемещение этого подвижного кулачка, который определяется формой и размерами отверстий и положением штырей на валу, называемом вторым валом.
Эти два кулачка 7, 8 установлены на валу, называемом вторым валом 3, с тем чтобы совмещаться друг с другом, причем эти два кулачка имеют один и тот же профиль, причем подвижный кулачок больше, чем неподвижный кулачок, так, чтобы выступать за последний, когда они накладываются друг на друга. Каждый из этих кулачков сформирован из трех последовательных участков диска, а именно первого и второго участка 13, 14 диска с одинаковым радиусом, разделенных выступом 15, затем последнего участка 16, отделенного от второго участка 14 выступом 17, имеющего радиус больший, чем у вышеупомянутых двух последних участков 13, 14, и заканчивается в клюве 18. Преимущественно, первый и второй участки кулачка имеют, по существу, одинаковый постоянный радиус, чтобы дополнительное сжатие не размыкало и контактно не прижимало пружину.
Как более конкретно показано на фиг.1, 6 и 7, вышеупомянутая рукоятка 4 состоит из двух концевых деталей 19, 20, которые параллельны друг другу, соединены шпинделем 21, поддерживающим вышеупомянутый ролик 5, причем этот ролик 5 предназначен для взаимодействия с вышеупомянутыми кулачками 7, 8.
Работа устройства управления в соответствии с изобретением будет описана ниже со ссылкой на фигуры.
На фиг.2 аппарат находится в разомкнутом положении в самом начале хода замыкания, в котором положение пружины 2 сжатия находится в частично сжатом положении, ролик 5 не пересекается с наружной поверхностью кулачка. Во время ручного хода замыкания пользователь вращает вал 3 для сжатия пружины, называемый вторым валом в направлении по часовой стрелке. Это вращение вращает два кулачка 7, 8 в этом же направлении. В начале этого вращения подвижный кулачок 8 проходит за неподвижный кулачок 7 по обе стороны от последнего, что связано с тем, что он был перемещен роликом 5 во время предшествующего размыкания. И во время вращения вала 3 вышеупомянутые штыри 9, 10 двигаются к первому краю 11а, 12а отверстий 11, 12 и способны вращать подвижный кулачок 8. Когда штыри находятся на этом краю, подвижный кулачок перемещается за пределы неподвижного кулачка только на одном из концов двух кулачков, конце, формирующем клюв 18, в то время как на противоположном краю два кулачка накладываются друг на друга.
Во время первого вращательного движения вала 3 пружина 2 сжимается и кулачки 7, 8 вращаются по часовой стрелке вдоль первого прохода, в ходе которого ролик 5 и кулачки 7, 8 пока не пересекаются (фиг.2). Затем, в продолжение вращения вала, называемого вторым валом 3, пружина 2 достигает положения нейтральной точки прохода, показанной на фиг.3, и затем переходит к фазе разжатия, в ходе которой пружина приводит в движение кулачки 7, 8, последние вскоре после этого вступают в контакт с роликом 5, и вращает ролик и, следовательно, вал 1 для управления полюсами, в направлении против часовой стрелки с помощью рукоятки 4, до тех пор, пока контакты аппарата не замкнутся. Таким образом, вал, называемый вторым валом 3, снабжает энергией замыкания систему 6 кулачков, которая передает эту энергию к валу, называемому первым валом 1, с помощью ролика 5. С того момента, когда ролик находится в контакте с кулачком и на всем ходу замыкания, этот ролик 5 остается прижатым к поверхности кулачков, как показано на фиг.4. Первый участок 13 кулачка позволяет сохранить вал 1 управления замкнутым, в то время как второй участок 14 используется для поглощения избыточной энергии управления посредством разжатия пружины 2 замыкания и трения ролика 5 на кулачках 7, 8. Профиль кулачков таков, что ролик остается прижатым к кулачку даже при очень высокой избыточной энергии, как показано на фиг.5.
Во время хода размыкания, на этот раз изображенного на Фиг.6, вал, называемый вторым валом, вращается в направлении по часовой стрелке, то есть в том же направлении, что и для замыкания, который имеет эффект сжатия пружины 2, причем эта пружина уже частично сжата во время замыкания во время поглощения избыточной энергии.
Для того чтобы отделить ход замыкания и ход размыкания, как изображено на фиг.10 и 11, второе отверстие 23 хода механически связано с первым 22 с помощью используемой системы зубчатого колеса 24. Это дает возможность полностью изменить направление хода, причем вал 3 хода все так же приводится в движение в том же направлении.
Посредством разжатия пружины 2 оператор побуждает вал 3 поддерживать кулачки 7, 8 и, таким образом, вращаться кулачки в направлении по часовой стрелке, причем два кулачка поворачиваются одновременно в связи с тем, что штыри 9, 10 находятся на краю, называемом первым 11а, 12а краем отверстий 11, 12. Во время этого вращения, как изображено на фиг.7 и 8, ролик 5 крутится на двух кулачках 7, 8, затем, в конце этого вращения, соответствующего, по существу, половине пути перемещения от сжатия пружины 2, ролик 5 крутится только на одном из кулачков: подвижном кулачке, из-за разницы в размерах между двумя кулачками, образующей расстояние между концевыми участками этих двух кулачков.
В конце вращательного перемещения вала хода, силовой компонент, прикладываемый роликом 5 на подвижный кулачок 8, изображенный стрелкой на фиг.7, отводит подвижный кулачок, который поворачивается относительно неподвижного кулачка в направлении по часовой стрелке, пока штыри 9, 10 не достигнут краев отверстий 11b, 12b, противоположных вышеупомянутым, таким образом, освобождая вал 1 управления, называемый первым валом, управляющий полюсами, которые могут быть приведены в разомкнутое положение контактов с помощью пружины размыкания (не изображена), предназначенной для этой цели, чтобы быстро размыкать контакты.
Подвижный кулачок, следовательно, обеспечивает возможность быстрого размыкания аппарата через его перемещение и, следовательно, исключает любые силовые составляющие вала, поддерживающие кулачки на ролике.
Таким образом, посредством разжатия пружины, во время хода размыкания, вал 3, поддерживающий кулачки 7, 8, вращается и ролик 5 и подвижный кулачок 8 приводятся в точку равновесия, после которой подвижный кулачок 8 отводится роликом и поддается инструкции размыкания. На этом этапе разжатие пружины предотвращается храповыми механизмами.
Таким образом, после прохождения точки равновесия, подвижный кулачок 8 отходит под влиянием ролика 5 и не задерживает вращение последнего. Поэтому нет необходимости продолжать сжатие пружины 2 в начале вращения вала управления, называемого первым валом, так, как это было бы в случае для побуждения кулачка, повернуться немного больше для освобождения ролика, если бы подвижного кулачка не было и использовался только один неподвижный кулачок. Продолжение сжатия пружины замыкания приведет к потере скорости размыкания. Этот подвижный кулачок, следовательно, обеспечивает возможность полной свободы валу управления полюсами, называемому первым валом, в начале размыкания, как во время высвобождения сцепления.
Отметим также наличие обратного храпового механизма 25, взаимодействующего с вышеупомянутым зубчатым колесом, чтобы предотвратить обратное вращение вала, управляющего сжатием пружины.
Этот принцип, следовательно, опирается на вращение только в одном направлении и вал, называемый вторичным валом, может быть удержан в положении.
Согласно изобретению, устройство управления, выполненное таким образом, позволяет сохранять полюс в замкнутом положении, посредством кулачка замыкания, который обеспечивает энергию замыкания на ролик вала для хода полюсов.
Это устройство управления позволяет разомкнуть полюс, побуждая вал, который подает энергию замыкания для поворота, посредством разжатия своей пружины, которая позволяет сохранить часть энергии замыкания в его пружине для последующего хода.
Второй кулачок выполнен так, чтобы иметь степень свободы по отношению к первому, так, чтобы не тормозить размыкание вала для управления полюсами, которые в противном случае рискуют состыковаться с последним с помощью ролика.
Также отмечено увеличение скорости размыкания в связи с тем, что радиус кулачка больше, как раз перед тем, как дана инструкция размыкания.
Согласно изобретению, таким образом, устройство выполнено для управления полюсами электрического аппарата переключения простой конструкции в связи с тем, что это устройство не содержит никакого сцепляющего устройства для удержания вала для управления полюсами в замкнутом положении. Избыточная энергия, вырабатываемая во время замыкания, управляется рекомпрессией пружины замыкания и внешней поверхностью кулачка, взаимодействующей с роликом. Профиль кулачка позволяет поглощать избыточную энергию, не размыкая аппарат.
Следует отметить, что форма кулачка не ограничивается изображенным участком диска, но может принимать любую форму, содержащую полусферический участок, обеспечивающий возможность соприкосновения двух кулачков, удержание в замкнутом положении вала управления посредством первого участка кулачка и поглощения избыточной энергии посредством второго участка кулачка, и участок, содержащий средство, обеспечивающее возможность отводить подвижный колпачок посредством ролика.
Это устройство также имеет большую скорость размыкания в связи с тем, что вал для управления полюсами может быть освобожден быстро, как во время соединения, в начале вращения вала управления для выполнения размыкания в силу отведения подвижного кулачка, исключая все риски воздействий и поглощения энергии.
Изобретение может быть применено к любому типу электрического аппарата управления и/или защиты, содержащего устройство управления контактами.
Естественно, что изобретение не ограничивается описанным и изображенным вариантом воплощения, которое было дано только в качестве примера.
Напротив, изобретение содержит все технические эквиваленты описанных средств и их комбинаций, если последние выполняются в рамках его сущности.