ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ-РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике в частности, к низковольтным выключателям, предназначенным для включения, пропускания и отключения переменного и постоянного тока в устройствах распределения электрической энергии, в том числе, для включения и отключения электродвигателей.
Известен выключатель-разъединитель (патент на полезную модель RU №52519 U1, МПК Н01H 21/02, опубл. 27.03.2006) [1], содержащий многосекционный изоляционный корпус, крепежные панели, стянутые с указанными секциями изоляционного корпуса посредством шпилек, а также установленные в секциях изоляционного корпуса неподвижные контакты, дугогасительные камеры, фиксирующий механизм и управляющий вал, связанный с рукояткой и проходящий через секции изоляционного корпуса, при этом в сквозные отверстия управляющего вала установлены блоки подвижных контактов, состоящие из двух параллельных контактов, подпружиненных пластинчатыми пружинами, в котором включение и выключение устройства осуществляется рукояткой, которая связана с валом
Известен выключатель-разъединитель (патент на полезную модель №67330, МПК Н01H 21/02, опубл. 10.10.2007) [2], содержащий многосекционный изоляционный корпус, установленные в секциях изоляционного корпуса неподвижные контакты, управляющий вал, связанный с рукояткой и проходящий через секции изоляционного корпуса, блоки подвижных контактов, установленные в сквозные отверстия указанного управляющего вала и состоящие из двух параллельных контактов, сжатых цилиндрическими пружинами, и собранных при помощи пластин-застежек и двух перпендикулярно установленных осей, в центральной части каждой оси выполнена канавка, а блоки подвижных контактов снабжены прямоугольной пластиной с пазами, выполненными на противоположных сторонах, при этом прямоугольная пластина установлена между параллельными контактами и двумя осями таким образом, что канавка каждой оси расположена в соответствующем пазу прямоугольной пластины.
Недостатком известных технических решений [1] и [2] является ненадежность функционирования под электрической нагрузкой в процессе эксплуатации устройства, что обусловлено ослаблением контактного нажатия в результате ненадежной фиксации блока подвижных контактов.
Известен выключатель-разъединитель (патент на полезную модель №94760 МПК Н01H 21/02, опубл. 27.05.2010) [3], содержащий многосекционный изоляционный корпус, фиксирующий механизм, крепежные кронштейны, стянутые с указанными секциями изоляционного корпуса посредством шпилек, установленные в пазах секций изоляционного корпуса неподвижные контакты и дугогасительные камеры, расположенный внутри секций изоляционного корпуса неподвижно соединенный с рукояткой управляющий вал, в сквозных прямоугольных поперечных отверстиях которого установлены блоки подвижных контактов, выполненные из двух контактов, расположенных в сквозных прямоугольных поперечных отверстиях управляющего вала, каждая пластинчатая пружина выполнена изогнутым контуром с плоским центральным участком с возможностью самоустановки на упоры в сквозных прямоугольных поперечных отверстиях управляющего вала, причем плоский участок пластинчатой пружины имеет паз, а упор выполнен с выступом, совпадающим по форме с указанным пазом, кроме этого управляющий вал снабжен двумя скобами, исключающими продольное перемещение управляющего вала в секциях изоляционного корпуса.
Недостатком известного технического решения [3] является ненадежная фиксация вала управляющего вала в крайних угловых положениях.
Известен выключатель-разъединитель (авторское свидетельство СССР №333620, Н01H 21/02, 1970) [4], содержащий многосекционный изоляционный корпус, крепежные кронштейны, стянутые совместно с секциями корпуса шпильками, установленные в корпусе неподвижные контакты и дугогасительные камеры, фиксирующий механизм в виде пазов на управляющем валу под фиксирующие стопоры, управляющий вал с рукояткой и прямоугольными поперечными отверстиями, в которых размещены подпружиненные друг к другу подвижные контакты в сборе с пластинами-застежками, расположенными в концентрично расположенных дугообразных пазах секций корпуса, ограничивающих угол поворота вала за счет упора пластин-застежек в ограничительные поверхности дугообразных пазов секций корпуса.
Указанное устройство обеспечивает надежную фиксацию управляющего вала в крайних угловых положениях за счет ограничителей его поворота и фиксирующего механизма в виде пазов на управляющем валу под фиксирующие стопоры.
В данном источнике информации [4], являющимся наиболее близким аналогом полезной модели.
Недостатком известного устройства [4] является сложность сборки.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается том, что при сборке устройства [4] необходимо ориентировать секции друг относительно друга вручную или посредством дополнительной оснастки, чтобы шпильки не утыкались в торцовые поверхности секций.
При ручной ориентации секций устройства [4] сложно одновременно удерживать секции в требуемом положении и вводить шпильки.
Технический результат полезной модели заключается в упрощении сборки выключателя-разъединителя.
Технический результат достигается тем, что в выключателе-разъединителе, содержащем многосекционный электроизоляционный корпус, опоры, стянутые совместно с секциями корпуса шпильками через отверстия в секциях корпуса, установленные в корпусе неподвижные контакты и дугогасительные камеры, управляющий вал из электроизоляционного материала с рукояткой и прямоугольными отверстиями, в которых размещены подпружиненные друг к другу подвижные контакты в сборе со стопорными пластинами, парные из которых расположены в дугообразных пазах, выполненных в секциях концентрично управляющему валу, фиксирующий механизм, содержащий пазы на управляющем валу и фиксирующие стопоры, при этом боковые поверхности дугообразных пазов предназначены для ограничения радиального перемещения парных стопорных пластин вместе с подвижными контактами относительно управляющего вала и их поворота вместе с управляющим валом, секции корпуса снабжены коническими выступами с коническими отверстиями под шпильки.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что конические выступы секций, расположенные в конических отверстиях смежных секций обеспечивают расположение отверстий таким образом, что при введении шпилек полностью исключается их утыкание в торцевые поверхности секций, при этом секции ориентируются между собой в рабочее положение.
Общими существенными признаками полезной модели с ближайшим аналогом являются: выключатель-разъединитель, содержащий многосекционный электроизоляционный корпус, опоры, стянутые совместно с секциями корпуса шпильками через отверстия в секциях корпуса, установленные в корпусе неподвижные контакты и дугогасительные камеры, управляющий вал из электроизоляционного материала с рукояткой и прямоугольными отверстиями, в которых размещены подпружиненные друг к другу подвижные контакты в сборе со стопорными пластинами, парные из которых расположены в дугообразных пазах, выполненных в секциях концентрично управляющему валу, фиксирующий механизм, содержащий пазы на управляющем валу и фиксирующие стопоры, при этом боковые поверхности дугообразных пазов предназначены для ограничения радиального перемещения парных стопорных пластин вместе с подвижными контактами относительно управляющего вала и их поворота вместе с управляющим валом.
Существенными отличительными полезной модели от ближайшего аналога признаками являются: секции корпуса, за исключением крайней секции, снабжены коническими выступами, отверстия под шпильки расположены соосно коническим выступам и выполнены коническими в секциях, в которых расположены конические выступы соседних секций.
Частными существенными отличительными признаками полезной модели являются:
- выполнение управляющего вал из полипропилена РР;
- выполнение фиксирующих стопоров фиксирующего механизма в виде диаметрально расположенных ползунов относительно управляющего вала, подпружиненных в направлении друг к другу, при этом в каждом ползуне выполнено отверстие, в котором расположен конец цилиндрической пружины сжатия, а направляющие для ползунов выполнены в наружной секции корпуса;
- выполнение ползунов из полимерного материала;
- использование нейлона в качестве полимерного материала для ползунов;
- использование премикса (DMC) в качестве полимерного материала для ползунов;
- выполнение секций корпуса из прессматериала;
- использование премикса в качестве прессматериала для секций корпуса;
- использование препега в качестве прессматериала для секций корпуса.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - вид спереди на выключатель-разъединитель со снятыми муфтой, фланцами и рукояткой;
на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1 на выключатель-разъединитель со снятыми муфтой, фланцами и рукояткой;
на фиг. 3 - вид снизу на фиг. 2 со снятыми муфтой, фланцами и рукояткой;
на фиг. 4 - вид снизу на фиг. 2 со снятыми муфтой, фланцами, рукояткой, шпильками и опорой;
на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 2 (разрез по А-А на фиг. 1 - повернуто на 90°);
на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 2 с отсутствующей в зоне разреза дугогасительной камерой с левой стороны и отсутствующим неподвижным контактом с правой стороны;
на фиг. 7 - подвижные контакты в сборе со стопорными пластинами и пружинами;
на фиг. 8 - вид сверху на фиг. 7;
на фиг. 9 - управляющий вал;
на фиг. 10 - разрез по В-В на фиг. 8;
на фиг. 11 - сечение по Г-Г на фиг. 8;
на фиг. 12 - ползун;
на фиг. 13 - разрез по Д-Д на фиг.11;
на фиг. 14 - вид сверху фиг.11;
на фиг. 15 - муфта (вид сбоку - увеличено);
на фиг. 16 - разрез Е-Е на фиг.15;
на фиг. 17 - фрагмент с рукояткой, кольцам, муфтой, двумя секциями опорой;
на фиг. 18 - рукоятка (вид со стороны прямоугольного выступа);
на фиг. 19 - рукоятка (вид сбоку);
на фиг. 20 - секция 1, 2 или 3 (вид со стороны конических выступов);
на фиг. 21 - секция 2 или 3 (сечение Ж-Ж на фиг. 20).
Корпус выключателя-разъединителя выполнен многосекционным, состоящим из секций 1, 2, 3, 4 (фиг. 1, 2). Секции 1-4 корпуса выполнены из электроизоляционного материала, могут быть выполнены из прессматериала, в качестве которого можно использовать премикс или препег, имеют плоские наружные смежные боковые поверхности, расположенный под прямым углом друг относительно друга.
В пазах 5 (фиг. 6), образованных в секциях 1, 2 и 3, закреплены неподвижные контакты 6, в пазах, образованных поверхностями смежных секций 1, 2, 3 и 4, закреплены дугогасительные камеры 7 (фиг. 3-6). Через все секции 1, 2, 3 и 4 электроизоляционного корпуса проходит управляющий вал 8 (фиг. 9-10), выполненный, например, из полипропилена РР и связанный с рукояткой 9 (фиг. 17).
По торцам многосекционного электроизоляционного корпуса установлены опоры 10 (уголковые металлические), стянутые совместно с секциями 1, 2, 3 и 4 электроизоляционного корпуса посредством шпилек 11, установленных в отверстиях 12 секций 1, 2, 3 и 4 электроизоляционного корпуса и опор 10. В каждом сквозном прямоугольном поперечном отверстии 13 управляющего вала 8 установлены подвижные контакты 14 в сборе с центральной стопорной пластиной 15, парными спорными пластинами 16 (две одинаковые стопорные пластины), двумя осями 17 и двумя цилиндрическими пружинами сжатия 18.
Количество секций изоляционного корпуса на одну больше количества полюсов выключателя-разъединителя. В секции 4 находится механизм фиксации положений управляющего вала 8. Указанный механизм выполнен в виде двух ползунов 19, выполняющих функции фиксирующих стопоров фиксирующего механизма и расположенных в направляющих, выполненных в виде радиально расположенных пазов относительно центрального ступенчатого отверстия 20 (два соосных отверстия с торцевой переходной плоской поверхностью между ними) в наружной секции 4. Наружная секция 4 корпуса имеет плоские наружные смежные боковые поверхности, расположенный под прямым углом друг относительно друга, при этом направляющие для ползунов расположены под углом к наружным поверхностям секции 4, отличным от прямого угла.
Для удобства сборки указанные пазы могут быть выполнены ступенчатыми - боковые и донные поверхности двух пазов со стороны центрального ступенчатого отверстия 20 в секции 4 не имеют ограничительных стенок, а на донных поверхностях пазов выполнены более узкие пазы, с ограничительными стенками, ограничивающими перемещение ползунов 19 в сторону управляющего вала 8. Для этого ползун должен иметь выступы, входящие в более узкие пазы.
Каждая дугогасительная камера 7 (фиг. 6) состоит из корпуса 21 коробчатого типа с плоскими боковыми стенками 22 и плоской верхней стенкой 23, выполненных из электроизоляционного материала и соединенных между собой посредством прямоугольных сквозных отверстий в плоских боковых стенках 22, в которые вставлены соответствующие прямоугольные выступы 24 плоской верхней стенки 23 и прямоугольные выступы 25 веерообразно расположенных металлических пластин 26 с пазами в нижней части, при этом на нижней пластине сверху двумя заклепочными соединениями прикреплена плоская изогнутая пружина 27 П-образной формы, выполняющая функцию пружинного фиксатора.
Контур боковых стенок 22 каждой дугогасительной камеры 7 в нижней части соответствует цилиндрическим участкам поверхностей секций, в которых установлены дугогасительные камеры 7, при этом нижние концы 28 плоской изогнутой пружины 27, заведены за выступы 29, расположенные на наружных цилиндрических поверхностях 30 смежных секций корпуса. Таким образом, обеспечивается фиксация каждой дугогасительной камеры 7. Следует отметить, что плоская верхняя стенка 23 дугогасительной камеры 7 на фиг. 6 с левой стороны находится внизу, а с правой стороны - вверху.
Каждый ползун 19, выполненный из полимерного материала, в качестве которого использован нейлон или премикс (DMC), имеет форму призмы с квадратным основанием (фиг. 12-14). С одной стороны он содержит отверстие 31 квадратной формы, на дне которого выполнено глухое круглое цилиндрическое отверстие 32 для размещения конца цилиндрической пружины сжатия 33.
Каждый ползун 19 содержит выступ 34 в виде сегмента цилиндра или в виде треугольной призмы, размер между двумя основаниями которых может быть меньше ширины квадратной части ползуна 19.
Таким образом, фиксирующий механизм для фиксации управляющего вала в крайних положениях содержит фиксирующие стопоры, выполненные в виде диаметрально расположенных ползунов относительно управляющего вала, подпружиненных в направлении друг к другу, несущие выступы, предназначенные для взаимодействия с пазами 35 управляющего вала 8 (фиг. 11), поверхности которых 36 и 37 могут быть плоскими и/или цилиндрическими, в том числе выпуклыми.
Ползуны 19 могут быть выполнены из полимерного материала, например, нейлона. Диаметральное расположение ползунов 19 уравновешивает силы, действующие на управляющий вал 8.
Хвостовая часть 38 управляющего вала 8 соединена с рукояткой 9 посредством муфты 39 (фиг. 17). Муфта 39 соединена одним концом с хвостовой частью 38 управляющего вала 8 шлицевым соединением, а другим концом, имеющим такую же форму, повернутую на 45° вокруг оси муфты, соединена впадинами 40 (фиг. 15, 16) с прямоугольным поперечным выступом 41 рукоятки 9.
Муфта может быть изготовлена штамповкой путем пластической деформации трубчатой заготовки.
На муфте 39 может быть установлена плоская шайба 42, а между муфтой 39 и рукояткой 9 - шайба 43 с выпуклой центральной частью 44 и прямоугольными радиальными пазами, для прохождения сквозь них прямоугольного поперечного выступа 41 рукоятки 9 (фиг. 18, 19), центральным отверстием.
Прямоугольный поперечный выступ 41 рукоятки 9 расположен на цилиндрическом выступе 45, диаметр которого равен или меньше диаметра отверстия шайбы 43, а его высота 46 - равна или меньше толщине шайбы 43.
Поверхности со стороны стыковочных торцов 47 секций 1, 2, 3 и 4 корпуса обладают свойством осесимметричности. Это означает, что любой точке соответствует точка, находящаяся на том же расстоянии от оси симметрии и лежащая на одной прямой с исходной точкой и их общей проекцией на ось симметрии. Наружные торцевые поверхности секций 1 и 4 корпуса также обладают свойством осесимметричности, за исключением нижней части, которая занижена до плоскости стыка с опорой 10.
Отверстия 12 под шпильки 11 во всех секциях корпуса, кроме крайней секции 1, должны быть выполнены коническими 48, при этом на всех секциях, за исключением крайней секции 4, выполнены конические выступы 49 (фиг. 21). Отверстия 12 под шпильки расположены соосно коническим выступам 49 и выполнены коническими в секциях, в которых расположены конические выступы соседних секций. Предпочтительно, чтобы угол конусности на выступах 49 и в отверстиях 48 совпадал, а в сборе между ними был минимальный зазор для упрощения сборки и обеспечения плотного стыка между секциями корпуса.
Отверстие 12 в секции 4 выполнено ступенчатым: на длине, составляющей не менее длины выступа 49 секции 3 оно выполнено коническим, а на остальной длине - цилиндрическим (не показано).
Поверхности 50 секций корпуса занижены относительно стыковочных торцов 47 для обеспечения возможности установки между ними дугогасительных камер 7.
Поверхности 51 секций корпуса занижены относительно стыковочных торцов 47 для обеспечения возможности расположения между ними подвижных контактов 14 в положении, при котором подвижные 14 и неподвижные 6 контакты разъединены.
Вокруг центрального отверстия 20 секций со стороны стыковочных поверхностей выполнены дугообразные пазы 52, боковые цилиндрические поверхности которых расположены эквидистантно цилиндрической поверхности центрального отверстия 20, а боковые поверхности 53 ограничивают дуги пазов 52 (фиг. 20).
Дугообразные пазы 52 предназначены для размещения в них концов 54 парных стопорных пластин 16, периферийные поверхности 55 которых являются цилиндрическими и соответствуют боковым цилиндрическим поверхностям дугообразных пазов 52.
Стопорные пластины 16 снабжены двумя пазами 56 с полуцилиндрическими донными поверхностями, кривизна которых соответствует кривизне кольцевых канавок 57, и цилиндрическими боковыми поверхностями 58, радиус которых равен или незначительно превышает половину диаметра цилиндрических концов 59 осей 17.
Между стопорными пластинами 16 на осях 17 расположены подпружиненные друг к другу посредством цилиндрических пружин сжатия 18 подвижные контакты 14, разделенные центральной стопорной пластиной 15 с пазами полукругой или прямоугольной формы на продольных концах, входящими в центральные кольцевые канавки на осях 17.
В подвижных контактах выполнены соответствующие отверстия (не показаны) под оси 17.
Подвижные контакты 14 снабжены заходными наклонными участками 60, выполненными путем штамповки, и цилиндрическими периферийными поверхностями 61 (фиг. 7, 8). Неподвижные контакты 6 в зоне контактирования с подвижными контактами 14 на участках, первыми входящих в контакт с неподвижными контактами 6, также снабжены заходными поверхностями 62.
Неподвижные контакты 6 снабжены выступами 63, опирающимися на внутренние поверхности секций и препятствующими перемещению неподвижных контактов 6 в пазу 5 в сторону от управляющего вала 8.
Неподвижные контакты 6 также снабжены отверстиями 64, предназначенными для установки средств зажима для присоединения концов проводников.
Управляющий вал 8 выполнен ступенчатым. Центральная часть 65 снабжена буртиками 66, диаметр которых меньше диаметра центрального отверстия в секторах 1, 2, 3 и центрального отверстия сектора 4, расположенного со стороны сектора 3, и больше диаметра центрального отверстия сектора 4, расположенного со стороны закрепленной на секторе 4 опоры 10, прерываемого направляющими ползуна 19.
За буртиками 66 расположены участки 67, содержащие пазы 35, за одним из которых расположена хвостовая часть 38.
Для уменьшения материалоемкости в секциях выполнены выемки 68.
На одной из опор 10 установлен зажим 69 для присоединения проводника на заземление в виде болта, гайки и шайб.
Резьбовые шпильки 11 соединены с гайками 70 и шайбами 71 (плоскими и пружинными шайбами).
Опоры снабжены пазами 72 для их закрепления на опорной поверхности.
Сборка выключателя-разъединителя может быть осуществлена в следующей последовательности.
Стопорную пластину 15 пазами полукругой или прямоугольной формы на продольных концах вводят в центральные кольцевые канавки на осях 17. Затем оси 17 вставляют в отверстия подвижных контактов 14, фиксируя тем самым стопорную пластину 15 между осями 17, и надевают на них цилиндрические пружины сжатия 18. Преодолевая сопротивление пружин 18, перемещают вдоль осей 17 стопорные пластины 16 через цилиндрические боковые поверхности 58 до уровня кольцевых канавок осей 17, расположенных вблизи их концов, и поперечным перемещением стопорных пластин 16 вводят их пазами 56 в кольцевые канавки 57 до упора в донные поверхности пазов 56. Для упрощения ввода радиусы цилиндрических боковых поверхностей 58 пазов 56 должны быть меньше половин диаметров средней части осей 17 и больше половин диаметров концов осей 17.
После сборки всех подвижных контактов с осями 17, пружинами сжатия 18 и стопорными пластинами 15 и 16, в прямоугольное отверстие управляющего вала 8, расположенное со стороны его конца, вставляю пару подвижных контактов 14 в сборе и этим концом вставляют управляющий вал 8 в центральное отверстие секции 4 до упора буртика 66 в торцевую переходную поверхность, расположенную между двумя отверстиями, образующими ступенчатое отверстие 20 секции 4. При этом концы стопорных пластин 16 вставляют в дугообразные пазы 52 секции 4.
После этого поворачивают управляющий вал 8 с подвижными контактами в разомкнутое положение, на секцию 4 устанавливают секцию 3 с установленными в ее пазах 5 неподвижными контактами 6, вводя конические выступы 49 секции 3 в конические отверстия секции 4, и, приподнимая управляющий вал 8 до упора концов стопорных пластин 16 в дугообразные пазы 52 секции 3, вставляют следующую пару подвижных контактов 14 в сборе в среднее прямоугольное отверстие управляющего вала 8. Повторяют указанные выше действия с секцией 2, затем устанавливают секцию 1 вместе с неподвижными контактами 6.
После этого в секцию 1 вставляют ползуны 19 с цилиндрическими пружинами сжатия 33, вставляют опоры 10 со стороны секций 1 и 4, вставляют резьбовые шпильки 11 в отверстия 12 и стягивают пакет секций 1-4 с опорами 10 гайками 70 посредством шайб 71 (плоских и пружинных шайб), вставляют дугогасительные камеры 7.
На хвостовую часть 38 управляющего вала 8 надевают муфту 39. На муфту 39 надевают шайбы 42 и 43 и соединяют другим концом с прямоугольным поперечным выступом 41 рукоятки 9.
Хвостовая часть 38 управляющего вала 8 может быть установлена также со стороны секции 1.
Устройство работает следующим образом. Включение и выключение выключателя-разъединителя производится рукояткой 9. При включении выключателя-разъединителя рукояткой 9, связанной с управляющим валом 8, установленные в сквозных отверстиях управляющего вала 8 подвижные контакты 14 поворачиваются вместе с управляющим валом 8 до упора в боковые поверхности дугообразных пазов 52. Подвижные контакты 14 входят в контакт с неподвижными контактами 6, охватывая их. Полное соединение контактов фиксируется механизмом фиксации, - когда выступы 34 ползунов 19 войдут в пазы 35 управляющего вала 8 (фиг. 11). При повороте рукоятки 9 в противоположном направлении подвижные контакты 14 выходят из контакта с неподвижными контактами 6 и происходит разъединение электрической цепи. Выключенное положение также фиксируется механизмом фиксации, когда выступы 34 ползунов 19 войдут в пазы с поверхностями 36 и 37 управляющего вала 8 (фиг. 11).
Выполнение управляющего вала из полипропилена РР, выполнение ползунов из полимерного материала уменьшают вес устройства и уменьшают трение между поверхностями управляющего вала и ползунов, контактирующими между собой.
Выполнение фиксирующих стопоров фиксирующего механизма в виде диаметрально расположенных ползунов относительно управляющего вала, подпружиненных в направлении друг к другу, при этом в каждом ползуне выполнено отверстие, в котором расположен конец цилиндрической пружины сжатия, и выполнение направляющих для ползунов в наружной секции корпуса, обеспечивает уменьшение ширины наружной секции корпуса.