Предохранитель-выключатель

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для установки в устройствах распределения электрической энергии, преимущественно в низковольтных комплектных устройствах. Предохранитель-выключатель состоит из П-образного корпуса, пластины-изолятора с, по меньшей мере, одной парой контактов, траверсы с плавкими предохранителями и механизма включения, имеющего вал и два рычага, жестко закрепленных на противоположных концах вала и имеющих криволинейный участок, с угловой величиной дуги, находящейся в интервале от до π, с, по меньшей мере, одним центром кривизны, смещенным относительно оси вала в направлении к концу криволинейного участка рычага. На торцах траверсы имеется, по меньшей мере, один выступ, контактирующий с криволинейным участком рычага. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности в эксплуатации. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для установки в устройствах распределения электрической энергии, преимущественно в низковольтных (с напряжением до 1000 В) комплектных устройствах (силовых ящиках, щитах, шкафах).

Известен многофазный выключатель, имеющий, по меньшей мере, два блока со вставками с плавкими предохранителями [1]. Выключатель имеет соединенные между собой блоки со вставками, замыкаемыми и размыкаемыми контактами и фиксаторами, один рычаг включения, воздействующий на контактную пластину через толкатели с пружинами, установленными в каждом блоке.

Первый недостаток такого выключателя - его сложность, обусловленная большим числом конструктивных элементов. Второй недостаток - пониженная надежность вследствие последовательного расположения и взаимодействия элементов конструкции при включении и выключении.

Известен многофазный выключатель с плавкими предохранителями, который может использоваться, по меньшей мере, для одной фазы, имеющий корпус с концевыми, боковыми, задней и передней стенками, основание-изолятор, пару электрических контактов, соответствующих каждой фазе, ножи для замыкания контактов, механизм включения с рукояткой, механизм фиксации, соединенный с плавкими предохранителями [2].

Недостаток данного выключателя - сложная конструкция, обусловленная наличием накопителей механической энергии, необходимой для быстрого оперирования при повышенных значениях напряжения и тока.

Известен предохранитель-разъединитель, имеющий гнездо для плавкого предохранителя, контактную систему, приводимую в действие рычагом с рукояткой и механизм фиксации рычага [3]. Рычаг имеет на некотором расстоянии от оси прорезь в форме арки, занимающую угол приблизительно 90° и расположенную напротив рукоятки, при этом рычаг соединен с контактной системой толкателем, один конец которого входит в прорезь в рычаге, а второй - в гнездо на контактной пластине.

Недостаток предохранителя-разъединителя - сложность конструкции, обусловленная большим количеством ее элементов.

Известен предохранитель-выключатель [4] (прототип), состоящий из корпуса с передней, задней и двумя боковыми стенками, пластины-изолятора с тремя парами контактов и шинами для подключения токопроводов, закрепленной на задней стенке корпуса; траверсы с плавкими предохранителями, установленной параллельно пластине-изолятору и подвижной в направляющих, расположенных на боковых стенках перпендикулярно пластине-изолятору; механизма включения, размещенного в корпусе и имеющего вал, параллельный траверсе в вертикальной и горизонтальной плоскостях, два рычага, каждый из которых жестко закреплен на противоположных концах вала в непосредственной близости от боковых стенок, привод вала, обеспечивающий его поворот на ограниченный угол величиной от до , устройство взаимодействия рычагов с траверсой, выполненной в виде кулисного механизма, обеспечивающее преобразование вращательного движения вала с рычагами в поступательное движение траверсы; фиксатора положения вала в выключенном состоянии предохранителя-выключателя.

Первый недостаток этого предохранителя-выключателя в сложности конструкции привода вала, выполненного в виде рукоятки, совершающей при включении поворот на угол, равный приблизительно , и механизма преобразования вращения рукоятки во вращение вала с рычагом на угол (от до 0). Второй недостаток - значительное изменение силы, действующей от рычагов на траверсу, в зависимости от текущего значения угла поворота рычагов при повороте рукоятки и соответствующее изменение силы трения траверсы о направляющие, что вызывает изнашивание материалов траверсы и направляющих и постепенно снижение надежности работы выключателя.

Конструкция кривошипно-ползунного механизма включения [5] не исключает значительные силы трения и является более сложной, чем конструкция кулисного механизма.

Техническая задача изобретения состоит в повышении надежности работы предохранителя-выключателя.

Техническая задача решена в изобретении предохранителя-выключателя, состоящего из П-образного корпуса с задней и двумя боковыми стенками; пластины-изолятора, по меньшей мере, с одной парой контактов, закрепленного на задней стенке корпуса; траверсы с плавкими предохранителями, установленной параллельно пластине-изолятору и подвижной в направляющих, расположенных на боковых стенках перпендикулярно пластине-изолятору; механизма включения, размещенного в корпусе и имеющего вал, параллельный траверсе в вертикальной и горизонтальной плоскостях, два рычага, каждый из которых жестко закреплен на противоположных концах вала в непосредственной близости от боковых стенок и имеет криволинейный участок, с угловой величиной дуги, находящейся в интервале от до π, равной углу поворота вала при включении, по меньшей мере, с одним центром кривизны, смещенным относительно оси вала в направлении к концу криволинейного участка рычага, а на торцах траверсы имеется, по меньшей мере, один выступ, контактирующий с криволинейным участком рычага. Возможен вариант исполнения, при котором криволинейный участок образован двумя концентрически расположенными дугами, центр которых находится на линии, соединяющей центр вала и одну из точек касания выступа траверсы и криволинейного участка, взаимодействующего с выступом в положении "выключено".

Криволинейный участок может быть выполнен в виде паза в рычаге, а выступ траверсы размещен внутри паза с зазором. Возможен вариант исполнения конструкции, при котором на каждом из торцов траверсы имеются два выступа, а криволинейный участок рычага размещен между выступами с зазором.

В предпочтительном варианте исполнения, обеспечивающем плавное включение и наглядное положение рукоятки в состояниях "включено" и "выключено", угловая величина дуги криволинейного участка равна .

Привод вала в разных исполнениях может быть как ручным, так и электрифицированным. При варианте с ручным приводом на одном из концов вала закреплена рукоятка, так что угол между осью рукоятки и линией, соединяющей ось вала и центр выступа траверсы в положении "включено", равен половине угловой величины дуги криволинейного участка.

На фиг.1 показана конструкция предохранителя-выключателя в состоянии "включено", на фиг.2 - конструкция предохранителя-выключателя в состоянии "выключено" (повернутая на угол против часовой стрелки), на фиг.3 - вал с двумя рычагами, имеющими криволинейный сектор, на фиг.4 - вал с двумя рычагами, вид А; на фиг.5 - механизм включения (вариант с криволинейным участком внутри рычага), на фиг.6 - предохранитель-выключатель, установленный в электрошкафу.

Выключатель-предохранитель состоит из П-образного корпуса 1 (фиг.1, 2) с задней стенкой 2 и двумя боковыми стенками 3 и 3а; на задней стенке 2 закреплена пластина-изолятор 4 с парами контактов 5 с шинами 6 для присоединения наконечников проводов (не показаны), между боковыми стенками 3 и 3а параллельно пластине-изолятору 4 размещена траверса 7 с предохранителями 8 и выступами 9 и 9а на торцах с возможностью движения в направляющих 10 и 10а.

В корпусе 1 размещен механизм включения 11, имеющий вал 12, параллельный траверсе 7 с двумя рычагами 13 и 13а, жестко закрепленными на концах вала 12 в непосредственной близости от боковых стенок 3 и 3а. Каждый рычаг 13 и 13а имеет криволинейный участок 14 (фиг.3, 4), по меньшей мере, с одним центром кривизны, смещенным относительно оси вала 12 к концу криволинейного участка 14 рычага (фиг.4). Угловая величина дуги криволинейного участка 14 может находиться в интервале от до π и выбирается в зависимости от величины хода траверсы 7 из положения "выключено" (фиг.1) в положение "включено" (фиг.2).

Оптимальная величина дуги при ручном включении равна , так как при этом обеспечивается плавность переключения и наглядное положение рукоятки в положениях "включено" (вверху. фиг.2) и "выключено" (внизу, фиг.1, 4). Вариант исполнения предохранителя-выключателя, при котором криволинейный участок, взаимодействующий с одним выступом траверсы, образован двумя концентрически расположенными дугами, центр которых находится на линии, соединяющей центр вала 12 и одну из точек касания выступа 9 (фиг.5) и криволинейного участка в положении "выключено". При таком исполнении криволинейного участка рычага нормальная сила, прижимающая траверсу 7 к направляющим 10 и 10а, и, соответственно, сила трения, минимальны.

Криволинейный участок может быть выполнен в виде паза, образованного дугами 15 и 15а в рычагах 13 и 13а. В этом случае траверса 7 имеет по одному выступу 9в на каждом торце, помещенному между дугами с зазором (фиг.5). В возможном варианте исполнения на торцах траверсы 7 имеется по два выступа 9 и 9а, а криволинейный участок 14 размещен между выступами с зазором (фиг.1). При ручном приводе выключателя рукоятка 16 закреплена на конце вала 12 так, что угол между осью рукоятки и линией, соединяющей ось вала 12 и центр выступа 9 траверсы 7 в положении "включено", равен половине угловой величины дуги криволинейного участка 14, взаимодействующей с выступом траверсы при включении, то есть (см. фиг.4).

Для фиксации траверсы 7 и рукоятки 16 в состоянии "выключено" в конструкции предохранителя-выключателя имеется фиксатор 17, установленный на оси 18, закрепленной в боковой стенке 3. Фиксатор 17 имеет правое плечо 19, взаимодействующее с выступом 9, и левое плечо 20, взаимодействующее со скобой 21 двери 22 силового ящика 23 (фиг.6).

В рабочем состоянии предохранитель-выключатель устанавливается на задней стенке в силовом ящике 23 (фиг.6). При закрытии двери 22 скоба 21 нажимает на левое плечо 20 фиксатора, который поворачивается по часовой стрелке, фиксирует дверь 22 в закрытом состоянии и освобождает траверсу. При повороте рукоятки 16 с валом 12 против часовой стрелки криволинейные участки 14 рычагов 13 воздействуют на выступы 9 и траверса 7 с предохранителями смещается к задней стенке (фиг.2), при этом ножи предохранителей входят в контакты, замыкая электрическую цепь. Во включенном состоянии выступы 9 удерживают правое плечо 19 и фиксируют дверь 22 в закрытом состоянии. Только после поворота рукоятки 16 по часовой стрелке до положения "выключено" левое плечо 20 освобождает дверь 22 для открытия.

В предложенной конструкции предохранителя-выключателя по изобретению меньшее количество деталей, чем в известных, а криволинейные участки рычагов 13 обеспечивают меньшую силу трения при движении траверсы 7 в направляющих, что позволяет повысить надежность предохранителя-выключателя при его эксплуатации, то есть решить поставленную техническую задачу.

Источники информации

1. ЕР 1203385В1, Н 01 Н 9/10, 02.08.2000.

2. US 005322982, Н 01 Н 5/06, 21.06.1994.

3. WO 99/28936, Н 01 Н 9/10, 10.06.1994.

4. http://www.mzenu.ru/production/BPV.htm

5. http://www.mzemi.ru/production/YaBPVU 1MU3.htm.

1. Предохранитель-выключатель, состоящий из П-образного корпуса с одной задней, двумя боковыми стенками, пластины-изолятора по меньшей мере с одной парой контактов, закрепленной на задней стенке; траверсы с предохранителями, установленной параллельно пластине-изолятору и подвижной в направляющих, расположенных на боковых стенках перпендикулярно пластине-изолятору; механизма включения, размещенного в корпусе и имеющего вал, расположенный в корпусе параллельно траверсе в вертикальной и горизонтальной плоскостях, два рычага, каждый из которых жестко закреплен на противоположных концах вала в непосредственной близости от боковых стенок, привод вала, обеспечивающий его поворот на ограниченный угол, устройство взаимодействия рычагов с траверсой, обеспечивающее преобразование вращательного движения вала с рычагами в поступательное движение траверсы, фиксатора положения вала в состоянии "выключено", отличающийся тем, что каждый из рычагов имеет криволинейный участок с угловой величиной дуги, находящейся в интервале от до π и равной углу поворота вала при включении, по меньшей мере с одним центром кривизны, смещенным относительно оси вала в направлении к концу рычага, а на торцах траверсы имеется, по меньшей мере, один выступ, взаимодействующий с криволинейным участком рычага при его повороте в процессе включения или выключения.

2. Предохранитель-выключатель по п.1, отличающийся тем, что криволинейный участок образован двумя концентрически расположенными дугами, центр которых находится на линии, соединяющей центр вала и одну из точек касания выступа траверсы и взаимодействующего с ним криволинейного участка в положении "выключено".

3. Предохранитель-выключатель по п.1, отличающийся тем, что криволинейный участок выполнен в виде паза в рычаге, а выступ размещен внутри паза с зазором.

4. Предохранитель-выключатель по п.1, отличающийся тем, что на каждом из торцев траверсы имеются два выступа, а криволинейный участок рычага размещен с зазором между выступами.

5. Предохранитель-выключатель по п.1, отличающийся тем, что угловая величина дуги криволинейного участка равна

6. Предохранитель-выключатель по п.1, отличающийся тем, что привод вала является ручным и имеет рукоятку, закрепленную на одном из концов вала так, что угол между осью рукоятки и линией, соединяющей ось вала и центр выступа траверсы, в положении "включено" равен половине угловой величины дуги криволинейного участка.