控制與保護開關電器的操作機構的製作方法

2023-09-17 10:04:45 2

專利名稱：控制與保護開關電器的操作機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及低壓電器領域中的控制與保護開關電器，更確切的說，是涉及一種具有消防功能的CPS(KBO)控制與保護開關電器的操作機構。
背景技術：
「控制與保護開關電器」(控制保護器)是低壓電器中的新型產品，作為新的大類產品，其產品類別代號為 「CPS」，是英文 「Control and Protective Switching Device，，的縮寫。CPS的主要特徵為在單一結構形式的產品上實現集成化的、內部協調配合的控制與保護功能，能夠替代斷路器(熔斷器)、接觸器、過載(或過流、斷相)保護繼電器、啟動器、隔離器等多種傳統的分立元器件。KBO是國內第一代CPS大類產品。KBO主要用於交流 50Hz (60Hz)、額定電壓至690V、電流自0. 16A至125A的電力系統中接通、承載和分斷正常條件下包括規定的過載條件下的電流，且能夠接通、承載並分斷規定的非正常條件下的電流 (如短路電流)。KBO採用模塊化的單一產品結構型式，集成了傳統的斷路器(熔斷器)、接觸器、過載(或過流、斷相)保護繼電器、啟動器、隔離器等的主要功能，具有遠距離自動控制和就地直接人力控制功能，具有面板指示及機電信號報警功能，具有協調配合的時間一電流保護特性(具有反時限、定時限和瞬時三段保護特性)。根據需要選配功能模塊或附件，即可實現對一般(不頻繁起動)的電動機負載、頻繁起動的電動機負載、配電電路負載的控制與保護。本申請人於2005年7月提出的名為《一種控制與保護開關電器的操作機構》(專利號為:ZL200510050593. 3，授權公告日為2007年6月6日，授權公告號為CN1320579C) 的專利文獻中，曾揭示了一種控制與保護開關電器的操作機構，該操作機構包括安裝板和面殼，面殼上標誌有自動控制位置、脫扣位置、分斷位置、復位位置及隔離位置，安裝板內裝有能分別與控制與保護開關電器的熱磁脫扣器、主電路接觸組、電磁傳動機構、隔離機構並聯的推桿、推板、搖臂、拉杆，並有手動操作的指示旋鈕，該指示旋鈕能分別至於自動控制位置、脫扣位置、分斷位置、復位位置及隔離位置，安裝板內還裝有側凸輪、跳扣凸輪、中凸輪、 中止動器、側止動器、彈簧。控制與保護開關電器應用它來實現消防的功能，可以實現對過載、過流只報警不脫扣，短路時脫扣並斷開主電路的功能，不需串聯輔助觸頭，可直接就地手動控制，給使用和維護提供了諸多便利。但是該操作機構尚存在下述不足之處1、由於側凸輪和跳扣凸輪共用一個側止動器，而側凸輪和跳扣凸輪的動作限位都是由側止動器完成的，且側凸輪和跳扣凸輪又可以獨立動作，如果側止動器的動作行程稍有偏差，很容易使側凸輪或跳扣凸輪產生誤動作。2、過載和過流均由推桿控制，推桿只能完成報警工作，不能實現過載報警、過流脫扣的功能。

發明內容
為了克服背景技術的不足，本發明提供一種控制與保護開關電器的操作機構，該控制與保護開關電器的操作機構主要解決了現有的操作機構易產生偏差誤操作及不能實現過載報警、過流脫扣的問題，本發明是對背景技術的進一步完善，採用了雙凸輪嵌套結構及雙止動器結構，過載時只報警不脫扣，過流或短路時脫扣並斷開主電路，具有動作穩定、 可靠的特點。本發明的技術方案是該控制與保護開關電器的操作機構包括安裝板及面殼，面殼上標誌有自動控制位置、脫扣位置、分斷位置、復位位置，安裝板內裝有能分別與KBO控制與保護開關電器的熱磁脫扣器、主電路接觸組、電磁傳動機構並聯的推桿、推板、搖臂，並有手動操作的指示旋鈕，該指示旋鈕能分別置於自動控制位置、脫扣位置、分斷位置、復位位置，安裝板內安裝有中凸輪及中止動器，安裝板內還裝有報警凸輪、報警止動器、脫扣凸輪及脫扣止動器，中凸輪上設有第一層凸輪面和第二層凸輪面，中凸輪上的第一層凸輪面與中止動器及脫扣凸輪相對應，中凸輪上的第二層凸輪面與報警凸輪相對應，脫扣凸輪能夠與中止動器相卡，脫扣凸輪相對報警凸輪有一定的自由轉角，脫扣凸輪與報警凸輪能夠相互隨動，報警止動器相對於脫扣止動器有一定的自由轉角，報警止動器與脫扣止動器也能夠相互隨動；逆時針轉動中凸輪能夠使報警凸輪與報警止動器相卡、脫扣凸輪與脫扣止動器相卡，報警凸輪及脫扣凸輪分別由推桿及推板控制脫扣，脫扣凸輪脫扣後能夠使報警凸輪隨動；所述的推桿由過載推桿及過流推桿組成，過載推桿與報警止動器相對應，過載推桿與過流推桿之間能夠相對滑動，過流推桿能夠帶動過載推桿移動，過載推桿僅限於使報警凸輪單獨脫扣，過流推桿可同時帶動過載推桿使報警止動器和脫扣止動器同時轉動，致使脫扣凸輪和報警凸輪動作。所述的報警凸輪包括有兩層凸輪面、開孔及卡臺，兩層凸輪面分別與中凸輪的第一、第二凸輪面相配合，報警凸輪上設有驅使報警凸輪逆時針旋轉的拉簧；脫扣凸輪嵌套於報警凸輪的開孔內，脫扣凸輪和報警凸輪共用同一轉軸。所述的脫扣凸輪和報警凸輪安裝在與中止動器相反的一側。所述的中止動器包括有與中凸輪的第一層凸輪面相配合的彈性凸臺、固定凸臺及驅使中止動器逆時針旋轉的拉簧。所述的脫扣凸輪包括凸臺、伸臂及復位扭簧，復位扭簧驅使脫扣凸輪順時針旋轉， 並使凸臺頂在中止動器的固定凸輪上而使中止動器順時針旋轉，伸臂與脫扣止動器相配合。所述的脫扣止動器包括有凸柱、兩個開孔、止動面及凸面，凸柱與推板相作用，兩個開孔內分別嵌套放置報警止動器及復位扭簧，復位扭簧驅使脫扣止動器順時針復位，凸面驅動報警止動器實現聯動，所述的脫扣凸輪的伸臂與止動面卡位配合。所述的報警止動器嵌套於脫扣止動器內且與脫扣止動器共用一軸，報警止動器包括有頂板、凸面及止動面，報警止動器還設有驅使報警止動器順時針復位的壓簧，所述的報警凸輪的卡臺與止動面卡位配合。所述的過載推桿與過流推桿疊放在一起，過流推桿上設有導向鍵，過載推桿上設有導向槽，導向鍵位於導向槽內，導向槽的長度大於導向鍵的長度。所述的過流推桿上設有卡塊，過載推桿上設有滑板，所述的滑板被卡塊限位。本發明的有益效果是由於採取上述方案，當出現故障過載時，過載由過載推桿控制，過載推桿動作，過流推桿不動作，過載推桿使報警止動器與報警凸輪脫開，報警凸輪脫扣發出警報，在此過程中報警止動器在自由轉角內轉動，不會使脫扣止動器動作，主電路不會斷開；當出現故障過流時，過流由過流推桿控制，由於過流推桿行程較長，過流推桿帶動過載推桿使報警止動器與報警凸輪脫開後，繼續推動報警止動器，報警止動器帶動脫扣止動器動作，報警凸輪脫扣發出警報同時脫扣凸輪脫開，主電路斷開。當出現短路時，脫扣止動器在推板的作用下與脫扣凸輪脫開，脫扣凸輪脫扣後轉動不能與中止動器相卡，中止動器帶動搖臂使控制主電路的斷路器斷開，報警止動器隨同脫扣止動器動作，報警凸輪也脫扣發出警報。由於報警凸輪和報警止動器是獨立動作的，不影響主電路，使得該控制裝置動作更加穩定、可靠，有效避免了誤動作的產生。過載和過流也分別由過載推桿和過流推桿控制，實現過載只報警不脫扣、過流報警並脫扣的功能。


圖1是本發明的面殼13與指示旋鈕12配合示意圖。圖2是本發明的立體圖。圖3是本發明的另一角度立體圖。圖4是本發明的脫扣凸輪3扣在脫扣止動器6上的示意圖。圖5是本發明的報警凸輪2扣在報警止動器7上的示意圖。圖6是本發明的中止動器5扣住中凸輪4的示意圖。圖7是本發明的脫扣凸輪3扣住中止動器5的示意圖。圖8是本發明的報警凸輪2扣在報警止動器7上的示意圖。圖9是本發明的脫扣凸輪3扣在脫扣止動器6上的示意圖。圖10是本發明的報警凸輪2與報警止動器7脫扣的示意圖。圖11是本發明的脫扣凸輪3與脫扣止動器6脫扣的示意圖。圖12是本發明的中凸輪4頂開中止動器5的示意圖。圖13是本發明的中推桿9的結構示意圖。圖中1-安裝板，2-報警凸輪，3-脫扣凸輪，4-中凸輪，5-中止動器，6_脫扣止動器，7-報警止動器，8-推板，9-推桿，10-搖臂，11-固定板，12-指示旋鈕，13-面殼，14-過載推桿，15-過流推桿，16-導向鍵，17-導向槽，18-卡塊，19-滑板。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述。參照圖1 圖13，一種控制與保護開關電器的操作機構，包括安裝板1及面殼 13，面殼13上標誌有自動控制位置(AUT0)、脫扣位置(Trip)、分斷位置(Off)、復位位置 (Reset)，安裝板1內裝有分別與KBO控制與保護開關電器的熱磁脫扣器、主電路接觸組、電磁傳動機構並聯的推桿9、推板8、搖臂10，並有手動操作的指示旋鈕12，該指示旋鈕12能分別置於自動控制位置(AUT0)、脫扣位置(Trip)、分斷位置(Off)、復位位置(Reset)，安裝板1內安裝有中凸輪4及中止動器5，安裝板1內還裝有報警凸輪2、報警止動器7、脫扣凸輪3及脫扣止動器6，中凸輪4上設有第一層凸輪面和第二層凸輪面，中凸輪4上的第一層凸輪面與中止動器5及脫扣凸輪3相對應，中凸輪4上的第二層凸輪面與報警凸輪2相對應，脫扣凸輪3能夠與中止動器5相卡，脫扣凸輪3相對報警凸輪2有一定的自由轉角，脫扣凸輪3與報警凸輪2能夠相互隨動，報警止動器7相對於脫扣止動器6有一定的自由轉角，報警止動器7與脫扣止動器6也能夠相互隨動；逆時針轉動中凸輪4能夠使報警凸輪2 與報警止動器7相卡、脫扣凸輪3與脫扣止動器6相卡，報警凸輪2及脫扣凸輪3分別由推桿9及推板8控制脫扣，脫扣凸輪3脫扣後能夠使報警凸輪2隨動；所述的推桿9由過載推桿14及過流推桿15組成，過載推桿14與報警止動器7相對應，過載推桿14與過流推桿 15之間能夠相對滑動，過流推桿15能夠帶動過載推桿14移動，過載推桿14僅限於使報警凸輪2單獨脫扣，過流推桿15可同時帶動過載推桿14使報警止動器7和脫扣止動器6同時轉動，致使脫扣凸輪3和報警凸輪2動作。當出現故障過載時，過載由過載推桿14控制， 過載推桿14動作，過流推桿15不動作，過載推桿14使報警止動器7與報警凸輪2脫開，報警凸輪2脫扣發出警報，在此過程中報警止動器7在自由轉角內轉動，不會使脫扣止動器6 動作，主電路不會斷開；當出現故障過流時，過流由過流推桿15控制，由於過流推桿15行程較長，過流推桿15帶動過載推桿14使報警止動器7與報警凸輪2脫開後，繼續推動報警止動器7，報警止動器7帶動脫扣止動器6動作，報警凸輪2脫扣發出警報同時脫扣凸輪3 脫開，主電路斷開。當出現短路時，脫扣止動器6在推板8的作用下與脫扣凸輪3脫開，脫扣凸輪3脫扣後轉動不能與中止動器5相卡，中止動器5帶動搖臂10使控制主電路的斷路器斷開，報警止動器7隨同脫扣止動器6動作，報警凸輪2也脫扣發出警報。由於報警凸輪 2和報警止動器7是獨立動作的，不影響主電路，使得該控制裝置動作更加穩定、可靠，有效避免了誤動作的產生。過載和過流也分別由過載推桿14和過流推桿15控制，實現過載只報警不脫扣、過流報警並脫扣的功能。所述的報警凸輪2包括有兩層凸輪面、開孔及卡臺，兩層凸輪面分別與中凸輪4的第一、第二凸輪面相配合，報警凸輪2上設有驅使報警凸輪逆時針旋轉的拉簧；脫扣凸輪3 嵌套於報警凸輪2的開孔內，脫扣凸輪3和報警凸輪2共用同一轉軸。所述的脫扣凸輪3和報警凸輪2安裝在與中止動器5相反的一側。所述的中止動器5包括有與中凸輪4的第一層凸輪面相配合的彈性凸臺、固定凸臺及驅使中止動器5逆時針旋轉的拉簧。所述的脫扣凸輪3包括凸臺、伸臂及復位扭簧，復位扭簧驅使脫扣凸輪順時針旋轉，並使凸臺頂在中止動器5的固定凸輪上而使中止動器5順時針旋轉，伸臂與脫扣止動器 6相配合。所述的脫扣止動器6包括有凸柱、兩個開孔、止動面及凸面，凸柱與推板相作用， 兩個開孔內分別嵌套放置報警止動器7及復位扭簧，復位扭簧驅使脫扣止動器7順時針復位，凸面驅動報警止動器7實現聯動，所述的脫扣凸輪3的伸臂與止動面卡位配合。所述的報警止動器7嵌套於脫扣止動器6內且與脫扣止動器6共用一軸，報警止動器7包括有頂板、凸面及止動面，報警止動器7還設有驅使報警止動器7順時針復位的壓簧，所述的報警凸輪2的卡臺與止動面卡位配合。所述的過載推桿14與過流推桿15疊放在一起，過流推桿15上設有導向鍵16，過載推桿14上設有導向槽17，導向鍵16位於導向槽17內，導向槽17的長度大於導向鍵16 的長度。所述的過流推桿15上設有卡塊18，過載推桿14上設有滑板19，所述的滑板19被卡塊18限位。本發明的工作原理如下
參見圖1-圖3，當手動操作指示旋鈕12由脫扣位置(Trip)至復位位置(Reset) 時，在旋轉過程中，中凸輪4跟隨指示旋鈕12 —起做逆時針旋轉，並推動報警凸輪2做反向旋轉，再由報警凸輪2推動脫扣凸輪3做同向旋轉，當指示旋鈕12操作一定角度後，由復位位置(Reset)至自動控制位置(Auto)，在這過程中，由於反力彈簧的作用，使得報警凸輪2 和脫扣凸輪3往回運動，此時由報警止動器7和脫扣止動器6分別阻止報警凸輪2和脫扣凸輪3運動，使得報警凸輪2和脫扣凸輪3的彈簧產生儲能，當指示旋鈕12操作到自動控制位置(Auto)時，中止動器5在反力彈簧作用下，扣住中凸輪4，使其能夠停留在自動控制位置(Auto)，同時，中止動器5推動搖臂10工作。它能夠可靠實現過載時只報警而不斷開主電路；在過流短路情況下才斷開主電路並報警的消防功能。參見圖4-圖7，當指示旋鈕12置於自動控制位置(Auto)時，報警凸輪2和脫扣凸輪3分別扣在報警止動器7和脫扣止動器6上，中止動器5在M點扣住中凸輪4，脫扣凸輪3同時在N點扣住中止動器；若脫扣凸輪3繞0點逆時針旋轉，帶動中止動器5順時針旋轉，則整個機構脫扣。這樣使KBO控制與保護開關電器斷開。參見圖8-圖9，當出現過載故障時，過載推桿14帶動過流推桿15沿L方向推動報警止動器7，使報警止動器7旋轉一定角度後，報警凸輪2脫扣，並旋轉一定角度，帶動KBO 控制與保護開關電器中報警觸頭動作(報警觸頭圖中省略)。參見圖4-圖5，由於報警止動器7可獨立逆時針旋轉一定角度，而脫扣止動器6在逆時針旋轉時，通過A面和B面的配合實現聯動，即當脫扣止動器6逆時針旋轉時，同時帶動報警止動器7做同向運動，此時，報警止動器7的逆時針旋轉無法帶動脫扣止動器6，所以脫扣凸輪3仍然扣在脫扣止動器6上， 參見圖6和圖7，中止動器5維持在原位即仍與脫扣凸輪3相扣，即實現過載只報警不「跳閘」的功能。當出現過流故障時，過流推桿15沿L方向推動報警止動器7，報警止動器7同時帶動脫扣止動器6動作，實現過流時報警同時「跳閘」的功能。參見圖10-圖11，短路故障時，推板8給脫扣止動器6 —個P方向的力，時脫扣止動器6逆時針方向旋轉，使報警凸輪2和脫扣凸輪3均脫扣，同時脫扣凸輪3帶動中止動器 5順時針旋轉，使整個機構脫扣，KBO控制與保護開關電器斷開，同時指示旋鈕12也由自動控制位置(Auto)到脫扣位置(Trip)，即實現短路時分斷主電路的功能。參見圖12，手動分斷主電路時，指示旋鈕12由自動控制位置(Auto)旋至分斷位置 (Off)，中凸輪4頂開中止動器5，使中止動器5順時針旋轉，斷開主電路。
權利要求
1.一種控制與保護開關電器的操作機構，包括安裝板(1)及面殼(13)，面殼(13)上標誌有自動控制位置、脫扣位置、分斷位置、復位位置，安裝板(1)內裝有能分別與KBO控制與保護開關電器的熱磁脫扣器、主電路接觸組、電磁傳動機構並聯的推桿(9)、推板(8)、搖臂 (10)，並有手動操作的指示旋鈕(12)，該指示旋鈕(12)能分別置於自動控制位置、脫扣位置、分斷位置、復位位置，安裝板(1)內安裝有中凸輪(4)及中止動器(5)，其特徵在於安裝板⑴內還裝有報警凸輪(2)、報警止動器(7)、脫扣凸輪(3)及脫扣止動器(6)，中凸輪(4)上設有第一層凸輪面和第二層凸輪面，中凸輪(4)上的第一層凸輪面與中止動器(5)及脫扣凸輪⑶相對應，中凸輪⑷上的第二層凸輪面與報警凸輪⑵相對應，脫扣凸輪(3) 能夠與中止動器(5)相卡，脫扣凸輪(3)相對報警凸輪(2)有一定的自由轉角，脫扣凸輪 (3)與報警凸輪(2)能夠相互隨動，報警止動器(7)相對於脫扣止動器(6)有一定的自由轉角，報警止動器(7)與脫扣止動器(6)也能夠相互隨動；逆時針轉動中凸輪(4)能夠使報警凸輪(2)與報警止動器(7)相卡、脫扣凸輪(3)與脫扣止動器(6)相卡，報警凸輪(2)及脫扣凸輪(3)分別由推桿(9)及推板(8)控制脫扣，脫扣凸輪(3)脫扣後能夠使報警凸輪(2) 隨動；所述的推桿(9)由過載推桿(14)及過流推桿(15)組成，過載推桿(14)與報警止動器(7)相對應，過載推桿(14)與過流推桿(15)之間能夠相對滑動，過流推桿(15)能夠帶動過載推桿(14)移動，過載推桿(14)僅限於使報警凸輪(2)單獨脫扣，過流推桿(15)可同時帶動過載推桿(14)使報警止動器(7)和脫扣止動器(6)同時轉動，致使脫扣凸輪(3) 和報警凸輪(2)動作。
2.根據權利要求1所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於報警凸輪(2) 包括有兩層凸輪面、開孔及卡臺，兩層凸輪面分別與中凸輪(4)的第一、第二凸輪面相配合，報警凸輪(2)上設有驅使報警凸輪逆時針旋轉的拉簧；脫扣凸輪(3)嵌套於報警凸輪 (2)的開孔內，脫扣凸輪(3)和報警凸輪(2)共用同一轉軸。
3.根據權利要求2所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於脫扣凸輪(3) 和報警凸輪⑵安裝在與中止動器(5)相反的一側。
4.根據權利要求1、2或3所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於中止動器(5)包括有與中凸輪(4)的第一層凸輪面相配合的彈性凸臺、固定凸臺及驅使中止動器(5)逆時針旋轉的拉簧。
5.根據權利要求4所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於脫扣凸輪(3) 包括凸臺、伸臂及復位扭簧，復位扭簧驅使脫扣凸輪順時針旋轉，並使凸臺頂在中止動器(5)的固定凸輪上而使中止動器(5)順時針旋轉，伸臂與脫扣止動器(6)相配合。
6.根據權利要求5所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於脫扣止動器(6)包括有凸柱、兩個開孔、止動面及凸面，凸柱與推板相作用，兩個開孔內分別嵌套放置報警止動器(7)及復位扭簧，復位扭簧驅使脫扣止動器(7)順時針復位，凸面驅動報警止動器(7)實現聯動，所述的脫扣凸輪(3)的伸臂與止動面卡位配合。
7.根據權利要求6所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於報警止動器 (7)嵌套於脫扣止動器(6)內且與脫扣止動器(6)共用一軸，報警止動器(7)包括有頂板、 凸面及止動面，報警止動器(7)還設有驅使報警止動器(7)順時針復位的壓簧，所述的報警凸輪(2)的卡臺與止動面卡位配合。
8.根據權利要求1所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於所述的過載推桿(14)與過流推桿(15)疊放在一起，過流推桿(15)上設有導向鍵(16)，過載推桿(14) 上設有導向槽(17)，導向鍵(16)位於導向槽(17)內，導向槽(17)的長度大於導向鍵(16) 的長度。
9.根據權利要求8所述的控制與保護開關電器的操作機構，其特徵在於所述的過流推桿(15)上設有卡塊(18)，過載推桿(14)上設有滑板(19)，所述的滑板(19)被卡塊(18) 限位。
全文摘要
一種控制與保護開關電器的操作機構。主要解決了現有的操作機構易產生偏差誤操作及不能實現過載報警、過流脫扣的問題。其特徵在於安裝板(1)內還裝有報警凸輪(2)、報警止動器(7)、脫扣凸輪(3)及脫扣止動器(6)，脫扣凸輪(3)能夠與中止動器(5)相卡，逆時針轉動中凸輪(4)能夠使報警凸輪(2)與報警止動器(7)相卡、脫扣凸輪(3)與脫扣止動器(6)相卡，報警凸輪(2)及脫扣凸輪(3)分別由推桿(9)及推板(8)控制脫扣，脫扣凸輪(3)脫扣後能夠使報警凸輪(2)隨動；所述的推桿(9)由過載推桿(14)及過流推桿(15)組成。本發明過載時只報警不脫扣，過流或短路時脫扣並斷開主電路，動作穩定、可靠。
文檔編號H01H71/56GK102157308SQ20111007287
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月17日 優先權日2011年3月17日
發明者仇仙者, 屠瑜權, 楊佰傳, 邱建洪 申請人:浙江中凱科技股份有限公司