断路器的双金属元件的固定结构 |
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| 申请号 | CN201610087530.3 | 申请日 | 2016-02-16 | 公开(公告)号 | CN107086160A | 公开(公告)日 | 2017-08-22 |
| 申请人 | 浙江正泰电器股份有限公司; | 发明人 | 杨宇; 张羽广; 杨文勇; | ||||
| 摘要 | 断路器 的双金属元件的固定结构，包括固定联接在断路器的 外壳 内的弧 角 和固定联接在弧角上的双金属片，所述的外壳具有用于 支撑 弧角的凸起的固定 支点 ；所述的弧角包括弧角部，位于弧角部一侧端部的与所述的双金属片的固定端固定联接的联接端，位于弧角部与联接端之间与固定支点支撑配合的支撑结构。通过固定支点与支撑结构之间的支撑作用 力 ，使弧角与外壳的固定联接具有一定的弹性，提高了弧角放置结构的灵活性，加强双金属元件运动的 稳定性 ，当双金属元件弯曲与恢复运动的过程中，弧角能可靠的牵引双金属元件运动，避免了弧角顶死在外壳上导致双金属元件运动时 翘曲 的不稳定现象。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种断路器的双金属元件的固定结构，包括固定联接在断路器的外壳(1)内的弧角(3)和固定联接在弧角(3)上的双金属片(4)，其特征在于：所述的外壳(1)具有用于支撑弧角(3)的凸起的固定支点(2)；所述的弧角(3)包括弧角部(34)，位于弧角部(34)一侧端部的与所述的双金属片(4)的固定端(41)固定联接的联接端(31)，位于弧角部(34)与联接端(31)之间与固定支点(2)支撑配合的支撑结构(33)。 |
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| 说明书全文 | 断路器的双金属元件的固定结构技术领域[0001] 本发明属于低压电器领域，涉及具有过载延时保护功能的断路器，特别是涉及一种断路器的双金属元件的固定装置。 背景技术[0002] 双金属元件是具有短路及过载保护功能的断路器中常用的部件，它串联连接在被保护的电路中，当电路中出现过载电流时，双金属元件的双金属片发热弯曲变形，推动断路器的操作机构执行脱扣跳闸，断路器断开电路后，双金属片冷却恢复到初始位置。双金属元件的可受热弯曲变形的双金属片具有一个自由端和一个通常通过固定装置与外壳固定联接的固定端，所述的自由端与断路器的操作机构脱扣杆触动耦合，并随双金属片的受热弯曲变形可在其行程范围内摆动，当双金属片受热弯曲变形到预定的阈值所对应的位置时，自由端触动所述的脱扣杆并致使操作机构跳闸，当双金属片冷却后，应该自动回到初始状态。然而，双金属元件在断路器内弯曲与恢复运行的过程极易受到弧角位置的影响，由于已有弧角放置的设计灵活性较低，双金属元件弯曲后弧角位置随之变化，待双金属片恢复运动时，弧角无法灵活地随之恢复，往往使得双金属片恢复到偏离弯曲前的位置，因此较大的影响到双金属元件运动的稳定性，导致断路器延时保护特性的不可靠。目前，断路器上使用的双金属元件的固定装置通常采用一个与双金属片的固定端联接(如焊接)在一起的固定件，该固定件通过卡接的方式与断路器的外壳固定联接。由于双金属片在受热弯曲变形过程中，其固定端及其固定件难免也具有较高的温升，该温升导致固定件与外壳之间的固定联接产生不可抗拒的变形，甚至松动，而且这种变形或松动是随机的、不可逆的，往往发生因固定件被外壳顶死而不能复位的现象或者弧角顶死在外壳上导致双金属元件运动时翘曲的不稳定现象，所以使得双金属片冷却后不能准确、可靠地回到初始状态，以及双金属片的弯曲动作的不稳定。如果双金属片冷却后不能准确回到初始状态，则其自由端触动所述的脱扣杆的位置会偏离预定的阈值所对应的位置，从而影响双金属元件推动的脱扣动作的稳定性、可靠性和精确性。 发明内容[0003] 本发明的目的是解决现有的固定装置所存在的初始状态不稳定的问题，旨在提供一种断路器的双金属元件的固定结构，可提高弧角放置结构的灵活性，加强双金属元件运动的稳定性，从而提高断路器延时特性的可靠性，加强断路器的保护功能。 [0004] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： [0005] 一种断路器的双金属元件的固定结构，包括固定联接在断路器外壳1内的弧角3和固定联接在弧角3上的双金属片4，所述的外壳1具有用于支撑弧角3的凸起的固定支点2；所述的弧角3包括弧角部34，位于弧角部34一侧端部的与所述的双金属片4的固定端41固定联接的联接端31，位于弧角部34与联接端31之间与固定支点2支撑配合的支撑结构33。 [0006] 优选的，所述的弧角3还包括位于支撑结构33和联接端31之间的可动部32，可动部32成弧形且与外壳1之间具有间隙H。 [0007] 优选的，所述的弧角3包括依次连接的联接端31、可动部32、支撑结构33和弧角部34，所述的弧角部34为具有角a的人字形结构，联接端31、可动部32和支撑结构33均位于人字形结构的弧角部34的一侧边，所述的弧角部34与所述的外壳1固定联接。 [0008] 优选的，所述的外壳1上设有与弧角3的弧角部34对应的人字形的固定凸筋，所述的弧角3通过弧角部34套在人字形的固定凸筋上与外壳1固定联接；所述的固定支点2设置在人字形的固定凸筋的侧壁上，所述的弧角部34的角a受固定支点2作用于弧角3的支撑结构33的支撑约束力的驱使可张开，以增强弧角部34与外壳1之间的固定联接的刚度。 [0009] 优选的，所述的外壳1上设有与弧角3的弧角部34对应的人字形的固定槽，所述的弧角3通过弧角部34插装在固定槽内与外壳1固定联接，所述的固定支点2设置在固定槽的侧壁上。 [0010] 优选的，所述的双金属片4包括一端的固定端41和位于另一端与脱扣机构配合的自由端42；双金属片4的固定端41的一侧与弧角3的联接端31固定联接，固定端41的另一侧还与弹性固定片6固定联接；双金属片4通过两侧的弧角3和弹性固定片6安装在外壳1内。 [0011] 优选的，所述的弹性固定片6的一端与双金属片4的固定端41固定联接，另一端与外壳1固定联接，在弹性固定片6的中部设有弯曲的弹性部。 [0012] 优选的，所述的支撑结构33为形成在所述的弧角3上的平面；或者，所述的支撑结构33为形成在所述的弧角3上的凹槽，且凹槽的深度小于固定支点2的高度。 [0013] 优选的，所述的固定支点2为一体形成在外壳1的内表面上的凸筋；所述的凸筋为圆弧形凸筋。 [0014] 优选的，在双金属片4的固定端41的一侧设有调节双金属片位置的调节螺钉7。 [0015] 本发明的断路器的双金属元件的固定结构通过固定支点2与支撑结构33之间的支撑作用力，使弧角3与外壳1的固定联接具有一定的弹性，提高了弧角放置结构的灵活性，加强双金属元件运动的稳定性，当双金属元件弯曲与恢复运动的过程中，弧角能可靠的牵引双金属元件运动，避免了弧角顶死在外壳上导致双金属元件运动时翘曲的不稳定现象。此外，通过固定支点2、支撑结构33及可动部32的自由结构，不仅使得可动部32能带动双金属片4的固定端41自主释放由热胀冷缩引起的变形和/或微位移，而且还能够增强弧角部34与外壳1之间的固定联接的刚度，以有效克服双金属片冷却后不能准确、可靠地回到初始状态的问题，从而提高双金属元件的脱扣动作的精度、稳定性及可靠性。附图说明 [0016] 图1是本发明的断路器的双金属元件的固定结构的示意图。 具体实施方式[0017] 以下结合附图1给出的实施例，进一步说明本发明的断路器的双金属元件的固定装置的具体实施方式，从附图所示实施例的描述中可更清楚地看出本发明的优点和特征。 [0018] 参见图1，本发明的具有过载延时保护功能的断路器，可以适用于交流50Hz，额定电流至80A，额定电压不超过400V的电路中。断路器的双金属元件的固定结构包括固定联接在断路器外壳1内的弧角3、固定联接在弧角3上的双金属片4，所述的双金属片4包括一端的固定端41和位于另一端与脱扣机构配合的自由端42，所述的弧角3包括弧角部34，位于弧角部34一侧端部的与所述的双金属片4的固定端41固定联接的联接端31，双金属片4和弧角3的功能及其工作原理是已知的。由于双金属片冷却后能否准确、可靠地回到初始状态将对于其自由端推动脱扣的动作精度产生十分敏感的影响，为了解决双金属元件在断路器内弯曲与恢复运行过程中由于弧角顶死在外壳上导致双金属元件运动时翘曲的不稳定的缺陷，本发明的双金属元件的固定结构的一个有益的特点是改进了弧角3及其与外壳1之间约束配合的结构设计，具体地说，所述的外壳1具有用于支撑所述的弧角3的固定支点2；所述的弧角3包括弧角部34，位于弧角部34一侧端部的与所述的双金属片4的固定端41固定联接的联接端31、位于弧角部34与联接端31之间与固定支点2实现支撑配合的支撑结构33。通过固定支点2与支撑结构33之间的支撑作用力，使弧角3与外壳1的固定联接具有一定的弹性，提高了弧角放置结构的灵活性，加强双金属元件运动的稳定性，当双金属元件弯曲与恢复运动的过程中，弧角能可靠的牵引双金属元件运动，避免了弧角顶死在外壳上导致双金属元件运动时翘曲的不稳定现象。 [0019] 进一步，所述的弧角3还包括位于支撑结构33和联接端31之间的可动部32，可动部32成弧形且与外壳1之间具有间隙H，所述的可动部32被配置为不受约束的自由结构，并且能带动与其相邻接的联接端31上的双金属片4的固定端41自主释放由热胀冷缩引起的变形和/或微位移。在此所述的“不受约束的自由结构”是指可动部32及与其连接的联接端31不受外壳1及与外壳1具有固定联接关系的构件的约束，该自由结构的一种具体方式如图1所示：所述的弧角3的可动部31与外壳1之间的微小的间隙H，它使可动部32能带动其上的双金属片4的固定端41自主释放由热胀冷缩引起的变形和/或微位移，这样，由于在热胀过程中能自主自由地释放变形和微位移，所以在冷却过程中也能自主自由地复位，使该变形和微位移都是可逆的，不会出现现有产品顶死等干扰复位的问题。 [0020] 如图1所示，本发明的断路器的双金属元件的固定结构的具体优选实施例，所述的弧角3包括依次连接的联接端31、可动部32、支撑结构33和弧角部34；所述的弧角部34为具有角a的人字形结构，联接端31、可动部32和支撑结构33均位于人字形结构的弧角部34的一侧边，弧角部34与外壳1固定联接，联接端31与双金属片4的固定端41固定联接，支撑结构33与固定支点2支撑配合，弧形的可动部32与外壳1之间具有间隙H。所述的双金属片4包括一端的固定端41和位于另一端与脱扣机构配合的自由端42；双金属片4的固定端41的一侧与弧角3的联接端31固定联接，固定端41的另一侧还与弹性固定片6固定联接；双金属片4通过两侧的弧角3和弹性固定片6安装在外壳1内。所述的弹性固定片6的一端与双金属片4的固定端41固定联接，另一端与外壳1固定联接，在弹性固定片6的中部设有弯曲的弹性部。在双金属片4的固定端41的一侧还设有调节双金属片位置的调节螺钉7。 [0021] 为了防止弧角3与外壳1之间的固定联接在热胀冷缩的作用下产生变形或松动，弧角部34与外壳1固定联接的一种优选的结构是，所述的外壳1上设有与弧角3的弧角部34对应的人字形的固定凸筋，所述的弧角3通过弧角部34套在人字形的固定凸筋上与外壳1固定联接；所述的固定支点2设置在人字形的固定凸筋的侧壁上，所述的弧角部34的角a受固定支点2作用于弧角3的支撑结构33的支撑约束力的驱使可张开，以增强弧角部34与外壳1之间的固定联接的刚度。另一种优选的结构是，所述的外壳1上设有与弧角3的弧角部34对应的人字形的固定槽，所述的弧角3通过弧角部34插装在固定槽内与外壳1固定联接，所述的固定支点2设置在固定槽的侧壁上，也具有类似的效果。根据图1所示不难分析出，由于固定支点2作用于支撑结构33的支撑约束力驱使角a张开，使得弧角部34的人字形结构的一个腿(图中未标注)产生微量的弹性变形，该弹性变形驱使插接在外壳1的弧角部34的人字形结构的另一个腿(图中未标注)也产生微量的弹性变形，该弹性变形能克服所述的插接结构的配合间隙所不可避免导致的固定联接的刚度不足。 [0022] 本发明克服双金属片冷却后不能准确、可靠地回到初始状态的问题的手段包括两个方面：一方面是通过固定支点2、支撑结构33、弧角部34结构，并利用固定支点2与支撑结构33之间的支撑作用力，能够增强弧角部34与外壳1之间的固定联接的刚度，以有效克服弧角3与外壳1之间固定联接出现松动或塑性变形的问题。另一方面是通过固定支点2、支撑结构33及可动部32的自由结构，其共同构成了使可动部32带动双金属片4的固定端41能自主释放由热胀冷缩引起的变形和/或微位移，以有效克服双金属片在冷却过程中出现被顶死等干扰复位的问题。应当能理解到，上述的两个方面中的任何一种手段，都能有效解决双金属片冷却后不能准确、可靠地回到初始状态的问题，都能有效提高双金属元件的脱扣动作的精度、稳定性及可靠性。 [0023] 所述的固定支点2的具体结构可有多种实现方式，一种优选的方式是：所述的固定支点2为一体形成在外壳1的内表面上的凸筋。这种方式的优点是能节省固定支点2的成型工艺和加工成本。当然不排除固定支点2通过其它方式与外壳1固定联接，如卡接、螺纹联接等分体的固定联接方式。所述的固定支点2的形状结构可有多种实现方式，一种优选的方式是，所述的形成在外壳1的内表面上的固定支点2的凸筋为圆弧形凸筋，即：固定支点2的凸筋的横截面形状为如图1所示的圆弧形。也不排除其它的形状结构，如横截面形状为一个角、多边形等。 [0024] 所述的弧角3上的支撑结构33的具体结构可有多种实施方式，一种优选的方式是：所述的支撑结构33为形成在所述的弧角3上的平面；或者，所述的支撑结构33为形成在所述的弧角3上的凹槽，且凹槽的深度小于固定支点2的高度。所述的形成在弧角3上的支撑结构 33的凹槽为圆弧形凹槽，即：支撑结构33的凹槽的横截面形状为圆弧形(如图1所示)。其优点是可与圆弧形凸筋的固定支点2相匹配配合。所述的双金属片4包括固定端41和自由端 42，固定端41与弧角3的联接端31固定联接在一起，自由端42与脱扣杆5触动耦合配合。这里所述的“触动耦合配合”是指当双金属片4受热弯曲变形到预定的阈值所对应的位置时，所述的自由端42移动且触动脱扣杆5并致使操作机构(图中未示出)跳闸。 [0025] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 |
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