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一种开关自动断开机构

阅读:22发布:2021-04-11

专利汇可以提供一种开关自动断开机构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 开关 自动断开机构,包括壳体,所述壳体内部中空,所述壳体内设置有 主轴 、套设于所述主轴上的 凸轮 、套设于所述主轴上的转动 棘轮 、套设于所述主轴上的 扭簧 、与转动棘轮配合的控制棘针以及用于限制凸轮旋转范围的限位机构,本发明自动断开机构可实现逆变器 电路 系统遇到过载、 短路 等特殊工况时,无需人工操作即可完成远程断开逆变器系统回路,避免因电路过载、短路造成的逆变器烧毁等事故,提高了操作人员的安全保障。本发明自动断开机构和光伏开关安装在一起,作为光伏开关的自动断开系统,自动断开机构的主轴和开关主轴为一体化设计,极大减小了空间。,下面是一种开关自动断开机构专利的具体信息内容。

1.一种开关自动断开机构,包括壳体,其特征在于,所述壳体内部中空,所述壳体内设置有主轴、套设于所述主轴上的凸轮、套设于所述主轴上的转动棘轮、套设于所述主轴上的扭簧、与转动棘轮配合的控制棘针以及用于限制凸轮旋转范围的限位机构,所述主轴贯穿所述壳体并与开关轴一体化设置,所述凸轮与所述主轴固定连接,其一端面上设置有导销,所述转动棘轮设置于所述凸轮设置有导销的一侧并与所述主轴孔配合,所述扭簧设置于转动棘轮一侧面上并使得当主轴随开关轴顺时针转动时扭簧处于旋紧状态,所述控制棘针设置于所述转动棘轮的一侧,所述控制棘针包括定板、释放板,所述锁定板、释放板的连接处套设于与壳体固定连接的短轴上,所述锁定板与转动棘轮外沿的外齿对应设置使得当主轴随开关轴顺时针转动时转动棘轮被锁定板固定锁死,所述释放板两侧还设置有用于撞击释放板使锁定板向远离转动棘轮方向移动最终脱离转动棘轮的触发机构、以及用于使释放板被触发机构撞击后恢复原位的复位机构。
2.根据权利要求1所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述壳体呈长方体状,其前端面设置有与其配合的封盖一,后端面设置有与其配合的封盖二,所述封盖二上设置有与所述主轴孔配合的孔二。
3.根据权利要求1所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述转动棘轮外周设置有与所述控制棘针配合的外齿,所述转动棘轮上设置有与所述导销配合的腰型孔,所述腰型孔对应一定度,此角度的范围在0-90°之间。
4.根据权利要求1所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述锁定板、释放板的连接处设有连接轴孔,所述连接轴孔套设于与所述壳体连接的短轴上使得控制棘针能绕所述短轴旋转,所述锁定板的长度小于所述释放板的长度,所述锁定板与释放板之间设有夹角,所述夹角为钝角。
5.根据权利要求1所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述限位机构为长椭圆形的凸起,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮固定连接,所述复位机构为绕复位轴旋转的复位凸轮,所述复位轴一端与所述壳体连接另一端伸出壳体,所述触发机构为磁通变换器,所述壳体内还设有微动开关,所述微动开关设置于复位机构靠近锁定板的一侧,所述主轴伸出壳体连接有互锁旋钮一,所述复位轴伸出壳体端连接有互锁旋钮二。
6.根据权利要求1所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述限位机构为制动弹片,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮固定连接,所述主轴与所述转动棘轮销钉固定连接,所述复位机构为复位弹簧,所述触发机构为撞击型电磁
7.根据权利要求1所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述限位机构为长椭圆形的凸起,所述主轴与所述转动棘轮齿轮连接,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述主轴固定连接,所述复位机构为复位弹簧,所述触发机构包括电机、与电机传动连接的触发凸轮、与触发凸轮配合的推杆,所述推杆外部设置有用于固定推杆的框架,所述框架固定连接在所述壳体上,其内部设置有套设于推杆上的触发弹簧,所述壳体内还设有微动开关,所述微动开关设置于触发机构靠近锁定板的一侧。
8.根据权利要求1所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述限位机构为长椭圆形的凸起,所述主轴与所述转动棘轮齿轮连接,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮固定连接,所述复位机构为绕复位轴旋转的复位凸轮,所述复位轴一端与所述壳体连接另一端伸出壳体,所述触发机构为撞击型电磁铁,所述微动开关设置于触发机构靠近锁定板的一侧,所述主轴伸出壳体连接有互锁旋钮一,所述复位轴伸出壳体端连接有互锁旋钮二。
9.根据权利要求8所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述复位机构为与控制棘针释放板远离锁定板一端对应的侧壁复位按钮,所述侧壁复位按钮与触发机构同向设置且一端伸出壳体,所述侧壁复位按钮上套接有与壳体对应内壁连接的侧壁复位弹簧,使得侧壁复位按钮向触发机构方向按下后在复位弹簧的作用下恢复原位。
10.根据权利要求8所述的一种开关自动断开机构,其特征在于,所述复位机构为绕复位轴旋转的复位转柄,所述复位转柄远离触发机构的一侧设有与主轴平行设置的并伸出壳体的顶部复位按钮,所述顶部复位按钮上设有与复位转柄对应的倒三角形驱动,所述顶部复位按钮底部还套设有顶部复位弹簧,使得顶部复位按钮沿其设置方向按下后,倒三角驱动块拨动复位转柄使其向触发机构方向转动并使顶部复位按钮在顶部复位弹簧的作用下恢复原位。

说明书全文

一种开关自动断开机构

技术领域

[0001] 本发明涉及电路保护技术领域,具体是指一种开关自动断开机构。

背景技术

[0002] 随着电系统在中国的广泛建设,电力系统的安全问题也逐渐为广大群众所关注,成为近年来行业内的热点问题。尤其是直流开关应用于逆变器中,控制着多个核心部件的工作状态。直流开关的可靠性不仅关系到整个电力系统的良好运行,更关系到电力行业的稳定发展。
[0003] 回顾过去几年光伏产业的发展历程,行业内逐渐制定了采用光伏开关的标准。各大厂商也一直在研究以增强开关触点的灭弧能力和开关断开速度。但是,目前市场上使用的旋钮式隔离开关基本是手动操作的,在发现故障后需要操作人员手动断开开关,这无疑增大了操作人员安全险。同时不能实现遇到问题自动迅速断开,极易引起逆变器烧毁、火灾的发生,严重威胁光伏电站的安全运行。因此,在电路出现问题时,如何迅速切断直流开关成了光伏系统技术领域技术人员一个亟待解决的问题。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:一种开关自动断开机构,包括壳体,所述壳体内部中空,所述壳体内设置有主轴、套设于所述主轴上的凸轮、套设于所述主轴上的转动棘轮、套设于所述主轴上的扭簧、与转动棘轮配合的控制棘针以及用于限制凸轮旋转范围的限位机构,所述主轴贯穿所述壳体并与开关轴一体化设置,所述凸轮与所述主轴固定连接,其一端面上设置有导销,所述转动棘轮设置于所述凸轮设置有导销的一侧并与所述主轴孔配合,所述扭簧设置于转动棘轮一侧面上并使得当主轴随开关轴顺时针转动时扭簧处于旋紧状态,所述控制棘针设置于所述转动棘轮的一侧,所述控制棘针包括定板、释放板,所述锁定板、释放板的连接处套设于与壳体固定连接的短轴上,所述锁定板与转动棘轮外沿的外齿对应设置使得当主轴随开关轴顺时针转动时转动棘轮被锁定板固定锁死,所述释放板两侧还设置有用于撞击释放板使锁定板向远离转动棘轮方向移动最终脱离转动棘轮的触发机构、以及用于使释放板被触发机构撞击后恢复原位的复位机构。
[0005] 作为改进,所述壳体呈长方体状,其前端面设置有与其配合的封盖一,后端面设置有与其配合的封盖二,所述封盖二上设置有与所述主轴孔配合的孔二。
[0006] 作为改进,所述转动棘轮外周设置有与所述控制棘针配合的外齿,所述转动棘轮上设置有与所述导销配合的腰型孔,所述腰型孔对应一定度,此角度的范围在0-90°之间。
[0007] 作为改进,所述锁定板、释放板的连接处设有连接轴孔,所述连接轴孔套设于与所述壳体连接的短轴上使得控制棘针能绕所述短轴旋转,所述锁定板的长度小于所述释放板的长度,所述锁定板与释放板之间设有夹角,所述夹角为钝角。
[0008] 作为改进,所述限位机构为长椭圆形的凸起,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮固定连接,所述复位机构为绕复位轴旋转的复位凸轮,所述复位轴一端与所述壳体连接另一端伸出壳体,所述触发机构为磁通变换器,所述壳体内还设有微动开关,所述微动开关设置于复位机构靠近锁定板的一侧,所述主轴伸出壳体连接有互锁旋钮一,所述复位轴伸出壳体端连接有互锁旋钮二。
[0009] 作为改进,所述限位机构为制动弹片,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮固定连接,所述主轴与所述转动棘轮销钉固定连接,所述复位机构为复位弹簧,所述触发机构为撞击型电磁
[0010] 作为改进,所述限位机构为长椭圆形的凸起,所述主轴与所述转动棘轮齿轮连接,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述主轴固定连接,所述复位机构为复位弹簧,所述触发机构包括电机、与电机传动连接的触发凸轮、与触发凸轮配合的推杆,所述推杆外部设置有用于固定推杆的框架,所述框架固定连接在所述壳体上,其内部设置有套设于推杆上的触发弹簧,所述壳体内还设有微动开关,所述微动开关设置于触发机构靠近锁定板的一侧。
[0011] 作为改进,所述限位机构为长椭圆形的凸起,所述主轴与所述转动棘轮齿轮连接,所述扭簧一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮固定连接,所述复位机构为绕复位轴旋转的复位凸轮,所述复位轴一端与所述壳体连接另一端伸出壳体,所述触发机构为撞击型电磁铁,所述微动开关设置于触发机构靠近锁定板的一侧,所述主轴伸出壳体连接有互锁旋钮一,所述复位轴伸出壳体端连接有互锁旋钮二。
[0012] 作为改进,所述复位机构为与控制棘针释放板远离锁定板一端对应的侧壁复位按钮,所述侧壁复位按钮与触发机构同向设置且一端伸出壳体,所述侧壁复位按钮上套接有与壳体对应内壁连接的侧壁复位弹簧,使得侧壁复位按钮向触发机构方向按下后在复位弹簧的作用下恢复原位。
[0013] 作为改进,所述复位机构为绕复位轴旋转的复位转柄,所述复位转柄远离触发机构的一侧设有与主轴平行设置的并伸出壳体的顶部复位按钮,所述顶部复位按钮上设有与复位转柄对应的倒三角形驱动,所述顶部复位按钮底部还套设有顶部复位弹簧,使得顶部复位按钮沿其设置方向按下后,倒三角驱动块拨动复位转柄使其向触发机构方向转动并使顶部复位按钮在顶部复位弹簧的作用下恢复原位。
[0014] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0015] 本发明自动断开机构可实现逆变器电路系统遇到过载、短路等特殊工况时,无需人工操作即可完成远程断开逆变器系统回路,避免因电路过载、短路造成的逆变器烧毁等事故,提高了操作人员的安全保障。本发明自动断开机构和光伏开关安装在一起,作为光伏开关的自动断开系统,自动断开机构的主轴和开关主轴为一体化设计,极大减小了空间。附图说明
[0016] 图1是本发明一种开关自动断开机构的结构示意图。
[0017] 图2是本发明一种开关自动断开机构实施案例一的结构示意图。
[0018] 图3是本发明一种开关自动断开机构实施案例二的结构示意图。
[0019] 图4是本发明一种开关自动断开机构实施案例三的结构示意图。
[0020] 图5是本发明一种开关自动断开机构实施案例四的结构示意图。
[0021] 图6是本发明一种开关自动断开机构封盖一的结构示意图。
[0022] 图7是本发明一种开关自动断开机构封盖二的结构示意图。
[0023] 图8是本发明一种开关自动断开机构转动棘轮的结构示意图。
[0024] 图9是本发明一种开关自动断开机构控制棘针的结构示意图。
[0025] 图10是本发明一种开关自动断开机构实施例五的结构示意图。
[0026] 图11是本发明一种开关自动断开机构实施例六的结构示意图。
[0027] 如图所示:1、壳体,1.1、封盖一,1.2、封盖二,1.21、孔二,1.3、限位机构,1.31、凸起,1.32、制动弹片,2、主轴,3、凸轮,3.1、导销,4、转动棘轮,4.1、腰型孔,5、扭簧,6、控制棘针,6.1、短轴,6.2、释放板,6.3、锁定板,6.4、连接轴孔,7、复位机构,7.1、复位凸轮,7.2、复位轴,7.3、复位弹簧,7.4、侧壁复位按钮,7.5、侧壁复位弹簧,7.6、复位转柄,7.7、顶部复位按钮,7.8、倒三角形驱动块,7.9、顶部复位弹簧,8、触发机构,8.1、电机,8.2、触发凸轮,8.3、推杆,8.4、触发弹簧,8.5、框架,8.6、磁通变换器,8.7、撞击型电磁铁,9、微动开关。

具体实施方式

[0028] 实施例一
[0029] 结合附图1、2、6-9,一种开关自动断开机构,包括壳体1,所述壳体1内部中空,所述壳体1内设置有主轴2、套设于所述主轴2上的凸轮3、套设于所述主轴2上的转动棘轮4、套设于所述主轴2上的扭簧5、与转动棘轮4配合的控制棘针6以及用于限制凸轮3旋转范围的限位机构1.3,所述主轴2贯穿所述壳体1并与开关轴一体化设置,所述凸轮3与所述主轴2固定连接,其一端面上设置有导销3.1,所述转动棘轮4设置于所述凸轮3设置有导销3.1的一侧并与所述主轴2孔配合,所述扭簧5设置于转动棘轮4一侧面上并使得当主轴2随开关轴顺时针转动时扭簧5处于旋紧状态,所述控制棘针6设置于所述转动棘轮4的一侧,所述控制棘针6包括锁定板6.3、释放板6.2,所述锁定板6.3、释放板6.2的连接处套设于与壳体1固定连接的短轴6.1上,所述锁定板6.3与转动棘轮4外沿的外齿对应设置使得当主轴2随开关轴顺时针转动时转动棘轮4被锁定板6.3固定锁死,所述释放板6.2两侧还设置有用于撞击释放板
6.2使锁定板6.3向远离转动棘轮4方向移动最终脱离转动棘轮4的触发机构8、以及用于使释放板6.2被触发机构8撞击后恢复原位的复位机构7。
[0030] 作为本实施例较佳实施方案的是,所述壳体1呈长方体状,其前端面设置有与其配合的封盖一1.1,后端面设置有与其配合的封盖二1.2,所述封盖二1.2上设置有与所述主轴2孔配合的孔二1.21。
[0031] 作为本实施例较佳实施方案的是,所述转动棘轮4外周设置有与所述控制棘针6配合的外齿,所述转动棘轮4上设置有与所述导销3.1配合的腰型孔4.1,所述腰型孔4.1对应的角度为10°(所述腰型孔对应的角度可根据具体情况设置在0-90°之间)。
[0032] 作为本实施例较佳实施方案的是,所述锁定板6.3、释放板6.2的连接处设有连接轴孔6.4,所述连接轴孔6.4套设于与所述壳体连接的短轴6.1上使得控制棘针6能绕所述短轴6.1旋转,所述锁定板6.3的长度小于所述释放板6.2的长度。
[0033] 作为本实施例较佳实施方案的是,所述锁定板6.3与释放板6.2之间设有夹角,所述夹角为钝角。
[0034] 作为本实施例较佳实施方案的是,所述限位机构1.3为长椭圆形的凸起1.31,所述扭簧5一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮3固定连接,所述复位机构7为绕复位轴7.2旋转的复位凸轮7.1,所述复位轴7.2一端与所述壳体连接另一端伸出壳体1,所述触发机构8为磁通变换器8.6,所述壳体内还设有微动开关9,所述微动开关9设置于复位机构7靠近锁定板6.3的一侧,所述主轴2伸出壳体1连接有互锁旋钮一10,所述复位轴7.2伸出壳体1端连接有互锁旋钮二11。
[0035] 实施例二
[0036] 结合附图1、3、7-9,与实施例一相比,本实施例与实施例一的区别在于:
[0037] 所述限位机构1.3为制动弹片1.31,所述扭簧5一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮3固定连接,所述主轴2与所述转动棘轮4销钉固定连接,所述复位机构7为复位弹簧7.3,所述触发机构8为撞击型电磁铁8.7。
[0038] 实施例三
[0039] 结合附图1、4、7-9,与实施例一相比,本实施例与实施例一的区别在于:
[0040] 所述限位机构1.3为长椭圆形的凸起1.31,所述主轴2与所述转动棘轮4齿轮连接,所述扭簧5一端与所述壳体连接另一端与所述主轴2固定连接,所述复位机构7为复位弹簧7.3,所述触发机构8包括电机8.1、与电机8.1传动连接的触发凸轮8.2、与触发凸轮8.2配合的推杆8.3,所述推杆8.3外部设置有用于固定推杆8.3的框架8.5,所述框架8.5固定连接在所述壳体1上,其内部设置有套设于推杆8.3上的触发弹簧8.4,所述壳体1内还设有微动开关9,所述微动开关9设置于触发机构8靠近锁定板6.3的一侧。
[0041] 实施例四
[0042] 结合附图1、5、6-9,与实施例一相比,本实施例与实施例一的区别在于:
[0043] 所述限位机构1.3为长椭圆形的凸起1.31,所述主轴2与所述转动棘轮4齿轮连接,所述扭簧5一端与所述壳体连接另一端与所述凸轮3固定连接,所述复位机构7为绕复位轴7.2旋转的复位凸轮7.1,所述复位轴7.2一端与所述壳体连接另一端伸出壳体1,所述触发机构8为撞击型电磁铁8.7,所述微动开关9设置于触发机构7靠近锁定板6.3的一侧,所述主轴2伸出壳体1连接有互锁旋钮一10,所述复位轴7.2伸出壳体1端连接有互锁旋钮二11。
[0044] 实施例五,
[0045] 结合附图1、7-10,与实施例四相比,本实施例与实施例四的区别在于:
[0046] 所述复位机构7为与控制棘针6释放板6.2远离锁定板6.1一端对应的侧壁复位按钮7.4,所述侧壁复位按钮7.4一端伸出壳体1,所述侧壁复位按钮7.4上套接有与壳体1对应内壁连接的侧壁复位弹簧7.5,使得侧壁复位按钮7.4向触发机构8方向按下后在复位弹簧7.5的作用下恢复原位。
[0047] 实施例五,
[0048] 结合附图1、7-9、11,与实施例四相比,本实施例与实施例四的区别在于:
[0049] 所述复位机构7为绕复位轴7.2旋转的复位转柄7.6,所述复位转柄7.6远离触发机构8的一侧设有与主轴2平行设置的并伸出壳体1的顶部复位按钮7.7,所述顶部复位按钮7.7上设有与复位转柄7.6对应的倒三角形驱动块7.8,所述顶部复位按钮7.7底部还套设有顶部复位弹簧7.9,使得顶部复位按钮7.7沿其设置方向按下后,倒三角驱动块7.8拨动复位转柄7.6使其向触发机构8方向转动并使顶部复位按钮7.7在顶部复位弹簧7.9的作用下恢复原位,且复位转柄7.6与绕复位轴7.2的连接处也设有转柄复位弹簧,使得复位转柄7.6在不受力的作用下恢复原位。
[0050] 本发明在具体实施时,当开关的旋钮由OFF位置转向ON位置时,主轴控制自动断开机构的扭簧(或涡卷弹簧),使自动断开机构的扭簧(或涡卷弹簧)由松弛状态变为旋紧状态,从而完成扭簧(或涡卷弹簧)的储能,转动结束时与主轴联动的转动棘轮被断开机构的控制棘针固定锁死,防止其在扭簧(或涡卷弹簧)巨大的扭力下回转释能。
[0051] 当完成扭簧(或涡卷弹簧)的储能之后,转动棘轮被控制棘针控制锁卡住,固定在储能位置。当电路中出现过载或者短路等情况时,控制中心即可给直流开关的触发机构发出一个信号,触发机构得电后瞬间击发动作撞击控制棘针使其向远离转动棘轮的方向移动最终脱离转动棘轮。转动棘轮缺少了控制棘针的限制,在扭簧(或涡卷弹簧)弹力的带动下顺时针转动。由于扭簧(或涡卷弹簧))储能的力矩大于开关主轴的操作力矩,扭簧(或涡卷弹簧)可以带动开关主轴从ON位置旋转到OFF位置,完成对开关的断开操作。
[0052] 当需要手动断开开关时,逆时针转动开关的主轴,与主轴销钉固定连接的凸轮会转动。此装置会保持转动棘轮在主轴前10度旋转角的转动范围内暂时不转动,而在凸轮将棘齿顶开后开始运动,并转动到断开位置。
[0053] 当排除故障后要重新恢复供电时,应先对自动断开机构进行复位,顺时针旋转复位钮在旋转过程中可对其进行复位。带有手动复位操作的自动断开机构安全性大大提高,保证设备出现故障必须在排除后才能进行复位投入运行。
[0054] 以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式的几种,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
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