一种断路器的操作机构的制作方法

1.本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种断路器的操作机构。


背景技术：

2.现有技术中的断路器操作机构如图1至图3所示，包括支架1、转动设置在支架1上的锁扣2、牵引杆4、跳扣5、以及作用于锁扣2的弹性件。
3.当断路器处于合闸状态时，触头系统中的动触头6和静触头7闭合，如图1所示，此时操作机构处于搭扣位置即锁扣2与跳扣5搭扣。当断路器所在回路发生故障时，断路器脱扣机构动作，带动牵引杆4顺时针转动，使牵引杆4和锁扣2分离，达到如图2所述状态。牵引杆4和锁扣2分离后，锁扣2在跳扣5的作用下克服弹性件对锁扣2的反力顺时针运动，到达图3所示的操作机构脱扣位置。在操作机构从搭扣位置开始进行脱扣动作时，要求弹性件对锁扣2作用产生的阻止锁扣2顺时针运动的第一力矩应小，以防止出现锁扣2不能顺时针运动从而使断路器发生不能脱扣的现象。当操作机构到达脱扣位置，并从脱扣位置开始进行再扣复位动作时，锁扣2需要在弹性件的作用下克服与牵引杆4的摩擦力逆时针运动，为了确保能可靠从牵引杆4滑出，此时希望弹性件对锁扣2有较大的逆时针方向的扭矩，该扭矩为由弹性件作用于锁扣2从而提供的用于供锁扣2复位的第二力矩。如果不能可靠滑出，则断路器会有不能再扣或者搭扣量偏小的风险。
4.鉴于上述已有技术，有必要对现有断路器的操作机构的结构加以合理的改进。为此，本技术人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

5.本实用新型的任务是要提供一种断路器的操作机构，其具备较轻脱扣力矩的同时具有较大再扣复位力矩，使得断路器操作机构的脱扣和复位动作稳定、可靠，且结构简单紧凑，容易实现。
6.本实用新型的任务是这样来完成的，一种断路器的操作机构，包括支架、枢设在支架上的锁扣、以及设置在支架上的弹性件，在操作机构处于搭扣位置时，所述的弹性件作用于锁扣产生第一力矩，在操作机构处于脱扣位置时，所述的弹性件作用于锁扣产生第二力矩，特点是：在锁扣和弹性件之间设有变力结构，所述的变力结构使得第一力矩的力臂l1小于第二力矩的力臂l2。
7.在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的变力结构包括第一受力结构和第二受力结构，在操作机构处于搭扣位置时，所述第一受力结构形成第一力矩的力臂l1，在操作机构处于脱扣位置时，所述第二受力结构形成第二力矩的力臂l2。
8.在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述锁扣上设有变力件一，在操作机构处于搭扣位置时，弹性件作用于变力件一上的第一支点一形成第一受力结构，在操作机构处于脱扣位置时，弹性件作用于变力件一上的第二支点一形成第二受力结构，其中所述第一支点一至锁扣转动中心o的距离小于所述第二支点一至锁扣转动中心o的距离。
9.在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述变力件一为设置在锁扣的面向弹性件的一侧的凸台，所述凸台的靠近锁扣转动中心o的一端构成第一支点一，所述凸台的远离锁扣转动中心o的另一端构成第二支点一。
10.在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述弹性件为扭簧，其中心枢设在支架上，其一个扭簧脚抵靠在支架或断路器操作机构的牵引杆上，其另一个扭簧脚作用于锁扣，扭簧作用于变力件一上的第一支点一形成第一受力结构，扭簧作用于变力件一上的第二支点一形成第二受力结构。
11.在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述弹性件包括拉簧与转动杆，所述的转动杆枢设在支架上，拉簧一端固定在支架上，另一端挂置在转动杆的一端，在拉簧的作用下，转动杆的另一端作用在锁扣上，转动杆的该另一端作用于锁扣上的第一支点一形成第一受力结构，转动杆的该另一端作用于锁扣上的第二支点一形成第二受力结构。
12.在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述弹性件为扭簧，其中心枢设在支架上，其一个扭簧脚抵靠在支架或断路器操作机构的牵引杆上，其另一个扭簧脚作用于锁扣，在扭簧的该作用于锁扣的扭簧脚上设有变力件二，在操作机构处于搭扣位置时，变力件二上的第一支点二作用于锁扣形成第一受力结构，在操作机构处于脱扣位置时，变力件二上的第二支点二作用于锁扣形成第二受力结构，其中所述第一支点二至锁扣转动中心o的距离小于所述第二支点二至锁扣转动中心o的距离。
13.在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述扭簧的该作用于锁扣的扭簧脚上设有向锁扣方向折弯构成的凸起，所述凸起的靠近锁扣转动中心o的一端构成第一支点二，所述凸起的远离锁扣转动中心的另一端构成第二支点二。
14.本实用新型由于采用了上述结构，具有的有益效果：本实用新型所述的断路器的操作机构的锁扣和弹性件之间设有变力结构，在操作机构处于搭扣位置时，弹性件对锁扣产生第一力矩，在操作机构处于脱扣位置时，弹性件对锁扣产生第二力矩，而变力结构使得第一力矩的力臂l1小于第二力矩的力臂l2，保证了第一力矩小于第二力矩，从而满足了机构具备较轻脱扣力矩同时具有较大再扣复位力矩的设计要求，使得断路器操作机构的脱扣和复位动作稳定、可靠，同时该结构简单紧凑，容易实现。
附图说明
15.图1为现有技术断路器合闸时，操作机构搭扣图。
16.图2为现有技术所述操作机构牵引杆与锁扣的分离图。
17.图3为现有技术所述操作机构的脱扣位置图。
18.图4为本实用新型所述操作机构一实施例的搭扣位置图。
19.图5为本实用新型所述操作机构一实施例的准备再扣状态图。
20.图6为本实用新型所述操作机构另一实施例的搭扣位置图。
21.图7为本实用新型所述操作机构另一实施例的准备再扣状态图。
22.图中：1.支架；2.锁扣、21.变力件一、211.第一支点一、212.第二支点一；3.弹性件、31.变力件二、311.第一支点二、312.第二支点二；4.牵引杆；5.跳扣；6.动触头；7.静触头。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
24.在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以对应附图所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。
25.请参阅图4至图7，本实用新型涉及一种断路器的操作机构，包括支架1、转动设置在支架1上的锁扣2、牵引杆4、跳扣5，以及作用于锁扣2的弹性件3。在锁扣2和弹性件3之间设有变力结构，在操作机构处于搭扣位置时，弹性件3作用于锁扣2产生第一力矩，在操作机构处于脱扣位置时，弹性件3作用于锁扣2产生第二力矩，变力结构使得第一力矩的力臂l1小于第二力矩的力臂l2。
26.所述的变力结构包括第一受力结构和第二受力结构，在操作机构处于搭扣位置时，所述第一受力结构形成第一力矩的力臂l1，操作机构在复位过程中，所述第二受力结构形成第二力矩的力臂l2。具体结构和作用通过以下各实施例来详细介绍。
实施例1
27.如图4、图5所示，本实用新型所述的弹性件3为扭簧，扭簧的中心枢设在支架1上，其一个扭簧脚抵靠在牵引杆4上，另一个扭簧脚抵靠在锁扣2上。
28.在本实施例中，所述锁扣2上设有变力件一21，在操作机构处于搭扣位置时，弹性件3即扭簧作用于变力件一21上的第一支点一211形成第一受力结构，在操作机构处于脱扣位置时，弹性件3即扭簧作用于变力件一21上的第二支点一212形成第二受力结构，其中所述第一支点一211至锁扣2转动中心o的距离小于所述第二支点一212至锁扣2转动中心o的距离。具体的，如图4所示，本实施例中所述变力件一21为设置在锁扣2的面向弹性件3的一侧的凸台，所述凸台的靠近锁扣2转动中心o的一端构成第一支点一211，所述凸台的远离锁扣2转动中心o的另一端构成第二支点一212。
29.当断路器处于合闸状态时，触头系统的动静触头闭合，操作机构处于搭扣位置，锁扣2和跳扣5搭扣，如图4所示，当断路器所在回路发生故障时，断路器脱扣机构动作，带动牵引杆4顺时针转动，使牵引杆4和锁扣2分离，在断路器操作机构脱扣过程中，锁扣2在跳扣5的作用下克服扭簧对锁扣2的反力顺时针运动，而扭簧对锁扣2的作用力为f1，其作用点为第一支点一211，作用力臂为l1，此时扭簧对锁扣2的转矩为第一力矩m1=f1×
l1，实质上，此第一力矩m1是阻止锁扣2顺时针运动的。此时，弹性件3即扭簧的变形量较小，弹性件对锁扣的作用力f1较小。
30.当断路器脱扣后，进行再扣复位时，扭簧对锁扣2的作用力为f2，其作用点为第二支点一212，如图5所示，作用力臂为l2，此时扭簧对锁扣2的转矩为第二力矩m2=f2×
l2。由于扭簧的一个扭簧脚抵靠在牵引杆4上，由于牵引杆4在操作机构复位过程和合闸状态下所处的不同位置对扭簧脚进行推压，因此，由图5可见，在再扣复位过程中，由于牵引杆4对扭簧脚的推压，弹性件3即扭簧的变形量较大，使得扭簧抵靠在锁扣2上的另一个扭簧脚对锁扣2的作用力f2大于图4所示合闸状态下扭簧脚对锁扣2的作用力f1。主要地，由于第一支点一
211至锁扣2转动中心o的距离小于所述第二支点一212至锁扣2转动中心o的距离，保证了l2＞l1，所以保证了m2＞m1。
31.由此，断路器操作机构在搭扣位置进行脱扣动作时，扭簧与锁扣2上的凸台的下端即第一支点一211接触，第一支点一211作为受力点，此时扭簧对锁扣2具有较短的力臂，从而使得扭簧驱动锁扣2逆时针转动的扭矩即第一力矩m1较小，该第一力矩m1为阻止锁扣2顺时针转动从而实现断路器操作机构脱扣的阻力矩；而，断路器操作机构从脱扣位置开始，进行再扣复位时，扭簧与锁扣2上的凸台的上端即第二支点一212接触，第二支点一212作为受力点，此时扭簧对锁扣2具有较长的力臂，从而使得扭簧驱动锁扣2逆时针转动的扭矩即第二力矩m2较大，该第二力矩m2在此时为锁扣2提供驱动力从而实现断路器操作机构顺利再扣复位的动力矩，从而使锁扣2顺利从牵引杆4下方脱离出来。
实施例2
32.如图6、图7所示，在本实施例中，所述弹性件3仍采用扭簧，在扭簧的作用于锁扣2的扭簧脚上设有变力件二31，在操作机构处于搭扣位置时，变力件二31上的第一支点二311作用于锁扣2形成第一受力结构，在操作机构处于脱扣位置时，变力件二31上的第二支点二312作用于锁扣2形成第二受力结构，其中所述第一支点二311至锁扣2转动中心o的距离小于所述第二支点二312至锁扣2转动中心o的距离。所述扭簧的作用于锁扣2的扭簧脚上设有向锁扣2方向折弯构成的凸起，所述凸起的靠近锁扣2转动中心o的一端构成第一支点二311，所述凸起的远离锁扣2转动中心o的另一端构成第二支点二312。
33.当断路器处于合闸状态时，触头系统的动静触头闭合，操作机构处于搭扣位置，如图6所示，当断路器所在回路发生故障时，断路器脱扣机构动作，带动牵引杆4顺时针转动，使牵引杆4和锁扣2分离，在断路器操作机构脱扣过程中，锁扣2在跳扣5的作用下克服扭簧对锁扣2的反力顺时针运动，而扭簧对锁扣2的作用力为f1，其作用点为第一支点二311，作用力臂为l1，此时扭簧对锁扣2的转矩为第一力矩m1=f1×
l1，实质上，此力矩是阻止锁扣2顺时针运动的。此时，弹性件3即扭簧的变形量较小，弹性件对锁扣的作用力f1较小。
34.当断路器脱扣后，进行再扣复位时，扭簧对锁扣2的作用力为f2，其作用点为第二支点二312，如图7所示，作用力臂为l2，此时扭簧对锁扣2的转矩为第二力矩m2=f2×
l2。由于扭簧的一个扭簧脚抵靠在牵引杆4上，由于牵引杆4在操作机构复位过程和合闸状态下所处的不同位置对扭簧脚进行推压，因此，由图可见，在再扣复位过程中，由于牵引杆4对扭簧脚的推压，弹性件3即扭簧的变形量较大，使得扭簧抵靠在锁扣2上的另一个扭簧脚对锁扣2的作用力f2大于图6所示合闸状态下扭簧脚对锁扣2的作用力f1。进一步地，由于第一支点二311至锁扣2转动中心o的距离小于所述第二支点二312至锁扣2转动中心o的距离，保证了l2＞l1，所以保证了m2＞m1。
35.本实用新型的扭簧安装方式不限于实施例所提供的结构，扭簧也可以中心枢设在支架1上，一个扭簧脚抵靠在支架1上，另一个扭簧脚抵靠在锁扣2上为锁扣2提供作用力。当然本实用新型的弹性件3不限于扭簧形式，也可以是采用拉簧与转动杆结合的形式，其中转动杆枢设在支架1上，拉簧一端固定在支架1上，另一端挂置在转动杆的一端，在拉簧的作用下，转动杆的另一端作用在锁扣2上，同样，可以在锁扣2上设置凸台，凸台上形成上述实施例所给出的第一支点一211和第二支点一212，当断路器操作机构从搭扣位置开始进行脱扣
动作时，转动杆的该另一端作用于锁扣2上的第一支点一211形成第一受力结构，此时力臂为l1，当断路器操作机构从脱扣位置开始进行再扣复位动作时，转动杆的该另一端作用于锁扣2上的第二支点一212形成第二受力结构，此时力臂为l2，由于第一支点一211相较于第二支点一212更靠近锁扣2转动中心o，因此上述力臂l1＜l2，同样实现了采用同一个弹性件对锁扣2进行作用，而断路器脱扣过程和复位过程中，产生不同长度力臂，从而产生不同大小力矩，从而获得脱扣力较轻同时再扣复位力矩较大的功能，脱扣和复位动作稳定、可靠。

技术特征：
1.一种断路器的操作机构，包括支架(1)、枢设在支架(1)上的锁扣(2)、以及设置在支架(1)上的弹性件(3)，在操作机构处于搭扣位置时，所述的弹性件(3)作用于锁扣(2)产生第一力矩，在操作机构处于脱扣位置时，所述的弹性件(3)作用于锁扣(2)产生第二力矩，其特征在于：在锁扣(2)和弹性件(3)之间设有变力结构，所述的变力结构使得第一力矩的力臂l1小于第二力矩的力臂l2。2.根据权利要求1所述的一种断路器的操作机构，其特征在于：所述的变力结构包括第一受力结构和第二受力结构，在操作机构处于搭扣位置时，所述第一受力结构形成第一力矩的力臂l1，在操作机构处于脱扣位置时，所述第二受力结构形成第二力矩的力臂l2。3.根据权利要求2所述的一种断路器的操作机构，其特征在于：所述锁扣(2)上设有变力件一(21)，在操作机构处于搭扣位置时，弹性件(3)作用于变力件一(21)上的第一支点一(211)形成第一受力结构，在操作机构处于脱扣位置时，弹性件(3)作用于变力件一(21)上的第二支点一(212)形成第二受力结构，其中所述第一支点一(211)至锁扣(2)转动中心o的距离小于所述第二支点一(212)至锁扣(2)转动中心o的距离。4.根据权利要求3所述的一种断路器的操作机构，其特征在于：所述变力件一(21)为设置在锁扣(2)的面向弹性件(3)的一侧的凸台，所述凸台的靠近锁扣(2)转动中心o的一端构成第一支点一(211)，所述凸台的远离锁扣(2)转动中心o的另一端构成第二支点一(212)。5.根据权利要求4所述的一种断路器的操作机构，其特征在于：所述弹性件(3)为扭簧，其中心枢设在支架(1)上，其一个扭簧脚抵靠在支架(1)或断路器操作机构的牵引杆(4)上，其另一个扭簧脚作用于锁扣(2)，扭簧作用于变力件一(21)上的第一支点一(211)形成第一受力结构，扭簧作用于变力件一(21)上的第二支点一(212)形成第二受力结构。6.根据权利要求4所述的一种断路器的操作机构，其特征在于：所述弹性件(3)包括拉簧与转动杆，所述的转动杆枢设在支架(1)上，拉簧一端固定在支架(1)上，另一端挂置在转动杆的一端，在拉簧的作用下，转动杆的另一端作用在锁扣(2)上，转动杆的该另一端作用于锁扣(2)上的第一支点一(211)形成第一受力结构，转动杆的该另一端作用于锁扣(2)上的第二支点一(212)形成第二受力结构。7.根据权利要求2所述的一种断路器的操作机构，其特征在于：所述弹性件(3)为扭簧，其中心枢设在支架(1)上，其一个扭簧脚抵靠在支架(1)或断路器操作机构的牵引杆(4)上，其另一个扭簧脚作用于锁扣(2)，在扭簧的该作用于锁扣(2)的扭簧脚上设有变力件二(31)，在操作机构处于搭扣位置时，变力件二(31)上的第一支点二(311)作用于锁扣(2)形成第一受力结构，在操作机构处于脱扣位置时，变力件二(31)上的第二支点二(312)作用于锁扣(2)形成第二受力结构，其中所述第一支点二(311)至锁扣(2)转动中心o的距离小于所述第二支点二(312)至锁扣(2)转动中心o的距离。8.根据权利要求7所述的一种断路器的操作机构，其特征在于：所述扭簧的该作用于锁扣(2)的扭簧脚上设有向锁扣(2)方向折弯构成的凸起，所述凸起的靠近锁扣(2)转动中心o的一端构成第一支点二(311)，所述凸起的远离锁扣(2)转动中心的另一端构成第二支点二(312)。

技术总结
一种断路器的操作机构，属于低压电器技术领域。包括支架、枢设在支架上的锁扣、以及设置在支架上的弹性件，在操作机构处于搭扣位置时，弹性件作用于锁扣产生第一力矩，在操作机构处于脱扣位置时，弹性件作用于锁扣产生第二力矩，特点是：在锁扣和弹性件之间设有变力结构，所述的变力结构使得第一力矩的力臂L1小于第二力矩的力臂L2。优点：该操作机构具备较轻脱扣力矩的同时具有较大再扣复位力矩，使得断路器操作机构的脱扣和复位动作稳定、可靠，且结构简单紧凑，容易实现。容易实现。容易实现。


技术研发人员：陶涛 谢心意 王铖
受保护的技术使用者：常熟开关制造有限公司（原常熟开关厂）
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/9/13