專利名稱：可調(diào)節(jié)的斷路器用熱力脫扣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及斷路器用的可調(diào)節(jié)的熱力脫扣器，更詳細(xì)說，涉及到一種可調(diào)節(jié)的熱力脫扣器，它的低電流強(qiáng)度的跳閘整定可獨(dú)立于其高電流強(qiáng)度的跳閘整定。
斷路器是眾所周知的設(shè)備，並且多年來已經(jīng)用于在串聯(lián)電路中控制電流的流通。通常，有兩種操作方式控制電路中電流的流通，即手動(dòng)方式和自動(dòng)方式。
在手動(dòng)方式中，由運(yùn)行人員把一個(gè)操作桿在合閘位置和跳閘位置之間進(jìn)行操作，從而分別地把斷路器內(nèi)的可分開觸頭關(guān)合和斷開。
在自動(dòng)操作方式中，操作桿首先置于合閘位置，藉此而允許電流流過該斷路器。當(dāng)發(fā)生預(yù)定的過電流狀態(tài)時(shí)，斷路器即自動(dòng)地?cái)嚅_其可分離的觸頭，從而遮斷了電路的電流。
該斷路器包括有一個(gè)操作機(jī)構(gòu)，它被機(jī)械地連接到該操作桿和可分離觸頭，並可響應(yīng)該操作桿的運(yùn)動(dòng)而使可分離觸頭運(yùn)動(dòng)在其“斷開”和“關(guān)合”位置，或是響應(yīng)于自動(dòng)信號(hào)在預(yù)定的過電流條件下分開該斷路器的各觸頭。一個(gè)自動(dòng)脫扣器被機(jī)械地連接到該操作機(jī)構(gòu)，並且用于提供上述自動(dòng)信號(hào)，藉此而在上述條件下，遮斷流過該斷路器和與其串聯(lián)的電路中的電流，這即所謂的“斷路器跳閘”。
通常，自動(dòng)脫扣器應(yīng)用兩種不同的裝置在過電流狀態(tài)下使斷路器跳閘。一種是應(yīng)用一個(gè)電磁裝置，它連接到通過斷路器的電流通路上，該電磁裝置包括有一個(gè)固定元件和一個(gè)可動(dòng)元件，在它們之間產(chǎn)生變量的磁通，該磁通與流過斷路器的電流大小成比例。該磁通加力于可動(dòng)元件，並使其按流過斷路器電流的大小所確定的值轉(zhuǎn)動(dòng)，該可動(dòng)元件連接到脫扣器的脫扣桿，脫扣桿在轉(zhuǎn)過一預(yù)定點(diǎn)時(shí)使該斷路器跳閘。
斷路器被指定到一個(gè)標(biāo)稱值，稱為“額定”值，這項(xiàng)額定值即為流過斷路器而不導(dǎo)致跳閘的最大連續(xù)電流值。電磁裝置的任務(wù)是，在流過斷路器的電流超過其額定值的約500%時(shí)，立即使該斷路器跳閘。
在自動(dòng)脫扣器中所用的一個(gè)第二裝置就是一個(gè)熱力脫扣裝置，它反應(yīng)小于斷路器500%額定值的過電流狀態(tài)。通常，熱力脫扣裝置應(yīng)用一組雙金屬片，其中一般為兩個(gè)不同類的金屬平片被機(jī)械地貼附在一起，並在這兩個(gè)金屬片的溫度等于斷路器周圍環(huán)境溫度時(shí)，這兩個(gè)片一般確定出一個(gè)平表面。構(gòu)成每片的各種不同金屬各自具有不同的熱膨脹系數(shù)，所以在它們的溫度升高到環(huán)境溫度以上時(shí)，其各自伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度也不同。
這種雙金屬片被機(jī)械地連接到一個(gè)加熱器上，該加熱器被串接于電路中，並且具有已知的電阻發(fā)熱特性，其中，該發(fā)熱率與流過其中的電流大小有一定的比率關(guān)系，該加熱器把所產(chǎn)生的一部分熱量傳送給雙金屬片，藉此而等效地提升了構(gòu)成該雙金屬片的兩片金屬的溫度。雙金屬片受到這種加熱，于是在這樣的溫升下，因?yàn)樾纬稍撾p金屬片的這兩個(gè)可分的片伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度不同，以改造成彎離了其平面的形狀。
在斷路器中沒有電流流過時(shí)，該雙金屬片是處于與脫扣器的脫扣桿空間地分開位置，但當(dāng)電流流過斷路器時(shí)，該雙金屬片即彎向該脫扣桿。當(dāng)流過斷路器的電流超過一預(yù)定極限且延續(xù)一定時(shí)間間隔，該雙金屬片將彎到一定程度而與該脫扣桿嚙合，藉此使它轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使斷路器跳閘。
通常，在雙金屬片和脫扣桿之間插上一整定螺絲以供校正該脫扣器。該整定螺絲從雙金屬片或脫扣桿的表面上突出一定距離，通過轉(zhuǎn)動(dòng)該整定螺絲即可調(diào)節(jié)該距離。借助于這種方式調(diào)節(jié)該整定螺絲，該雙金屬片必須彎的程度在它轉(zhuǎn)動(dòng)脫扣桿和跳開斷路器之前可被調(diào)節(jié)。因?yàn)殡p金屬片彎的程度是流過斷路器電流大小的函數(shù)，所以調(diào)節(jié)該整定螺絲可使脫扣器校正到在一定大小電流時(shí)跳閘該斷路器。
某些脫扣桿包括有一個(gè)傾斜的或斜坡的表面以便接觸到從雙金屬片突出來的各整定螺絲。脫扣桿以下述狀態(tài)定位在脫扣器內(nèi)，即允許它響應(yīng)外部控制的操作而沿其縱軸滑動(dòng)。
該斜坡表面以下述狀態(tài)定位在脫扣桿上，即當(dāng)該脫扣桿被沿其縱軸移動(dòng)時(shí)，在整定螺絲和該斜面之間的距離應(yīng)當(dāng)變化。因此，雙金屬片在接觸和轉(zhuǎn)動(dòng)脫扣桿之前應(yīng)彎的程度可由脫扣桿沿其縱軸的滑動(dòng)，或由改變?cè)撜萁z從雙金屬片突出距離得到調(diào)整。
期望在脫扣桿上設(shè)置一個(gè)斜坡表面，因?yàn)檫@樣會(huì)有利于對(duì)斷路器的標(biāo)稱值快速和容易地進(jìn)行經(jīng)常性的改變，有了一個(gè)可調(diào)節(jié)的斜坡接觸表面即可按下述方式獲得調(diào)節(jié)。
把脫扣桿開始沿其縱向軸滑動(dòng)，盡可能使雙金屬片上的調(diào)節(jié)螺絲與該斜面之間分開到最大距離，這即是脫扣桿行程的高端;然后，轉(zhuǎn)動(dòng)從雙金屬片上突出的調(diào)節(jié)螺絲，直轉(zhuǎn)到該調(diào)節(jié)螺絲和該斜面之間的距離允許斷路器流過最大的標(biāo)稱電流而不跳閘為止。如果，該脫扣桿再往低端處滑動(dòng)，即從高端向相反方向滑動(dòng)，則在整定螺絲和斜坡表面之間的距離即將減小，所以，雙金屬片將在低于斷路器的最大標(biāo)稱值下轉(zhuǎn)動(dòng)脫扣桿，並使斷路器跳閘。
在某些應(yīng)用中，期望提供的一個(gè)脫扣器可以從最大標(biāo)稱值調(diào)節(jié)到小于此最大標(biāo)稱的一個(gè)具體值。例如，在某些應(yīng)用中，期望把斷路器的標(biāo)稱值調(diào)節(jié)在最大標(biāo)稱和80%最大標(biāo)稱值之間。
在這種情況下，該斜坡必須精心地設(shè)計(jì)，而且整定螺絲也必須小心地調(diào)節(jié)，以便使斷路器的標(biāo)稱處于，當(dāng)脫扣桿被定位于行程的高端時(shí)為其最大值;當(dāng)該脫扣桿被定位于行程的低端時(shí)為準(zhǔn)確地等于80%最大值。于是，這就存在某些問題，首先，脫扣桿、斜坡表面以及操動(dòng)該脫扣桿的外部調(diào)整控制都必須設(shè)計(jì)和制造在這樣的容許公差之下，即要保證在脫扣桿運(yùn)動(dòng)到低端時(shí)該脫扣器的額定值準(zhǔn)確地減小到80%最大值。
由于操作這種脫扣器的調(diào)節(jié)設(shè)備的大多數(shù)部件是由可塑型材料制造的，所以要求非常精心設(shè)計(jì)的模具以保證合適的操作。此外，當(dāng)為某臺(tái)具體斷路器所設(shè)計(jì)的脫扣器從該斷路器上拆除而換裝在一不同的斷路器上時(shí)，它可能會(huì)出現(xiàn)當(dāng)脫扣桿被置于高端，把整定螺絲合適地調(diào)節(jié)到最大標(biāo)稱值后，在把脫扣桿移到低端時(shí)，斷路器的標(biāo)稱值將為某些值而不是80%。本發(fā)明即克服了所有這些缺陷。
本發(fā)明為斷路器的熱力脫扣器提供了一種可調(diào)的止動(dòng)機(jī)構(gòu)，該脫扣器包括有一個(gè)熱脫扣調(diào)節(jié)器，它適用于第一位置和第二位置之間的行程，該機(jī)構(gòu)包括有止動(dòng)裝置，它可移動(dòng)地與熱脫扣調(diào)節(jié)器相接觸，並且適用于調(diào)節(jié)到多個(gè)位置之一處，以限制熱脫扣調(diào)節(jié)器的行程僅在第一位置和一第三位置之間，該第三位置為第一和第二位置間的中間位置，還提供出一個(gè)止動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)該止動(dòng)裝置的位置。
結(jié)合下述附圖閱讀對(duì)下述最佳實(shí)施例所作詳細(xì)說明，將會(huì)更好地理解和更容易明白地應(yīng)用本發(fā)明。


圖1，是應(yīng)用本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)的熱力脫扣器的透視圖;
圖2，是圖1所繪裝置內(nèi)部的展開透視圖;
圖3，是取自圖1裝置沿3-3剖線的側(cè)面剖視圖;
圖4，是取自圖1裝置沿4-4剖線的側(cè)面剖視圖;
圖5，是圖1的裝置的前剖視圖，其中斷路器被調(diào)整到最低標(biāo)稱值;
圖6，是圖1的裝置的前剖視圖，其中斷路器被調(diào)整到最高標(biāo)稱值;
圖7是圖1的裝置的前剖視圖，其中斷路器被調(diào)整到最大和最小之間的中間標(biāo)稱值。
圖1到圖7說明熱力脫扣器2，該脫扣器2包括蓋4和底6，它們?cè)诜纸缇€8處對(duì)合而形成箱殼7。蓋4和底6最好是模鑄型性元件，應(yīng)適合于支撐熱力脫扣器2的各種內(nèi)部件。熱力脫扣器2包括滑動(dòng)觸發(fā)器10和滾動(dòng)觸發(fā)器12，它們合適于接到典型斷路器的操作機(jī)構(gòu)上，例如公開在美國(guó)批準(zhǔn)的專利No.4，255，732中的內(nèi)容，這里引作參考。
該斷路器包括有一個(gè)跳閘元件(未示出)，它連接到斷路器的脫扣機(jī)構(gòu)上，並與滑動(dòng)觸發(fā)器10相接觸且對(duì)其施加一相對(duì)力?；瑒?dòng)觸發(fā)器10繞軸35旋轉(zhuǎn)，以箭頭17方向加給滑動(dòng)觸發(fā)器10上的力造成凸輪面19對(duì)軸21沿箭頭23方向施加一力，該軸機(jī)械地與滾動(dòng)觸發(fā)器12相連，滾動(dòng)觸發(fā)器12繞軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，于是加到滾動(dòng)觸發(fā)器12上的力造成突件27(滾動(dòng)觸發(fā)器12的)在脫扣桿32的突舌29上施加一力。
當(dāng)脫扣桿32被雙金屬片46沿箭頭13的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，突件27變成與突舌29松開，從而造成滾動(dòng)觸發(fā)器12沿箭頭15的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這就輪到允許滑動(dòng)觸發(fā)器10在斷路器脫扣機(jī)構(gòu)施加的力的影響下沿箭頭15的方向繞軸35轉(zhuǎn)動(dòng)，相繼造成斷路器的跳閘元件隨同滑動(dòng)觸發(fā)器10齊步運(yùn)動(dòng)而跳開該斷路器?；瑒?dòng)觸發(fā)器10和滾動(dòng)觸發(fā)器12在偏壓彈簧31的作用下復(fù)位。
蓋4通過運(yùn)用緊固器14而固定到底6上，所述的脫扣器2是按操作三極斷路器設(shè)計(jì)的，因此設(shè)置了三個(gè)獨(dú)立的過電流傳感器;即每極一個(gè)。因?yàn)楦骷?jí)的過電流傳感器都是等同的，所以下面只詳述一個(gè)即可。
熱力脫扣器2包括帶有端子18和20的雙金屬/加熱器16，端子18和20串聯(lián)地與被保護(hù)的電路連接，該電路受接有脫扣器2的相關(guān)電氣斷路器的保護(hù)。雙金屬片加熱器16形成電磁部件22的一部分，該部分成為在預(yù)定的過電流狀態(tài)下跳開相關(guān)斷路器的兩個(gè)裝置之一。
電磁部件22包括銜鐵24，如圖4所示，它被彈簧26保持就位。如果在端子18和20之間流過相關(guān)斷路器標(biāo)稱電流的約500%以上，則在區(qū)域28內(nèi)所建立的磁通即使銜鐵24沿箭頭30所示的方向運(yùn)動(dòng)。銜鐵24行至與脫扣桿32接觸並使其在弧線34的方向旋轉(zhuǎn)，藉此而如上述地跳閘該斷路器。
足以造成電磁部件22跳開相關(guān)斷路器的準(zhǔn)確電流值可由轉(zhuǎn)動(dòng)控制器36來調(diào)節(jié)，控制器36的轉(zhuǎn)動(dòng)使調(diào)整桿42沿線38方向移動(dòng)，從而改變彈簧26的偏壓，于是就改變著必須被該磁通加到銜鐵24上以造成脫扣桿32轉(zhuǎn)動(dòng)的力。
在預(yù)定的過電流條件下跳開相關(guān)斷路器所設(shè)置的第二套裝置就是雙金屬脫扣器44。該雙金屬脫扣器44包括有雙金屬/加熱器16、雙金屬片46和校正螺絲48。
當(dāng)無電流流過端子18和20之間時(shí)，雙金屬片46假定為圖2和4所示的基本上平面形狀，雙金屬/加熱器16布置在蓋4所限定的開孔50中。端子20的肩52與蓋4的表面54相嚙合，底6與加熱器16的表面56嚙合以使雙金屬/加熱器16固定到脫扣器2的內(nèi)部。托架53通過定位在相應(yīng)槽口62(示出一個(gè))內(nèi)的一對(duì)突緣60(示出一個(gè))固定到端子20上，托架53固定銜鐵24就位。
校正螺絲48被定位在與斜坡64的空間關(guān)系，如圖5到7所示。脫扣桿32被定位在脫扣器2內(nèi)，以致它可既按弧線66轉(zhuǎn)動(dòng)，又沿其縱向軸線在箭頭68方向作線性滑動(dòng)。
脫扣桿32包括有槽70，該槽由側(cè)壁72限定熱力調(diào)節(jié)器旋鈕。74包括脫扣桿滑塊78，它容納在脫扣桿32的槽70內(nèi)。該熱力調(diào)節(jié)器旋鈕74還包括止動(dòng)面80，它可被旋轉(zhuǎn)到與止動(dòng)螺絲84的端頭82相接觸或脫離接觸。止動(dòng)螺絲84和止動(dòng)面80形成本發(fā)明的一個(gè)重要部分。
起初，熱力調(diào)節(jié)器旋鈕74反時(shí)針地轉(zhuǎn)動(dòng)到圖6所示的位置，脫扣桿32藉此而直線地向右滑動(dòng)到高端，調(diào)節(jié)器旋鈕74到達(dá)與箱殼7的一部分相觸，從而阻擋住調(diào)節(jié)器旋鈕74繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，並阻止住脫扣桿32的繼續(xù)線性移動(dòng)。當(dāng)脫扣桿被定位在圖6所示位置時(shí)，雙金屬片46處于與斜坡64相距為可能的最遠(yuǎn)之處。校正螺絲48則被調(diào)節(jié)到這樣的距離，即在終端86和斜坡64之間的距離d相應(yīng)于雙金屬片46必須彎到與斜坡64相觸的距離並當(dāng)斷路器流通超過最大標(biāo)稱電流值時(shí)，以充分的時(shí)間使脫扣桿32轉(zhuǎn)動(dòng)以跳開斷路器。
對(duì)其它各極所用的其余校正螺絲也同樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于止動(dòng)螺絲84的定位，如圖5所示，熱力調(diào)整器旋鈕74會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，藉此而使脫扣桿32向左移動(dòng)到低端。如果脫扣桿32精細(xì)地設(shè)計(jì)和制造，則距離S即可能等于在流過該電路的電流超過最大標(biāo)稱值的80%時(shí)雙金屬片46必需彎到轉(zhuǎn)動(dòng)脫扣桿36所要求的尺寸。但是，如果期望脫扣桿32用于相同尺寸的斷路器具有不同標(biāo)稱值的各種脫扣器時(shí)，上述對(duì)距離S的期望是不現(xiàn)實(shí)也是不可能的，而本發(fā)明則克服了這一限制。
在脫扣器2被校正到斷路器的最大標(biāo)稱值之后，如上所述，調(diào)節(jié)器旋鈕74被轉(zhuǎn)動(dòng)和止動(dòng)螺絲被調(diào)節(jié)，使校正螺絲48的端部86和斜坡64之間的距離相應(yīng)于雙金屬片46必須被彎到與斜坡64相碰的距離，並且相應(yīng)于使脫扣桿32轉(zhuǎn)動(dòng)到跳開該斷路器所需的足夠距離，而且當(dāng)流過電路的電流大于最大標(biāo)稱值的80%時(shí)，以充分的時(shí)間使斷路器跳閘以保護(hù)該電路，如圖7所示。
止擋面80在調(diào)節(jié)器旋鈕74上限定出突出部件的一個(gè)表面，如圖2所詳示。當(dāng)止動(dòng)螺絲84被轉(zhuǎn)動(dòng)到使端部82碰到表面80時(shí)，調(diào)節(jié)器旋鈕74不再進(jìn)一步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)是可能的，並且斷路器的標(biāo)稱值也不會(huì)再進(jìn)一步降低。但是調(diào)節(jié)器旋鈕74仍會(huì)充分地反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，藉此而提升斷路器的標(biāo)稱值達(dá)到其最大值。因此，通過該調(diào)節(jié)器旋鈕74的轉(zhuǎn)動(dòng)，即容易獲得在100%和80%最大標(biāo)稱值之間的快速改變標(biāo)稱值。
在80%和100%斷路器標(biāo)稱值之間的中間值可用轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)器旋鈕74到一個(gè)位置來實(shí)現(xiàn)，該位置居于其充分順時(shí)針和充分反時(shí)鐘轉(zhuǎn)到的各位置之間的中間。因此，止動(dòng)螺絲84允許該脫扣器的低端獨(dú)立于其高端地進(jìn)行校正，而且不需將斜坡64重新加工或重新模鑄到一個(gè)不同的角度。
僅為說明的目的，把上述低端的標(biāo)稱值定為最大標(biāo)稱值的80%，但是，很明顯，高于80%和低于80%的其它數(shù)值也能通過合適地調(diào)節(jié)止動(dòng)螺絲84來實(shí)現(xiàn)。
可以看出，本發(fā)明提供了一個(gè)簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的校正一臺(tái)斷路器熱力脫扣器的裝置，以致脫扣器可僅在斷路器的100%和小于100%的某一百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱值之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的裝置特別在這種情況下有用，即期望在某些不同型式的斷路器中互換使用脫扣器的情況下，因?yàn)樵傩Ｕ羌染_而又容易實(shí)現(xiàn)。
然而，本發(fā)明的具體實(shí)施例是為了說明而用的，顯然熟悉本領(lǐng)域的人們可對(duì)上述細(xì)節(jié)做出許多改變，但都不超出下面的所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.可調(diào)節(jié)的止動(dòng)機(jī)構(gòu)用于斷路器的熱力脫扣器，該熱力脫扣器包括有一個(gè)熱力脫扣調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器可適合于在第一位置和第二位置之間的運(yùn)動(dòng)，其特征在于，一個(gè)止動(dòng)裝置可來回移動(dòng)地與熱力脫扣調(diào)節(jié)器相接觸，該調(diào)節(jié)器可合適地被調(diào)節(jié)到該熱力脫扣調(diào)節(jié)器的多個(gè)位置中的一個(gè)位置，用以限制該熱力脫扣調(diào)節(jié)器的行程，使之僅處于該第一位置和一個(gè)第三位置之間，該第三位置是在第一位置和第二位置的中間；以及一個(gè)止動(dòng)調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)所述止動(dòng)裝置的位置。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其中，所述的熱力脫扣調(diào)節(jié)器包括有一個(gè)表面，並且，在所述熱力脫扣調(diào)節(jié)器運(yùn)動(dòng)到所述第三位置時(shí)，所述的止動(dòng)裝置與所述表面相嚙合。
3.如權(quán)利要求2的裝置，其中，所述的第一位置相應(yīng)于斷路器標(biāo)稱值的百分之百。
4.如權(quán)利要求3的裝置，其中，所述的止動(dòng)調(diào)節(jié)器是帶有螺紋的。
5.如權(quán)利要求4的裝置，其中，所述的止動(dòng)調(diào)節(jié)器是一個(gè)螺絲。
6.如權(quán)利要求5的裝置，其中，所述的第三位置相應(yīng)于斷路器標(biāo)稱值的百分之八十。
7.如權(quán)利要求5的裝置，其中，所述的第二位置相應(yīng)于斷路器的標(biāo)稱值的百分之八十以下。
全文摘要
斷路器熱力脫扣器(2)用的校正裝置，有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的旋鈕(74)用于調(diào)節(jié)該脫扣器(2)到斷路器額定值的100％和小于100％的某值之間。設(shè)有一個(gè)可調(diào)的止動(dòng)螺絲(84)以在旋鈕(74)轉(zhuǎn)動(dòng)到調(diào)節(jié)該脫扣器的校正達(dá)到所期望的小于斷路器額定值100％的數(shù)值時(shí)與可轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕(74)相嚙合。借助于可調(diào)的止動(dòng)螺絲(84)限制該可調(diào)旋鈕的行程僅在斷路器的100％標(biāo)稱值和小于其100％的所期望數(shù)值之間。
文檔編號(hào)H01H73/22GK1045891SQ9010136
公開日1990年10月3日 申請(qǐng)日期1990年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月22日
發(fā)明者約翰·K·利維西, 小杰姆斯·N·阿爾特思霍夫 申請(qǐng)人:西屋電氣公司