Устройство для переключения электрического тока
Изобретение относится к вращающемуся модулю переключателя, содержащему первый неподвижный контакт (110) и второй неподвижный контакт (112), подвижный контакт (130) для создания электрического соединения между первым неподвижным контактом (110) и вторым неподвижным контактом (112), причем переключатель содержит вращающий приводной механизм (120) для вращения подвижного контакта (130). На поверхности вращающегося приводного механизма (120) содержится первый индикатор (123), указывающий на разомкнутое положение переключателя, и второй индикатор (125), указывающий на замкнутое положение переключателя, причем модуль переключателя содержит первое окно (104), указывающее первый индикатор (123), и второе окно (106), отделенное от первого окна (104), указывающее второй индикатор (125). Техническим результатом является повышение безопасности. 13 з.п. ф-лы, 18 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для переключения электрического тока.
Уровень техники
Множество проблем влияет на проектирование устройства для переключения электрического тока. Задачи проектирования включают в себя, например, простоту сборки переключателя, возможность компоновки различных типов переключателей, безопасность использования переключателя, быстрое соединение и разъединение контактов и эффективное гашение дуги, зажигающейся при разъединении контакта.
Краткое изложение существа изобретения
Задача настоящего изобретение заключается в обеспечении улучшенного переключателя электрического тока. Задача решается при помощи изобретения, которое сформулировано в независимых пунктах формулы изобретения. Некоторые варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее, изобретение будет описано более подробно посредством нескольких вариантов осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает вариант осуществления модуля переключателя;
Фиг. 2 изображает другое представление модуля переключателя;
Фиг. 3 изображает вариант осуществления подвижного контакта;
Фиг. 4 изображает вариант осуществления узла контактов;
Фиг. 5 изображает другое представление узла контактов;
Фиг. 6 изображает другое представление узла контактов;
Фиг. 7 изображает другое представление узла контактов;
Фиг. 8 изображает вариант осуществления узла дугогасительных пластин;
Фиг. 9 изображает другое представление узла дугогасительных пластин;
Фиг. 10 изображает другое представление узла дугогасительных пластин;
Фиг. 11 изображает вариант осуществления корпуса модуля;
Фиг. 12 изображает другое представление корпуса модуля;
Фиг. 13 изображает другое представление корпуса модуля;
Фиг. 14 изображает вариант осуществления конструкции сборки неподвижных контактов;
Фиг. 15 изображает вариант осуществления двух различных неподвижных контактов;
Фиг. 16 изображает другое представление двух различных неподвижных контактов;
Фиг. 17 изображает конструкцию узла индикации контактного модуля; и
Фиг. 18 изображает другое представление конструкции узла индикации контактного модуля.
Описание предпочтительных вариантов воплощения
Электрические переключатели, как правило, содержат несколько модулей/полюсов переключателя, которые состыкованы вместе для образования многополюсных переключателей. Каждый модуль может содержать изолирующий корпус, который вмещает электрические компоненты модулей переключателя. Каждый корпус модуля может содержать первую половину корпуса и вторую половину корпуса, выполненные, например, из пластмассы, и предназначенные для их сборки вместе для формирования модуля переключателя. Модули корпуса могут быть, по существу, прямоугольными.
Фиг. 1 изображает один вариант осуществления модуля электрического переключателя, изображающий первый корпус 102, оборудованный компонентами модуля. Второй корпус модуля переключателя, который будет собран рядом с первым корпусом 102 для формирования модуля и закрытия компонентов переключателя, не показан.
Фиг. 1 изображает два неподвижных контакта 110, 112 на противоположных концах модуля, и подвижные контакты 130, которые должны перемещаться между разомкнутым и замкнутым положениями переключателя. Для выполнения вращательного действия подвижных контактов 130, устройство содержит вращающий приводной механизм 120.
Переключатель также может содержать дугогасительную камеру, вмещающую одну или несколько дугогасительных пластин 140, используемых для гашения дуги, которая зажигается между контактами, когда подвижный контакт отсоединяется от неподвижного контакта(ов).
Фиг. 2 изображает модуль переключателя из Фиг. 1, однако в угловом положении, отличном от Фиг. 1. На Фиг. 1, переключатель находится в разомкнутом положении, в котором подвижные контакты 130 отсоединены от неподвижного контакта 112. На Фиг. 2, переключатель находится в замкнутом положении, в котором подвижный контакт 130 контактирует с неподвижным контактом 112.
Неподвижный контакт 110 содержит соединительную часть 110A, предназначенную для соединения с внешним проводником. Соединительный участок 110A предпочтительно расположен, по существу, перпендикулярно к стенке корпуса 102. Неподвижный контакт дополнительно содержит контактный участок 110B, который предназначен для соединения с подвижным контактом. Можно заметить, что соединительный участок 110A и контактный участок 110B расположены под углом друг к другу, то есть они не параллельны друг другу. Подобно неподвижному контакту 112, соединительный участок и контактный участок расположены под углом друг к другу, и угол наклона этих двух участков расположен внутри корпусе.
В изображенном варианте осуществления, первый неподвижный контакт 110 соединен с возможностью поворота с подвижным контактом. Неподвижный контакт остается неподвижным во время работы переключателя. Подвижные контакты поворачиваются между двумя крайними положениями, изображенными на Фиг. 1 и 2. Поворотное соединение между первым неподвижным контактом 110 и подвижным контактом 130 расположено внутри вращающегося приводного механизма 120, то есть, в периметре поперечного сечения приводного механизма. Предпочтительно, ось поворота поворотного соединения совпадает с осью вращения вращающегося приводного механизма 120.
В варианте осуществления, соединительные участки неподвижных контактов 110, 112 являются параллельными и выровнены друг с другом, то есть они находятся в одной и той же плоскости. Поскольку контактные участки неподвижных контактов указывают, по существу, на ось вращения вращающегося приводного механизма, ось вращения приводного механизма 120 лежит под плоскостью соединительных участков неподвижных контактов 110, 112.
Как указано толстыми стрелками на Фиг. 2, при замыкании контакта, путь тока формирует, по существу, букву V в контактном участке первого неподвижного контакта и подвижного контакта. Предпочтительно, V-образная форма проходит к контактному участку второго неподвижного контакта 112 таким образом, чтобы подвижный контакт 130 и контактный участок второго неподвижного контакта 112 были, по существу, параллельны друг другу.
На пути тока, угол между плечами буквы V является наименьшим, если подвижный контакт едва касается второго неподвижного контакта 112. В этой точке, магнитные силы в плечах буквы V, то есть, в первом неподвижном контакте 110 и в подвижном контакте 130, противодействуют друг другу, и имеют максимальное значение, вызывая отклонение подвижного контакта от первого неподвижного контакта. Тем самым, эта сила облегчает вхождение в контакт подвижного контакта и второго неподвижного контакта. Это явление особенно выгодно при замыкании переключателя, преодолевая сопротивление больших токов короткого замыкания. Если предположить, что номинальный ток переключателя составляет 4 кА, то ток короткого замыкания может иметь такое высокое значение, как, например, 80 кА. При таких больших значениях токов, путь тока, имеющий профиль буквы V, значительно помогает замыкать переключатель.
Следовательно, в переключателе, угол между подвижным контактом и первым неподвижным контактом больше в случае замкнутого переключателя, чем угол между ними в случае разомкнутого переключателя. В данном случае, угол между этими двумя элементами относится к меньшему углу, который составляет меньше 180 градусов, если предполагается, что контакты исходят из центральной точки между ними. Предпочтительно, угол между этими двумя элементами меньше 170 градусов в случае замкнутого переключателя, и более предпочтительно, составляет между 110-160 градусов.
На Фиг. 2 также изображена приемная часть 114 в первом неподвижном контакте 110 и приемная часть 116 во втором неподвижном контакте 112, которые используются для закрепления неподвижных контактов к корпусу 102. Изображенные приемные части 114, 116 должны быть установлены напротив модуля корпуса, который закрывает модуль корпуса 102, изображенный на Фиг. 2. Существуют аналогичные приемные части в неподвижных контактах 110, 112 на противоположной стороне от неподвижных контактов, которые должны быть установлены напротив модуля 102.
Фиг. 3 изображает представление в разобранном виде варианта осуществления подвижного контакта 130. Частями подвижного контакта являются первый ножевой контакт 131, второй ножевой контакт 132, объединяющая шпилька 138, первый закрывающий элемент 133, второй закрывающий элемент 134 и пружинный элемент 136.
Подвижный контакт 130 выполняет электрическое соединение с неподвижным контактом посредством вмещения неподвижного контакта между первыми и вторым ножевыми контактами 131, 132. Сторона 132C ножевого контакта 132, которая вмещает неподвижный контакт, может быть наклонной для содействия во вмещении неподвижного контакта между ножами. Ножевой контакт также содержит объединяющее отверстие 132A для вмещения объединяющей шпильки 138, если подвижный контакт собран, и поворотное отверстие 132B для вмещения поворотной шпильки, если подвижный контакт расположен вместе с неподвижным контактом.
Подвижный контакт может содержать первую и вторую закрывающие участки 133, 134, где первый закрывающий участок 133 помещен рядом с первым ножевым контактом 131, а второй закрывающий участок 134 помещен рядом со вторым ножевым контактом 132. Ножевые контакты 131, 132 могут быть аналогичными друг другу, и если подвижный контакт собран, то закрывающие участки 133 и 134 приходят во взаимно противоположные угловые положения друг относительно друга.
Закрывающий участок 133 содержит боковой участок 133C, закрывающий и защищающий ножевой контакт сбоку. Закрывающий участок 133 может быть симметричным для того, чтобы имелся аналогичный боковой участок с другой стороны закрывающего участка. С верхней стороны, закрывающий участок может содержать объединяющее отверстие 133A для вмещения объединяющей шпильки 138, и поворотное отверстие 133B для вмещения поворотной шпильки.
Подвижный контакт также содержит пружинный элемент 136 с одной стороны подвижного контакта. Альтернативно, другой пружинный элемент также может быть обеспечен с другой стороны подвижного контакта. Пружинный элемент содержит объединяющее отверстие 136A, для вмещения объединяющей шпильки 138, и приемный участок 136B для вмещения поворотной шпильки. Как можно заметить, объединяющее отверстие сходится направо, то есть, отверстие имеет наибольший диаметр слева на Фиг. 3 и наименьший справа. Пружинный элемент дополнительно содержит верхний участок 136C, и два наклоненных участка 136D, 136E, проходящих в направлении первого закрывающего элемента 133. На концах пружинного элемента обеспечены выступы 136F, 136G, которые имеют наклон таким образом, чтобы проходить в стороны первого закрывающего элемента 133.
Объединяющая шпилька 138 содержит разделительный участок 138A, который задает расстояние между ножевыми контактами 131, 132. Таким образом, диаметр разделительного участка 138A больше диаметра объединяющего отверстия 132A ножевого контакта 132, благодаря чему ножевые контакты устанавливаются напротив концов разделительного участка 138A.
Кроме того, объединяющая шпилька 138 содержит участок 138B первого ножевого контакта и участок 138C второго ножевого контакта, которые должны быть помещены в объединяющие отверстия ножевых контактов, то есть, диаметр объединяющего отверстия 132A больше диаметра участка 138B ножевого контакта, который, в свою очередь, больше объединяющего отверстия 133A закрывающего элемента. В собранном состоянии, закрывающий элемент при этом останавливает участок 138B ножевого контакта и устанавливается напротив ее конца. В варианте осуществления, толщина ножевого контакта 131 немного больше длины части 138B ножевого контакта. В силу этого, если ножевой контакт изнашивается и становится тоньше, то имеется некоторый зазор и контактная пружина все еще может прикладывать прижимную силу для прижатия ножевого контакта к разделительному участку 138A шпильки 138.
Как изображено на Фиг. 3, отверстие собрания 133A имеет форму замочной скважины, первый конец которого имеет больший диаметр/просвет, а второй конец которого имеет меньший диаметр/просвет. Объединяющая шпилька 138 имеет закрывающий участок 138D и оконечный участок 138F, имеющий больший, чем закрывающий участок 138D, диаметр. Можно заметить, что закрывающий участок 138D на одном конце объединяющей шпильки является более длинным, чем закрывающий участок 138E на другом конце шпильки 138. Причина состоит в том, что закрывающий участок 138D имеет такую же длину, как и объединяющее отверстие 133A и объединяющее отверстие 136A пружины 138 вместе. На другом конце шпильки 138, достаточно того, что длина закрывающего участка 138E равна толщине закрывающего участка 134.
Когда подвижный контакт собран, соединительная шпилька проходит через объединяющие отверстия в ножевом контакте 131, закрывающего участка 133 и в пружинном контакте 136A. Закрывающий участок 138B фиксируется контактной шпилькой посредством перемещения закрывающего участка вправо, посредством чего закрывающий участок устанавливается в малый конец объединяющего отверстия 133B закрывающего участка. Пружинный элемент 136 фиксируется контактной шпилькой посредством перемещения контактной шпильки влево, посредством чего закрывающий участок шпильки входит в меньший конец объединяющего отверстия 136A пружины.
Ножевой контакт может быть выполнен из меди и покрыт, например, серебром. Закрывающий участок, пружинный элемент и объединяющая шпилька могут быть выполнены из стали для получения усилия на контакте в результате сил магнитного поля.
Изображенная структура обеспечивает важное преимущество, заключающееся в том, что ножевой контакт может быть сделан прямым, и нет необходимости в предоставлении выступов на поверхностях ножевых контактов для сохранения их разделенными.
Фиг. 4 и 5 изображают вариант осуществления узла контактов с двух направлений наблюдения. Узел контактов содержит неподвижный контакт 110, подвижный контакт 130 и вращающий приводной механизм 120.
Когда неподвижный контакт 110 и подвижный контакт 130 соединены вместе, подвижные контакты устанавливаются рядом с выступами 114A, 114B и 114C. Каждый из выступов обеспечен для закрепления одной из изображенных трех структур ножевых контактов в неподвижном контакте. Ножевые контакты каждой структуры ножевых контактов установлены на противоположных сторонах соответствующего выступа таким образом, чтобы поворотные отверстия структур ножевых контактов совпадали с поворотными отверстиями 116 в выступах 114A, 114B и 114C. Когда отверстия выровнены друг с другом, поворотная шпилька 135 проталкивается через все отверстия, посредством чего структуры ножевого контакта становятся поворотно-соединенными с неподвижным контактом 110.
После этого, собранная структура неподвижного контакта и подвижного контакта состыковывается с вращающимся приводным механизмом 120. Этот процесс выполняется посредством частичного проталкивания собранной структуры через механизм выключателя. Приводной механизм 120 выключателя содержит две прорези, по одной на каждой стороне механизма выключателя. На Фиг. 4 изображено, что с одной стороны механизма выключателя обеспечена первая прорезь 122, а на Фиг. 5 изображено, что на противоположной стороне механизма выключателя обеспечена вторая прорезь 127. В варианте осуществления из Фиг. 4 и 5 существует, фактически, три вторых прорези 127A-127C, соответствующие трем узлам ножевых контактов. Однако варианты осуществления не ограничены точно тремя ножевыми контактами и прорезями, и количество ножевых контактов и прорезей может варьироваться, например, от 1 до 5.
При сборке неподвижного контакта и подвижного контакта во вращающий приводной механизм, подвижные контакты проталкиваются в приводной механизм из первой прорези 122 таким образом, чтобы каждый из узлов ножевых контактов устанавливался в их соответствующие места, разделенные посредством стенок 124. Ножевые контакты проталкиваются дальше таким образом, чтобы их концы выходили из приводного механизма через прорези 127A-127C. На этом этапе, выступы неподвижного контакта вошли во внутреннюю часть приводного механизма. Когда узел готов, поворотная шпилька 135 устанавливается внутри приводного механизма, предпочтительно, на оси вращения механизма 120 выключателя.
При использовании, неподвижный контакт расположен неподвижно на корпусе, но вращающий приводной механизм может вращаться внутри корпуса. Вращение вращающегося приводного механизма относительно неподвижного контакта определяется посредством верхней стенки 126 и нижней стенки 128. В одном крайнем угловом положении приводного механизма 120, то есть в разомкнутом положении, верхняя стенка 126 приводного механизма 120 устанавливается напротив верхней поверхности контактного участка 110B неподвижного контакта 110. В другом крайнем угловом положении механизма выключателя, то есть замкнутом положении переключателя, нижняя стенка 128 прорези устанавливается напротив нижней поверхности 110C неподвижного контакта 110. Таким образом, края прорези 122 определяют угол вращения вращающегося приводного механизма 120. С другой стороны вращающегося приводного механизма, вторые прорези 127A-127C имеют такие размеры, чтобы подвижные контакты или узлы ножевых контактов были, по существу, зафиксированы/неподвижны относительно вращающегося приводного механизма 120 выключателя, вследствие существования между ними плотного соединения. Таким образом, перемещение подвижного контакта(ов) следует за вращением вращающегося приводного механизма.
Фиг. 6 и 7 дополнительно демонстрируют узел контактов. На Фиг. 6, подвижные контакты 130 были собраны с неподвижным контактом 110. Подвижный контакт Фиг. 6 содержит три узла ножевых контактов. Каждая узел ножевых контактов содержит, два ножевых контакта, отделенных друг от друга для вмещения неподвижного контакта между лезвиями.
Сборка завершается посредством вталкивания соединительной шпильки 135 через отверстия, обеспеченные в выступах неподвижного контакта и подвижных контактов. Когда подвижные контакты закрепляются в неподвижном контакте при помощи шпильки, подвижные контакты могут свободно поворачиваться вокруг неподвижного контакта. Однако величина свободного поворота подвижного контакта и неподвижного контакта ограничена посредством вращающегося приводного механизма выключателя, изображенного на Фиг. 7.
Фиг. 6 также изображает крепежные выемки 117 и 118 в неподвижном контакте. Цель крепежных выемок заключается в закреплении неподвижного контакта в корпусе модуля переключателя. Могут неподвижного контакта и подвижных контактов. Когда подвижные контакты закрепляются в неподвижном контакте при помощи шпильки, подвижные контакты могут свободно поворачиваться вокруг неподвижного контакта. Однако величина свободного поворота подвижного контакта и неподвижного контакта ограничена посредством вращающегося приводного механизма выключателя, изображенного на Фиг. 7.
Фиг. 6 также изображает крепежные выемки 117 и 118 в неподвижном контакте. Цель крепежных выемок заключается в закреплении неподвижного контакта в корпусе модуля переключателя. Могут быть обеспечены аналогичные выемки с обеих сторон неподвижного контакта. Первая крепежная выемка 117 обеспечена для удержания неподвижного контакта на месте в горизонтальном направлении. Вторая крепежная выемка обеспечена для прикрепления толстого неподвижного контакта к модулю корпуса, который может вмещать также и более тонкие неподвижные контакты. Вторая крепежная выемка 118 может проходить на всю ширину от одной стороны до другой стороны неподвижного контакта.
Фиг. 7 изображает два индикатора 123, 125, указывающих угловые положения переключателя. Первый индикатор 123 может указывать, что переключатель находится в разомкнутом положении, а второй индикатор 125, что переключатель находится в замкнутом положении. Индикаторы могут содержать написанные слова, такие, как «РАЗОМКНУТО» и «ЗАМКНУТО» или могут включать в себя цветовые указания, с использованием, например, зеленого и красного цветов.
Индикаторы могут быть обеспечены на секции стенки механизма выключателя, и эта секция стенки находится между первой и второй прорезями приводного механизма. Индикаторы могут быть обеспечены на стенке посредством любого известного средства, такого, как посредством написания, гравирования или, например, посредством приклеивания наклейки. Такие индикаторы, как текстовый, символьный или цветовой индикаторы, предпочтительно, предоставляются на приводном механизме перпендикулярно к направлению вращения приводного механизма.
Фиг. 8 изображает вариант осуществления корпуса 102 модуля переключателя, оборудованного компонентами переключателя. Переключатель изображен в замкнутом положении, где подвижный контакт контактирует со вторым неподвижным контактом 112. Корпус содержит второе окно 106, которое показывает текст ЗАМКНУТО в этом случае. В корпусе также показана опорная структура 108 для обеспечения механической прочности модуля, когда половины корпуса компонуются вместе. В варианте осуществления, опорная структура 108 содержит приемный участок для вмещения шпильки из половины корпуса, которая должна быть скомпонована с показанной половиной 102 корпуса.
Опорная структура располагается в корпусе рядом со стенкой корпуса и может быть, по существу, выровнена с центром приводного механизма в продольном направлении модуля. Опорная структура может быть расположена между окнами 104, 106 таким образом, чтобы основа опорной структуры являлась, по меньшей мере, частью стенки корпуса, находящейся между окнами. Окна могут быть реализованы в виде прорезей в корпусе, и в этом корпусе может быть размещено пластмассовое или стеклянное окно.
Во время использования, опорная структура 108 скрывает текст РАЗОМКНУТО за собой таким образом, чтобы она, по существу, была невидима из первого окна, когда переключатель находится в замкнутом положении. Если переключатель вращается в разомкнутое положение, то из-за опорной структуры 108 появляется текст РАЗОМКНУТО и показывается в первом окне 104, которое ближе к первому неподвижному контакту 110, чем второе окно 106. Если переключатель находится в положении РАЗОМКНУТО, то текст ЗАМКНУТО располагается позади опорной структуры 108 и, по существу, является невидимым из второго окна 106.
Таким образом, средства безопасности устройства может быть значительно улучшены и скомбинированы, предоставляя достаточную механическую опору для модуля. Опорная секция перекрывает индикатор, который не актуален в данный конкретный момент, и вращение вращающегося приводного механизма выключателя используется для предоставления индикатора.
Фиг. 8 также изображает дугогасительную камеру 140 корпуса, которая вмещает одну или несколько дугогасительных пластин для гашения дуги, которая зажигается, когда подвижный контакт отделяется от неподвижного контакта 112. В дугогасительной камере, дугогасительная пластина 142, которая находится ближе всего к неподвижным контакту 112, соприкасается с неподвижным контактом. Выгодное преимущества данной конструкции заключается в том, что когда контакты размыкаются, ток переходит с контактной поверхности неподвижного контакта в точку, в которой дугогасительная пластина соприкасается с неподвижным контактом. Это предохраняет контактную поверхность неподвижного контакта 112 от дуги, воспламеняющей контакт.
В варианте осуществления, дугогасительная пластина 142 и другие дугогасительные пластины являются прямыми, так что обе их поверхности являются прямыми плоскими поверхностями. В другом варианте осуществления, дугогасительные пластина(ы), особенно первая дугогасительная пластина 142, имеет наклоненный участок 142A в задней части. Таким образом, наклонная задняя часть 142 является отклоненной от общего уровня плоскости пластины. Первая дугогасительная пластина 142 крепится таким способом к корпусу 102, чтобы ее выступ 142A, указывающий на неподвижный контакт 112, контактировал с неподвижным контактом.
Дугогасительная пластина 142 содержит переднюю часть, расположенную рядом с контактной областью подвижного контакта 130 и неподвижного контакта 112, и заднюю часть, которая находится на расстоянии от контактной области, и контакт между дугогасительной пластиной 142 и неподвижным контактом расположен в задней части дугогасительной пластины 142. Контактная область между этими двумя элементами может быть минимально возможной для гарантии втягивания дуги в заднюю часть пластины. Главная плоскость дугогасительной пластины и неподвижного контакта может быть немного взаимно отклоняющимися для того, чтобы гарантировать малые размеры контактной области. Таким образом, горящая дуга быстро убирается из контактной области. Как показано на Фиг. 8, эта область, где задняя часть 142A является крайней точкой дугогасительной пластины 142, при рассмотрении со стороны контактной области.
Можно заметить, что неподвижный контакт 112 содержит контактный участок, который должен контактировать с подвижным контактом 130, и соединительный участок, который должен контактировать с проводником, причем контактный участок отклоняется от соединительного участка. Контакт между дугогасительной пластиной 142 и неподвижным контактом 112 расположен в контактном участке рядом с областью, где контактный участок поворачивается к соединительному участку. Таким образом, дугогасительные пластины могут сохранять свое положение таким образом, чтобы их точки плоской поверхности были направлены, по существу, к оси вращения вращающегося приводного механизма, вследствие чего дугогасительные пластины всегда находятся перпендикулярно к подвижному контакту 130, когда он отходит от неподвижного контакта 112. Фиг. 9 изображает наклон дугогасительной пластины 142A с другого угла обзора. Наклон может проходит, по существу, по всей ширине неподвижного контакта и дугогасительной пластины.
Фиг. 9 также демонстрирует крепление неподвижного контакта к корпусу модуля. Изображенный вариант осуществления является особенно предпочтительным, поскольку корпус способен вмещать неподвижные контакты различной толщины. Производство литейной формы для корпуса модуля является очень затратным, и, следовательно, является предпочтительным, чтобы мог быть использован одинаковый модуль корпуса для переключателей, имеющих различные номинальные токи.
Вариант осуществления достигает этой цели посредством наличия выступов 109 в прорези корпуса, где должен быть закреплен неподвижный контакт 112. Фиг. 9 изображает толстый неподвижный контакт, где неподвижный контакт содержит углубление 118 для вмещения выступа 109. Когда неподвижный контакт крепится в корпусе, выступ 109 в корпусе заполняет углубление 118 в неподвижном контакте.
Если предположить, что оборудуемый переключатель будет иметь меньший номинальный ток, то неподвижный контакт может быть сделан тоньше. В таком случае, в неподвижном контакте нет такого углубления 118, как в изображенном неподвижном контакте. Тогда, неподвижный контакт будет лежать на выступе 109.
Корпус может содержать другой выступ, который заполняет углубление 117 в неподвижном контакте. Этот стык предотвращает перемещение неподвижного контакта в продольном направлении неподвижного контакта, то есть, налево и прямо в изображенном варианте осуществления. Такое углубление 117 может быть обеспечено как в толстом, так и в тонком неподвижных контактах.
Фиг. 10 дополнительно демонстрирует структуру дугогасительных пластин и взаимодействие между дугогасительными пластинами и подвижными контактами. На Фиг. 10, изображенная дугогасительная пластина является самой дальней от неподвижного контакта дугогасительной пластиной, но можно предположить, что ближайшая к неподвижному контакту дугогасительная пластина является аналогичной пластиной. В другом случае, пластина может быть плоской, но она содержит выгнутую часть 142A, которая направлена к неподвижному контакту таким образом, чтобы ближайшая к неподвижному контакту дугогасительная пластина касалась неподвижного контакта при ее закреплении в переключателе. Дугогасительная пластина 142 может дополнительно содержать один или несколько выступов 142В, 142C, которые выступают в направлении подвижных контактов. Он может быть расположен таким образом, чтобы каждый узел ножевых контактов плотно входил между парой выступов, вследствие чего, выступы находятся между узлами ножевых контактов при перемещении подвижного контакта. Выступы и расположенная между ними основа имеет, по существу, форму буквы U. Выступы обеспечивают важное преимущество, заключающееся в том, что дуга немедленно втягивается и предотвращается воспламенение подвижного контакта. Следовательно, дугогасительная пластина, изображенная на Фиг. 10, имеет такое преимущество, что она эффективно защищает неподвижный контакт посредством втягивания дуги в выступ 142A, и это защищает подвижный контакт посредством втягивания другого конца дуги в выступы 142B или 142C.
Фиг. 11 изображает вариант осуществления половины 102 корпуса модуля. Корпус содержит различные выступы и углубления для соединения с соответствующих элементов в другой половине корпусе, тем самым гарантируя механическую прочность модуля, в случае соединения вместе половин корпуса. В случае переменного тока, где ток часто изменяет свое направление, особенно при высоких токах короткого замыкания, силы, которые ослабляют и пытаются отделить модули/полюса, очень сильны. Следовательно, важно иметь элементы, которые обеспечивают механическую прочность, равномерно распределенную по площади корпуса.
В ситуации из Фиг. 11, это было достигнуто посредством обеспечения опорного элемента, такого, как приемная часть 108 на верхней части корпусом над углублением для механизма выключателя. В изображенном варианте осуществления, этот опорный элемент предпочтительно используется посредством обеспечения двух окон 104, 106 с обеих сторон опорного элемента 108. Функционирование этих окон взаимосвязано с работой вращающегося приводного механизма. Вращающий приводной механизм имеет напечатанное, выгравированное или каким либо иным образом указанное указание на его поверхности разомкнутого и замкнутого положения переключателя. Индикаторы видны пользователю устройства из любого из окон 104, 106. Это обеспечивает большое преимущество в плане безопасности, поскольку пользователь может немедленно убедиться, находится ли переключатель в замкнутом состоянии, или нет. Непосредственное указание углового положения цилиндра является предпочтительным, по сравнению с указанием углового положения механизма вращения, поскольку механизм может дать неправильное указание в случае поломки какого-либо внутреннего элемента механизма переключателя. Для примера, в случае поломки вращающегося приводного механизма, вращающий приводной механизм может не вращаться даже при вращении вращающегося приводного механизма. Тогда может возникнуть ситуация, когда переключатель замкнут даже в случае, когда вращающий приводной механизм указывает, что переключатель разомкнут.Изображенное решение обходит это неудобство, поскольку всегда может быть проверено фактическое угловое положение вращающегося приводного механизма.
Фиг. 11 также демонстрирует вариант реализации прорезей в корпусе, которые вмещают неподвижные контакты. На одном конце модуля существует первая прорезь 103, а второй прорезь 105 находится на противоположном конце, по существу, прямоугольного корпуса. Предпочтительно, прорези расположены в модуле на одинаковых высотах. Однако размеры прорезей могут незначительно отличаться друг от друга. Отверстие для вмещения механизма выключателя может быть помещено, по существу, в середине модуля в направлении слева-направо на Фиг. 11. Поскольку для подвижного контакта и дугогасительной камеры требуется некоторое пространство, для неподвижного контакта справа имеется меньшее пространство. Второй неподвижный контакт может быть короче первого неподвижного контакта, и в этой прорези 105 может быть сохранено некоторое пространство, поскольку прорезь 105, вмещающая второй неподвижный контакт, короче прорези 103, вмещающей первый неподвижный контакт.
Прорезь содержит первый выступ 109, который позволяет закреплять неподвижные контакты, имеющие две различные толщины в прорези. Несмотря на различные толщины, неподвижные контакты имеют одинаковую ширину. Ширина неподвижных контактов, по существу, удваивает прорезь 103, показанную в виде половины неподвижных контактов, установленных в прорези 103, и другой половины в другом корпусе модуля, который должен быть присоединен к изображенному корпусу.
Можно заметить, что выступ помещается, в варианте осуществления из Фиг. 11, параллельно продольному направлению неподвижного контакта. Выступ располагается таким образом, что он проходит от нижней стенки прорези. Предпочтительно, выступ, находящийся на краю прорези, заполняет только малую часть ширины нижней стенки. Высота выступа соответствует разнице толщины двух неподвижных контактов.
При более толстом неподвижном контакте, существует углубление, соответствующее и вмещающее выступы 109, вследствие чего остальная часть неподвижного контакта устанавливается напротив нижней поверхности углубления 103. Более тонкий неподвижный контакт не имеет такого углубления, посредством чего нижняя часть более тонкого неподвижного контакта устанавливается напротив верхней поверхности выступа 109.
Как тонкие, так и толстые неподвижные контакты могут содержать вертикальное углубление для вмещения выступа 107. Вертикальные и горизонтальные выступы 107, 109 формируют, по существу, букву T. Они могут проходить одинаково далеко от поверхности боковой стенки прорези.
Фиг. 12 изображает другое представление уже описанных отличительных признаков. Можно заметить, что середина прорези, вмещающей механизм выключателя, находится ниже, чем прорези 103, 105 корпуса, вмещающего неподвижные контакты. Это обеспечивает важное преимущество, заключающееся в том, что путь тока имеет форму буквы V в положении, когда подвижный контакт должен контактировать с неподвижным контактом, тем самым облегчая выполнение соединения.
Также получается другое важное преимущество. В переключателе, имеющем высокий номинальный ток, может иметься необходимость в соединении неподвижного контакта за пределами модуля переключателя с одним или несколькими дополнительным токопроводящим каналам, которые могут иметь толщины, равные толщине неподвижного контакта. Отверстия, обеспеченные в неподвижном контакте, изображенном на Фиг. 6 и 7, могут быть использованы для этой цели. Даже в такой ситуации должно быть гарантировано, что проводники электричества лежат на предварительно определенном расстоянии от нижней части корпуса с угла обзора из Фиг. 12. Вследствие этого, расположение прорезей выше средней линии модуля корпуса обеспечивает важное дополнительное преимущество, которое заключается в том, что имеется достаточное пространство, доступное под неподвижными контактами. Это можно заметить на Фиг. 13, где неподвижные контакты 110, 112 выходят из корпуса таким образом, что верхний уровень неподвижного контакта находится, по существу, на том же самом уровне, что и верхний край вращающегося приводного механизма 120.
Фиг. 12 изображает, как первый выступ 109 проходит от нижней поверхности 103A и боковой поверхности прорези. Термин нижняя часть относится к поверхности прорези, которая является самой нижней при использовании положения переключателя, показанного на Фиг. 12. Альтернативно, выступ может проходить от верхней поверхности прорези вниз.
Фиг. 12 также изображает верхнюю поверхность 109A первого выступа. Нижняя поверхность более тонкого неподвижного контакта устанавливается напротив верхней поверхности выступа. Также нижняя сторона углубления более толстого неподвижного контакта устанавливается напротив верхней стороны выступа 109A.
Фиг. 13 изображает ситуацию, в которой более тонкий неподвижный контакт для меньшего номинального тока, такого, как 3150A, вводится в модуль переключателя, имеющий основной номинальный ток равный 4000A. Можно заметить, что нижняя поверхность 110C неподвижного контакта 110 лежит над горизонтальным выступом 109 в прорези 103.
Особенно предпочтительно размещение горизонтальных выступов 109 таким образом, чтобы они находились со стороны прорези 103, которая находится ближе к средней линии корпуса переключателя. На Фиг. 13, эта сторона является нижней стороной прорези. Таким образом, неподвижный контакт может быть расположен максимально высоко в ситуации из Фиг. 13.
На Фиг. 13, выступ находится исключительно на краях прорези, вследствие чего имеется открытое пространство под более тонким неподвижным контактом 110, 112 между изображенным выступом 109 и соответствующей прорезью в модуле корпуса, который должен быть закреплен в показанном модуле. Эта прорезь имеет такое преимущество, что она обеспечивает дополнительное охлаждение для более тонкого неподвижного контакта.
Фиг. 13 изображает, что в обоих окнах 104, 106 имеются углубления для вмещения в нем прозрачного оконного элемента. Оконный элемент может быть пластмассовым или стеклянным оконным элементом. Предпочтительно, крепление оконного элемента располагается таким образом, чтобы один оконный элемент мог закрывать оба окна. Корпус может содержать углубление, которое вмещает оконный элемент между окнами 104, 106 таким образом, чтобы оконный элемент не был видимым с внешней стороны, как показано на Фиг. 17 и 18. Это решение обеспечивает такое преимущество, что крепление оконного элемента является простым, поскольку имеется необходимость исключительно в одном оконном элементе. Кроме того, крепление оконного элемента является механически очень прочным, поскольку оконный элемент механически опирается в середине окна.
Фиг. 14 и 15 демонстрируют другой вариант осуществления крепления неподвижных контактов к корпусу. Фиг. 14 изображает корпус 202, который содержит прорезь 203 для вмещения неподвижного контакта. В прорези сформирован первый выступ 209, который выступает с нижней стороны прорези. Подобным образом, как и в изображенных ранее вариантах осуществления, таких, как из Фиг. 13, выступ сформирован как единое целое и неразъемным с корпусом. Предпочтительно, выступ сформирован в корпусе посредством литья под давлением, как в варианте осуществления из Фиг. 12. Вместо одного выступа 209, как показано на Фиг. 14, корпус также может содержать два или более выступов, таких, как контактные штифты, имеющие промежутки между выступами.
Выступ 209 сформирован во внутреннем пространстве прорези. В данном случае, внутреннее пространство прорези относится к пространству в прорези, которое находится между внутренней и внешней стенками корпуса. Подобным образом, углубление неподвижного контакта, которое вмещает выступ, обеспечено таким образом, что углубление находится во внутренней поверхности прорези, если неподвижный контакт закреплен в корпусе.
Вариант осуществления из Фиг. 14 отличается от варианта осуществления из Фиг. 13, на которой выступ проходит поперек в продольном направлении неподвижного контакта при его креплении в прорези. Таким образом, выступ проходит вдоль ширины неподвижного контакта. Эффект такой конструкции заключается в том, что даже в случае более тонкого неподвижного контакта, корпус остается закрытым и не остается никакого незаполненного пространства под более тонким неподвижным контактом при его креплении в прорези.
Фиг. 14 также изображает второй выступ 207, который может быть обеспечен для блокирования неподвижного контакта в продольном направлении корпуса. Блокирующий элемент 207 расположен поперек/перпендикулярно к первому выступу 209.
Фиг. 15 демонстрирует два различных неподвижных контакта 210, 310. Более тонкий неподвижный контакт имеет толщину 15 мм, а более толстый неподвижный контакт 310 имеет толщину 20 мм. В изображенном варианте осуществления, каждый из неподвижных контактов имеет второе углубление 217, 317 для вмещения блокирующего элемента 207 корпуса.
Более толстый неподвижный контакт 310 имеет дополнительное первое углубление 318 для вмещения первого выступа 209 корпуса.
Следовательно, оба неподвижных контакта Фиг. 15 могут быть закреплены в корпусе 202 из Фиг. 14. Более тонкий неподвижный контакт 210 устанавливается напротив и над первым выступом 209, тогда как первое углубление 318 более толстого неподвижного контакта 310 устанавливается напротив выступа 209. Следовательно, остальная часть более толстого неподвижного контакта 310 устанавливается напротив нижней поверхности 203A углубления 203.
Фиг. 16 изображает два различных неподвижных контакта с другого угла обзора. Можно заметить, что неподвижный контакт 210 для меньшего номинального тока имеет углубление 217 исключительно для блокирующего элемента корпуса. Неподвижный контакт 310 для более высокого номинального тока имеет углубление 317 для блокирующего элемента и углубление 318 для компенсирующего средства, то есть, для первого выступа 209. Эти два углубления в неподвижном контакте 310 находятся с разных сторон контакта.
Отметим, что каждый из неподвижных контактов имеет одинаковую ширину, которая на Фиг. 16 ориентирована в направлении углубления 318.
В дополнительном варианте осуществления, неподвижные контакты могут быть закреплены в корпусе переключателя посредством обеспечения компенсирующего средства на неподвижном контакте вместо корпуса. В этом варианте осуществления, корпус содержит прорезь, которая имеет размеры для вмещения, посредством, по существу, плотной подгонки, более толстого неподвижного контакта двух неподвижных контактов. Более тонкий неподвижный контакт может содержать один или несколько выступов, длина которых соответствует разнице толщины двух неподвижных контактов, которая может составлять, например, 5 мм.
В дополнительном варианте осуществления, прорезь содержит углубления, и каждый из неподвижных контактов содержит выступы. Разница между длиной выступов соответствует разнице толщин неподвижных контактов.
Фиг. 17 и 18 демонстрируют вариант реализации индикатора состояния переключателя. На внешней поверхности корпуса обеспечены два окна 104, 106. Приводной механизм 120 выступает из корпуса с правой стороны. Когда вращающий приводной механизм 120 поворачивается по часовой стрелке, подвижный контакт поворачивается к замкнутое положение, и поворот механизма выключателя переключает переключатель в разомкнутое положение. Разомкнутое положение изображено на Фиг. 17, а замкнутое положение изображено на Фиг. 18.
На механизме выключателя предоставлены индикаторы ЗАМКНУТО/РАЗОМКНУТО. Индикатор «Разомкнуто» находится на механизме выключателя ближе к первому неподвижному контакту 110, посредством чего этот индикатор показывается в первом окне 104. Индикатор «Замкнуто» находится ближе ко второму неподвижному контакту 112, посредством чего этот индикатор показывается во втором окне 106.
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что по мере развития технологии, идея изобретения может быть реализована различными способами. Изобретение и варианты его осуществления не ограничены примерами, вышеописанными, но могут варьироваться в пределах объема формулы изобретения.
1. Вращающийся модуль переключателя, содержащий первый неподвижный контакт (110) и второй неподвижный контакт (112), подвижный контакт (130) для выполнения электрического соединения между первым неподвижным контактом (110) и вторым неподвижным контактом (112), причем переключатель содержит вращающийся приводной механизм (120) для вращения подвижного контакта (130), отличающийся тем, что вращающийся приводной механизм (120) выключателя содержит на своей поверхности первый индикатор (123), указывающий разомкнутое положение переключателя, и второй индикатор (125), указывающий замкнутое положение переключателя, причем модуль переключателя содержит первое окно (104), указывающее первый индикатор (123), и второе окно (106), отделенное от первого окна (104), указывающее второй индикатор (125).
2. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что первый (123) и второй (125) индикаторы расположены на вращающемся приводном механизме (120) перпендикулярно к направлению вращения приводного механизма (120) .
3. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что подвижный контакт (130) фиксированно прикреплен к вращающемуся приводному механизму (120), и второй индикатор (125) расположен на приводном механизме (120) рядом с подвижным контактом (130), а первый индикатор (123) расположен на приводном механизме (120) дальше от подвижного контакта (130), чем второй индикатор (125).
4. Вращающийся модуль переключателя по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что подвижный контакт (130) поворотно соединен с первым неподвижным контактом (110), и первое окно (104) находится ближе к первому неподвижному контакту (110).
5. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что модуль переключателя содержит опорную структуру (108) внутри корпуса (102) модуля для обеспечения механической прочности для модуля, и эта опорная структура (108) расположена между первым окном (104) и вторым окном (106).
6. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что корпус (102) модуля содержит секцию стенки между первым окном (104) и вторым окном (106).
7. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что, когда первый индикатор (123) показывается в первом окне (104), то второй индикатор (125) располагается за опорной структурой (108) и, по существу, является невидимым из второго окна (106), а когда второй индикатор (125) показывается во втором окне (106), то первый индикатор (123) находится за опорной структурой (108) и, по существу, является невидимым из первого окна (104).
8. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что подвижный контакт (130) и первый неподвижный контакт (110) расположены под первым углом относительно друг друга в разомкнутом положении переключателя и под вторым углом относительно друг друга в замкнутом положении переключателя, и второй угол больше первого угла, причем второй угол меньше 180°.
9. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что переключатель содержит корпус (102) модуля, имеющий, по существу, прямоугольную форму, и первый неподвижный контакт (110) и/или второй неподвижный контакт (112) содержат соединительный участок (110А), расположенный, по существу, перпендикулярно к стенке корпуса (102) модуля, и контактный участок (110В) соединен с подвижным контактом (130), причем контактный участок (110В) расположен под углом относительно соединительного участка (110А).
10. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что соединительные участки первого и второго неподвижных контактов выходят из корпуса модуля с противоположных концов корпуса модуля, и соединительные участки неподвижных контактов (110, 112) расположены в одной и той же плоскости, а ось вращения вращающегося приводного механизма (120) расположена ниже плоскости соединительных участков неподвижных контактов.
11. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что первое (104) и второе окна (106) обеспечены в виде прорезей в модуле корпуса, и в этих прорезях могут быть закреплены прозрачные окна.
12. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что на приводном механизме (120) обеспечены первый (123) и второй (125) индикаторы посредством печати, гравировки или посредством прикрепления наклейки.
13. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что первый (123) и второй (125) индикаторы обеспечены на приводном механизме в виде текста, символа или цвета.
14. Вращающийся модуль переключателя по п. 1, отличающийся тем, что приводной механизм (120) содержит первую прорезь (122) для приема неподвижного контакта (110), первую прорезь (122), содержащую верхнюю стенку (126) и нижнюю стенку (128), которые ограничивают перемещение подвижного контакта (130) относительно неподвижного контакта (110), приводной механизм (120), содержащий вторую прорезь (125А, 125В, 125С) для приема подвижного контакта (130), вторую прорезь (125А, 125В, 125С), имеющую верхнюю стенку и нижнюю стенку, которые, по существу, предотвращают перемещение подвижного контакта (130) относительно вращающегося приводного механизма (120) таким образом, что подвижный контакт (130) следует за вращением вращающегося приводного механизма (120), и первая прорезь (122) и вторая прорезь (125А, 125В, 125С) расположены в вращающемся приводном механизме (120) таким образом, чтобы угол между подвижным контактом (130) и неподвижным контактом (110, 112) существовал при всех угловых положениях вращающегося приводного механизма (120).
