Привод электрического выключателя

 

389559

О 0 И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Заявлено 27ЛЧ.1971 (№ 1649199/24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 05.VII.1973. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 5.XI.1973

М. Кл. Н Olh 3/34

Н Olh 3 58

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 064.25.027.3 (088.8) Авторы изобретения

В. Я. Галасюк, И. А. Савин и В. В. Харченко

Заявитель

1 ! (ПРИВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к,приводам высоковольтных выключателей, у которых энергия для включения предварительно накапливается (аккумулируется) в пружина х энергоносителя с помощью заводного устройства (например, электромагнита или электродвигателя), а также вручную через передачи:и муфту обгона.

В таких приводах пружины энергоносителя обычно соединены с механизмом, имеющим мертвые положения, при переходе через одно из которых в конце накопления энергии энергоноситель отсоединяется от заводного устройства. Через валы;и передачи, образующие кинематическую цепь, связанную с энергоносителем и подвижными контактами,;происходит включение выключателя.

В качестве муфт обгона, применяют храповые, шариковые, роликовые и другие муфты.

Однако из вестные приводы имеют существенные недостатки. Накопление энергии в пружинах энергоносителя заканчивается при,переходе механизма через мертвое положение.

При этом происходит автоматическое отсоединен ие энергоносителя от заводного устройства в результате свободного хода муфты обгона.

Но включение выключателя еще невозможно, так как крутящий момент на валу механизма в мертвых положениях равен О. Чтобы начать движение подвижных контактов выключателя, необходимо вначале провернуть указанный вал на,некоторый угол, не преодолевая сопротивлений, создаваемых отключающими пружинами. Это достигают обычно введением в кинемавическую цепь «энергоноситель—

5 подвижные контакты» кулачкового меха низма.

Вал с кулачком (вал привода) поворачивается от мертвого, положения под дейст вием энергоносителя вхолостую на| некоторый угол. не встречая сопротивления отключающих пру10 жин. Это достигается выбором, профиля кулачка, который на указанном угле поворота не имеет приращения радиуса-вектора и не увлекает рычаг ведомого вала. Для плавного ввода в за цепление ролика рычага с кулач15 ком выполняют этот угол минимальным, а резкое увеличение начального крутящего момента на валу привода (вал механизма с мерпвыми положениями) до требуемой величины получают увеличением усилия пружин

20 энергоносителя. Последнее можно достигнуть увеличением габаритов пружин и их числа.

Это приводит к увеличению габаритов завод ного устройства и передач, т. е. габаритов всего аппарата.

25 Цель изобретения — улучшить механические характеристики и уменьшить габариты привода.

Это достигается тем, что в кинематической цепи (передачи, рычаги с валами и др.), пе30 редающей при,включении выключателя дви389559 жения от энергоносителя подвижным кснтакта м, установлена дополнительная муфта обгона ограниченного свободного хода ее звеньев, конструктивное выполнение котсрой OI OI. 0.рено;в факультативных пунктах фор мулы изобретения и описано:н иже.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого привода ; па фиг. 2 дан разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 изображена дополнительная муфта обгона; на фиг. 4,изображен механизм при переходе через мертвое положение; на фиг. 5 — — график механических хар актер истик приводов; на фиг. б дано положение звеньев дополнительной муфты обгона .при включении выключателя; на фиг. 7 представлена конструктивная схема пр ивода с роликовой муфтой обгона; ,на фиг. 8 дан разрез по Б — Б,па фиг. 7; на фиг. 9 представлена конструктивная схема привода с установкой дополнительной муфты обгона на .валу выключателя; на фиг. 10, 11 представлены факультативные формы выполнения дополнительной муфты обгона.

Привод электрического выключателя состоит из ручного заводного устройства-рукоятки 1, снабженной собачкой 2, которая входит в за цепление с зубьями храповика 8 муфты обгона. Храповик установлен на подшипниках,на приводном валу 4. Кривошипно-ползунный механизм — механизм с мертвыми положениями образован кривошипом 5, жестко связанным с валом 4 и шатуном б, соединенным с ползуном 7. Поеледннй воздействует |на пружины 8 энергоносителя. Взведение пружин 8 можно осуществить и с помощью автоматического заводного устройства (на чертежах не,показано), например электродвигателя, электромагнита и других, через тягу 9, рычаг 10 и собачку 11. Для передачи движения от энергоносителя на подвижные контакты 12 при включении выключателя служит кинематическая цепь, обра зован ная, например, кулачком 18, взаимодействующая с роликом 14 рычага 15, установленного на промежуточном,валу 16, от которого через рычаг

17, тягу 18 передается усилие на рычаг 19, жестко связанный с валом выключателя 20.

Подвижные контакты 12 соединены с тяга ми

21 с рычагам|и 22, укрепленными на .валу 20.

В кулачке 18, скрепленном через втулку 28 н винты 24 с храповиком 8, выполнена выемка (паз) 25,,в которую вставлен выступ 26 рычага 27. Последний жестко связан с валом

4. Выступ 26:имеет возможность провертываться относительно выемки 25 не .на угол р, как в известных устройствах, B íà некоторый угол ср, как показано,на фиг. 3, т. е. свободный ход звеньев (18, 27) муфты обгона ограничен на указанный угол.

Привод работает следующим образом.

От автоматического заводного устройства (например, электродвигателя) во время его работы через тягу 9, рычаг 10 и собачку 11 храповик 8 поворачивается,на некоторый угол против часовой стрелки (фиг. 1). Вместе

65 с ним,в том же направлении поворачивается кулачок 18, который рабочей поверхностью 28 захватывает выступ 26 рычага| 27. Взаимодействие звеньев дополнительной муфты оогона при взведении пружин энергоносителя показано в увеличенном масштабе на фиг. 3.

Поскольку рычаг 27 и кривошип 5 жестко связаны с приводным валом 4, через шатун

:б и ползун 7, сжимаются пружины 8 энергоносителя на,некоторую величину. Во врем я свободного хода храповой муфты обгона (поворота; рычага 10 с собачкой 11 по часовой стрелке на фиг. 1) храповик 8 стопорится собачкой 2 рукоятки 1, поэтому пружины 8 не могут разжаться. При последующем повороте рычага 10 с собачкой 11 против часовой стрелки храповик 8, кулачок 18, рычаг 27 и кривошип 5 снова поворачива отся в том же направлении. Через шатун б:и ползун,7 с каждым рабочим ходом рычага 10 и собачки

11 (повсрот против часовой стрелки) пружины 8 энергоносителя сжимаются все больше и больше до тех,пор,,пока кривошипно-ползунный механизм не,перейдет в мертвое положение, как показано .на фиг. 4, В этом положении пружины 8 энергоносителя сжаты до максимального рабочего усилия. В этом положении крутящий момент на валу при.вода 4 ра вен О. Необходимо провернуть его еще на некоторый угол в том же направлении, не преодолевая сопротивления отключающих .пружин 29. В известных конструкц иях приводов этот угол (по фиг. 5) стремятся сделать минимально возможным для безударного входа в зацепление кулачка 18 с роликом 14, а резкое возрастание начального крутящего момента на,валу 4 достигают за счет увеличения количества и размеров,пружин 8 энерго|носителя. Это приводит х увеличению габаритов привода и всего аппарата.

На фиг. 5 показано изменение крутящего момента М на приводном валу 4 в функции его узла поворота ср. Для того чтобы при повороте вала 4 на угол Ipk получить значение крутящего момента Мь кривая 80 имеет максимум М„ь значительно больший, чем М 2 кривой 81, характеризующей предложенный привод, что позволяет уменьшить габариты аппарата. Это достигается следующим образом.

При дальнейшем повороте кривошипа 5 из мертвого, положения по фиг. 4 в:направлвнии против ча совой стрелки храповик 8 ста новится ведущим относительно рычага 10 и собачки ll, так как пружины начинают разжиматься и толкают ползун 7 и шатун 6. Происходит свободный ход храповой муфты обгона и отсоединение пружин энергоносителя от заводного устройства. Кривошип 5 вращает .вал 4, а поскольку рычаг 27 жестко связан с валом, происходит свободный ход выступа 26

;в выемке 25 на угол гр до упора выступа 26 в другую рабочую поверхность 82 выемки 25 (фиг. б). При этом крутящий момент на валу

4 достигает необходимой для начала включения выключателя величины М1 (фиг. 5). Сво389559

В дальнейшем работа привода не отлича ется от вышеописанной. Дополнительная муфта обгона, выполненная на фиг. 1, 2, 3, б и работа которой описана выше, может быть уста5 новлена на любом из,валов 4, 16 или 20.

На фиг. 9 показана установка описан ной конструкции дополнительной муфты обгона .на валу выключателя 20. Конструкция привода несколько видоизменяется: храповик 8

10 (или з вездочка 85 роликовой муфты) и кулачок 18 жестко связаны с приводным валом 4, например, храповик на валу 4 устанавливается на шпонке, а кулачок 18 приварен к валу.

15 Дополнительная муфта обгона образована выемкой (пазом) в одном из рычагов 22 EI выступом 26 рычага 19, который в данном случае установлен на подшипнике скольжения, а не жестко связан с валом 20, как по

20 фиг. 1, 2, 7, 8. Положение звеньев этой муфты перед включением выключа теля соответствует сечению  — B. Между выступом 26:и рабочей кромкой выемки 25 имеется зазор а, величина которого, приведенная через передачи

25 на приводной вал 4, соответствует углу рз (фиг. 5). Взведение пружин 8 производится при рабочем ходе рычага 10 и собачки 11 и повороте храповика 8 (или звездочки роликовой муфты обгона), как описано выше. За30 тем при переходе механизма через мертвое ,положение (фиг. 4) кулачок 18 под действием пружин 8 энергоносителя через рычаги

15, 17 и тягу 18 ловорачивает рычаг в наиравлении включения контактов, происходит

35 свободный ход выступа 26 в выемке (пазу)

25 на угол а до упора выступа в рабочую поверхность 82 рычага 22. После этого начинает вращаться вал выключателя 20,:и через тяги

21 поворачиваются подвижные контакты 1"

40 выключателя.

5 бодный ход дополнительной муфты обгона (ее звенья — кулачок 18 с выемкой 25 и рычаг 27 с выступом 26) закончен, и в дальнейшем рычаг 27 увлекает выступом 26 кулачок в направлении против часовой стрелки фиг. 1.

Последний через ролик 14 рычага 15 (вал 16, рычаг 17, тягу 18, рычаг 19, рычаги 22 вала выключателя 20) и тяги 21 поворачивает подвижные контакты 12 в направлении, указанном стрелкой, и включает выключатель (включенное положение на фиг. 1 показано пунктиром). При этом растягиваются отключающие пружины 29, под действием которых производится отключение выключателя.

Ручное .взведение пружин 8 осуществляется качателыным движением рукоятки 1, при рабочем ходе которой храповик 8 вращается против часовой стрелки собачкой 2. В дальнейшем раббота привода не отличается от вышеописанного. В следующем цикле — взведение пружин 8 энергоносителя — храповик 8 вращает кулачок 18 в том же направлении, Звенья дополнительной муфты обгона переходят:из положения по фиг. б в положение, изображенное на фиг. 3, и в дальнейшем работа привода не отличается от вышеописанной.

Как видно из фиг. 5, значение максимальной величины М,„ крутящего момента на приводном валу 4 (кривая 81 — предложенный привод) может быть выбрано значительно меньшим, чем МÄE (кривая 80 — известные пр,и воды) .

Это позволяет получить новый положительный эффект, выражающийся в улучшении характеристик привода,и уменьшении габаритов аппарап а.

Совершенно очевидно, что действие предложенного привода не измен ится, если вместо храповой будут применены шариковая, роликовая и другие .известные муфты обгона.

На фиг. 7 и 8 пока.зан пр,имер реализаци,и изобретения с роликовой муфтой обгона. Во время взведения пружин 8 энергоносителя от автоматического заводного устройства (электродвигателя, электромагнита .и др.) через тягу 9 приводится в .колебательное движение обойма 88, при рабочем ходе .которой через заклинивающиеся ролики 84 движение .передается звездочке 85, которая вместо хра.повика 8 соединена винтами 24 со втулкой 28, жестко связанной с кулачком 18 и т. д., как описано в предыдущем разделе. Ручное взведение осуществляется колебательным движением рукоятки, жестко связанной со второй обоймой 86. При ра бочем ходе последней заклинивается другой комплект роликов 87, звездочка 85 поворачивается на некоторый угол против часовой стрелки,и через дополнительную муфту обгона и кривошипно-ползунный механизм сжимаются пружины 8.

При холостом движении рукоятки 1 пружины

8 энергоносителя не разжимаются, так как зни стопорятся неподвижной обоймой 88 через ее заклин ивающиеся ролики 84.

Таким образом, благодаря дополнительной муфте обгона массы звеньев 8, 7, 6, 5, 4, 8, 18, 15, 17, 18, 16 и 19 предварительно разгоняются:на пути, соответствующем углу поворота приводного вала ср, не преодолевая сопротивления отключающих .пружин (практически без нагрузки,,преодолевая только трение в шарнирах) . Происходит накопление кинематической энергии движущихся частей на величину, соответствующую заштрихованной площади фиг. 5, что позволяет энергоносителю после выбора зазора а легко преодолеть сопротивление отключающих пружин и трение покоя в шарнирах звеньев 21 — 22 и 21 — 12, а та кже в подшипниках вала 20.

Чем большие по величине массы будут при,ведены в движение на угле ср>, тем больший запас кинематической энергии будет накоплен и тем легче можно будет сдвинуть с места неподвижные части, т. е. тем меньше можно выбирать усилие .пружин энергоносителя и, следовательно меньше будут габариты аппа рата.

Кроме того,:возможен щ е е оаэи,н пример

: к етного выполнения привод, а по данному иг. IO). Кривошип 5 выполизобретению (фиг.

ычага, ломающегося на „ п и че ез мертвое полопри переходе механизма через мер . но на фиг. 11, что позвоалом движения, подвижных частей .неоохочалом (фиг. 5). Дополнительная муфта о гона быть установлена на

КОГО ИСПОЛ лнения может

20 для придания з валов 4, 1б илп, а люоом из звеньев между однозначности положения ее ть п .гие элементы, ними можно установить упругие например пружину. б етения возможна

Реализация данного изобр н е только с кул

«.лачковым механизмом в кинее гоноситель — подвижматической цепи «энерго к описано .выше. Вмссто ные,контакты», как, oro механизма в качестве пере

1б . быть установлен между валами 4 и может как и между .вашарнирный четырехзвенник, как и ме лам.и 1б и 20.

389559

Предмет изобретения ического вь|.ключателя, со1. Привод электри ес п жинный энергоноситель, с

Ц" М МЕРТВЫЕ ПО5 ненный с механиз,:,: ши зм:ом,:имеюн, ., ый от заводного у р с ложения,,взводимыи ю ий энергию т обгона и передающи.: через муфту ,при:вклю чени|и через:кинем «i ". пь ключ ателя, Отлиподвижным контактам,выкл улучшения меха10 чающиися тем, чт, что с целью а актеристик привода и " ких хар р тов в кинемат ния его габарито, а полнительная муфта установлена допол ободным ходом ее з,,веньев. ограниченным сво д п. 1 отличающиися тем что г м фта оогона дополнительная ъ у ф ми на одном,из элементов, Гом э 1ементе кими в выемки (пазы) .на дру нематической цепи. аю ийся тем, что . П ивод по п. 1, отличающиися дополнительная муфта о г виде лома щ ю егося рычага. . юи1ийся тем, что

4. Привод по, ю п. 3 отличаю звеньями дополнительнои муф

25 гона установлены упругие

389559 мг f5

Тираж 780 Подписное

Изд. № 754

Заказ 2837/12

Редактор В. Фельдман миг. 1/

Техред Л, Грачева

Типография, пр. Сапунова, 2

Корректор Е. Давыдкина