断路器闭合 /断开执行机构及其驱动装置

[技术领域]

本发明涉及电器开关技术领域， 具体地说是一种断路器闭合 /断开执行机构 及其驱动装置， 能够实现远程控制断路器闭合或断开。

隱技术]

目前接通或断开电路， 一般是使用断路器， 其自动合闸及断开的执行机构， 往往是采用电机或电磁铁等动力驱动， 甚至是采用结构复杂的电机、 减速器、 连杆一起动作， 从而产生断路器闭合及断开所需要的功率。 这种执行机构不但 结构复杂、 体积大、 动作时能量消耗高， 而且相应的控制部分成本也很高， 同 时由于结构过于复杂， 其可靠性也就相应地降低了。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述现有技术方式的 不足而提供一种断路器闭合 / 断开执行机构及其驱动装置， 其体积极小、 可靠性高、 能耗低、 控制容易且成 本低、 结构简单，以便于普遍应用。

为实现上述目的设计一种断路器闭合 /断开执行机构， 包括驱动装置、 力传 递机构， 所述力传递机构配合连接断路器开关机构， 所述驱动装置包括膨胀体、 加热器， 所述膨胀体配合连接力传递机构， 所述加热器通电时， 膨胀体内的膨 胀物质受热膨胀产生体积 -位移变化推动力传递机构， 力传递机构带动断路器开 关机构， 实现断路器断开或闭合。

所述膨胀体内的膨胀物质体积变化由物质本身 的固相-液相或液相-气相之 相变时所产生。

所述膨胀体包括金属外壳、 安装在金属外壳内的膨胀物质、 体积膨胀 -位移 膨胀转换器。 说 明 书

所述膨胀物质为石蜡等有机或无机物质。

所述加热器采用 PTC (正温度系数热敏电阻)或电热器件。

所述力传递机构包括顶杆、 弹簧及软线。

一种断路器闭合 /断开执行机构的驱动装置， 包括加热器、 外壳、 安装在外 壳内部密封腔体中的膨胀物质及体积膨胀 -位移膨胀转换器， 所述体积膨胀-位 移膨胀转换器包括一顶杆活塞， 所述外壳顶端面上开有顶杆通孔， 所述顶杆通 孔内置有可移动的顶杆活塞， 所述顶杆活塞与外壳之间为密封连接， 位于外壳 内部密封腔体中的顶杆活塞部分直接或者间接 连接膨胀物质。

所述外壳内部密封腔体中装有流体介质和膨胀 物质混合物， 所述外壳内部 密封腔体中的顶杆活塞部分置于流体介质中。

所述外壳内部密封腔体中设有一隔离膜片， 所述膜片设置在膨胀物质与流 体介质之间。

所述顶杆活塞与外壳之间设有密封件。

所述密封件釆用 0型密封圈、 密封垫、 环形密封套或上述组合。

所述加热器设置在外壳内部的膨胀物质中或者 与膨胀物质相接触的外壳外 部。

所述膨胀物质为石蜡。

所述加热器采用 PTC正温度系数热敏电阻或电热器件。

本发明的工作原理是： 当导线通电时,加热器发热使膨胀体内的膨胀� �质受 热膨胀，从而推动力传递机构， 力传递机构将位移和力传递给断路器开关机构 (手柄），将断路器断开或闭合。

本发明的有益效果： 本发明利用物质的相变体积膨胀下由温度变化 产生的 膨胀力及位移为断路器合闸 /分闸提供能量（力 *位移或扭矩 *角度）， 此驱动装 说 明 书

置做功时可驱动断路器外配储能机构 (即:力传递机构)或断路器原有的合 /分闸机 械机构实现断路器合闸或断开。 结合控制回路， 本发明可以实现电器开关的远 程控制和自动控制。 此外， 本发明结构简单、 控制能量小、 动作可靠、 体积极 小但能输出极大的驱动力， 而且成本低， 该驱动装置可以被应用于微型断路器

(MCB), 塑壳断路器 (MCCB)、 框架断路器、 真空断路器以及合分闸采用触点类 结构的断路器。

[附图说明]

图 1为本发明的断路器闭合 /断开执行机构的结构示意图；

图 2为本发明的断路器闭合 /断开执行机构的另一实施方式的结构示意图� � 图 3为本发明的驱动装置的结构示意图；

图 4为本发明的驱动装置的第二实施方式的结构� �意图；

图 5为本发明的驱动装置的第三实施方式的结构� �意图；

图 6为本发明的驱动装置的第四实施方式的结构� �意图；

图中： 1为顶杆活塞， 2为外壳， 3为密封件， 4为膨胀物质， 5为加热器，

6为加热器导线， 7为流体介质， 8为膜片， 11为力传递机构， 12为膨胀体， 13 为加热器， 14为导线， 15为断路器开关机构 （手柄）。

[具体实施方式]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细 描述：

根据图 1所示，本发明的断路器闭合 /断开执行机构是安装在断路器的外面， 其主要由力传递机构 11、膨胀体 12、加热器 13、导线 14和断路器开关机构（手 柄） 15组成， 所述力传递机构配合连接断路器开关机构， 所述力传递机构包括 顶杆、 弹簧及软线， 所述膨胀体配合连接力传递机构， 所述膨胀体包括金属外 壳、安装在金属外壳内的膨胀物质、体积膨胀 -位移膨胀转换器， 所述膨胀体是 说 明 书

利用物质的固相-液相或液相-气相相变所产� ��的体积变化 （也即膨胀） 以及液 体物质、金属或非金属的热膨胀， 采用加热方式 （可以是 PTC正温度系数热敏 电阻或其他电加热方式）使物质产生相变， 产生闭合或断开电器开关所需要的 力 *位移或扭矩 *转角。

如图 2所示， 本发明的断路器闭合 /断开执行机构的第二实施方式的结构， 其和图 1的区别仅是所述的执行机构安装在断路器的� �部。

图 3所示，本发明断路器闭合 /断开执行机构的驱动装置的第一实施方式。� � 包括加热器 5、 外壳 2、 安装在外壳内部密封腔体中的膨胀物质 4及体积膨胀- 位移膨胀转换器； 所述膨胀物质为石蜡， 所述加热器采用 PTC正温度系数热敏 电阻或电热器。所述体积膨胀 -位移膨胀转换器包括一顶杆活塞 1 , 所述外壳顶 端面上开有顶杆通孔， 所述顶杆通孔内置有可移动的顶杆活塞 1，所述顶杆活塞 与与外壳之间处设有密封件 3，所述密封件采用环形密封套；位于外壳内� �密封 腔体中的顶杆活塞部分直接置于膨胀物质中； 加热器 5设置在与膨胀物质 4相 接触的外壳外部。

图 4所示， 为本发明的断路器闭合 /断开执行机构的驱动装置的第二实施方 式。 其结构与第一实施方式区别仅在于： 所述密封件 3采用 0型密封圈， 所述 外壳 2 内部密封腔体中装有流体介质和膨胀物质混合 物， 所述外壳内部密封腔 体中的顶杆活塞部分置于流体介质中； 所述流体介质可采用液体润滑油、 润滑 脂或密封脂等流体介质。 所述加热器 5设置在外壳内部的膨胀物质 4中。

图 5所示， 为本发明的断路器闭合 /断开执行机构的驱动装置的第三实施方 式。其结构在第二实施方式基础上作进一步的 改进， 增加了一隔离膜片 8，所述 膜片设置在膨胀物质与流体介质之间， 将膨胀物质与流体介质隔开。 所述膜片 采用橡胶材料，高分子材料或金属薄片制成。 膜片的设置是为了使膨胀物质产 说 明 书

生的膨胀力更加有效的推动顶杆活塞。 此外， 所述位于膜片上方的外壳腔体中 还设有流体介质 7，其作用为将膨胀物质相变时的体积变化通� �流体介质转换成 为传递到顶杆活塞上的力和位移。

图 6所示， 本发明的断路器闭合 /断开执行机构的驱动装置的第四实施方式 与第三实施方式的区别仅在于： 所述加热器 5设置在与膨胀物质 4相接触的外 壳外部。

本发明的断路器闭合 /断开执行机构的驱动装置的安装在断路器的� �面或内 部，当加热器导线 6通电时，加热器 5发热使外壳体内的膨胀物质 4 (或膨胀物质 4与流体介质 7的混合物)升温到某温度时产生固-液相变， 体积增大（即膨胀)， 通过适当尺寸的顶杆活塞 1将体积膨胀转换为位移和力传递给断路器的� �传递 机构 11， 力传递机构推动断路器开关机构 （手柄） 15实现断路器合闸或断开。