Выключатель с индукционно-динамическим приводом

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическикРеспублик1868862(23) Приоритет -Н 01 Н 33/38 Н О Н 3/32 Гооударствеилый комитет по делам изобретений и открытий3Изобретение относится к электроаппаратостроению, а именно к быстродействующим выключателям с приводами, имеющих малый ход подвижного контакта, например вакуумных.Известен выключатель с индукционнодинамическим приводом, содержащий разгоняющий и тормозящий индукторы, между которыми расположен якорь, выполненный в форме диска из электропроводного материала, жестко соединенный с подвижным контактом аппарата, накопитель энергии, подключенный к разгоняющему индуктору, устройство управления разрядом накопителя энергии, дополнительный накопитель энергии, подключенный к тормозящему индуктору и устройство управления разрядом этого накопителя, который установлен между индукторами 1.Такой выключатель имеет очень большие габариты и вес, ввиду наличия двух индукторов и тяжелого диска. Кроме того, такие устройства дорогостоящие, так как предполагают наличие двух накопителей.Известен также выключатель, содержащий диск подвижного контакта, расположенный между двумя однослойными спиральными катушками из биметаллической ленты прямоугольного сечения, медная часть которой обращена к диску, причем катушка в сечении имеет вид полых конусов, внутренние поверхности которых обращены к соответствующим поверхностям диска 2,К недостаткам указанного выключателяотносится наличие двух катушек, работающих на размыкание и замыкание, длинного и тяжелого штока подвижного контакта с массивным диском, что в совокупности приводит к увеличению габаритов и веса устройства, к снижению скорости расхождения контактов или, при сохранении высокой скорости, к увеличению мощности емкостного накопителя энергии.Наиболее близким к предлагаемому является выключатель с индукционно-динамическим приводом, содержащий корпус, контактную систему с подвижными и неподвижными контактами, привод с плоской спиральной катушкой и короткозамкну тым витком, соосным с катушкой, причемконтакты выключателя выполнены в форме дисков и катушка привода укреплена в углублении на торцовой поверхности не 868862,(111), (к кцс катушки Вуказаццой контрук(1,ц )Орцовой рабочей поверхности ко( (ч к,;ри),т к уВеличению размерОВ, 1. (,1.(О( (, ц, и веса конта ктОВ, что В воюр(дь цсдс: к уменьшению быстро,ц йстцц 11 ивода. Описанный выше при- ВО;) чжет рабггать только на отключение. ,г того, чтобы оц мог работать также на цклкц цц. необходим дополнительный при)одной мхацизч, например еще одна катушка и диск ицдукционно-динамического )Гхацизча. Все это приведет к еще боль(с)(у уцличецио габаритов и веса приво ц(л(гниО Оыст 1)одейстВия.11 1, иорстеция - уменьшение гаарит(В и вса, увеличение быстродействия. 50 551 О( иВ, ццая цель достигается тем, что ц ш,(какчц О,( с ццдукционно-дицамическцч (рцводоч, содржащем корпус, кон (к ц кисто)1) Одвижными и цецод цж 1 ь)конт)кта )1 И, приВОд с плоской с цц р)1 ьц ой кату цко 1 с ког)откозд мкнуты м в(г(кох(, црикр(иеццыч( чсрсз изолировацую И 1 ц)кладк) к торцу подвижного контакт, дц,ц(;(тельно вводятся три коротко:(ачкц) иых витка, две фасонные втулки с црор(;5)1, возможностью взаимного Осев( 1(рс 51(цен И 51, ц) ОГнова ниях которых К 1)И 51(5,(н ко 1)откоза мкнуть х Витка, имею(1)(р ц(айбы, а оставшийся коротко,(кц 1(ый ццт(к, т;(кже как и основной, ( )(1)орч) шайбы, прикреплен через 1.(О,( р( ( ую цр(кладку ко второму под- (1 ж(О( г;1 к) кцН 1 ктцой системы, коО ),;1 1.ц 1; дну хразрывцой, причем(одижц(е конткт имеют электрическую цзь Срез гибкие петлеобразные токопро- ИО.(ы, две шпильки, которые крепятся на р(зьбе ц) краяч фасоццых втулок для обес- (ц и кеткости конструкции, три цружцы(ц из которых расположены между цц(лысой О)иой из фасонных втулок и ос- 1(;(,сч ригой ц находятся в сжатом сосцри разомкнутых контактах, а тре;(р) кина расположена между основа (чц фаоцных втулок и находится в сжа):)ч . ( г 5 Иг(и цри замкнутых контактах,(к; ц вц,ц двух металлических плоских,(ружц чембранного типа, которые кре("ч(к,у парами короткозамкну; ы ( ц;(; коц (разным сторонам втулки, )(( ц и жс гк) к связь с внутренней петлеи ) к(ГО гокоцровода и корпусом Въ- клк ц и,(; два сильфоца, которые кре-и ( ,О;к иалыш снаружи коротков ч кнуз прикрепленных к подвижным(а фиг. 1; на фиг. 3 показана фасонная гг; ук.:.:.Вь(кгючатель с индукционно-динамическим приводом содержит двухразрывную контактную систему, состоящую из двух неподвижных контактов 1 и 2 и двух подвижных контактов 3 и 4, которые электрически связаны через гибкие петлеобразные токо- проводы 5, например, медные шины. Гибкие петлеобразные токопроводы 5 имеют жесткую связь с корпусом выключателя, а к внутренним петлям токопроводов 5 жестко крепится плоская спиральная катушка 6 привода. К подвижному контакту 3 через изоляционные прокладки 7 и 8 жестко крепится короткозамкнутый виток 9 из хорошо проводящего материала, имеюцей форму фигурной шайбы, а к подвижному контакту 4 через изоляционные прокладки 1 О и 11 жестко крепится аналогичный коротко- замкнутый виток 12. Привод содержит также две идентичные фасонные втулки 13 и 14. На основании фасонной втулки 13 крепится короткозамкнутый виток 15, имеющий форму шайбы, а на основании фасонной втулки 14 крепится аналогичный коротко- замкнутый виток 16. В торцах фасонных втулок 13 и 14 крепятся на резьбе шпильки 17 и 18, которые распирают края втулок, что повышает жесткость конструкции и обеспечивает ее нормальную работу. Между шпилькой 17 и основанием фасонной втулки 14 расположена пружина 19, а между шпилькой 18 и основанием втулки 13 - пружина 20. Эти пружины 19 и 20 при разомкнутых контактах 1,3 и 2,4 находятся в сжатом состоянии. Между основаниями фасонных втулок 13 и 14 расположена пружина 21, которая находится в сжатом состоянии цри замкнутых контактах 1,3 и 2,4.Защелка привода состоит из двух металлических, например стальных, плоских пружин мембранного типа 22 и 23, которые крепятся между короткозамкнутыми витками 12, 16 и 9, 15 соответственно. Силь- фоны 24 и 25 крепятся коаксиально снаружи витков 9 и 2 между подвижными контактами 3 и 4 соответственно и внутренней петлей гибкого токопрГ)вода 5 и имеют форму цилиндров.Устройство работает следующим образом. Во включенном положении контакты 1,3 и 2,4 двухразрывной контактной системы замк. нуты. Путь прохождения тока по неподвижному контакту, например 2, по подвижному контакту 4, гибким петлеобразным токо- проводам 5, далее по контактам 3 и 1. Электродинамические силы отталкивания между сторонами петель гибких токопроводов 5 осуцествляют поджатие контактов в замкнутом положении. В этом .положении контактов короткозамкнутые витки 15 и 16 плотно прилегают к соответствующим поверхностям катушки 6 привода, а короткозамкнутые витки 9 и 12 находятся в некотором расстоянии от соответствующих поверхностей катушки 6. Плоские мембранные пружины 22 и 23 имеют в этом случае углы прогиба, противоположные указанным на фиг. 1. Пружина 21 при этом сжата, Замкнутое положение контактов 1 и 3 фиксируется плоской пружиной 23, а замкнутое положение контактов 2 и 4 фиксируется плоской пружиной 22. Плоские пружины 22 и 23 мембранного типа имеют два фиксированных положения и выполняют функцию защелок, Кроме того, они осуществляют дополнительное поджатие подвижных контактов в замкнутом положении. При подаче команды на отключение подается импульс тока на катушку 6 привода от предварительно заряженной емкости. Взаимодействие полей тока катушки 6и токов в короткозамкнутых витках 16 и 15, приводит к отталкиванию короткозамкнутых витков 16 и 15 от катушки 6. При этом короткозамкнутый виток 16, жестко закрепленный на основании фасонной втулки 14, движется вверх, увлекая за собой втулку 14. Втулка 14 давит выступающей кромкой на подвижный контакт 3, увлекая его за собой и осуществляя размыкание контактной пары 1 и 3. Одновременно короткозамкнутый виток 15, жестко закрепленный на основании фасонной втулки 13, движется вниз. Втулка 13 давит на подвижный контакт 4, осуществляя размыкание контактной пары 2 и 4. Подвижный контакт 4, двигаясь вниз, давит на жестко скрепленный с ним короткозамкнутый виток 12, который опускается до сопротивления с поверхностью катушки 6. Таким образом, на края плоской мембранной пружины 22 действует пара сил со стороны движущихся короткозамкнутых витков 16 и 12. Эта пара сил осуществляет переброс плоской мембранной пружины 22 в противоположное фиксированное положение (фиг. 1) . Аналогичным образом, пара сил, действующая на плоскую пружину 23, осуществляет ее переброс в противоположное фиксированное положение. Процесс расхождения контактов ускоряется при помощи разжимаю- щейся пружины 21, Фасонные втулки 13 и 14 в своих основаниях имеют отверстия, обеспечивающие свободное перемещение их относительно друг друга (фиг. 3). В разамкнутом положении (фиг. 1) пружины 19 и 20 сжаты. В момент подачи команды на включение, подается импульс тока от предварительно заряженной емкости на ту же катушку 6 привода. В этом случае на плоские мембранные пружины 22 и 23 действуют пары сил противоположного направления, осуществляющие переброс плоских пружин в исходное положение, при котором фиксируется замкнутое состояние контактов. Пружины 19 и 20 при разжимании, ускоряют процесс замыкания контактов. Шпильки 17 и 18 стоящие на резьбе по торцам втулок 13 и 14 распирают края этих втулок, обеспечивая жесткость конструкции. Сильфоны 24 и 25 обеспечивают герметизацию внутренней части блока подвижных контактов (с короткозамкнутыми витками и катушкой привода) от ду.гогасящей среды (вакуум).При этом внутри блока подвижных контактов возможно создание небольшого из 1 о быточного давления газа (по отношению катмосферному) и полной герметизации от внешней воздушной среды, либо создание нормального атмосферного давления воздуха посредством специальных отверстий в 15месте крепления катушки 6 к внутреннем витку токопровода 8 и корпусу выключателя.В сравнении с аналогичными предлагаемый выключатель с индукционно-динамическим приводом обладает меньшим весом и габаритами, поскольку имеет легкие подвижные контакты и защелку, всего одну ,плоскую спиральную катушку. Применение двухразрывной контактной системы позволяет уменьшить межэлектродные расстояния 25 и вследствие этого, как и вследствие малого веса подвижных контактов, достичь большего быстродействия. Снижение напряжения, приходящегося на один разрыв, позволяет значительно облегчить гашение дуги.30Формула изобретенияВыключатель с индукционно-динамическим приводом, содержащий корпус, конЗ 5 тактную систему с подвижными и неподвижными контактами, привод с плоской спиральной катушкой и короткозамкнутым витком, прикрепленным через изоляционную прокладку к торцу подвижного контакта, отличающийся тем, что, с целью уменьше ния габаритов и веса и увеличения быстродействия, контактная система выключателя выполнена двухразрывной, при этом подвижные контакты связаны между собой посредством гибких петлеобразных токо- проводов, привод дополнительно снабжен тремя короткозамкнутыми витками, двумя фасонными втулками, двумя шпильками, тремя пружинами, защелкой и двумя силь- фонами, при этом один из дополнительных короткозамкнутых витков прикреплен через изолирующую прокладку к торцу второго подвижного контакта, а два оставшихся витка укреплены на основаниях фасонных втулок, втулки выполнены с возможностью взаимного осевого перемещения, шпильки установлены в торцах фасонных втулок, 55 две пружины расположены каждая междушпилькой одной из втулок и основанием другой втулки в сжатом состоянии при разомкнутых контактах, а третья пружина рас 8688627положена между основаниями фасонных втулок в сжатом состоянии при замкнутых контактах, защелка выполнена в виде двух плоских пружин мембранного типа, которые закреплены между парами короткозамкнутых витков по разные стороны спиральной катушки, которая жестко связана с внутренней петлей гибкого токопровода и с корпусом выключателя, сильфоны установлены коаксиально снаружи короткозамкнутых витков, прикрепленных к подвижным контактам.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 675461, кл. Н 01 Н 3/32, 1979,2. Патент США Юо 3723922, кл. 325 в ,1976.3. Патент ГДР Мо 78275, кл. 21 С 35/09,1969 (прототип).Составитель М. Кузнецова Редактор Ю. Середа Техред А. Бойкас Корректор С. Шомак Заказ 8343/76 Тираж 787 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о крытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4