專利名稱：安全鎖緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種可以適用于防止任何未經(jīng)授權(quán)的突然性機(jī)械運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)的安全鎖緊裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
安全鎖緊裝置是一種在限制不利的機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)的必需產(chǎn)品。對(duì)于斷路器而言，安全鎖緊裝置是斷路器的必要組成部分。
斷路器是一種機(jī)械式開關(guān)裝置，能夠在正常電路狀態(tài)下傳輸電流，也能夠通過人工控制或在特定的非正常狀態(tài)(如短路)下切斷電流。為了防止因電流沖擊帶來的損害，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)中止故障電流。斷路器通常由多套獨(dú)立的極靴組成，并分成若干對(duì)，其中一組是固定的，而其它極靴是可以移動(dòng)或可伸縮的?？梢苿?dòng)極靴與一個(gè)操作機(jī)構(gòu)連接。在正常狀態(tài)下，極靴間電流正常，極靴互相接觸。當(dāng)電流被人為指令或正常及非正常電流狀態(tài)下的自動(dòng)控制裝置中斷時(shí)，電流傳輸極靴就被猛地分開，分開時(shí)間取決于極靴間電磁力的強(qiáng)度。極靴分開的瞬間會(huì)因高壓電壓放電產(chǎn)生電弧。
由于電磁力非常強(qiáng)，固定極靴和移動(dòng)極靴間會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生回波、動(dòng)量回?fù)艋蚺鲎?，而?dǎo)致極靴損毀。
已經(jīng)設(shè)計(jì)出多種具有不同效能的安全裝置來預(yù)防這種回?fù)衄F(xiàn)象。安全鎖緊裝置能夠通過限制或減小極靴間的回?fù)袅?，從而可以有效減輕極靴設(shè)備的加速損毀。
由于極靴的閉、合必須同時(shí)進(jìn)行，所以通常采用具有極強(qiáng)彈力的彈簧鎖裝置。但是，因?yàn)椴煌瑥椈傻膱?jiān)硬性有差異，反彈回?fù)衄F(xiàn)象仍會(huì)發(fā)生，并且在許多情形下，電弧點(diǎn)火不可避免。
彈簧鎖裝置通常用于限制或減緩極靴反彈回?fù)衄F(xiàn)象。美國4468533號(hào)專利中描述了一種短路器的彈簧鎖系統(tǒng)，其通過在“斷開”操作時(shí)使用杠桿裝置，可以防止控制移動(dòng)極靴的變向杠桿與制動(dòng)器碰撞或從制動(dòng)器彈回。
第5793270號(hào)專利也描述了一種彈簧鎖系統(tǒng)，它由一只帶控制器的彈簧構(gòu)成，在極靴突然分開時(shí)，可移動(dòng)極靴與控制器接觸，從而防止反彈回?fù)衄F(xiàn)象發(fā)生。
此彈簧鎖由4到5種組件構(gòu)成，因?yàn)閺椈傻膱?jiān)硬度不同會(huì)導(dǎo)致一定程度的位移，并且由于彈簧系統(tǒng)直接受到彈力損失影響，效率不能達(dá)到理想程度。
第5743385號(hào)專利也描述了一種用于防止反彈回?fù)舻逆i緊裝置，它由一個(gè)抑制器和一只夾子組成，抑制器連于一根軸上，軸與極靴相接，當(dāng)極靴被突然分離時(shí)，抑制器就會(huì)被夾子夾住。這種發(fā)明也允許抑制器不被夾子夾住的情況發(fā)生，因?yàn)楫?dāng)回?fù)羲俣确浅８邥r(shí)，抑制器具有能夠與夾子分開的特性。
本文所提出的發(fā)明其方法論基礎(chǔ)很簡(jiǎn)單，它幾乎沒有精密元件，能夠完全有效地控制極靴回?fù)衄F(xiàn)象的發(fā)生。由于它的組件很少，所以制造成本也低，具有極好的商品化前景。本發(fā)明描述的鎖緊裝置應(yīng)用廣泛，不局限于只在斷路器中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要由一個(gè)簡(jiǎn)單的安全鎖緊裝置組成，用于防止未經(jīng)同意的突然機(jī)械運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。本發(fā)明的組成部分有(i)可以局部轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形極軸，它與操作系統(tǒng)直接或間接相連。(ii)一個(gè)與極軸相連的支架。(iii)一個(gè)扁平的降落式金屬或非金屬回?fù)粢种破?，?yōu)先采用樞軸支撐方式，朝上置于極軸支架上。抑制器的近端有一閉鎖，與其相對(duì)的一端是加固的向外彎曲的曲邊，其曲率中心處于回?fù)粢种破骱蜋M向放置的低端裝置之外。當(dāng)抑制器處于非工作正常狀態(tài)時(shí)，低端裝置與極軸相接。(iv)與極軸平行的第二個(gè)剛性軸。
當(dāng)由操作系統(tǒng)控制極軸突然開始局部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，抑制器的遠(yuǎn)端就會(huì)向極軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向因操作系統(tǒng)的反向運(yùn)動(dòng)而被突然改變時(shí)，抑制器的遠(yuǎn)端會(huì)由于其慣性而繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，直到閉鎖末端與極軸接觸改變抑制器遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)方向。抑制器在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)短暫地處于第二軸的遠(yuǎn)端與極軸的閉鎖遠(yuǎn)端之間，因此會(huì)短暫地鎖緊極靴，進(jìn)而防止操作系統(tǒng)的反向運(yùn)動(dòng)。
更重要的是，操作系統(tǒng)包括置于遠(yuǎn)距離處的可移動(dòng)的電流傳輸極靴，其中一支極靴與極軸通過一套中間連接器直接或間接相連，當(dāng)極靴端被分開時(shí)，引起極軸突然局部轉(zhuǎn)動(dòng)，回?fù)粢种破麈i緊極軸，進(jìn)而最終鎖緊中間連接器和極靴，防止發(fā)生回?fù)魳O靴的放電現(xiàn)象。
另一方面，安全鎖緊裝置位于斷路器之內(nèi)部，當(dāng)發(fā)生電流沖擊時(shí)，此處的極靴被電磁力分離或推開。安全鎖緊裝置防止了極靴回?fù)衄F(xiàn)象的發(fā)生。
還有一方面，本發(fā)明描述了一個(gè)或多個(gè)安全鎖緊裝置與一個(gè)或更多極靴通過中間連接器連接的情況。


圖1電路處于接通狀態(tài)時(shí)安全裝置的側(cè)視2安全裝置的橫截面3當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)或極靴被突然分離時(shí)安全裝置的側(cè)視圖。
圖4當(dāng)軸鎖定到位時(shí)或極靴回?fù)舯灰种茣r(shí)安全裝置的側(cè)視圖。
圖5極靴突然分離處于閑置狀態(tài)時(shí)安全裝置的側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
下述是關(guān)于本發(fā)明最常見的操作方法的說明。
本發(fā)明的主要作用是采用安全裝置(圖1)防止突然、未經(jīng)允許的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。安全裝置由以下幾部分組成I局部轉(zhuǎn)動(dòng)的極軸(1)與操作系統(tǒng)直接或間接相連。
II與極軸相連的支架(3)。
III一個(gè)自由降落式回?fù)粢种破鳎?5)由一支架(3)上的樞軸(7)支撐，位于極軸向上方向，見圖2。抑制器由金屬或非金屬材料制成，外形不規(guī)則，其近端(11)樞軸向上部分為鎖點(diǎn)(9)。近端的另一邊為遠(yuǎn)端(13)，其外部有曲邊，曲率中心位于抑制器(5)機(jī)體之外。抑制器的遠(yuǎn)端要比抑制器的其它部分重，這就加速了抑制器在地球引力作用下的自由下落運(yùn)動(dòng)。在橫斷面上是低端(15)。
IV剛性第二軸(17)，與極軸平行。
在電流接通狀態(tài)下，抑制器正?？臻e狀態(tài)時(shí)的位置是軸側(cè)(見圖1)當(dāng)操作系統(tǒng)操作軸突然轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，沿極軸處于閑置狀態(tài)的抑制器(5)就會(huì)沿極軸運(yùn)動(dòng)反向移動(dòng)，如圖3所示。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向因操作系統(tǒng)的反向運(yùn)動(dòng)而被突然改變時(shí)，抑制器的遠(yuǎn)端會(huì)由于其慣性而繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)(圖3)，直到閉鎖遠(yuǎn)端與極軸接觸改變抑制器遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)方向。抑制器在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)短暫地處于第二軸的遠(yuǎn)端與極軸的閉鎖遠(yuǎn)端之間，因此會(huì)短暫地鎖緊極靴，進(jìn)而防止操作系統(tǒng)的反向運(yùn)動(dòng)。抑制器因地球自由引力作用而落下，回到沿極軸方面的閑置位置(見圖5)。
本發(fā)明的另一種常見的應(yīng)用方式是將安全裝置置于一個(gè)外殼之內(nèi)，斷路器就是比較合適的外殼之一。操作系統(tǒng)促使極軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)。操作系統(tǒng)由一對(duì)電流傳輸極靴(19，21)組成，傳輸極靴通過一套中間連接器(23)與極軸直接或間接相連。在這一對(duì)傳輸極靴中，一只通常可以移動(dòng)(19)，另一只固定(21)。當(dāng)電流過高時(shí)，電路中斷，極靴被強(qiáng)大的電磁力分開或彈回，所用時(shí)間取決于將他們分開的電磁力的強(qiáng)度。極靴分開又通過連接器引起極軸突然局部轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的程度將取決于極靴的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。極軸上閑置的抑制器向上沿極軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)極靴被強(qiáng)力分開時(shí)，由于擊打固定表面而具有回?fù)魞A向，導(dǎo)致極軸突然沿轉(zhuǎn)動(dòng)反方向運(yùn)動(dòng)。抑制器的遠(yuǎn)端由于其慣性仍然會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，直到鎖點(diǎn)與極軸(圖4)碰撞接觸改變方向，最后在自由下落時(shí)，抑制器瞬間位于第二軸遠(yuǎn)端與極軸遠(yuǎn)端之間。這樣將極軸鎖緊，防止出現(xiàn)任何反向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而避免連接器的運(yùn)動(dòng)。與連接器相連的極靴也在被推回的位置處被鎖緊，防止極靴發(fā)生回?fù)舴烹?。最后抑制器因地球引力下落回到沿極軸的空閑位置(圖5)。
本發(fā)明還有一種經(jīng)改進(jìn)的應(yīng)用方式抑制器近端被優(yōu)先通過樞軸與回?fù)粢种破鲀?nèi)的支架連接。抑制器外形扁平，其近端有向內(nèi)曲邊，曲率與極軸相同。當(dāng)抑制器處于第二軸和極軸之間時(shí)，回?fù)粢种破麈i點(diǎn)與極軸的軸線成一直線。
本發(fā)明還有一種應(yīng)用方式極軸通過內(nèi)部連接器與一對(duì)或多對(duì)極靴連接。與此相似，機(jī)殼內(nèi)裝有一套或多套安全裝置，優(yōu)先應(yīng)用是在斷路器中。當(dāng)出現(xiàn)電流沖擊時(shí)，可以通過切斷電路較正過載電流，從而將極靴突然分開，安全裝置由此實(shí)現(xiàn)防止回?fù)舴烹姟?br> 權(quán)利要求
1.一種防止突然出現(xiàn)的未經(jīng)同意的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的安全鎖緊裝置，它由下述部分組成(1)一個(gè)局部轉(zhuǎn)動(dòng)圓形極軸，與操作系統(tǒng)直接或間接相連；(2)一個(gè)與極軸連接的支架；(3)一個(gè)金屬或非金屬材料制成的自由降落式回?fù)粢种破鳎詷休S支撐方式向上置于極軸支架上。此抑制器有一近端，位于樞軸上方的鎖點(diǎn)，其對(duì)面裝有可自由運(yùn)動(dòng)的加固的遠(yuǎn)端，曲邊向外彎曲，曲率中心位于回?fù)粢种破髦?，一個(gè)橫向低端，其正常閑置位置與極軸接觸；(4)一個(gè)與極軸平行的剛性第二軸；當(dāng)極軸由操作系統(tǒng)控制突然進(jìn)行局部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，抑制器的遠(yuǎn)端向極軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，并繼續(xù)向上，直到極軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向因操作系統(tǒng)控制突然轉(zhuǎn)向，此時(shí)鎖點(diǎn)與極軸碰撞接觸，扭轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)方向，瞬間鎖定極軸，抑制器處于第二軸遠(yuǎn)端與極軸鎖點(diǎn)之間，防止出現(xiàn)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而防止操作系統(tǒng)出現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的安全鎖緊裝置，其特征在于操作系統(tǒng)由一對(duì)置于遠(yuǎn)距離處的可移動(dòng)電流傳輸極靴組成，每個(gè)極靴都直接或間接通過一套中間連接器與極軸相連。當(dāng)極靴分開時(shí)，極軸突然局部轉(zhuǎn)動(dòng)，回?fù)粢种破麈i緊極軸，最終鎖緊中間連接器和極靴，由此防止出現(xiàn)極靴回?fù)簟?br> 3.如權(quán)利要求2所述的安全鎖緊裝置，其特征在于只有一只極靴可以移動(dòng)并與中間連接器相連。
4.如權(quán)利要求3所述的安全鎖緊裝置，其特征在于極靴被電磁力分開或彈回。
5.如權(quán)利要求2和3所述的安全鎖緊裝置，其特征在于回?fù)粢种破黧w以樞軸支撐，接近近端。
6.如權(quán)利要求5所述的安全鎖緊裝置，其特征在于圓形極軸被垂直置于支架上并牢固連接。
7.如權(quán)利要求6所述的安全鎖緊裝置，其特征在于第二軸也呈圓形。
8.如權(quán)利要求7所述的安全鎖緊裝置，其特征在于抑制器近端和遠(yuǎn)端間表面平滑，低端向內(nèi)彎曲，曲率與極軸相同，所以當(dāng)極靴處于分離狀態(tài)空置位置時(shí)，抑制器的低端與極軸完全接觸。
9.如權(quán)利要求8所述的安全鎖緊裝置，其特征在于安全鎖緊裝置置于斷路器內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的安全鎖緊裝置，其特征在于一套或多套安全鎖緊裝置通過中間連接器與一對(duì)或多對(duì)極靴連接。
全文摘要
本發(fā)明與一種安全鎖緊裝置有關(guān)，可用于防止突然的和未經(jīng)允許的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。它的組成部分有(i)一個(gè)圓形極軸，與操作系統(tǒng)直接或間接相連；(ii)一個(gè)與極軸連接的支架；(iii)一個(gè)可以自由降落的回?fù)粢种破?，以樞軸支撐方式，置于極軸向上方向；(iv)一個(gè)與極軸平行的剛性第二軸。抑制器有近端鎖點(diǎn)和與其相對(duì)的自由遠(yuǎn)端。遠(yuǎn)端的曲邊向外彎曲，曲率中心位于回?fù)粢种破髦?，有一個(gè)低端橫向放置。正常閑置狀態(tài)的回?fù)粢种破鞯投伺c極軸接觸。當(dāng)極軸由操作系統(tǒng)操作突然反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，抑制器遠(yuǎn)端繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，直到鎖點(diǎn)與極軸碰撞接觸，改變遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)方向。抑制器瞬間位于第二軸末端與極軸之間，短暫地鎖定極軸，防止操作系統(tǒng)出現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)H01H9/20GK1521783SQ20041000310
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2004年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月7日
發(fā)明者阿吉特·A·阿格威卡爾, 馬赫什·S·拉納德, S 拉納德, 阿吉特 A 阿格威卡爾 申請(qǐng)人:拉森和托布洛有限公司