[发明专利]断路器的弹簧机构

说明书

技术领域

本发明涉及低压电器领域，更具体地说，涉及塑壳断路器。

背景技术

塑壳断路器通过其操作机构可以实现几个动作：分闸（再扣）、合闸、脱扣。塑壳断路器的操作机构的运动通过弹簧机构实现，弹簧机构控制断路器的运动。一般对于200A以上电流的塑壳断路器，都采用两根相同弹簧，两根弹簧并排设置形成弹簧机构，弹簧机构实现断路器的各个动作。

图1揭示了现有技术中采用的弹簧机构的结构图。如图1所示，现有技术中的弹簧机构100采用并列设置的两根相同的弹簧。这两根弹簧提供分闸（再扣）/合闸时候的弹簧力，让断路器的操作机构能够快速分/合闸，起到快速动作保护电路的作用。在脱扣的时候，弹簧机构还起到将断路器保持在脱扣位置的作用。

为了保证弹簧机构在运动的过程中有充分的空间，断路器的内部空间的长宽高必须包含弹簧机构运动到各个位置的所有路径，所以断路器的最终体积受到弹簧机构大小的直接影响。弹簧机构的体积越大，那么断路器的体积也越大，如果能够缩小弹簧机构的体积，那么就能够缩小断路器的体积，满足断路器小型化的需求。

发明内容

本发明旨在提出一种弹簧机构，通过设置大小不等的弹簧来减小弹簧机构的体积。

根据本发明的一实施例，提出一种断路器的弹簧机构，包括两根并列设置的弹簧，弹簧机构提供弹簧力使得断路器能够分闸或合闸、或者将断路器保持在脱扣位置，两根并列设置的弹簧包括：主弹簧和次弹簧。主弹簧提供分闸和合闸的弹簧力，次弹簧提供将断路器保持在脱扣位置的弹簧力。主弹簧的弹簧力大于次弹簧的弹簧力，主弹簧的体积大于次弹簧的体积。

在一个实施例中，主弹簧的中径和线径都大于次弹簧的中径和线径。

在一个实施例中，将现有技术中采用的两根相同的弹簧作为基准弹簧，则：主弹簧的中径和拉伸量小于一基准弹簧的中径和拉伸量，主弹簧的剪切弹性模量和线径等于基准弹簧的剪切弹性模量和线径，主弹簧的圈数被调整以使得主弹簧的弹簧力大于基准弹簧的弹簧力。次弹簧的中径和线径小于一基准弹簧的中径和线径，次弹簧的剪切弹性模量等于基准弹簧的剪切弹性模量，次弹簧的拉伸量和圈数被调整以使得次弹簧的弹簧力小于基准弹簧的弹簧力。主弹簧的中径小于一基准弹簧的中径，主弹簧的线径等于基准弹簧的线径，主弹簧的许用应力大于基准弹簧的许用应力，主弹簧的允许极限负荷大于基准弹簧的允许极限负荷。次弹簧的中径、线径和许用应力均小于基准弹簧的中径、线径和许用应力，次弹簧的允许极限负荷小于基准弹簧的允许极限负荷。主弹簧和次弹簧的体积均小于基准弹簧。

本发明的弹簧机构适用于塑壳断路器，特别是小型化、经济型的塑壳断路器，通过配置大小不等的两个弹簧，在保证弹簧功能的前提下减小了弹簧机构的体积，从而减小断路器的整体体积。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了现有技术中采用的弹簧机构的结构图。

图2揭示了弹簧的各项参数指标。

图3揭示了根据本发明的断路器的弹簧机构的结构图。

具体实施方式

下面首先结合图2介绍本发明的理论原理。图2揭示了弹簧的各项参数指标。包括中径D₂、线径d、原长l₀。

弹簧拉力计算公式如下：

P=F×P'

其中，

P是弹簧力，即工作负荷；

F是弹簧拉伸量；

P’是弹簧刚度。

弹簧刚度P’的计算公式如下：

P`=Gd48D23n]]>

其中，

G为剪切弹性模量；

d为弹簧线径；

D₂为弹簧中径；

n为弹簧的圈数。