CN202205673U - 磁脱扣装置 - Google Patents

Abstract

一种磁脱扣装置，属于电气保护装置技术领域。包括传动杆、动铁芯、静铁芯、轭铁、线圈、导向套和反力弹簧，线圈绕设在导向套外，且位于轭铁的腔体内，动、静铁芯彼此相对应设置并且容纳于导向套的容腔内，静铁芯相对轭铁保持静止，动铁芯在导向套的容腔内移动，与静铁芯吸合或释放，静铁芯的轴向中央开设通孔 , 传动杆穿设在通孔内且对应到动铁芯，反力弹簧套置在传动杆上，特点：所述传动杆在穿过通孔后与动铁芯相抵靠，所述反力弹簧的一端抵靠在传动杆的朝向动铁芯的一端的端部，另一端抵靠在静铁芯上。优点：加工方便，强度得以可靠保证，为满足磁脱扣装置小型化要求提供了技术保障，并能获得相对较大的磁极端面面积，保证铁芯的动作速度。

Description

磁脱扣装置

技术领域

本实用新型属于电气保护装置技术领域，具体涉及一种磁脱扣装置。

背景技术

磁脱扣装置的作用是业界公知的，并且在已公开的中国专利文献中不乏见诸有关磁脱扣装置的技术方案，略以例举的如：CN2335255Y推荐的小型电路脱扣装置、CN201374291Y公开的塑料外壳式断路器磁脱扣装置。

由于磁脱扣装置相对于电子脱扣装置而言具有性能稳定且不受电压波动影响和使用寿命长的特点，因而作为电气保护装置而被普遍使用。当主电路中出现的诸如由短路引起的过电流（短路电流）流过线圈时，磁脱扣器动作并作用于操作机构，使操作机构解锁，从而分断故障电流，藉以保护电气设备。

已有技术中广为使用的磁脱扣装置由图1所示，并且该磁脱扣装置的传动杆及动铁芯分别由图2和图3示意。由图1可知，磁脱扣装置包括传动杆1、静铁芯2、轭铁3、线圈4、导向套5、动铁芯6和反力弹簧7，静铁芯2和动铁芯6容纳于导向套5的容腔内，并且，动铁芯6在轴向构成有第一动铁芯段61和第二动铁芯段62，第二动铁芯段62朝向静铁芯2，并且在该第二动铁芯段62上构成有一环形凸台621，静铁芯2的背对动铁芯6的一端即朝向轭铁3的一端抵靠在轭铁3上，静铁芯2的内部具有一轴向的通孔21，并且该通孔21具有两个不同孔径的孔段，该两个不同孔径的孔段的交界部位构成为台阶211，传动杆1的一端穿过所述的通孔21并且与动铁芯6的动铁芯台阶63相配合，而传动杆1的另一端扩设有一端帽11，端帽11抵靠在轭铁3上，并且在传动杆1朝向动铁芯6的一端轴向开设有一柱腔12，该柱腔12由彼此不同的第一孔径段122和第二孔径段123构成（图3示），第一、第二孔径段122、123之间构成为柱腔台阶121，并且第一孔径段122的直径大于第二孔径段123的直径，所述的第二动铁芯段62容纳于柱腔12内，并且构成于第二动铁芯段62的环形凸台621与柱腔12的第二孔径段122的孔壁过盈配合，反力弹簧7套置在传动杆1上，并且位于动铁芯6的动铁芯台阶63与台阶211之间，线圈4设在导向套5外并且位于轭铁3的腔体内。

当磁脱扣装置处于正常的工作状态时，工作电流流过线圈4，由于动、静铁芯6、2之间存在工作气隙8，动铁芯6受到由工作电流产生的电磁吸力，同时动铁芯6受反力弹簧7的反力弹簧推力和传动杆1的柱腔12的柱腔台阶121的作用力，即：反力弹簧推力等于电磁吸力与柱腔台阶121的作用力之和，因而动铁芯6保持静止，动、静铁芯6、2之间的工作气隙8相对稳定。然而，当主电路产生短路电流时，短路电流流经线圈4，由于动、静铁芯6、2之间存在气隙8，因而动、静铁芯6、2之间产生由短路电流引起的短路电流电磁吸力，由于短路电流远远大于前述的工作电流，因此短路电流产生的短路电流电磁吸力克服反力弹簧7的反力弹簧推力，从而使动铁芯6朝着静铁芯2的方向位移，由动铁芯6的第二动铁芯段62推动传动杆1动作，由传动杆1的端帽11推动断路器的操作机构，使操作机构解锁，切断故障电流。

为了在有效工作气隙8下获得尽可能大的短路电流电磁吸力，以便使短路电流流过线圈4时磁脱扣装置有效动作，因而通常要求工作气隙8处的磁极端面面积大，即图1所示，工作气隙8处要求动铁芯6和静铁芯2的端面的对应面积大。因此，按照业界常规的设计理念是将动、静铁芯6、2的直径共同增大，藉以获得动、静铁芯6、2的端面面积，但是，该种设计理念存在顾此失彼的问题，所谓的顾此是指能够增大短路电流电磁吸力，而所谓的失彼则毫无疑问造成导向套5、轭铁3和线圈4的同步增大，最终使磁脱扣装置的整体体积增大，与目前致力于使电气保护装置的小型化要求不相适应。

通过上述说明尤其是从图1和图2所示的结构的启示，可轻松地知道将动铁芯6的第二动铁芯段62的直径相对于第一动铁芯段61的直径而言设计得更为小，即通过缩小第二动铁芯段62的直径增大磁极端面面积，但是实践证明在技术上难以奏效，因为，与第二动铁芯段62相配合的传动杆1的尺寸受到限制，即，为了使传动杆1与第二动铁芯段62装配，必须使传动杆1的直径大于第二动铁芯段62的直径，否则第二动铁芯段62无法***到传动杆1的柱腔12内，正是因为传动杆1存在柱腔12，制约了传动杆外径的减小，也导致传动杆1的加工成型十分困难；又因为，环形凸台621与柱腔台阶121接触面积小，接触应力集中，易导致柱腔台阶121受损，使动铁芯6与传动杆1之间产生松动，动、静铁芯6、2之间的工作气隙8变大，反力弹簧7的反力弹簧推力的减小幅度大于动铁芯6在同一短路电流值下的工作气隙8变化前后的短路电流电磁吸力的减小幅度，导致因柱腔台阶121受损后的工作气隙8下的磁脱扣装置实际动作电流小于正常工作气隙8下的动作电流（由生产厂商设定的短路电流值），最终导致磁脱扣器的动作电流误差大，甚至超出允许的误差范围。反之，如果增大传动杆1的外径并且同时增大第二动铁芯段62的直径，那么前述的欠缺便可消除，但会造成工作气隙8处的磁极端面面积减小，短路电流流过线圈4时，磁脱扣装置的动铁芯6受到的电磁吸力减小，无法实现动铁芯6的快速动作，电气保护装置分断短路电流的速度降低，不利于对电气线路和设备的保护。

因此，如何在磁脱扣动作电流误差允许的范围（标准GB14048.2规定，对所有电流整定值，其准确度为±20%）内既能使动铁芯在线圈流过短路电流的情况下具有大的电磁吸力而藉以迅速动作，又能合理地增大动铁芯在工作气隙处的磁极端面面积而藉以体现磁脱扣装置的小型化方面找到合理的平衡点成了业界关注并且期望解决的技术问题，对此，本申请人进行了积极而有益的尝试，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本实用新型的任务在于提供一种既有助于增大动铁芯在工作气隙处的磁极面积而藉以保障动铁芯迅速动作，又有利于缩小传动杆的直径并且使传动杆的加工变得更为简单而藉以满足小型化发展要求的磁脱扣装置。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种磁脱扣装置，包括传动杆、动铁芯、静铁芯、轭铁、线圈、导向套和反力弹簧，线圈绕设在导向套外，并且位于轭铁的腔体内，动、静铁芯彼此相对应设置并且容纳于导向套的容腔内，其中，静铁芯相对轭铁保持静止，动铁芯在导向套的容腔内移动，与静铁芯吸合或释放，静铁芯的轴向中央开设有一通孔，传动杆移动地穿设在通孔内并且对应到动铁芯，与动铁芯相配合，反力弹簧套置在传动杆上，用于向动铁芯提供与静铁芯吸合方向相反的力，其特征在于所述传动杆在穿过通孔后与动铁芯相抵靠，所述反力弹簧的一端抵靠在传动杆的朝向动铁芯的一端的端部，而另一端则抵靠在所述静铁芯上。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述导向套在对应于所述静铁芯的一端的内壁上构成有一个环通的第一定位部，而在静铁芯的外壁上并且在对应于第一定位部的位置构成有一个环通的第二定位部，第一、第二定位部彼此相配合而将静铁芯与导向套固定。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的动铁芯朝向所述静铁芯的一端并且在对应于所述通孔的位置开设有一凹腔，所述的传动杆朝向所述凹腔的一端端部构成有一直径比传动杆的直径大的端帽，该端帽探入凹腔内并且与凹腔的腔壁相抵靠，所述的反力弹簧抵靠在端帽上且伴随传动杆探入到凹腔内。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的第一定位部为凹槽，而所述的第二定位部为凸台，凸台与凹槽相配合。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的第一定位部为凸台，而所述的第二定位部为凹槽，凹槽与凸台相配合。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的导向套朝向所述动铁芯的一端的端部构成有一用于对所述的动铁芯在释放时的释放位置进行限定的止挡部。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的轭铁的整体形状呈U形，在该轭铁一端的第一轭铁壁体上开设有一第一限位孔，而在轭铁另一端的第二轭铁壁体上开设有一第二限位孔，所述的导向套与所述的第一限位孔相配合，而所述的静铁芯抵靠在所述的第二限位孔上。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述导向套朝向所述第一轭铁壁体的一端的外壁上构成有限位突缘，该限位突缘抵靠在所述的第一限位孔上，所述的静铁芯朝向所述第二轭铁壁体的一端的端面上并且位于端面的中央构成有一限位突起，该限位突起抵靠在所述的第二限位孔上。

在本实用新型的再进而一个具体的实施例中，所述导向套是由绝缘材料或非导磁材料制成的。

在本实用新型的更进而一个具体的实施例中，所述通孔由第一通孔段和第二通孔段构成，第一、第二通孔段之间构成有台阶，所述反力弹簧的一端抵靠在传动杆的朝向动铁芯的一端的端部，而另一端则抵靠在所述台阶上。

本实用新型提供的技术方案由于传动杆摒弃了已有技术中的柱腔，从而使加工更为方便，强度得以可靠保证，又由于传动杆没有了已有技术中柱腔的制约因而其直径得到了有效缩小，从而使动、静铁芯、导向套和磁轭以及线圈的体积得以同步缩小，为满足磁脱扣装置小型化要求提供了技术保障，并能获得相对较大的磁极端面面积，保证铁芯的动作速度。

附图说明

图1为已有技术中的磁脱扣装置的剖视图。

图2为图1所示的传动杆的示意图。

图3为图1所示的动铁芯的结构图。

图4为本实用新型的磁脱扣装置的组装结构示意图。

图5为图4组装后的剖视图。

图6为本实用新型的传动杆的示意图。

图7为本实用新型的静铁芯的结构图。

图8为本实用新型的静铁芯的通孔的示意图。

图9为图1的局部放大图。

图10为开关装置的示意图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

请见图4至图9，本实用新型提供的磁脱扣装置包括：传动杆1、动、静铁芯6、2、轭铁3、线圈4、导向套5和反力弹簧7，线圈4绕设在导向套5的外侧，并且位于轭铁3的腔体31内，腔体31即为轭铁腔，轭铁3的整体形状呈U形，该轭铁3的一端即图4所示的下端以90°折弯而构成一第一轭铁壁体32，在该第一轭铁壁体32上开设一第一限位孔321，而轭铁3的另一端即图4所示位置状态的上端同样以90°折弯而构成有一第二轭铁壁体33，在第二轭铁壁体33上开设有一第二限位孔331，前述的腔体31藉由彼此对应的或者称彼此平行的第一、第二轭铁壁体32、33构成。动铁芯6和静铁芯2彼此对应设置在导向套5的容腔内（图5示），在动、静铁芯6、2之间保留的间隙构成的工作气隙8（也可称磁隙），其中：动铁芯6可在导向套5的容腔内朝向静铁芯2的方向移动，或者朝着背离静铁芯2的方向移动，当朝着静铁芯2的方向移动时则与静铁芯2吸合，反之则释放。具体结合图5和图8，在静铁芯2的轴向中央即静铁芯2的长度方向的中央开设有一通孔21，该通孔21为变径通孔，即由第一孔段212和第二孔段213构成，第一、第二孔段212、213的交界部位构成为台阶211，其中：第一孔段212的直径（内径）比第二孔段213的直径（内径）大。静铁芯2相对轭铁3保持静止，并且与导向套5固定连接。传动杆1可移动地穿置在前述的通孔21内，传动杆1朝向动铁芯6的一端在穿过通孔21后与动铁芯6相配合，而另一端伸展到前述的第二限位孔331外（图5示）。反力弹簧7套置在传动杆1上，用于向动铁芯6提供与静铁芯2相吸合的吸合方向的反力，该反力弹簧7的一端即图5所示位置状态的左端对应到动铁芯6，与动铁芯6相配合，而另一端即图5所示位置状态的右端容纳到前述的第二孔段213并且抵靠（支承）在台阶211上。

由图5所示，在导向套5朝向静铁芯2的一端的内壁上构成有一个环通的（即围绕导向套5的圆周方向）第一定位部51，与此相适应地，在静铁芯2的外壁上并且在对应于第一定位部51的部位构成有一个同样为环通的（即围绕静铁芯2的圆周方向）第二定位部22，该第二定位部22与第一定位部51相互配合。在本实施例中，第一定位部选择凹槽，而第二定位部选择凸台，由凸台凸入凹槽而将静铁芯2与导向套5固定连接。然而，如果将第一定位部51选择凸台，而将第二定位部选择凹槽，并且由凸台置入凹槽而将静铁芯2与导向套5固定连接，那么应当视为与前一种情形等效而依然属于本实用新型的保护范围。

前述的导向套5优选使用绝缘材料例如塑料（PA66），也可使用非导磁材料例如不锈钢或铝。在导向套5朝向前述的第一轭铁壁体32的一端的外壁上构成有一限位突缘53，该限位突缘53与前述的第一限位孔321相配合，即抵靠在第一限位孔321上，并且在导向套5朝向动铁芯6的一端的端部构成有一用于对动铁芯6在反力弹簧7的作用下而释放的释放位置进行限定的止挡部52，藉由该止挡部52防止动铁芯6窜出导向套5的容纳。

由图7所示，在静铁芯2朝向前述的第二轭铁壁体33的一端的端面上并且位于端面的中央构成有一突出于端面的限位突起23，该限位突起23与第二限位孔331相配合，即抵靠在第二限位孔331上（图5示）。

请重点见图5，作为本实用新型方案的技术要点：在前述的动铁芯6朝向静铁芯2的一端并且在对应于第二孔段213的部位即位于动铁芯6的中央部位（中央位置）开设有一凹腔64，该凹腔64的直径优选与第二孔段213的直径相一致，前述的传动杆1朝向动铁芯6的一端在穿过通孔21即依次穿过第一孔段212和第二孔段213后进而探入到凹腔64内，并且与凹腔64相配合，而前述的反力弹簧7的抵靠于传动杆1上的一端（图5所示的左端）伴随传动杆1探入即容纳到凹腔64内。也就是说，反力弹簧7的一端（图5示的左端）进入凹腔64，而另一端（图5示的右端）进入第一孔段212。

较为优选的方案，将传动杆1的探入到凹腔64内的一端的端部扩设成一个直径大于传动杆1的本身的直径的端帽11，端帽11与凹腔64的内壁（腔壁）相配合，前述的反力弹簧7的左端（图5示）抵靠在端帽11的端帽台阶111上，右端抵靠在台阶211上。在动铁芯6与静铁芯2吸合过程中，可由动铁芯6在克服反力弹簧7的反作用力下推动传动杆1动作，直至动铁芯6与静铁芯2吸合。

本实用新型的磁脱扣装置处于应用状态即处于工作状态时，正常的工作电流流过线圈4，由于动铁芯6与静铁芯2之间存在工作气隙8，动铁芯6受到由工作电流产生的电磁吸力，同时动铁芯6受到导向套5的止挡部52的阻挡部作用力和传动杆1在反力弹簧7的作用下对动铁芯6的反力弹簧推力，于是，反力弹簧推力为电磁吸力与阻挡部作用力之和，动铁芯6保持静止，动、静铁芯6、2之间的工作气隙相对固定。

请见图10，当主回路中产生故障电流如短路电流时，短路电流流过线圈4，同样由于动、静铁芯6、2之间存在工作气隙8，动铁芯6受到由短路电流产生的短路电流电磁吸力，该短路电流电磁吸力要远远大于前述的工作电流，因此由短路电流产生的短路电流电磁吸力在克服反力弹簧推力的状态下使动铁芯6动作，动铁芯6向静铁芯2的方向移动，反力弹簧7压缩，直至动铁芯6到达与静铁芯2相吸合的吸合位置。从而由传动杆1的端部即传动杆1的伸展至第二限位孔331外的端部（图5示）打击开关装置9的机构91。

在本实用新型提供的技术方案中，动铁芯6不存在已有技术中的例如由图1示意的第二动铁芯段62，从而可以使传动杆1的端部摒弃用于容纳第二动铁芯段62的柱腔12，不仅使传动杆1加工简单，而且传动杆1的外径可以显著缩小，以及传动杆1的用于与凹腔64相配合的端帽11可以显著缩小，整个传动杆1显著小于已有技术如图2所示的传动杆1，与已有技术相比较，增加了动、静铁芯6、2的磁极端面面积，在短路情况下，磁脱扣装置的动铁芯6的电磁吸力也得到提高，可使磁脱扣装置快速动作并且体积小型化。

同时，导向套5的内壁上的第一定位部51与静铁芯2的外壁上的第二定位部22相配合，第一、第二定位部51、22的接触面积比已有技术中的例如由图1所示的环形凸台621与柱腔台阶121的接触面积大，从而使本实用新型的第二定位部22与第一定位部51接触面上的应力相对于已有技术大大减小，即使遭受反力弹簧7的作用也不易被损坏，即不会出现第一、第二定位部51、22之间的定位失效，动、静铁芯6、2之间的工作气隙不会发生变化，即，保持在一定值，从而保障磁脱扣动作电流的误差不会超出允许范围。

Claims (10)

1.一种磁脱扣装置，包括传动杆(1)、动铁芯(6)、静铁芯（2）、轭铁(3)、线圈(4)、导向套(5)和反力弹簧(7)，线圈(4)绕设在导向套(5)外，并且位于轭铁(3)的腔体(31)内，动、静铁芯(6、2)彼此相对应设置并且容纳于导向套(5)的容腔内，其中，静铁芯(2)相对轭铁(3)保持静止，动铁芯(6)在导向套(5)的容腔内移动，与静铁芯(2)吸合或释放，静铁芯(2)的轴向中央开设有一通孔(21)，传动杆(1)移动地穿设在通孔(21)内并且对应到动铁芯(6)，与动铁芯(6)相配合，反力弹簧(7)套置在传动杆(1)上，用于向动铁芯(6)提供与静铁芯(2)吸合方向相反的力，其特征在于所述传动杆(1)在穿过通孔(21)后与动铁芯（6）相抵靠，所述反力弹簧(7)的一端抵靠在传动杆(1)的朝向动铁芯(6)的一端的端部，而另一端则抵靠在所述静铁芯(2)上。

2.根据权利要求1所述的磁脱扣装置，其特征在于所述导向套(5)在对应于所述静铁芯(2)的一端的内壁上构成有一个环通的第一定位部(51)，而在静铁芯(2)的外壁上并且在对应于第一定位部(51)的位置构成有一个环通的第二定位部(22)，第一、第二定位部(51、52)彼此相配合而将静铁芯(2)与导向套(5)固定。

3.根据权利要求1所述的磁脱扣装置，其特征在于所述的动铁芯(6)朝向所述静铁芯(2)的一端并且在对应于所述通孔(21)的位置开设有一凹腔(64)，所述的传动杆(1)朝向所述凹腔(64)的一端端部构成有一直径比传动杆(1)的直径大的端帽(11)，该端帽(11)探入凹腔(64)内并且与凹腔(64)的腔壁相抵靠，所述的反力弹簧(7)抵靠在端帽(11)上且伴随传动杆(1)探入到凹腔(64)内。

4.根据权利要求2所述的磁脱扣装置，其特征在于所述的第一定位部(51)为凹槽，而所述的第二定位部(22)为凸台，凸台与凹槽相配合。

5.根据权利要求2所述的磁脱扣装置，其特征在于所述的第一定位部(51)为凸台，而所述的第二定位部(22)为凹槽，凹槽与凸台相配合。

6.根据权利要求1所述的磁脱扣装置，其特征在于所述的导向套(5)朝向所述动铁芯(6)的一端的端部构成有一用于对所述的动铁芯(6)在释放时的释放位置进行限定的止挡部(52)。

7.根据权利要求1所述的磁脱扣装置，其特征在于所述的轭铁(3)的整体形状呈U形，在该轭铁(3)一端的第一轭铁壁体(32)上开设有一第一限位孔(321)，而在轭铁(3)另一端的第二轭铁壁体(33)上开设有一第二限位孔(331)，所述的导向套(5)与所述的第一限位孔(321)相配合，而所述的静铁芯(2)抵靠在所述的第二限位孔(331)上。

8.根据权利要求7所述的磁脱扣装置，其特征在于所述导向套(5)朝向所述第一轭铁壁体(32)的一端的外壁上构成有限位突缘(53)，该限位突缘(53)抵靠在所述的第一限位孔(321)上，所述的静铁芯(2)朝向所述第二轭铁壁体(33)的一端的端面上并且位于端面的中央构成有一限位突起(23)，该限位突起(23)抵靠在所述的第二限位孔(331)上。

9.根据权利要求1或2或6-8任一权利要求所述的磁脱扣装置，其特征在于所述导向套(5)是由绝缘材料或非导磁材料制成的。

10.根据权利要求1所述的磁脱扣装置，其特征在于所述通孔(21)由第一通孔段(212)和第二通孔段(213)构成，第一、第二通孔段(212、213)之间构成有台阶(211)，所述反力弹簧(7)的一端抵靠在传动杆(1)的朝向动铁芯(6)的一端的端部，而另一端则抵靠在所述台阶(211)上。

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