电路保护设备和用于电路保护设备的通量移位器的制造方法
【专利摘要】本发明名称为“电路保护设备和用于电路保护设备的通量移位器”。提供了一种销钉组件(208)。该销钉组件包括销钉(504)，紧接该销钉布置的偏置元件(508)，和耦合至该销钉和该偏置元件的锁闩(506)。
【专利说明】电路保护设备和用于电路保护设备的通量移位器
【技术领域】
[0001]本申请一般地涉及配电系统，以及更具体地，涉及一种电路保护设备和一种用于电路保护设备的通量移位器(flux shifter)。
【背景技术】
[0002]已知的配电电路包括多个开关装置或被耦合至一个或多个负载的其他断路器。开关装置和/或断路器典型地包括脱扣机构，如果电流超过电流阈值和/或如果另外电流在可接受的运行条件之外，则脱扣机构中断流至负载的电流。
[0003]至少一些已知的断路器和/或开关装置包括通量移位器设备，当电流超过电流阈值时，通量移位器设备触发脱扣机构。通量移位器设备一般地包括螺线管，例如，其响应从脱扣单元接收的脱扣信号发射磁场。在通量移位器内部，磁场使柱塞从锁定位置释放。柱塞撞击通量移位器设备的一个或多个部件以触发脱扣机构。然而，至少一些已知的通量移位器设备包括大量的部件，其不期望地增加通量移位器设备的成本和/或重量。此外，以单个设备形式安装在断路器内部的至少一些已知的通量移位器设备会在断路器和/或断路器的附件运行期间经历不期望的颤动和/或震动。这些颤动和/或震动可阻止断路器和/或通量移位器的运行和/或损坏断路器和/或通量移位器。
【发明内容】
[0004]在一方面中，提供了一种用于包括脱扣机构的电路保护设备的通量移位器，该通量移位器包括脱扣臂和销钉组件。销钉组件包括销钉、紧接销钉布置的偏置元件和耦合至销钉和偏置元件的锁闩。销钉组件被配置用来:当通量移位器进入脱扣状态时，使脱扣臂能旋转成与脱扣机构啮合以及当通量移位器进入运行状态和重置状态之一时，防止脱扣臂旋转成与脱扣机构啮合。
[0005]在另一个方面中，提供了 一种电路保护设备，其包括被配置为中断电流的脱扣机构，和被配置为触发脱扣机构用来中断电流的通量移位器。通量移位器包括脱扣臂和销钉组件。该销钉组件包括销钉，紧接销钉布置的偏置元件，和耦合至销钉和偏置元件的锁闩。销钉组件被配置用来:当通量移位器进入脱扣状态时，使脱扣臂能旋转成与脱扣机构啮合；以及当通量移位器进入运行状态和重置状态之一时，防止脱扣臂旋转成与脱扣机构啮合。
[0006]在又一方面中，提供了 一种用于包括脱扣机构的电路保护设备的通量移位器。通量移位器包括脱扣臂和销钉组件。销钉组件包括锁闩，耦合至锁闩的啮合销钉，和耦合至锁闩的重置销钉。该销钉组件被配置用来:当通量移位器进入脱扣状态时，使脱扣臂能旋转成与脱扣机构啮合；以及当通量移位器处于运行状态和重置状态之一时，防止脱扣臂旋转成与脱扣机构啮合。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是包括多个电路保护设备和电路保护设备的多个通量移位器的示范配电系统的示意框图。
[0008]图2是可与图1所示的电路保护设备一起使用的示范通量移位器的一部分的侧面透视图。
[0009]图3是图2所示的通量移位器的底部透视图。
[0010]图4是可与图1所示的通量移位器一起使用的示范支承框架的透视图。
[0011]图5是可与图1所示的通量移位器一起使用的示范脱扣臂的透视图。
[0012]图6是可与图1所示的通量移位器一起使用的示范销钉组件的透视图。
[0013]图7是可与图1所示的电路保护设备一起使用的处于运行状态的通量移位器的平面图。
[0014]图8是可与图1所示的电路保护设备一起使用的处于脱扣状态的通量移位器的平面图。
[0015]图9是可与图1所示的电路保护设备一起使用的处于完全重置状态的通量移位器的平面图。
[0016]图10是可与图1所示的通量移位器一起使用的示范支承杆和支承框架的透视图。
[0017]图11是包括图10所示的支承杆的示范通量移位器的透视图。
[0018]图12是图11所示的通量移位器的侧视图。
[0019]图13是可与图1中的电路保护设备一起使用的另一个示范通量移位器的一部分的侧视图。
[0020]图14是图13所示的通量移位器的透视图。
[0021]图15是可与图13所示的通量移位器一起使用的示范支承杆的透视图。
[0022]图16是可与图13所示的通量移位器一起使用的示范支承框架的透视图。
[0023]图17是可与图13所示的通量移位器一起使用的示范脱扣臂的透视图。
[0024]图18是可与图13所示的通量移位器一起使用的示范销钉组件的分解图。
[0025]图19是可与图13所示的通量移位器一起使用的示范啮合销钉的透视图。
【具体实施方式】
[0026]本文描述了电路保护设备和用于电路保护设备的通量移位器的示范实施例。通量移位器包括脱扣臂、柱塞和销钉组件，该销钉组件包括销钉、销钉偏置元件和锁闩。此外，在脱扣臂上形成脱扣叶片。在通量移位器的运行状态期间和重置状态期间，销钉的切口部防止脱扣臂由于脱扣臂偏置元件施加的偏置力而产生旋转。通过容置在通量移位器的螺线管内部的永磁体保持柱塞处于运行状态。柱塞被耦合至被压缩的偏置元件，使得弹簧的弹性能量得以储存。
[0027]在通量移位器的脱扣状态期间，螺线管接收脱扣信号，并产生相反于永磁体的电磁场。该电磁场有效地消除了由永磁体产生的场，且弹簧的弹性能量被转换为动能。通过该动能柱塞被推出螺线管并撞击锁闩，使得锁闩旋转。锁闩的旋转使得销钉旋转。切口部旋入脱扣臂能够被旋转的位置。脱扣臂偏置元件的偏置力使得脱扣臂旋转通过切口部。脱扣叶片旋转成与脱扣机构啮合，使得脱扣机构触发，因此中断流至负载的电流。
[0028]在通量移位器重置操作期间(即，当通量移位器进入重置状态时)，通过从脱扣臂表面上的柄组件施加力，脱扣臂旋转。在重置操作的第一部分期间，通过销钉上的切口部，销钉组件被紧靠脱扣臂的啮合表面锁住。此外，在重置操作的第一部分期间，销钉组件偏置元件经历由于脱扣臂上的外力产生的扭转变形，并充当柔性构件或弹簧运行。在重置操作的第二部分期间，脱扣臂关于该销钉移动。在啮合表面接触切口部中心的位置，切口部能够旋转通过脱扣臂的啮合表面。销钉组件开始沿顺时针方向旋转，且锁闩啮合柱塞。锁闩将柱塞推入螺旋管，因此克服了柱塞偏置元件的力。销钉组件偏置元件充当实心销钉，其从脱扣臂向锁闩传送力，用来将柱塞推入螺线管，并进入重置状态。因此，在重置操作期间，销钉组件，包括销钉组件偏置元件，充当两用销钉。销钉组件偏置元件在重置操作的第一部分期间作为真实的或假想的弹簧是柔性的，并在重置操作的第二部分期间充当实心销钉。据此，本文描述的通量移位器相对于至少一些已知的通量移位器使用更少的部件为电路保护设备提供了健壮且有效的脱扣触发和锁闩功能性。此外，销钉组件的可旋转部件有利于减少否则在该通量移位器内部出现的由于柱塞的运行产生的颤动。
[0029]图1是包括多个电路保护设备102的示范配电系统100的示意框图。在一个实施例中，各电路保护设备102在开关装置单元104内部可移除地耦合，并被配置用来可编程地控制分配至一个或多个负载106的功率。
[0030]负载106可包括，但不限于仅包括，机器、电动机、照明和/或制造或发电或配电设施的其他电和机械设备。功率从也耦合至电路保护设备102的配电线108被提供至开关装置单元104。
[0031]各电路保护设备102包括用于控制电路保护设备102的脱扣单元110。在示范实施例中，脱扣单元110是电子脱扣单元(ETU)。此外，各电路保护设备102包括至少一个传感器112、至少一个通量移位器114以及至少一个脱扣机构116。传感器112和通量移位器114被操作地耦合至脱扣单元110，且脱扣机构116被操作地耦合至通量移位器114。
[0032]脱扣单元110包括处理器118和被耦合至处理器118的存储器120。在一个实施例中，脱扣单元Iio还包括被耦合至处理器118的显示设备122。
[0033]应该理解，术语“处理器” 一般地指的是任何可编程系统，包括系统和微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路以及能够执行本文描述的功能的任何其他电路或处理器。以上实例仅是示范性的，并因此并不意在以任何方式限定术语“处理器”的定义和/或意义。
[0034]存储器120存储由处理器118执行的程序代码和指令来控制和/或监测电路保护设备102和/或脱扣机构116。在示范实施例中，存储器120包括非易失性RAM用来使存储在存储器120中的数据能够在掉电后得以保留。备选地或额外地，存储器120可以包括磁性RAM(MRAM)、铁电体RAM(FeRAM)、只读存储器(ROM)、闪存和/或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。任何其他合适的磁、光和/或半导体存储器，可单独地或与其他存储器形式组合地包括在存储器120中。存储器120还可以是，或包括，可拆卸或可移除的存储器，包括但不限于，合适的盒式磁带、盘、⑶ROM、DVD或USB存储器。
[0035]在示范实施例中，显示设备122包括一个或多个发光二级管(LED)，其指示出电路保护设备102和/或脱扣单元110的状态。例如，处理器118可触发显示设备122的一个或多个部件(例如，LED)来指示出电路保护设备102和/或脱扣单元110是有效的和/或正常运行的、故障或失效已经发生、和/或脱扣单元110和/或电路保护设备102的任何其他状态。[0036]在示范实施例中，传感器112是电流传感器，例如譬如变流器、罗果夫斯基线圈、霍尔效应传感器和/或测量流经脱扣机构116电流的分流器。备选地，传感器112可包括能够使配电系统100如本文所述的执行功能的任何其他传感器。在示范实施例中，各传感器112产生代表流经相关联的脱扣机构116的测量的或检测的电流的信号(下文称之为“电流信号”)。此外，各传感器112传送电流信号至与脱扣机构116相关联的处理器118。如果电流信号和/或由电流信号代表的电流超过可编程的电流阈值，则各处理器118被编程来触发脱扣机构116以中断提供至负载106的电流。
[0037]通量移位器114是机电设备，其被耦合至处理器118并响应从处理器118接收的控制信号(譬如脱扣信号)产生磁场。通量移位器114紧接、和/或操作地耦合至脱扣机构116。磁场使得通量移位器114触发脱扣机构116，因此阻止电流流经脱扣机构116和/或电路保护设备102至负载106。备选地，任何合适的致动器可用来响应从处理器118接收的控制信号触发脱扣机构116。
[0038]在示范实施例中，脱扣机构116包括一个或多个断路器设备。示范断路器设备例如包括电路开关、接触臂和/或电路断流器，该电路断流器中断电流流经断路器设备至耦合到断路器设备的负载。备选地，脱扣机构116可以是当脱扣机构116被触发时(例如被通量移位器114触发时)中断电流的任何其他机构或设备。
[0039]在一个实施例中，处理器118还可通信地被耦合至控制配电系统100运行的中央控制器124。例如，处理器118可直接耦合用于与中央控制器124通信，或可经通信单元126耦合用于与中央控制器124通信。在处理器118与中央控制器124之间的通信还可通过硬连线的通信链路或通过无线的通信链路提供。处理器118汇集涉及相应的脱扣机构116的测量的运行状态数据。例如，各处理器118从与脱扣单元110相关联的传感器112采集测量的运行状态数据，譬如代表电流信号的数据(本文还称之为“电流数据”)。处理器118将电流数据存储在耦合至处理器118的存储器120中，和/或将该电流数据传送至中央控制器 124。
[0040]虽然参考配电系统100的开关装置单元104在图1中已经描述了电路保护设备102，但是应当认识到电路保护设备102，或其中的任何部件，可与能使配电系统100如本文所述执行功能的任何设备或系统一起使用。
[0041]在运行期间，从配电线路108接收到AC电流，并经传感器112和脱扣机构116传送至负载106。传感器112产生代表流经脱扣机构116的电流大小的电流信号，并将该电流信号传送至脱扣单元110。处理器118接收代表电流信号的数据(例如，在该信号从模拟信号转换成数字信号之后)并分析该数据，用来确定在配电系统100中是否已经发生了故障。例如，处理器118将电流振幅与存储在存储器120中的一个或多个预定的电流阈值进行比较，用来确定电流振幅是否超过了电流阈值。如果流经脱扣机构116的电流的振幅超过了电流阈值，处理器118将控制信号传送至通量移位器114，用来使脱扣机构116被触发。
[0042]通量移位器114接收控制信号并响应该控制信号产生磁场。该磁场使通量移位器114脱扣或触发脱扣机构116以阻止电流流经脱扣机构116，因此将负载106与配电线108电断开。
[0043]图2是可与配电系统100和/或电路保护设备102 (两者如图1所示)一起使用的示范通量移位器114的局部侧面透视图。图3是通量移位器114的底部透视图。[0044]在示范实施例中，通量移位器114包括支承框架202、脱扣臂204、脱扣臂偏置元件206、销钉组件208、杆210和警铃212。通量移位器114还包括用于触发脱扣机构116 (如图1所示)的装有弹簧的柱塞和螺线管(均未在图2和3中示出)。脱扣臂偏置元件206包括，例如，被耦合至脱扣臂204的扭簧。备选地，脱扣臂偏置元件206包括能使通量移位器114如本文所述执行功能的任何合适的偏置元件。
[0045]图4是可与通量移位器114(如图1所示)一起使用的示范支承框架202的透视图。支承框架202可由金属和/或金属合金制造而成。备选地，支承框架202可由任何合适的材料制造而成。支承框架202有利于保护和容置通量移位器114的部件。
[0046]在示范实施例中，支承框架202包括第一侧部302、相对的第二侧部304和被耦合至第一侧部302和第二侧部304的连接部306。在第一侧部302和第二侧部304内部限定了开口 308，以及在第一侧部302内部限定了狭缝或沟道310。在示范实施例中，各开口 308大体呈圆形，且狭缝310大体呈弓形用于容纳穿过其中的销钉组件208的一个或多个部分。备选地，开口 308和/或狭缝310可具有能使通量移位器114如本文所述执行功能的任何合适的形状。
[0047]此外，支承框架202包括从第一侧部302延伸的凸缘312。凸缘312所取的形状和大小是为了啮合脱扣臂204的部分并限定该部分的旋转运动。
[0048]图5是可与通量移位器114(如图1所示)一起使用的示范脱扣臂204的透视图。在示范实施例中，脱扣臂204包括包围脱扣臂偏置元件206 (如图2所示)的支承部402,和被耦合至支承部402的侧部404。在侧部404的内部限定导向部406，譬如大体呈弓形的狭缝或槽406。此外，凸缘408和脱扣叶片410被形成在侧部404的相对的端部上。大体呈平面的啮合表面412被限定在脱扣臂204上紧接凸缘408。
[0049]在示范实施例中，导向部406所取的形状和大小是为了容纳销钉组件208的部分，如本文更完整地描述的那样。此外，导向部406的形状和大小至少部分地符合支承框架202的狭缝310的形状和大小，使得销钉组件208的部分穿过支承框架202的狭缝310且穿过或进入脱扣臂204的导向部406被容纳。脱扣臂204的导向部406由顶面414、第一侧面416、相对于顶面414的底面418和相对于第一侧面416的第二侧面420限定。
[0050]在示范实施例中，脱扣臂204的凸缘408所取的大小和形状是为了容纳支承框架202的凸缘312的至少一部分，以使得支承框架202的凸缘312例如在脱扣操作期间接触啮合表面412。在备选实施例中，任何其他的设备或部件，譬如支承杆(未在图5中示出)可用来在脱扣操作期间与啮合表面412接触。脱扣叶片410所取的形状和大小是为了在通量移位器114的运行期间啮合脱扣机构116，如本文更完整地描述的那样。
[0051]图6是可与通量移位器114(如图1所示)一起使用的示范销钉组件208和柱塞502的透视图。销钉组件208包括销钉504、锁闩506和销钉偏置元件508。
[0052]销钉504，和销钉组件208，可旋转地被耦合至支承框架202 (如图2所示)。销钉504包括第一端部510、相对的第二端部512和在第一端部510与第二端部512之间延伸的主体部514。第一端部510包括切口部516，当以垂直于销钉504的纵轴518的平面剖开横截面时，该切口部大体呈圆弓形横截面形状(即，“D”形)。据此，切口部516包括大体呈平面的内表面520和大体呈弓形的外表面522。备选地，切口部516可具有矩形横截面形状，或能使销钉组件208如本文所述执行功能的任何合适的横截面形状。[0053]锁闩506包括第一侧部524和相对的第二侧部526。第一侧部524大体呈平面，且在第一侧部524的内部限定了撞击区域528。撞击区域528包括第一部分530和第二部分532。在示范实施例中，第一部分530大体呈弓形或斜坡形，且第二部分532大体呈平面或斜坡形。备选地，第一部分530和/或第二部分532可具有能使销钉组件208如本文所述执行功能的任何合适的形状。撞击区域528所取的大小和形状是为了容纳柱塞502的至少一部分，譬如柱塞502的撞击端部534。此外，开口(未示出)贯穿锁闩506延伸，用来使销钉王体部514能够贯芽插入，并被稱合至，锁円506。
[0054]在示范实施例中，销钉偏置元件508是紧接销钉504布置的扭簧。例如，如图6所示，销钉偏置元件508绕(about)销钉504布置,用来至少部分地包围销钉504。销钉偏置兀件508包括第一端部536、第二端部538和在第一端部536与第二端部538之间稱合的多个绕组540。销钉偏置元件508的第二端部538被耦合至锁闩506，且销钉偏置元件508的第一端部536紧接销钉504的第一端部510布置。如本文所使用的，术语“绕”指的是第一物体相对于第二物体之间的位置，在该位置第一物体紧接地、靠近地和/或环绕第二物体布置。
[0055]例如当力施加至销钉偏置元件508的第一端部536时，销钉偏置元件508的至少一部分是绕销钉504可旋转的。更准确地说，当力施加至销钉偏置元件508的第一端部536时，第一端部536绕销钉504(即，绕纵轴518)旋转，用来依照第一端部536旋转的方向压缩或舒张销钉偏置元件508。当第一端部536沿逆时针方向542旋转时，销钉偏置元件508被压缩，且机械能被存储在销钉偏置元件508的内部。当力被移除时(或当机械能克服该力时)，该机械能使销钉偏置元件508沿顺时针方向544旋转。当力被施加至第一端部536、使得第一端部536沿顺时针方向544旋转时，销钉偏置元件508舒张，且机械能被存储在销钉偏置元件508的内部。当力被移除时(或当机械能克服该力时)，机械能使销钉偏置元件508沿逆时针方向542旋转。
[0056]在示范实施例中，当销钉组件208被耦合至支承框架202时，切口部516贯穿支承框架第一侧部302的开口 308延伸。此外，销钉偏置元件508的第一端部536贯穿支承框架202的狭缝310，且贯穿或进入脱扣臂204的导向部406延伸。
[0057]图7是处于运行的或锁闭的状态的示范通量移位器114的平面图。图8是处于脱扣状态的通量移位器114的平面图。图9是处于完全的重置状态的通量移位器114的平面图。
[0058]如本文所使用的，术语“运行状态”指的是通量移位器114没有触发脱扣机构116的状态或位置。反而，在运行状态，通量移位器114当从处理器118或从另一个设备接收到脱扣信号时可随时触发脱扣机构116。术语“脱扣状态”是通量移位器114触发脱扣机构116中断电流流至负载106的状态或位置。通量移位器114响应接收的脱扣信号进入脱扣状态。“重置状态”是通量移位器114已经重置，使通量移位器114能够例如在已经进入脱扣状态之后进入或重新进入运行状态的状态或位置。通过执行重置操作进入重置状态，如本文更加完整地描述的那样。
[0059]如图7所示，当通量移位器114处于运行状态，通过脱扣臂偏置元件206及销钉504的切口部516维持脱扣臂204的位置。更准确地说，脱扣臂偏置元件206使偏置力被以顺指针方向544施加至脱扣臂204。销钉504的切口部516与脱扣臂204的啮合表面412对准，使得切口部516的内表面520与啮合表面412大体平行。据此，脱扣臂偏置元件206的偏置力使脱扣臂204维持与切口部516接触，且切口部516阻止了脱扣臂204进一步沿顺时针方向544旋转。此外，通过销钉偏置元件508的偏置力，锁闩506被维持与柱塞502 (例如，与柱塞502的撞击端部534)接触。
[0060]在电路保护设备102的运行期间，如果流经脱扣机构116的电流的振幅超过了电流阈值，或如果检测到另外的故障，处理器118 (或另外的设备)将脱扣信号传送至通量移位器114。响应该脱扣信号,通量移位器114产生使柱塞502释放的磁场。柱塞502在撞击区域528撞击锁闩506，并使锁闩506沿逆时针方向542旋转。
[0061]锁闩506的旋转使销钉504和切口部516沿逆时针方向542旋转。此外，销钉偏置元件508的第一端部536在脱扣臂204的导向部406和支承框架202的狭缝310内部沿逆时针方向542旋转。第一端部536接触脱扣臂导向部406的顶面414和/或第一侧面416，并诱发旋转力至脱扣臂204。此外，锁闩506的旋转使切口部516旋转至脱扣臂204的旋转不会被切口部516阻塞的位置。
[0062]第一端部536和脱扣臂偏置元件206的旋转力使脱扣臂204沿顺时针方向544经过切口部516旋转。脱扣臂204的旋转使脱扣叶片410啮合脱扣机构116，来断开一个或多个触头(未示出)以中断流经电路保护设备102的电流。
[0063]参照图8，当通量移位器114处于脱扣状态，柱塞502被维持在延伸的位置。通过脱扣臂偏置元件206和/或销钉偏置元件508的偏置力，脱扣臂204被维持与支承框架202的凸缘312接触。在一个实施例中，用户启动重置操作来将通量移位器114置于重置状态(如图9所示)，例如，通过接合(engage)重置按钮或开关启动重置操作，或通过将电路保护设备102的操作手柄(都未示出)置于重置位置启动重置操作。重置操作使力沿逆时针方向542被施加至脱扣臂204。
[0064]被施加至脱扣臂204的力克服了脱扣臂偏置元件206和/或销钉偏置元件508的偏置力，使得脱扣臂204沿逆时针方向542旋转。脱扣臂导向部406的第一侧面416在绕销钉504的顺时针方向544中移动销钉偏置元件508的第一端部536。第一端部536的移动使机械能被存储在销钉偏置元件508的内部。最初，因为销钉504的切口部516的位置通过脱扣臂204被维持，所以阻止了销钉504旋转。当脱扣臂204旋转通过切口部516的中心时，销钉504能够旋转。被施加至脱扣臂204的力使得销钉504和锁闩506沿顺时针方向544旋转，因此将柱塞502移动进入图9所示的缩回的或锁闭的位置。
[0065]图10是可与通量移位器114(如图1所示)一起使用的示范支承杆602和示范支承框架604的透视图。更准确地说，在示范实施例中，通量移位器114可包括替代凸缘312 (如图4所示)的支承杆602。支承框架604大体与支承框架202 (如图2所示)相似，且图10中相似的部件采用与图2中所采用的相同的附图标记。
[0066]在示范实施例中，支承框架604包括第一开口 606(替代图2所示的开口 308)，其所取的形状和大小是为了容纳支承杆602的至少第一部分。第一开口 606大体呈矩形，并贯穿支承框架604的第一侧部302延伸。支承框架604还包括第二开口 608，其所取的形状和大小是为了容纳支承杆602的至少第二部分。在示范实施例中，第二开口 608大体呈矩形，并贯穿支承框架604的第二侧部304延伸。
[0067]在示范实施例中，支承杆602是大体呈扁平的矩形杆，其所取的形状和大小是为了至少部分地贯穿插入第一开口 606。更准确地说，第一凸缘610被形成在第一端部612，且第二凸缘614被形成在支承杆602的第二端部616。支承杆602的主体部618在第一端部612和第二端部616之间延伸，以及限定贯穿主体部618延伸的开口 620。
[0068]在组装期间，第一端部612被贯穿第一开口 606插入，并紧靠第二侧部304布置，使得第一凸缘610至少部分地贯穿第二开口 608延伸。当第一端部612紧靠第二侧部304布置时，阻止第二凸缘614贯穿第一开口 606延伸，以及该第二凸缘614紧靠第一侧部302布置。据此，在通量移位器114运行期间，通过第一开口 606和第二开口 608的大体与支承杆602的形状相适应的矩形形状，阻止支承杆602旋转或移动。如本文更加完整地描述的那样，支承杆602有利于支承并限制柱塞502的移动。
[0069]图11是包括支承杆602的示范通量移位器114的透视图。图12是通量移位器114的侧视图。在示范实施例中，通过偏置元件702，譬如弹簧702，支承杆602被耦合至警铃212。更准确地说，偏置元件702的至少一部分贯穿开口 620延伸，并通过支承杆602保
持位置。
[0070]参考图12，支承杆602的主体部618布置在柱塞502的上方，用来防止柱塞502通过销钉组件208沿向上的方向移动。此外，支承杆602所取的形状和大小是为了啮合脱扣臂204的一部分(譬如啮合表面412)并限定该部分的旋转移动。例如，如果通量移位器114进入脱扣状态，则例如在脱扣叶片410已经啮合脱扣机构116之后，支承杆602停止脱扣臂204的旋转。
[0071]图13是可与电路保护设备102 —起使用的另一个示范通量移位器800的一部分的侧视图。图14是通量移位器800的透视图。除非另作说明，通量移位器800与通量移位器114(如图2所示)大体相似，且图13中相似的部件采用与图2所采用的相同的附图标记。
[0072]在示范实施例中，通量移位器800包括支承框架802、脱扣臂804、销钉组件806、脱扣臂偏置元件206、杆210和警铃212。通量移位器800还包括具有用来与柱塞502 (如图6所示)啮合的形状的支承杆808。在示范实施例中，销钉组件806包括啮合销钉810、锁闩812和重置销钉814。啮合销钉810绕销钉轴816布置,且在通量移位器800的重置操作期间，销钉组件806 (例如，锁闩812)绕重置轴818旋转。
[0073]在示范实施例中，当通量移位器800进入脱扣状态时，销钉组件806被配置用来使脱扣臂804能够旋转成与脱扣机构116啮合。此外，当通量移位器800处于运行状态或重置状态时，销钉组件806被配置用来防止脱扣臂804旋转成与脱扣机构116啮合。
[0074]在通量移位器800的脱扣操作期间，螺线管接收脱扣信号并产生相反于将柱塞502保持在缩回位置的永磁体(未不出)的电磁场。该电磁场有效地抵消了由永磁体产生的场，以及耦合至柱塞502的弹簧(未示出)的弹簧弹性能量被转换为动能。柱塞502通过该动能被推出螺线管外并撞击锁闩812，使锁闩812旋转。锁闩812的旋转使啮合销钉810能关于脱扣臂804滑动。由于啮合销钉810关于脱扣臂804的滑动移动减少了在脱扣臂804和啮合销钉810之间的啮合或接触。当脱扣臂804滑过啮合销钉810的中点(例如，销钉轴816)时，脱扣臂804能够旋转。更准确地说，脱扣臂偏置元件206的偏置力使脱扣臂804旋转经过啮合销钉810的切口部。脱扣叶片410旋转成与脱扣机构116啮合，用来使脱扣机构116触发，因此中断流至负载106的电流。[0075]在通量移位器800的重置操作期间(即，当通量移位器800进入重置状态)，脱扣臂804通过从柄组件(未示出)在脱扣臂804表面上施加力而旋转。脱扣臂804底部的弯曲部啮合重置销钉814。脱扣臂804使力被施加在重置销钉814上，因此使销钉组件806 (例如，锁闩812)绕重置轴818沿顺时针方向旋转。锁闩812的旋转使柱塞502被移动至缩回位置。当柄组件达到重置状态时，脱扣臂804紧靠啮合销钉810的表面布置。同样地，当通量移位器800处于重置状态时(或当通量移位器800如上所述处于运行状态时)，啮合销钉810的切口部接触脱扣臂804，并防止脱扣臂804旋转成与脱扣机构116啮合。据此，本文描述的通量移位器800相对于至少一些已知的通量移位器使用更少量的部件为电路保护设备102提供了健壮的且有效的脱扣触发和锁闭功能性。此外，销钉组件806的可旋转的部件有利于减少由于柱塞502的运行而否则可能出现在通量移位器800内部的颤动。
[0076]图15是可与通量移位器800 (如图13所示)一起使用的示范支承杆808的透视图。除非另作说明，支承杆808与支承杆602 (如图10所示)大体相似，且图15中相似的部件采用与图10中采用的相同的附图标记。
[0077]在示范实施例中，支承杆808包括大体的平面部902和弯曲部904。平面部902啮合支承框架802，用来将支承杆808保持在支承框架802内部。弯曲部904啮合柱塞502，用来在通量移位器800脱扣操作期间，柱塞502旋转锁闩812之后，停止柱塞502的移动。应该认识到，弯曲部904有利于减少当柱塞502撞击支承杆808时否则可能发生的颤动的大小。
[0078]图16是可与通量移位器800 (如图13所示)一起使用的示范支承框架802的透视图。除非另作说明，支承框架802与支承框架202(如图4所示)大体相似，且图16中相似的部件采用与图4中采用的相同的附图标记。
[0079]在示范实施例中，支承框架802包括第一侧部302、第二侧部304和连接部306。在第一侧部302内部限定了开口 1002和狭缝或沟道1004。在示范实施例中，开口 1002大体呈L形，用来容纳支承杆808，且狭缝1004大体呈弓形，用来容纳贯穿其中的销钉组件806的一个或多个部分。备选地，开口 1002和/或狭缝1004可具有能使通量移位器800如本文所述执行功能的任何合适的形状。
[0080]图17是可与通量移位器800 (如图13所示)一起使用的示范脱扣臂804的透视图。除非另作说明，脱扣臂804与脱扣臂204(如图5所示)大体相似，且图17中相似的部件采用与图5中采用的相同的附图标记。
[0081]脱扣臂804包括在脱扣臂804底部1104限定的弯曲部1102。弯曲部1102啮合重置销钉814，用来在通量移位器800的重置操作期间，将销钉组件806和柱塞502移动至缩回位置。此外，在通量移位器800如上所述运行的期间，脱扣臂804与啮合销钉810啮合。
[0082]图18是可与通量移位器800 (如图13所示)一起使用的示范销钉组件806的分解图。图19是可与通量移位器800 (如图13所示)和销钉组件806 —起使用的示范啮合销钉810的透视图。除非另作说明，销钉组件806与销钉组件208(如图6所示)大体相似，且图18和图19中相似的部件采用与图6中采用的相同的附图标记。
[0083]在示范实施例中，销钉组件806包括锁闩812、卩齿合销钉810和重置销钉814。锁闩812包括用于容纳啮合销钉810的第一开口 1202和用于容纳重置销钉814的第二开口1204。据此，当组装通量移位器800时，啮合销钉810和重置销钉814被耦合至锁闩812。[0084]此外，在锁闩812内部限定撞击区域1206。撞击区域1206包括第一部分1208和第二部分1210。在示范实施例中，第一部分1208和第二部分1210彼此大体垂直。当通量移位器800处于重置状态时,第一部分1208大体垂直于柱塞502对准,且当通量移位器800处于重置状态时，第二部分1210大体平行于柱塞502对准。此外，第二部分1210形成用来容纳柱塞502的撞击端部534的沟道的形状。
[0085]除非另作说明，啮合销钉810与销钉504(如图6所示)大体相似。啮合销钉810包括具有大体呈平面的第一侧部1214的主体部1212。主体部1212的第一端部1216包括切口部1218，当以垂直于啮合销钉810的纵轴1220的平面做横截面时，该切口部1218具有大体呈圆弓形的横截面形状(例如“D”形)。在一个实施例中，纵轴1220与销钉轴816(如图13所示)相同或共轴。据此，切口部1218包括大体呈平面的内表面1222和大体呈弓形的外表面1224。备选地，切口部1218可具有矩形的横截面形状，或能使销钉组件806如本文所述执行功能的任何合适的横截面形状。
[0086]电路保护设备和用于电路保护设备的通量移位器的示范实施例在上文中被详细描述。该些设备并不限于本文描述的特定实施例，反而，这些设备的部件可独立于以及分离于本文描述的其他的操作和/或部件使用。此外，描述的操作和/或部件还可被限定在其他的系统、方法和/或设备中，或联合其他的系统、方法和/或设备使用，且并不限于与如本文所述的配电系统一起实现。
[0087]尽管与示范配电系统联系来描述本发明，本发明的实施例也可操作地与多种其他功率系统，或其他系统或设备一起使用。本文描述的电路保护设备并不意在暗示关于本发明任何方面的使用或功能性范围的任何限制。此外，本文描述的电路保护设备不应解释为具有涉及如在示范运行环境中示出的任何一个或多个部件的组合的任何的从属物或必需物。
[0088]本文示出的和描述的在本发明的实施例中的操作的执行或履行的顺序不是必要的，除非另作说明。即，可以任何顺序执行操作，除非另作说明，且本发明的实施例可相对于本文公开的操作包括额外的或更少的操作。例如，预期到在另一个操作之前，同时，或之后，实行或执行特定的操作落入本发明的某些方面的范围之内。
[0089]尽管本发明的多种实施例的特定的特征在一些附图中被示出，而在其他附图中没有示出，这仅是为了方便起见。依照本发明的原理，附图的任何特征可与任何其他附图的任何特征组合被参考和/或请求保护。
[0090]本书面描述使用了实例用来公开本发明(包括最佳模式)，还用来使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和利用任何设备或系统并执行任何合并在内的方法)。本发明的可获得专利权的范围由权利要求所限定，且包括所属领域技术人员容易想到的其他的实例。如果其他的实例具有没有不同于权利要求的文字语言的结构元件，或如果其他的实例包括与权利要求的文字语言无实质差别的等价结构元件，则这样的其他的实例意在囊括在权利要求的范围之内。
[0091]部件表
[0092]
【权利要求】
1.一种用于包括脱扣机构(116)的电路保护设备(102)的通量移位器(114)，所述通量移位器包含: 脱扣臂(204);和 销钉组件(208)，所述销钉组件包含: 销钉(504)； 偏置元件(508)，其紧接所述销钉布置；以及 锁闩(506)，其耦合至所述销钉和所述偏置元件， 其中，所述销钉组件被配置用来:当所述通量移位器进入脱扣状态时，使所述脱扣臂能旋转成与所述脱扣机构啮合；以及当所述通量移位器处于运行状态和重置状态之一时，防止所述脱扣臂旋转成与所述脱扣机构啮合。
2.依照权利要求1所述的通量移位器(114)，还包含柱塞(502)，其被配置为用来触发所述销钉组件(208)以使所述脱扣臂(204)能旋转成与所述脱扣机构(116)啮合。
3.依照权利要求2所述的通量移位器(114)，其中所述锁闩(506)包含撞击区域(528)，所述柱塞(502)被配置为用来接触所述撞击区域，以旋转所述销钉组件(208)。
4.依照权利要求1所述的通量移位器(114)，其中在所述脱扣臂(204)中形成导向部(406)，且其中所述销钉组件(208)的一部分延伸进入所述导向部。
5.依照权利要求4所述的通量移位器(114)，其中所述偏置元件(508)包含延伸进入所述导向部(406)的端部(536) ο
6.依照权利要求5所述的通量移位器(114)，其中所述脱扣臂(204)包含限定所述导向部(406)的至少一个边缘，所述端部(536)被配置用来旋转穿过所述导向部并接触所述至少一个边缘，以使所述脱扣臂能够旋转成与所述脱扣机构(116)啮合。
7.依照权利要求5所述的通量移位器(114)，还包含支承框架(202)，其中在所述支承框架内部形成弓形狭缝(310)，且其中所述端部延伸穿过所述弓形狭缝。
8.依照权利要求1所述的通量移位器(114)，其中所述销钉(504)包含切口部(516)，其被配置用来接触所述脱扣臂(204)。
9.依照权利要求8所述的通量移位器(114)，其中所述切口部(516)被配置用来当所述通量移位器处于运行状态和重置状态之一时，防止所述脱扣臂(204)旋转成与所述脱扣机构(116)啮合。
10.依照权利要求9所述的通量移位器(114)，还包含:柱塞(502)，其被配置用来当所述通量移位器进入所述重置状态时，使所述切口部(516)旋转进入使所述脱扣臂(204)能旋转成与所述脱扣机构(116)啮合的位置。
【文档编号】H01H71/12GK103794421SQ201310670872
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2012年10月25日
【发明者】U·尚马加拉, L·波默伦克, A·波斯 申请人:通用电气公司