CN113539712B - 一种触点状态可检测的开关 - Google Patents

Abstract

本发明为一种触点状态可检测的开关，属于电器设备技术领域；提出一种性能可靠稳定、触点状态直接监测的触点状态可检测的开关；技术方案为：一种触点状态可检测的开关，所述触点状态可检测的开关还包括触点状态监测模块，所述触点状态监测模块包括：状态监测机构和状态显示机构，所述状态监测机构有多个，若干状态监测机构一一对应的安装于触点状态可检测的开关的每个真空管内，所述状态显示机构分别与若干状态监测机构电气连接。

Description

一种触点状态可检测的开关

技术领域

本发明为一种触点状态可检测的开关，属于电器设备技术领域。

背景技术

煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。改革开发以来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭产量持续增长，生产技术水平逐步提高，煤矿安全生产条件有所改善，对国民经济和社会发展发挥了重要的作用。煤矿井下电器火花、电弧及炽热体是导致瓦斯爆炸的主要点火源，人身和设备安全是重中之重。先进的煤炭生产工艺过程要靠先进的煤矿机械装备来实现，矿用防爆电器设备产品的发展与进步与煤炭行业发展息息相关。因此，优质的矿用隔爆型以及本质安全型动力中心用组合开关应运而生。随着现代化矿井的不断发展，矿用防爆电器设备产品逐渐向智能化、大容量、组合化发展，微电子技术也开始在矿用防爆电器设备产品中应用。

我国目前组合开关普遍由换向开关、接触器组合而成，存在体积比较大，零部件比较笨拙，安全性能比较差，事故故障率比较高等缺点。目前法国、英国以及国内的一些厂家，开始采用结构比较紧凑的真空管作为起动器和组合开关的主要部件。

电气开关产品的主要功能就是分断电路，其实际的分合状态至关重要。然而很多开关无法直接观察到明显断开点，因此多通过设备机械指示位置、电气指示、仪表及各种遥测、遥信信号的变化来判断，至少应有两个非同样原理或非同源的指示发生对应变化，且所有这些确定的指示均已同时发生对应变化，才能确认该设备已操作到位。检查中若发现其他任何信号有异常，均应停止操作，查明原因。

为解决上述问题，我公司提出一种光电传感器监测的组合开关(专利CN211294912U)。经过大量应用，发现触点接触瞬间产生强磁场对精密传感器影响较大，传感器的准确性和寿命大幅下降，后期极易产生漏报或者误报的情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明针对强电环境和安全要求，提出一种性能可靠稳定、触点状态直接监测的触点状态可检测的开关。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种触点状态可检测的开关，所述触点状态可检测的开关还包括触点状态监测模块，所述触点状态监测模块包括：状态监测机构和状态显示机构，所述状态监测机构有多个，若干状态监测机构一一对应的安装于触点状态可检测的开关的每个真空管内，所述状态显示机构分别与若干状态监测机构电气连接；

所述状态监测机构包括：动触环、静触内环、静触外环、压缩弹簧、接线柱A、接线柱B、接线触点和监测电源模块；位于真空管内的动触点外同轴固定有动触环，所述动触环为竖直设置的直管，且所述动触环与真空管之间间隙配合，所述静触内环是上部外径小于下部外径的阶梯管，所述静触内环竖直固定于静触点侧壁上，所述静触内环上部套装有压缩弹簧，且所述压缩弹簧内径小于静触内环下部外径，所述压缩弹簧外侧的静触内环上固定有接线柱A和接线柱B，且所述接线柱A和接线柱B与静触点分离，所述接线柱A和接线柱B与其对应的监测电源模块端点电气连接，

所述静触内环外壁上活动设置有静触外环，且所述静触外环上部内径小于压缩弹簧外径，所述静触外环上设置有接线触点，所述动触点与静触点接触时，形成所述动触环下压静触外环的趋势，同时所述接线触点与接线柱A和接线柱B接触，形成接线柱A和接线柱B导通的趋势。

所述动触环、静触内环和静触外环均为绝缘材质。

所述压缩弹簧为塑料弹簧。

所述监测电源模块为：二极管D正极为监测电源模块正极输入端，所述二极管D负极依次串接电阻R1和与其一一对应的接线柱A，光电耦合器Q第一引脚连接与其一一对应的接线柱B，所述光电耦合器Q的第二引脚依次串联保险丝和线圈L，所述线圈L为监测电源模块负极输入端。

所述状态显示机构包括：本安电源E2和显示电路，若干显示电路均与本安电源E2电气连接，所述显示电路为：发光二极管LED正极接本安电源E2正极，发光二极管LED负极与其一一对应的光电耦合器Q第四引脚串接，所述光电耦合器Q第三引脚串接电阻R2后接本安电源E2负极。

若干所述发光二极管LED与触点状态可检测的开关的多个真空管一一对应，且若干所述发光二极管LED均安装于触点状态可检测的开关外壳上。

所述状态显示机构还包括本安电源E1，所述本安电源E1为监测电源模块供电。

所述接线柱A、接线柱B和接线触点均为铜导线。

所述接线触点为弧形结构，且所述接线触点两端位于静触外环下端，接线触点中部设置于静触外环内。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明适用于触点接触开关、断路器等电气，其监测模块直接对触点状态进行监测，具有监测精确率高的优点。同时结合光电耦合器和发光二极管，摒弃了高精密传感器，适用于强磁场、水汽多和空气粉尘多的复杂、艰苦环境。

二、本发明采用塑料弹簧，避免强电场在弹簧内形成涡流等，提高使用安全系数。

三、本发明采用动触环、静触内环和静触外环，对触点外形和结构整体不做改变，不会影响闭合或开启时形成电弧，在对触点状态直接监测的同时，避免对触点形成干扰；同时动触环、静触内环和静触外环均为绝缘材质，使接线柱A和接线柱B以及接线触点与触点完全被绝缘材质隔离，避免出现干扰以及漏电情况。

四、本发明电路简单，适合强磁场、高电压环境，具有监控准确、反应速度快的优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明内部结构示意图。

图3为本发明实施例1真空管内部结构示意图。

图4为本发明实施例2真空管内部结构示意图。

图5为本发明实施例2的另一种真空管内部结构示意图。

图6为本发明实施例5或者实施例6的真空管内部结构示意图。

图7为本发明图6中A-A的剖视图。

图8为本发明实施例5或者实施例6的另一种真空管内部结构示意图。

图9为本发明实施例5或者实施例6的有一种真空管内部结构示意图。

图10为本发明电路图。

图中：1为状态监测机构，2为状态显示机构，11为动触环，12为静触内环，13为静触外环，14为压缩弹簧，15为接线柱A，16为接线柱B，17为接线触点，31为动触点，32为静触点。

具体实施方式

为进一步理解本发明，下面结合附图和实施例详细阐述：

实施例1

如图1、图2、图3和图10所示：本发明所述一种触点状态可检测的开关，所述触点状态可检测的开关还包括触点状态监测模块，所述触点状态监测模块包括：状态监测机构1和状态显示机构2，所述状态监测机构1有多个，若干状态监测机构1一一对应的安装于触点状态可检测的开关的每个真空管内，所述状态显示机构2分别与若干状态监测机构1电气连接；

所述状态监测机构1包括：动触环11、静触内环12、静触外环13、压缩弹簧14、接线柱A15、接线柱B16、接线触点17和监测电源模块；位于真空管内的动触点31外同轴固定有动触环11，所述动触环11为竖直设置的直管，且所述动触环11与真空管之间间隙配合，所述静触内环12是上部外径小于下部外径的阶梯管，所述静触内环12竖直固定于静触点32侧壁上，所述静触内环12上部套装有压缩弹簧14，且所述压缩弹簧14内径小于静触内环12下部外径，所述压缩弹簧14外侧的静触内环12上固定有接线柱A15和接线柱B16，且所述接线柱A15和接线柱B16与静触点32分离，所述接线柱A15和接线柱B16与其对应的监测电源模块端点电气连接，

所述静触内环12外壁上活动设置有静触外环13，所述静触外环13为竖直管，且所述静触外环13内径小于压缩弹簧14外径，所述静触外环13上设置有接线触点17，所述动触点31与静触点32接触时，形成所述动触环11下压静触外环13的趋势，同时所述接线触点17与接线柱A15和接线柱B16接触，形成接线柱A15和接线柱B16导通的趋势。

所述动触环11、静触内环12和静触外环13均为绝缘材质。

所述压缩弹簧14为塑料弹簧。

所述监测电源模块为：二极管D正极为监测电源模块正极输入端，所述二极管D负极依次串接电阻R1和与其一一对应的接线柱A15，光电耦合器Q第一引脚连接与其一一对应的接线柱B16，所述光电耦合器Q的第二引脚依次串联保险丝和线圈L，所述线圈L为监测电源模块负极输入端。

所述状态显示机构2包括：本安电源E2和显示电路，若干显示电路均与本安电源E2电气连接，所述显示电路为：发光二极管LED正极接本安电源E2正极，发光二极管LED负极与其一一对应的光电耦合器Q第四引脚串接，所述光电耦合器Q第三引脚串接电阻R2后接本安电源E2负极。

若干所述发光二极管LED与触点状态可检测的开关的多个真空管一一对应，且若干所述发光二极管LED均安装于触点状态可检测的开关外壳上。

所述状态显示机构2还包括本安电源E1，所述本安电源E1为监测电源模块供电。

所述接线柱A15、接线柱B16和接线触点17均为铜导线。

所述接线触点17为弧形结构，且所述接线触点17两端位于静触外环13下端，接线触点17中部设置于静触外环13内。

实施例2

如图1、图2、图4和图10所示：本发明所述一种触点状态可检测的开关，所述触点状态可检测的开关还包括触点状态监测模块，所述触点状态监测模块包括：状态监测机构1和状态显示机构2，所述状态监测机构1有多个，若干状态监测机构1一一对应的安装于触点状态可检测的开关的每个真空管内，所述状态显示机构2分别与若干状态监测机构1电气连接；

所述状态监测机构1包括：动触环11、静触内环12、静触外环13、压缩弹簧14、接线柱A15、接线柱B16、接线触点17和监测电源模块；位于真空管内的动触点31外同轴固定有动触环11，且所述动触环11与真空管之间间隙配合，所述静触内环12是上部外径小于下部外径的阶梯管，所述静触内环12竖直固定于静触点32侧壁上，所述静触内环12上部套装有压缩弹簧14，且所述压缩弹簧14内径小于静触内环12下部外径，所述压缩弹簧14外侧的静触内环12上固定有接线柱A15和接线柱B16，且所述接线柱A15和接线柱B16与静触点32分离，所述接线柱A15和接线柱B16与其对应的监测电源模块端点电气连接，

所述静触内环12外壁上活动设置有静触外环13，所述静触外环13具有上部内径小于下部内径的阶梯孔，且所述静触外环13上部内径小于压缩弹簧14外径，所述静触外环13上设置有接线触点17，所述动触点31与静触点32接触时，形成所述动触环11下压静触外环13的趋势，同时所述接线触点17与接线柱A15和接线柱B16接触，形成接线柱A15和接线柱B16导通的趋势。

所述动触环11、静触内环12和静触外环13均为绝缘材质。

所述压缩弹簧14为塑料弹簧。

所述监测电源模块为：二极管D正极为监测电源模块正极输入端，所述二极管D负极依次串接电阻R1和与其一一对应的接线柱A15，光电耦合器Q第一引脚连接与其一一对应的接线柱B16，所述光电耦合器Q的第二引脚依次串联保险丝和线圈L，所述线圈L为监测电源模块负极输入端。

所述状态显示机构2包括：本安电源E2和显示电路，若干显示电路均与本安电源E2电气连接，所述显示电路为：发光二极管LED正极接本安电源E2正极，发光二极管LED负极与其一一对应的光电耦合器Q第四引脚串接，所述光电耦合器Q第三引脚串接电阻R2后接本安电源E2负极。

若干所述发光二极管LED与触点状态可检测的开关的多个真空管一一对应，且若干所述发光二极管LED均安装于触点状态可检测的开关外壳上。

所述状态显示机构2还包括本安电源E1，所述本安电源E1为监测电源模块供电。

所述接线柱A15、接线柱B16和接线触点17均为铜导线。

所述接线触点17为弧形结构，且所述接线触点17两端位于静触外环13下端，接线触点17中部设置于静触外环13内。

实施例3

如图1、图2、图3和图10所示：本发明在上述实施例1和实施例2的基础上，所述接线柱A15和接线柱B16的端头均设置于静触内环12的阶梯轴环形侧面上。

实施例4

如图1、图2、图4、图5、图6和图10所示：本发明在在上述实施例1和实施例2的基础上，所述接线柱A15和接线柱B16突出静触内环12的阶梯轴环形侧面，且接线柱A15和接线柱B16侧壁均有绝缘材质覆盖。

实施例5

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图10所示本发明在上述实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的基础上，所述动触环11下端面低于动触点31下端面，且动触环11下端面与动触点31下端面之间的距离和接线柱A15端头或接线柱B16端头与接线触点17端头之间的距离相同。

实施例6

如图1、图2、图7、图8、图9和图10所示：本发明在上述实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的基础上，所述静触外环13上端面高于静触点32上端面，且静触外环13下端面与静触点32上端面之间的距离和接线柱A15端头或接线柱B16端头与接线触点17端头之间的距离相同。

本发明具体实施方式如下：

所述动触点31闭合后，所述动触环11下压静触外环13，实现接线柱A15和接线柱B16电路导通，如此实现显示电路导通，相应的发光二极管LED点亮，表示对应真空管内开关闭合，当发光二极管LED变暗，则表示对应真空管内开启。

上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种触点状态可检测的开关，其特征在于：所述触点状态可检测的开关还包括触点状态监测模块，所述触点状态监测模块包括：状态监测机构(1)和状态显示机构(2)，所述状态监测机构(1)有多个，若干状态监测机构(1)一一对应的安装于触点状态可检测的开关的每个真空管内，所述状态显示机构(2)分别与若干状态监测机构(1)电气连接；

所述状态监测机构(1)包括：动触环(11)、静触内环(12)、静触外环(13)、压缩弹簧(14)、接线柱A(15)、接线柱B(16)、接线触点(17)和监测电源模块；位于真空管内的动触点(31)外同轴固定有动触环(11)，且所述动触环(11)与真空管之间间隙配合，所述静触内环(12)是上部外径小于下部外径的阶梯管，所述静触内环(12)竖直固定于静触点(32)侧壁上，所述静触内环(12)上部套装有压缩弹簧(14)，且所述压缩弹簧(14)内径小于静触内环(12)下部外径，所述压缩弹簧(14)外侧的静触内环(12)上固定有接线柱A(15)和接线柱B(16)，且所述接线柱A(15)和接线柱B(16)与静触点(32)分离，所述接线柱A(15)和接线柱B(16)与其对应的监测电源模块端点电气连接，

所述静触内环(12)外壁上活动设置有静触外环(13)，且所述静触外环(13)上部内径小于压缩弹簧(14)外径，所述静触外环(13)上设置有接线触点(17)，所述动触点(31)与静触点(32)接触时，形成所述动触环(11)下压静触外环(13)的趋势，同时所述接线触点(17)与接线柱A(15)和接线柱B(16)接触，形成接线柱A(15)和接线柱B(16)导通的趋势。

2.根据权利要求1所述一种触点状态可检测的开关，其特征在于：所述动触环(11)、静触内环(12)和静触外环(13)均为绝缘材质。

3.根据权利要求2所述一种触点状态可检测的开关，其特征在于：所述压缩弹簧(14)为塑料弹簧。

4.根据权利要求3所述一种触点状态可检测的开关，其特征在于：所述监测电源模块为：二极管D正极为监测电源模块正极输入端，所述二极管D负极依次串接电阻R1和与其一一对应的接线柱A(15)，光电耦合器Q第一引脚连接与其一一对应的接线柱B(16)，所述光电耦合器Q的第二引脚依次串联保险丝和线圈L，所述线圈L为监测电源模块负极输入端。

5.根据权利要求4所述一种触点状态可检测的开关，其特征在于：所述状态显示机构(2)包括：本安电源E2和显示电路，若干显示电路均与本安电源E2电气连接，所述显示电路为：发光二极管LED正极接本安电源E2正极，发光二极管LED负极与其一一对应的光电耦合器Q第四引脚串接，所述光电耦合器Q第三引脚串接电阻R2后接本安电源E2负极。

6.根据权利要求5所述一种触点状态可检测的开关，其特征在于：若干所述发光二极管LED与触点状态可检测的开关的多个真空管一一对应，且若干所述发光二极管LED均安装于触点状态可检测的开关外壳上。

7.根据权利要求5所述一种触点状态可检测的开关，其特征在于：所述状态显示机构(2)还包括本安电源E1，所述本安电源E1为监测电源模块供电。

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