MX2011008472A - Dispositivo de desconexion manual para interruptor de circuito. - Google Patents

Abstract

Un mecanismo de desconexión manual instalado permanentemente se monta internamente a un interruptor de circuito con una manija operada por un usuario que se extiende al exterior de un gabinete. El mecanismo convierte una entrada de operador relativamente pequeña a una carga elástica relativamente más grande. Ante la activación, el mecanismo proporciona la velocidad de operación requerida del interruptor de circuito durante la carrera de abertura para una operación de interrupción de carga.

Description

DISPOSITIVO DE DESCONEXION MANUAL PARA INTERRUPTOR DE CIRCUITO DESCRIPCION DE LA INVENCION ANTECEDENTES Los interruptores de circuito se encuentran comúnmente en subestaciones y son operables para abrir o cerrar selectivamente conexiones eléctricas. Los interruptores de circuito de voltaje medio a alto modernos incluyen sistemas de accionamiento controlado electrónicamente automáticos que reconocen condiciones de falla e inician secuencias de desconexión. Estos interruptores controlados electrónicamente también pueden ser accionados de manera remota desde una ubicación en el exterior tal como un cuarto de control operacional de una compañía productora de energía eléctrica.

Pese a la naturaleza altamente automatizada de los interruptores de circuito modernos, aún existe la necesidad de un medio confiable y seguro para accionar (abrir) manualmente el interruptor. La desconexión (apertura) manual de un interruptor de circuito deben seguir a través de la descarga de accionamiento con fuerza suficiente para obtener velocidades de contacto apropiadas (es decir, la velocidad en la que los dos contactos se separan) sin importar la cantidad de energía que permanezca en los resortes de contacto "de barrido". Conforme los contactos se erosionan, la cantidad de fuerza y energía almacenada en el interruptor de circuito disminuye y la fuerza y la energía que se requieren por el dispositivo de desconexión manual para abrir el interruptor de circuito aumenta. El diseño de un dispositivo de desconexión manual es tal que funciona apropiadamente con una cantidad mínima de compresión de resorte de barrido de contacto en todas las fases (o en la condición del peor caso) . Las fuerzas que deben superarse por un mecanismo de accionamiento manual incluyen: la fuerza de sujeción magnética de los accionadores magnéticos (a partir de imanes permanentes instalados) ; la ruptura de soldadura de cualquier contacto se necesita, la fricción de operación y aceleración de la masa en diversas partes. En interruptores de circuito externos de voltaje medio (es decir, 5 kV a 38 kV) , la fuerza de sujeción magnética del accionador se basa en la clasificación de interrupción y requiere suficiente fuerza de sujeción para resistir las fuerzas generadas por aproximadamente 12 a 50 kA rms, de corriente de falla asimétrica y posiblemente mayor. Esta fuerza es contrarrestada por la fuerza de contacto elástica de "barrido" total que actúa sobre el accionador. La fuerza de contacto elástica de barrido reduce el requerimiento de fuerza de desconexión manual, pero la fuerza de sujeción del accionador permanece en un valor significativo, y la fuerza de aseguramiento neta resultante (fuerza de desconexión manual requerida) puede ser superior a 453.6 kg {1000 libras) en un interruptor de circuito con una clasificación de cortocircuito alta. Además, el operador humano no debe requerirse que aplique una fuerza mayor de 23 kg (50 libra) de fuerza a una palanca o manija para desconectar manualmente la unidad.

Algunos dispositivos de accionamiento manuales de la técnica anterior incorporan un mecanismo cargado por resorte automático para operaciones de apertura y cierre. De acuerdo con estos diseños, la energía se transfiere desde un dispositivo de energía, tal como un motor eléctrico, y se almacena en un sistema elástico el cual mantiene la carga indefinidamente, incluso en ausencia de energía de control al motor. Cuando es activado manualmente, el mecanismo proporciona la energía de desconexión (apertura) y la operación del interruptor de circuito. Tales soluciones son relativamente más costosas, dado que requieren una fuente interna de energía de entrada (motor eléctrico) . Además, si se agota la carga elástica, no es posible operación adicional a menos que esté disponible energía para la fuente de energía de entrada. Además, tales mecanismos típicamente requieren un ciclo de mantenimiento regular debido al uso de un motor eléctrico más viejo y una cantidad excesiva de partes pequeñas en el mecanismo. Estos ciclos de mantenimiento son poco ventajosos, dado que los operadores prefieren equipo sin mantenimiento siempre que se pueda.

Asi, existe la necesidad en el ámbito de un mecanismo de desconexión manual que puede iniciar y completar la operación de desconexión manual sin mecanismo de carga elástico motorizado alguno y que sea operable con una fuerza de entrada reducida aplicada por un operador sobre la palanca.

DESCRIPCION BREVE DE LA INVENCION De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un mecanismo de operación manual para un interruptor de circuito que tiene una flecha interruptora conectado operativamente a uno o más polos. El mecanismo de operación manual incluye de operación que tiene una manija asegurada al mismo. Un montaje de cargado se acopla operativamente con el árbol de operación a través de una articulación desviada radialmente . El montaje de cargado tiene un resorte principal. Un montaje de activador acopla y soporta selectivamente un primer extremo del resorte principal. La rotación del árbol de operación en una primera dirección provoca que el resorte principal se comprima contra el montaje de activador hasta que se alcanza el punto de activador. Cuando se alcanza el punto de activador, el montaje de activador deja de detener el primer extremo del resorte principal y el resorte principal se acopla operativamente a la flecha de interrupción para provocar el movimiento de la misma.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención se proporciona un mecanismo de operación manual para un interruptor de circuito que tiene una flecha de interruptor conectado operativamente a uno o más polos. El mecanismo de operación manual incluye una flecha de operación que tiene un mango asegurado al mismo. Un montaje de cargado se acopla operativamente al árbol de operación. El montaje de cargado tiene un resorte principal. Un montaje de activador se acopla y soporta selectivamente un primer extremo del resorte principal. El montaje de activador incluye un activador. Un montaje basculante se conecta operativamente al árbol de operación y, de manera alternativa, ayuda o resiste la rotación del árbol de operación dependiendo de la posición angular del árbol de operación. La rotación del árbol de operación en una primera dirección provoca que el resorte principal se comprima contra el montaje de activador hasta que el montaje basculante hace contacto con el activador, momento en el cual el montaje de activador deja de sostener el primer extremo del resorte principal y el resorte principal se acopla operativamente al árbol del interruptor para provocar el movimiento del mismo.

DESCRIPCION BREVE DE LAS FIGURAS La figura 1 es una vista elevada de un interruptor que tiene un accionador manual de acuerdo con la presente invención; La figura 2 muestra una vista trasera elevada de un interruptor de acuerdo con la figura 1; La figura 3 muestra una vista parcialmente esquemática del interior de un polo como se muestra en la figura 1, en donde los contactos internos están abiertos; La figura 4 muestra una vista parcialmente esquemática del interior de un polo como se muestra en la figura 1, en donde los contactos internos están cerrados; La figura 5 muestra una vista trasera de un interruptor de la figura 1 con el alojamiento y los polos retirados, por claridad; La figura 6 muestra una vista en perfil lateral del accionador manual en una primera posición de estado estable de acuerdo con la presente invención en donde el alojamiento, los polos y el accionador magnético se han retirado por claridad; La figura 7 es una vista trasera del accionador manual de la figura 6; La figura 8 es una vista trasera y lateral derecha del accionador manual de la figura 6; La figura 9 es una vista trasera y lateral izquierda del accionador manual de la figura 6; La figura 10 es una vista de perfil lateral del accionador manual en una segunda posición en donde el alojamiento, los polos, el accionador magnético y la manivela se han retirado por claridad; La figura 11 es una vista trasera y lateral derecha del accionador manual de la figura 10; La figura 12 es una vista trasera y lateral izquierda del accionador manual de la figura 10; La figura 13 es una vista de perfil lateral del accionador manual en una tercera posición justo antes de la activación en donde el alojamiento, los polos, el accionador magnético y la manivela se han retirado por claridad; La figura 14 es una vista trasera y lateral derecha del accionador manual de la figura 13; La figura 15 es una vista trasera y lateral izquierda del accionador manual de la figura 13; La figura 16 es una vista en perfil lateral del accionador manual en una cuarta posición después de la activación, en donde el alojamiento, los polos, el accionador magnético y la manivela se han retirado por claridad.

La figura 17 es una vista trasera y lateral derecha del accionador manual de la figura 16; La figura 18 es una vista trasera y lateral izquierda del accionador manual de la figura 16; y La figura 19 es una vista trasera y lateral derecha del accionador manual de la figura 16 que muestra la manivela.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Con referencia ahora a la figura 1 y a la figura 2, se muestra un interruptor de circuito y se indica generalmente con el número 10. El interruptor 10 de circuito es un interruptor de circuito trifásico y por lo tanto incluye tres polos 12a, 12b y 12c. Cada polo incluye una primera conexión 14 eléctrica exterior y una segunda conexión 16 eléctrica exterior. Como se conoce en el ámbito, las lineas de energía eléctrica se acoplan a la primera conexión 14 exterior y la segunda conexión 16 exterior y al interruptor 10 abre o cierra selectivamente la conexión eléctrica entre las mismas.

Con referencia a la figura 3 y a la figura 4, se muestra una vista simplificada del interior de los polos 12, en donde la primera conexión 14 eléctrica exterior se pone eléctricamente a un contacto 18 estacionario el cual se asegura de manera inamovible dentro del polo 12. La segunda conexión 16 eléctrica exterior es conectada eléctricamente a un contacto 20 movible el cual es transportado dentro de un polo 12 de una manera que permite el movimiento longitudinal en el mismo. Por lo tanto, en una primeras posición, el contacto 20 movible puede estar colocado para interrumpir la conexión eléctrica entre la primera conexión 14 eléctrica exterior y la segunda conexión 16 eléctrica exterior (véase la figura 3) . En una segunda posición, el contacto 20 movible puede ponerse en contacto con el contacto 18 estacionario para conectar eléctricamente la primera conexión 14 eléctrica exterior y la segunda conexión 16 eléctrica exterior (véase la figura 4) . En una o más modalidades, los polos 12 pueden contener materiales aislantes tales como aceites o gases inertes. En otras modalidades, el interior de los polos 12 pueden carecer de gases o líquidos (es decir, vacío) . Cada polo 12 puede incluir además resortes de barrido (no mostrados) que están colocados para mantener presión de contacto entre contactos estacionarios y móviles 18 y 20 cuando están en la segunda posición acoplada.

Con referencia a la figura 2, una varilla 22 de accionamiento se extiende dentro de cada polo 12 y está conectada mecánicamente al contacto 20 movible en cada polo. Por lo tanto, el movimiento longitudinal de la varilla 22 de accionamiento provoca el movimiento del contacto 20 movible como se describe en lo anterior. La varilla 22 de accionamiento para cada uno de los tres polos 12 se extiende dentro de un alojamiento 24 (que se muestra con la cubierta trasera y lateral retirada por claridad) . Dentro del alojamiento 24 se coloca una manivela 26 que tiene un eje de rotación perpendicular al movimiento longitudinal de las varillas 22 de accionamiento. La totalidad de las tres varillas 22 de accionamiento están acopladas a la manivela 26 a través de abrazaderas 28. De esta manera, se puede ver que la rotación de la manivela 26 provoca un movimiento predominantemente longitudinal de las varillas 22 de accionamiento. De esta manera, la rotación de la manivela 26 provoca el movimiento del contacto 20 movible, el cual de manera consecuente abre o cierra la conexión eléctrica entre la primera y segunda conexiones eléctricas exteriores 14 y 16.

Como se describe en lo anterior, la apertura y cierre normales del interruptor de circuito se realiza automáticamente por un accionador 30 magnético. Ahora se hace referencia a la figura 5, la cual muestra un interruptor 10 con polos 12 y el alojamiento 24 retirado por claridad. El accionador 30 magnético incluye una flecha 32 impulsora que está acoplado a la manivela 26 a través de una abrazadera 34. El árbol 32 impulsor es impulsado selectivamente hacia arriba o hacia abajo por bobinas activadas eléctricamente. El movimiento hacia arriba o hacia abajo provoca la rotación de la manivela 26. Cuando está en la posición abierta o cerrada, los imanes internos sujetan el árbol 32 impulsor en posición. El accionador 30 magnético puede ser activado por circuitos electrónicos internos que reaccionan a una falla detectada u otra condición. El accionador 30 magnético también puede ser activado de manera remota ante la recepción de una instrucción de desconexión de un operador de un cuarto de control de una instalación.

Aunque el accionador 30 magnético proporciona el accionamiento normal del interruptor 10, en muchos casos se requiere el accionamiento manual del interruptor. Por ejemplo, se puede requerir accionamiento manual si la energía del accionador magnético se pierde, si el accionador magnético no funciona bien o está dañado, si existe una falla de sistema eléctrico o mecánico o si el personal que se encuentra en el lugar desea bloquear manualmente la operación del interruptor durante el mantenimiento. En estas situaciones se proporciona un accionador 40 manual de acuerdo con la presente invención para permitir que un operador humano local opere manualmente el interruptor 10.

Con referencia ahora a la figura 2 y a la figura 6 hasta la figura 9, el accionador 40 manual incluye una manija 42 exterior que se proporciona para que un operador humano imparta una fuerza, la manija 42 exterior se asegura a una flecha 44 de operación colocada dentro del alojamiento 24 de manera que, cuando se aplica una fuerza a la manija 42 por una persona del servicio de la compañía de producción de energía eléctrica, la flecha 44 de operación girará. El eje de rotación de la manivela 26 y la flecha 44 de operación son paralelos y están desviados verticalmente. La flecha 44 de operación se encuentra en un extremo del buje de alojamiento (no mostrado) y en el extremo opuesto por un buje (no mostrado) en una abrazadera 46 de soporte.

Un montaje 47 basculante se proporciona próximo a la abrazadera 46 de soporte. Como se describirá en lo siguiente, el montaje 47 basculante proporciona una fuerza de sujeción sobre la flecha 44 de operación cuando está en la posición no accionada. Además, durante la operación, una vez que se alcanza un punto sobre el basculante, el montaje 47 basculante ayuda al operador humano a hacer girar la flecha 44 de operación. El montaje 47 basculante incluye un par de rebordes 48 separados, un perno 50 en forma de T, un soporte giratorio 52 y un resorte 54 basculante. Los rebordes 48 se aseguran al árbol 44 de operación y son girables con el mismo. Los rebordes 48 separados se extienden radialmente hacia fuera desde el árbol 44 de operación y se acoplan al perno 50 en forma de T el cual en si mismo se monta deslizablemente al soporte giratorio 52. El soporte giratorio 52 es transportado giratoriamente en la abrazadera 46 de soporte. El resorte 54 basculante es transportado entre el soporte giratorio 52 y los brazos 56 que se extienden hacia fuera del perno 50 en forma de T. Debido a que el perno 50 en forma de T se asegura a los rebordes 48 y también es recibido deslizablemente en el soporte giratorio 52, el resorte 54 basculante se comprimirá o expandirá de manera variable en base en la posición rotacional del árbol 44 de operación. En otras palabras, como se describirá con mayor detalle en lo siguiente, el resorte 54 basculante resiste o ayuda a la rotación de la flecha 44 de operación dependiendo de la dirección de rotación y la posición angular de la flecha 44 de operación.

Los rebordes 48 se acoplan a una flecha 58 de transferencia en una ubicación desviada angularmente (con respecto a la flecha 44 de operación) del perno 54 en forma de T. La flecha 58 de transferencia está separada y se extiende paralela a la flecha 44 de operación, a través de una primera ranura 59 en forma de arco en la abrazadera 46 de soporte. Como se puede observar, la rotación del árbol 44 de operación jala al árbol 58 de transferencia a través de una trayectoria semicircular arqueada.

Se proporciona un montaje 49 de cargado en el lado opuesto de la abrazadera 46 de soporte. Como se describirá en lo siguiente, el montaje 49 de cargado actúa para comprimir un resorte 76 principal cuando se hace girar la flecha 44 de operación. De esta manera, el resorte 76 principal almacena la energía necesaria para operar manualmente el interruptor 10. El montaje 49 de cargado incluye un brazo 60 de resorte principal el cual está acoplado giratoriamente al árbol 58 de transferencia en el extremo opuesto desde los rebordes 48. El brazo 60 de resorte principal incluye una porción 62 inferior generalmente en forma de J que se enrolla alrededor pero que no se acopla al árbol 63 pivote que se extiende desde la abrazadera 46 de soporte y que se alinea axialmente con la flecha 44 de operación. El brazo 60 de resorte principal se extiende hacia arriba desde la porción 62 en forma de J y termina en la parte superior en un área 64 de montaje en forma de T.

El montaje 49 de cargado incluye además un par de brazos 66 pivote y una abrazadera 68. Cada brazo del área 64 de montaje en forma de T se acopla a uno de los brazos 66 pivote los cuales están asegurados cada uno giratoriamente a la abrazadera 68. Por lo tanto, el brazo 60 de resorte principal es transportado en la parte superior por un par de brazos 66 pivotantes y es transportado en la parte inferior de la flecha 58 de transferencia. Como se describirá con mayor detalle en lo siguiente, el brazo 60 de resorte principal se mueve hacia arriba o hacia abajo (en relación a la flecha 63 de pivote) en un movimiento generalmente en forma de arco cuando el árbol 44 de operación gira. Por ejemplo, desde un punto de inicio de la configuración de la figura 6 a la figura 9, si el árbol 44 de operación gira en el sentido de las manecillas del reloj (en lo siguiente, la dirección rotacional se toma desde el punto de referencia del extremo de manija del árbol 44 de operación) , el árbol 58 de transferencia se desplazará hacia abajo de una manera en arco. Debido a que el brazo 60 de resorte principal se asegura pivotalmente al árbol 58 de transferencia y debido a que los brazos 66 de pivote permiten el movimiento descendente, el brazo 60 de resorte principal de esta manera se moverá hacia abajo, en relación al árbol 63 de pivote.

El brazo 60 de resorte principal incluye además una superficie 70 de recepción generalmente plana y una porción 72 receptora de resorte que se extiende entre la superficie 70 de recepción y el área 64 de montaje en forma de T. Una placa 74 de base se recibe sobre la porción 72 receptora de resorte y es deslizable sobre la porción 72 receptora de resorte hasta que alcanza la superficie 70 de recepción, en donde se evita un movimiento de deslizamiento adicional. Un resorte 76 principal se coloca sobre la porción receptora de resorte y se asegura entre el área 64 de montaje en forma de T y la placa 74 de base. De esta manera, el resorte 76 principal se puede comprimir entre el área de montaje en forma de T y la placa 74 de base.

El árbol 63 de pivote transporta un montaje 78 de activación que, como se describirá en lo siguiente, permite que la carga de resorte sobre el resorte 76 principal crezca y finalmente se libera, lo que permite que el resorte 76 principal haga girar la manivela 26. El montaje 78 de activación incluye un par de articulaciones 80 inferiores y un par de articulaciones 82 superiores. Las articulaciones 80 inferiores están colocada en cada lado del brazo 60 de resorte principal y se aseguran al árbol 63 pivote de una manera que permite la rotación sobre el mismo. Las articulaciones 80 inferiores se extienden hacia arriba y se aseguran a las articulaciones 82 superiores por un sujetador 84 que permite el movimiento pivotante relativo entre los mismos. Los extremos opuestos de las articulaciones 82 superiores se acoplan juntas por un perno 86 de guía el cual es recibido en un canal 88 de guía que corre longitudinalmente sobre el brazo 60 de resorte principal. El canal 88 de guía se extiende de manera descendente desde una parte próxima a la superficie 70 de recepción en la porción 72 receptora de resorte.

Una pata se extiende hacia atrás desde la articulación 80a inferior y se une a un resorte 92 de tensión el cual se asegura a una abrazadera 94. De esta manera, las articulaciones 80 inferiores están desviadas en una dirección contraria al sentido de las manecillas del reloj . La articulación 80b inferior más cercana a la abrazadera 46 de soporte incluye además un activador 96 que se extiende a través de una segunda ranura 98 arqueada en la abrazadera 46 de soporte. Como se discutirá con mayor detalle en lo siguiente, el activador 96 está colocado para hacer contacto con el borde delantero del reborde 48 cuando el árbol 44 de operación se hace girar a una posición predeterminada .

La ranura 98 es semi-circular e incluye un borde 99 de tope para el activador 96 que se puede mover libremente a través de la ranura 98 hasta que el borde 99 de tope de acoplamiento, el cual posteriormente evita la rotación relativa entre las articulaciones superior e inferior 82 y 80 sobrepasando un ángulo predefinido. De acuerdo con una modalidad, el ángulo predefinido es de aproximadamente 185 grados. En esta u otras modalidades, el intervalo puede ser desde aproximadamente 182 hasta aproximadamente 185 grados. De esta manera, sin ninguna otra fuerza que actúe sobre el montaje 78 de activador, el resorte 92 jala las articulaciones 80 inferiores hacia atrás hasta que se evita la rotación relativa adicional entre la articulación inferior y superior por el activador 96 al hacer contacto con el borde 99 de tope y la rotación del montaje 78 de activador en su totalidad se evita por el perno 86 de guía que hace contacto con las paredes del canal 88 de guía. En esta configuración de soporte, las articulaciones 80 inferiores están orientadas aproximadamente a 185 grados en relación a las articulaciones 82 superiores. A continuación esta configuración se denomina como la primera configuración o configuración en estado estable. Debe apreciarse además que el montaje de activador, cuando está en esta primera configuración, es capaz de soportar una fuerza dirigida de manera descendente en la parte superior de la articulación 82 superior.

El accionador 40 manual también puede incluir un interruptor 100 de inmovilización eléctrico (véase la figura 9) el cual está colocado para detectar en que momento gira el árbol 44 de operación. Si se detecta rotación (indicando accionamiento manual) , se evita la operación del accionador 30 magnético, incluso si está disponible energía de operación normal.

Durante la operación automática normal, el accionador 40 manual permanece en la primera configuración, en estado estable, como se muestra desde la figura 1 hasta la figura 9. Cuando se encuentra en la configuración en estado estable, el resorte 54 basculante imparte una fuerza sobre los rebordes 48 impulsando al árbol 44 de operación en una dirección contraria al sentido de las manecillas del reloj . No obstante, se evita la rotación debido a que la rotación en sentido contrario al de las manecillas del reloj de los rebordes 48 puede provocar movimiento ascendente del brazo 60 de resorte principal, el cual evita que suceda asi indebido que la porción 62 en forma de J se acopla con el árbol 63 de pivote. De esta manera, el resorte 54 basculante sujeta al árbol 44 de operación y en consecuencia la manija 42 en una primera posición de operación.

Cuando la manija 42 está en la primera posición de operación, el montaje 78 de activador se encuentra en una posición de soporte de peso, de sujeción, en donde las articulaciones 82 superiores se encuentran en un ángulo ligeramente y el activador 96 se apoya contra el borde 99 de tope. Cuando se encuentra en esta configuración, el accionador 40 manual no afecta o evita la operación del interruptor 10. Específicamente, la placa 74 de base se mantiene por encima, pero sin contacto de un par de brazos 104 de palanca acoplados a la manivela 26.

Cuando se encuentra en la primera posición, en estado estable, la placa 74 de base está soportada por la superficie 70 de recepción y el borde superior de la articulación 82 superior está próximo, también, pero no hace contacto con la placa 74 de base. Como se describirá en lo siguiente con mayor detalle, esta configuración permite que el accionador manual se reinicie apropiadamente (es decir, permite que el montaje activador adquiera nuevamente la posición en la posición en estado estable) después de accionar manualmente el interruptor 10.

Si se requiere el accionamiento manual del interruptor 10, un operador humano sujeta la manija exterior y provoca que el árbol 44 de operación gire en el sentido de las manecillas del reloj . Con referencia ahora desde la figura 10 hasta la figura 12, se muestra una segunda posición de una flecha de operación que representa el inicio de un accionamiento manual cuando el operador humano jala la manija 42. Como se puede observar, conforme el árbol 44 de operación gira, existe una fuerza que evita la rotación por el resorte 54 basculante, el cual se encuentra en compresión y está actuando sobre los rebordes 48.

La rotación en el sentido de las manecillas del reloj del árbol 44 de operación provoca que el resorte principal 76 sea cargado. Específicamente, debido a que el brazo 60 de resorte principal se conecta a los rebordes 48 por medio del árbol 58 de transferencia, la rotación del reborde 48 provoca que el brazo 60 de resorte principal descienda. Conforme el brazo 60 de resorte principal desciende, el montaje 78 de activador hace contacto con la placa 74 de base y la superficie 70 de recepción es jalada alejándola de la placa 74 de base la cual se mantiene en su lugar por la articulación 82 superior. De esta manera, el montaje 78 de activador toma la fuerza del resorte 76 principal conforme a la superficie 70 de recepción se mueve alejándose. De acuerdo con una modalidad, el resorte 76 principal se puede seleccionar y colocar de manera que, cuando se encuentra en posición en estado estable, el resorte es precomprimido .

Como se describe en lo anterior, el resorte 76 principal se asegura entre el área 64 de montaje en forma de T del brazo 60 de resorte principal y la placa 74 de base. De esta manera, conforme se hace descender el brazo 60 de resorte principal, el resorte 76 principal se comprime debido a que el área 64 de montaje en forma de T es jalada más abajo y la placa 74 de base se mantiene en su lugar por el montaje 78 de activador. De esta manera, la rotación del árbol 44 de operación provoca que el resorte 76 principal se cargue.

La rotación adicional del árbol 44 de operación provoca que el resorte 54 basculante se comprima y que el soporte giratorio 52 alcance un punto basculante, en donde el eje longitudinal del resorte 54 basculante se alinee radialmente con el árbol 44 de operación. Después de alcanzar el punto basculante, el movimiento adicional en el sentido de las manecillas del reloj, como se muestra desde la figura 13 hasta la figura 15 es ayudado por el resorte 54 basculante. De esta manera, conforme se incrementa la compresión sobre el resorte 76 principal (y por lo tanto se incrementa la resistencia contra un movimiento adicional en el sentido de las manecillas del reloj), el resorte 54 basculante comienza a ayudar en el movimiento en el sentido de las manecillas del reloj del árbol 44 de operación. Conforme el árbol 44 de operación continúa girando, el montaje 78 de activador continúa soportando el resorte 76 principal mientras que el brazo 60 de resorte principal continúa moviéndose de manera descendente comprimiendo el resorte 76.

Conforme el árbol 44 de operación continúa girando, el brazo 60 de resorte principal continúa moviéndose de manera descendente en relación a la placa 74 de base. No obstante, debido a que el árbol 58 de transferencia se mueve en un movimiento en arco, conforme gira la flecha 44 de operación, el componente de la fuerza de resorte principal que evita la rotación se vuelve más pequeño. En otras palabras, conforme crece la carga sobre el resorte principal, se reduce el momento efectivo de brazo. De esta manera, el torque de entrada requerido por el operador humano se reduce y se mantiene dentro de un intervalo aceptable durante la rotación de la manija 42 de operación .

Con referencia ahora desde la figura 13 hasta la figura 15, se muestra una configuración de desconexión inicial del punto de activador, en donde el borde delantero del reborde 48 hace contacto con el activador 96. En este momento, el resorte 76 principal está sustancialmente cargado por completo. De acuerdo con una modalidad, cuando está en la posición de desconexión inicial, el árbol 58 de transferencia está próximo al punto más bajo en su trayectoria de desplazamiento arqueada. En otras palabras, cuando se encuentra en la configuración de desconexión inicial, el resorte 76 principal se encuentra en o cerca de su compresión máxima.

Cuando el reborde 48 hace contacto con el activador 96, la articulación 80 inferior es impulsada en un movimiento en el sentido de las manecillas del reloj lo que provoca que el ángulo relativo entre las articulaciones 82 superior y las articulaciones 80 inferior gire en menos de 180 grados. Esto provoca que el montaje 78 de activador se desestabilice. Con la placa 74 de base que ya no está soportada por el montaje 78 de activador, el resorte 76 principal rápidamente impulsa la placa 74 de base de manera descendente y en contacto con los brazos 104 de manivela los cuales están colocados por debajo de la placa 74 de base (véanse la figura 7, la figura 8 y la figura 19) .

Con referencia ahora desde la figura 16 hasta la figura 19, se puede observar que el resorte 76 principal, que actúa a través de la placa 74 de base, hace contacto con los brazos 104 de manivela, por lo que hace girar a la manivela 26. La fuerza del resorte 76 principal es suficiente para superar la resistencia del imán actuador, la soldadura de contacto y cualquier otra resistencia de sistema de que la rotación de la manivela 26 provoca que los contactos dentro de los polos 12 se separen a la velocidad apropiada. Después de la activación, se puede observar que el montaje 78 de activador desestabilizado se colapsa y está en una configuración desconectada, no obstante, la articulación 82 superior aún se mantiene contra la placa 74 de base por el resorte 92 de tensión.

El accionador 40 manual se puede reiniciar al simplemente revertir las etapas descritas antes. Específicamente, la rotación en sentido contrario al de las manecillas del reloj de la flecha 44 de operación provoca que la superficie 70 de recepción se mueva hacia arriba, y en consecuencia empuja la placa 74 de base hacia arriba. La articulación 80 superior, impulsada por el resorte 92 de tensión, sigue el movimiento de la placa 74 de base hasta que la superficie 70 de recepción se mueve suficientemente alto para que la articulación 80 superior se mueva sobrepasando 180 grados en relación a las articulaciones 80 inferiores. La posición en estado estable se alcanza nuevamente cuando el activador 96 hace contacto con el borde 99 de tope. Posteriormente, como se describe en lo anterior, el montaje 78 es capaz de mantener la fuerza del resorte 76 principal durante el accionamiento manual hasta que el activador 96 se pone en contacto por el reborde 48. Además, como se describe en lo anterior, una vez en la configuración en estado estable, el resorte 54 basculante mantiene la manija 42 exterior en posición. Deberá apreciarse que aunque el accionador manual se reinicie de acuerdo con las etapas descritas antes, el reinicio del accionador manual no provoca la rotación de la manivela 24. De esta manera, el reinicio del accionador manual no provoca que se cierren los contactos en los polos 12.

De esta manera, el accionador 40 manual proporciona un mecanismo para superar el sistema basculante, cargado por resorte interno el cual utiliza una combinación de resortes, un mecanismo activador y una manija de operación externa. De acuerdo con una modalidad, el accionador 40 manual de la presente invención se desarrolla aproximadamente 453.6 kg (1000 libras) de energía almacenada en el resorte 76 principal, el cual cuando, es activado, actúa sobre los brazos 194 de palanca unidos a la manivela 26 principal del interruptor. Conforme la palanca de desconexión manual se hace girar, el mecanismo distribuye la fuerza de entrada sobre la distancia, lo que reduce la fuerza máxima aplicada por la mano en la palanca a aproximadamente 23 kg (50 libras) .

Deberá apreciarse que aunque el interruptor de circuito descrito en lo anterior es operable por medio de una manivela, el accionador manual de la presente invención se puede incorporar en interruptores accionados por otros medios. Por ejemplo, el accionador manual se puede incorporar en interruptores que son accionados por medio de una flecha principal lineal, el cual hace operar los polos de interruptor de circuito por movimiento a lo largo de su eje, y no por rotación. En esta configuración, el accionador manual puede aplicar la fuerza de accionamiento en la dirección del eje.

Debe entenderse que la descripción de las modalidades ejemplares anteriores se pretende que únicamente sea ilustrativa, en vez de exhaustiva de la presente invención. Aquellos habitualmente expertos en el ámbito podrán realizar algunas adiciones, supresiones y/o modificaciones a las modalidades de la materia objeto descrita, sin por esto apartarse del espíritu de la invención o de su alcance, como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Mecanismo de operación manual para un interruptor de circuito que tiene un árbol interruptor conectado operativamente a uno o más polos, el mecanismo de operación manual comprende: un árbol de operación que tiene una manija asegurada al mismo; un montaje del cargado acoplado operativamente al árbol de operación a través de una articulación desviada radialmente, el montaje de cargado transporta un resorte principal; un montaje activador para acoplar y soportar selectivamente un primer extremo del resorte principal; y en donde la rotación del árbol de operación en una primera dirección provoca que el resorte principal se comprima contra el montaje activador hasta que se alcance un punto activador, en donde, cuando se alcanza el punto activador, el montaje activador deja de soportar el primer extremo del resorte principal y el resorte principal se acopla operativamente al árbol interruptor para provocar movimiento del mismo.

2. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 1, que comprende además un montaje basculante conectado operativamente al árbol de operación, el montaje basculante de manera alternativa ayuda o resiste la rotación del árbol de operación dependiendo de la posición angular del árbol de operación.

3. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 2, en donde la rotación en la primera dirección es resistida por el montaje basculante hasta que se alcanza un punto basculante, momento en el cual la rotación en la primera dirección se ayuda, el punto basculante está antes del punto activador.

4. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 2, en donde el montaje basculante comprende un par de rebordes acoplados al árbol de operación y un resorte basculante transportado en un perno en forma de t, el perno en forma de t se asegura a los rebordes de la articulación deseada radialmente que se asegura a los rebordes.

5. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 1, en donde el montaje de cargado comprende además un brazo de resorte principal asegurado en un extremo a la articulación deseada radialmente y en el extremo opuesto a un brazo pivotante.

6. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 1, en donde el brazo de resorte principal incluye un área de montaje en forma de t que acopla un segundo extremo del resorte principal.

7. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 1, en donde el montaje activador incluye una configuración de soporte y una combinación desconectada, en donde, en la configuración de soporte con el montaje activador evita el movimiento del primer extremo del resorte principal y cuando el montaje activador está en la configuración desconectada, el montaje activador no evita el movimiento del primer extremo del resorte principal.

8. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 7, en donde el montaje activador incluye por lo menos una articulación superior y por lo menos una articulación inferior acoplada junta para permitir el movimiento pivotante relativo, la articulación inferior incluye un activador.

9. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 8, que comprende además un reborde acoplado al árbol de operación, en donde, cuando se encuentra en la configuración de soporte, el activador acopla una superficie de tope y la articulación de tope acopla un canal de guia en el brazo principal, el punto activador se alcanza con el reborde hace contacto con el activador para desacoplar el activador de la superficie superior y desestabilizará el montaje de activador.

10. Mecanismo de operación manual para un interruptor y circuito que tiene un árbol interruptor conectado operativamente a uno o más polos, el mecanismo de operación manual comprende: un árbol de operación que tiene una manija asegurada al mismo; un montaje del cargado acoplado operativamente al árbol de operación, el montaje de cargado transporta un resorte principal; un montaje activador para acoplar y soportar selectivamente un primer extremo del resorte principal, el montaje activador incluye un activador; un montaje basculante conectado operativamente al árbol de operación, el montaje basculante, de manera alternativa, ayuda o evita la rotación del árbol de operación dependiendo de la posición angular del árbol de operación; y en donde la rotación del árbol de operación en una primera dirección provoca que el resorte principal se comprima contra el montaje activador hasta que el montaje basculante hace contacto con el activador, momento en el cual el montaje activador detiene el soporte del primer extremo del resorte principal y el resorte principal se acopla operativamente al árbol interruptor para provocar el movimiento del mismo.

11. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 10, en donde la rotación en la primera dirección es resistida por el montaje basculante hasta que se alcanza un punto basculante, momento en el cual la rotación en la primera dirección es ayudada, el punto basculante está antes de que el montaje basculante haga contacto con el activador.

12. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 10, en donde el montaje basculante comprende un par de rebordes acoplados al árbol de operación y un resorte basculante transportado en un perno en forma de t, y el perno en forma de t está asegurado pivotalmente a los rebordes.

13. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 12, en donde el montaje de cargado comprende además un brazo de resorte principal interconectado operativamente en un extremo a por lo menos uno de los rebordes y en el extremo opuesto a un brazo pivotante.

14. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 10, en donde el brazo de resorte principal incluye un área de montaje en forma de t que acopla un segundo extremo del resorte principal.

15. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 10, en donde el montaje activador incluye una configuración de soporte y una configuración de desconexión, en donde, cuando está en la configuración de soporte, el montaje activador evita el movimiento del primer extremo del resorte principal y cuando el montaje activador está en la configuración desconectada, el montaje activador no evita el movimiento del primer extremo del resorte principal.

16. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 15, en donde el montaje activador incluye por lo menos una articulación superior y por lo menos una articulación inferior acopladas juntas para permitir movimiento pivotante relativo, el activador se extiende desde la articulación inferior.

17. Mecanismo de operación manual como se describe en la reivindicación 16, en donde, cuando está en la configuración de soporte, el activador acopla una superficie superior y la articulación superior acopla un canal de guia en el brazo principal, la configuración desconectada se produce después de que el reborde hace contacto con el activador provocando que el activador se desacople de la superficie de tope y desestabiliza el montaje activador.