本文中公開的主題涉及斷路器的技術，并且更具體而言，涉及用于斷路器電弧室的過濾器組件。

背景技術：

斷路器典型地包括固定觸點和可移動觸點。開關組件使可移動觸點相對于固定觸點轉移或樞轉，以完成電路。開關組件還可操作成使可移動觸點與固定觸點解除接合，以中斷電路。除了手動操作之外，斷路器包括用以在過電流狀態(tài)的情況下開啟電連接的系統(tǒng)。更具體而言，斷路器設計成在電流水平超過預定的額定值的情況下中斷電流。經(jīng)常在由于過電流狀態(tài)而中斷電路時，斷開可移動觸點與固定觸點之間的連接導致電弧。許多斷路器包括捕獲電弧的電弧室。

常規(guī)電弧室可包括過濾器，以捕獲與可發(fā)生的可移動觸點和/或固定觸點的起弧和退化相關聯(lián)的碎屑和氣體。在常規(guī)過濾器中，多個重疊的金屬絲布具有漸進的網(wǎng)孔；呈現(xiàn)最大的網(wǎng)孔的布設置為由氣體穿過的第一布(即，在上游)，而呈現(xiàn)最小的網(wǎng)孔的布設置為由氣體穿過的最后布(即，在下游)。

然而，在一些斷路器中，在中斷相對高水平的電流時生成的起弧導致在斷路器殼體內生成的非常高的內部壓力。雖然內部壓力可有助于使電弧熄滅，然而如果壓力太高，則對殼體的完整性的損壞可產(chǎn)生。使用具有常規(guī)漸進電弧過濾器的現(xiàn)有技術斷路器在某些情況下可在電弧室中生成非期望的高內部壓力，并且導致對最小網(wǎng)狀過濾器的金屬絲網(wǎng)的損壞。因此，存在對用于斷路器的改進的電弧過濾器組件的需要，該改進的電弧過濾器組件具有優(yōu)化的篩或過濾器，其冷卻高溫氣體，減少從斷路器殼體的氣體和微粒流出，同時在起弧狀態(tài)期間減小內部壓力，以及隨之發(fā)生的對過濾器的損壞。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)示例性實施例的方面，一種斷路器包括固定觸點、可移動觸點以及電弧室，該電弧室布置成鄰近固定觸點和可移動觸點中的至少一個。電弧室包括過濾器組件，該過濾器組件設有粗過濾層和精細過濾層，該粗過濾層限定出口層，具有上游側和與上游側相對的下游側，該精細過濾層限定入口層，設置在粗過濾層的上游側上。

這些及其它優(yōu)點和特征將從連同附圖進行的以下描述變得更顯而易見。

附圖說明

認作是本發(fā)明的主題在說明書的結尾處的權利要求中特別指出并且明確要求權利。本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點從連同附圖進行的以下詳細描述中顯而易見，在該附圖中：

圖1描繪了根據(jù)示例性實施例的包括具有過濾器組件的電弧室的斷路器；

圖2描繪了圖1的過濾器組件的側視圖；

圖3描繪了圖2的過濾器組件的分解視圖；以及

圖4描繪了根據(jù)示例性實施例的另一方面的過濾器組件的側視圖。

詳細描述參照附圖經(jīng)由實例闡釋了本發(fā)明的實施例，以及優(yōu)點和特征。

具體實施方式

根據(jù)示例性實施例的斷路器在圖1中大體上以2指示。斷路器2包括殼體4，其包封第一或固定觸點組件6和第二或可移動觸點組件8。固定觸點組件6包括與凸耳或連接帶12電連接的基部部件10?；坎考?0還示出成支承固定觸點14?？梢苿佑|點組件8包括支承可移動觸點17的可移動或樞轉臂16?？梢苿佑|點17與固定觸點14選擇性地接合，以建立電路。在過電流狀態(tài)的情況下，可移動臂16轉移，使可移動觸點17與固定觸點14解除接合，由此開啟電路。電弧室20定位成鄰近基部部件10并且布置為滑槽(chute)，以在可移動觸點17與同固定觸點14的接合分離時，收集和引導可在起弧事件期間流動的任何電弧氣體，并且引導電弧氣體離開斷路器2。

根據(jù)示例性實施例，電弧室20包括過濾器組件24，其設置成與觸點14,17流動連通，并且布置成在起弧事件期間接收電弧氣體流。過濾器組件24包括多個過濾層30，其根據(jù)示例性實施例的方面可裝固在框架31中。

各個過濾層30可使用編織的金屬絲網(wǎng)形成。例如，在實施例中，各個過濾層30可由與彼此間隔開且平行于彼此的交叉的直的金屬絲形成，其中緊密連結的波狀金屬絲大致上垂直于直的金屬絲延伸，并且備選地在連續(xù)的直的金屬絲中的至少一個之上和之下經(jīng)過。將認識到的是，用于形成金屬絲網(wǎng)的金屬絲的大小和形狀可從提供過濾器組件24的期望的網(wǎng)孔的任何期望的金屬絲大小和形狀中選擇。在其它實施例中，其它編織圖案可用于獲得任何期望的大小和形狀的過濾開口。例如，通過選擇較大或較小的線規(guī)來將過濾層編織成期望的粗糙度或細度(即，網(wǎng)孔的相對大小)，通過過濾器組件的透氣性可調節(jié)至期望的水平。

過濾器組件24還起作用，以在起弧事件期間過濾，去離子并且降低離開斷路器的氣體的溫度。過濾層30構造成俘獲可由電弧攜帶的任何碎屑，使可出現(xiàn)的氣體去離子和冷卻，并且調節(jié)電弧室20中的背壓，以促進電弧捕獲。在圖2和圖3中示出的示例性實施例中，過濾器組件24包括上游或入口過濾層32、下游或出口過濾層34以及多個中間過濾層36-40。在各種實施例中，下游出口過濾層34和中間過濾層36-40附加地用于增強或加強上游入口過濾層32。

根據(jù)示例性實施例的方面，上游過濾層32采取具有多個精細過濾開口43的可選擇性定位的精細過濾層42的形式。在這一點上，應當理解的是，詞組“可選擇性定位”應當理解成意味著精細過濾層42可取決于電弧室20的期望的過濾、去離子、壓力以及強度參數(shù)來布置在過濾器組件24中的任何位置處。此外，還應當理解的是，用語“精細過濾器”應當理解成意指具有比粗過濾器或中間過濾器小的網(wǎng)格區(qū)域開口的過濾器。同樣地，應當理解的是，用語“粗過濾器”應當理解成意指具有比精細過濾器大的網(wǎng)格區(qū)域開口的過濾器。類似地，還應當理解的是，用語“中間過濾器”應當理解成意指具有比精細過濾器大的網(wǎng)格區(qū)域開口，以及比粗過濾器小的網(wǎng)格區(qū)域開口或比其大的網(wǎng)格區(qū)域開口的過濾器。一旦定位，則精細過濾層42可與中間過濾層36-40和下游粗過濾層34連結或者聯(lián)結于它們，使得過濾器組件24可完全地集成。當然，還應當理解的是，過濾器組件24還可由不聯(lián)結的單獨層形成。

進一步根據(jù)示例性實施例，下游過濾層34由粗過濾層46限定，粗過濾層46具有上游側47、下游側48以及大于精細過濾開口43的多個粗過濾開口50。精細過濾層42定位在粗過濾層46的上游側47上游。在示出的示例性實施例中，精細過濾層42(例如，具有比過濾器組件24中的任何其它層小的精細過濾開口的層)布置為上游或入口過濾層32。因此，根據(jù)實施例，粗過濾層46限定出口層34，其具有上游側47和與上游側相對的下游側48，并且精細過濾層42限定入口層32，其設置在粗過濾層的上游側47上。

盡管常規(guī)過濾器具有先前放置的過濾層，以通過過濾器逐漸地執(zhí)行過濾(即，通過使用經(jīng)由過濾器的越來越細的過濾)，因此允許僅漸進變小的顆粒流動至下一個過濾層，但是本文中描述的實施例不是如此布置。通過將精細過濾層42放置在粗過濾層46的上游側處，最細顆粒的過濾較早出現(xiàn)在過濾器組件中，并且穿過精細過濾層42的氣體可通過其余的下游過濾層分散和擴散。在實施例中，精細過濾層32相對于中間過濾層36-40的期望位置基于過濾器24的期望透氣性以及取決于特定斷路器特性的因素(如，期望的背壓、壓降、電弧氣體溫度，以及沖擊過濾器組件24的上游表面的顆粒物質的性質)來確定。

因此，應當認識到的是，在各種實施例中，設想的是，精細過濾層42可定位為上游或入口過濾層32或中間過濾層36-40或兩者，但是精細過濾層不定位為下游過濾層34。以該方式，精細過濾層42有利地由下游中間過濾層36-40、粗過濾層46或兩者機械地支承或增強，以因此防止上游精細過濾層42由于在起弧事件期間向下游流動的氣體和顆粒物質的高壓而產(chǎn)生的變形。

設想的是，在各種實施例中，過濾器組件24的過濾層的順序可相對于斷路器殼體內的從上游至下游的電弧氣體流布置成有利地形成過濾層的對稱構造。過濾器組件24的此類對稱構造將簡化處理，并且實現(xiàn)過濾器在斷路器內的較容易組裝。例如，示例性實施例可布置成包括(從上游至下游提及)粗過濾層46，接著是中間過濾層44，接著是精細過濾層42，接著是中間過濾層44，接著是粗過濾層46。在此類過濾器組件24中，過濾器可安裝在斷路器殼體中，而不需要首先確定過濾器的入口側32或出口側34，用于斷路器內的適當方位。

進一步根據(jù)示例性實施例的方面，各個中間過濾層36-40包括對應的多個中間開口54-58。中間開口54-58可大于或小于粗過濾開口50。此外，多個中間開口54-58中的各個的大小可針對各個中間過濾層36-40變化。因此，通過過濾器組件24的流動路徑可能夠取決于中間過濾層36-40、精細過濾層42以及粗過濾層46的設置而變化。還應當理解的是，圖2和圖3中示出的中間層還可取決于過濾器組件24的期望構造而用作入口層或出口層。

在圖2和圖3中示出的示例性實施例中，其中從上游至下游的流大體上由箭頭指示，過濾器組件24包括上游或入口過濾層32、下游或出口過濾層34以及多個中間過濾層36-40。在此類實施例中，例如，上游或入口過濾層32包括精細過濾層42，精細過濾層42可由具有0.0055英寸的直徑的不銹鋼金屬絲形成，該不銹鋼金屬絲以正方形編織圖案布置成限定總計為精細過濾層42的上游面向表面區(qū)域的31％的精細過濾開口43。包括粗過濾層46的出口過濾層34設置在入口過濾層32下游。粗過濾層46可由具有0.023英寸的直徑的不銹鋼金屬絲形成，該不銹鋼金屬絲以正方形波狀圖案布置成限定總計為粗過濾層46的上游面向表面區(qū)域的56％的粗過濾開口50。多個中間過濾層36-40可插置在入口過濾層32與出口過濾層34之間。這些中間過濾層36-40可由具有0.012英寸、0.016英寸、0.023英寸、0.016英寸以及0.023英寸的直徑的不銹鋼絲金屬絲形成，該不銹鋼絲金屬絲分別以正方形編織圖案布置成限定總計分別為相應中間過濾層36-40的上游面向表面區(qū)域的40％、46％、39％、46％以及39％的過濾開口。

在另一實例中，參照圖4，根據(jù)示例性實施例的另一方面的過濾器組件85示出成包括上游過濾層88和下游過濾層90。精細過濾層93插置在上游過濾層88與下游過濾層90之間。多個粗糙層95和96也插置在上游過濾層88與下游過濾層90之間。在該實施例中，精細過濾層93，例如，具有比過濾器組件85中的任何其它過濾層小的精細過濾開口的層，用作中間過濾層。

進一步根據(jù)示例性實施例，各個過濾層36-40,42和46由網(wǎng)篩(未單獨標記)形成。各個網(wǎng)篩可構成編織網(wǎng)篩或焊接網(wǎng)篩。此外，過濾層36-40,42和46中的一個或更多個可由金屬網(wǎng)篩形成，而層36-40,42和46中的其它層可由非金屬網(wǎng)篩形成。當然，還應當理解的是，層36-40,42和46中的各個可由金屬網(wǎng)篩形成，并且相反地，層36-40,42和46中的各個可由非金屬網(wǎng)篩形成。此外，金屬網(wǎng)篩中的一個或更多個可構成磁性網(wǎng)篩。再進一步根據(jù)示例性實施例，網(wǎng)篩的開口幾何形狀可變化并且可包括矩形開口、正方形開口、圓形開口、橢圓形開口和/或三角形開口中的一種或更多種。

本文中使用的用語出于僅描述特定實施例的目的，并且不旨在限制本發(fā)明。如本文中使用的，單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"旨在也包括復數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。還將理解的是，用語"包括(comprises)"和/或"包含(comprising)"在用于本說明書中時表示敘述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或構件的存在，但并未排除存在或添加一個或更多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、構件和/或它們的組。

雖然已經(jīng)結合僅有限數(shù)量的實施例來詳細描述本發(fā)明，但應當容易理解，本發(fā)明不限于此類公開的實施例。相反，可修改本發(fā)明，以并入迄今未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任何數(shù)量的變型、更改、替換或等同布置。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實施例，但將理解，本發(fā)明的方面可包括所描述的實施例中的僅一些。因此，本發(fā)明不視為由前述描述限制，而是僅由所附權利要求的范圍限制。