CN101017745B - 一种负荷开关通用操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负荷开关通用操动机构，机构整体安装于左右侧板和支柱组成的框架中；电机轴接有套着手动操作件的齿套，相互间由单向轴承组合，可单独进行手、电动操作；由齿轮、顶块、复位扭簧、凸套、主轴、储能拐臂、储能弹簧、凸轮、连板组件、锁扣拐臂、半轴等组成的，储能、合闸、锁扣部件实现开关合闸锁扣；由半轴、锁扣拐臂、分闸拐臂、分闸簧等组成脱扣组件实现开关分闸；由挡杆与开关主轴的联动，控制离合器在开关合闸状态不能联合，实现合闸自锁保护。本发明通用性强，结构紧凑，零件少，制造成本低且使用方便，动作可靠、耐用，能全面满足与各类12-35kV负荷开关匹配的机械特性要求。
Description
技术领域
本发明涉及中低压开关领域，尤其涉及一种FCT-2负荷开关通用操动机构。本操动机构可普遍适配于12-35KV负荷开关作分、合闸操作及熔断器脱扣保护之用。
背景技术
目前国内外各类中低压负荷开关、断路器的弹簧操动机构中，操作力与弹簧储能、合闸动作的离合和保护，均以摩擦锁扣形式控制离合；由于该摩擦锁扣形式的锁扣点摩擦力很大，容易磨损，这对离合动作的可靠性、稳定性、耐用性有较大程度的负面影响，该摩擦锁扣形式现广泛应用在目前各类弹簧操动机构中，从而降低了弹簧操动机构的动作的可靠性和耐疲劳操作寿命。国内用于12-35KV负荷开关操动机构，均为单一专配，设计中很少考虑通用性，且存在诸多缺陷。首先是型号种类繁多，结构复杂，零件多，工艺性差，体积大，制造成本高。其次是通用性差，动作不可靠，不耐用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种通用性强、结构简单、工艺性好、体积小、制造成本低，且使用方便、动作稳定可靠、耐用、能全面满足12-35KV负荷开关机械特性要求的手电动两用的负荷开关通用操动机构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种负荷开关通用操动机构，包括左侧板、右侧板和支柱组成的框架，该框架中设有连轴电机，采取的措施包括：连轴电机4轴上套接的手动操作件6上套着齿套，并且由单向轴承把连轴电机、手动操作件、齿套连接组合；齿套与动配在主轴上的齿轮啮合；齿轮端面固定的销轴上套有的顶块和扭簧，与固定在主轴上的凸套和支承在固定于左侧板上的支架中的挡杆组成为离合器；该离合器控制主轴与齿轮之间的离合；主轴中间固定有凸轮，主轴一端头还固定挂有拉着储能拉簧的储能拐臂，储能拐臂随主轴同步旋转，在长连板、短连板组成的连板组件的中间铰接点上设有滚轮，滚轮对应位置上设有限位杆；开关主轴上分别固定有输入拐臂、合闸拐臂、自锁拐臂、显示拐臂及拉着分闸弹簧的分闸储能拐臂；连板组件的长连板端与开关主轴上固定的输入拐臂铰接；连板组件的短连板端则与套在支承轴上并设有第一复位扭簧的锁扣拐臂铰接；半轴上固定有分闸拐臂，还套有第二复位扭簧；套在支承轴上的分合闸显示牌经第一连杆与固定在主轴上的显示拐臂铰接；固定于左侧板上的支架支承有挡杆，该挡杆经第二连杆与固定在开关主轴上的自锁拐臂铰接。
采取的措施还包括：
上述的半轴上固定的分闸拐臂配合设有电磁铁。
上述的挡杆位于开关合闸状态位置，挡杆则平伸于顶块旋转轨迹的设定位置点上；挡杆触挡随齿轮旋转的顶块，使得顶块翘起并与凸套分离，，实现开关合闸状态下不能储能合闸的合闸自锁保护。
上述的挡杆位于开关分闸状态位置，挡杆则翘起避开顶块旋转轨迹，顶块就能在扭簧的作用下顶着凸套驱动主轴旋转，实现开关储能合闸。
上述的分闸储能拐臂上的分闸弹簧随着开关主轴的旋转储能。
上述的分合闸显示牌由第一连杆铰接牵动传递开关分合闸动作信号，并作出相应显示。
上述的连轴电机或手动操作件输入操作力经齿套传递给齿轮，经顶块、扭簧、凸套和挡杆组成的离合器输入，使主轴旋转储能，固定在主轴上的凸轮、储能拐臂同步旋转，当储能拐臂旋过平衡点6°至7°瞬间，在储能拉簧释能拉力的作用下，主轴快速旋转，瞬间固定在主轴上的凸轮带着释能力飞快撞压连板组件中间铰接点上的滚轮，滚轮过平衡点靠于限位杆上；过程中连板组件受力，向与固定在开关主轴上的输入拐臂铰接的长连板方向挺推，快速推动开关主轴转动实现开关合闸；同时挂在固定于开关主轴上的分闸储能拐臂上的分闸弹簧储能；撞压力也同时向与锁扣拐臂铰接的短连板方向作用以推动锁扣拐臂转动，锁扣拐臂与事先已由扭簧作用下控制在与水平方向成交角16°左右的半轴紧扣实现合闸锁定。
上述的手动或电磁铁操作力作用下，推或拉动固定在半轴上的分闸拐臂，使半轴转动，锁扣拐臂脱扣，与锁扣拐臂铰接的连板组件失衡，瞬间在分闸弹簧拉力和开关超程力的作用下，所述的连板组件由中间铰接点处弯曲，开关主轴快速反转，实现开关分闸；同时在第一复位扭簧、第二复位扭簧的作用下半轴及锁扣拐臂复位。
与现有技术相比，本发明优点是：一是通用性强，只要把储能弹簧力及开关主轴上输入，出拐臂的力距比、夹角及相距作相应更改设计，就能满足与各种12-35KV负荷开关的匹配；二是功能全；三是使用方便，动作稳定可靠、耐用、机械寿命5万次以上；四是结构简单紧凑，零件少，工艺性好，制造成本低，是一种更理想的12-35KV负荷开关操动机构。
附图说明
图1是本发明实施例整体组装结构局部剖面示意图；
图2是图1的展开示意图；
图3是图1的左视的合闸、离合器分离状态局部剖面示意图；
图4是图1的左视的分闸、离合器联合可储能合闸状态局部剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
图1至图4所示为一种负荷开关通用操动机构，包括左侧板1、右侧板2和支柱3组成的框架，该框架中设有连轴电机4，连轴电机4轴上套接的手动操作件6上套着齿套5，并且由单向轴承7把连轴电机4、手动操作件6、齿套5连接组合；可单独进行手、电动操作力输入操作，而互不相干。齿套5与动配在主轴8上的齿轮9啮合；齿轮9端面固定的销轴10上套有的顶块11和扭簧12，与固定在主轴8上的凸套13和挡杆36组成为离合器；该离合器控制主轴8与齿轮9之间的离合；开关分闸状态下离合器能自动联合。主轴8中间固定有凸轮14，主轴8一端头还固定挂有拉着储能拉簧15的储能拐臂16，储能拐臂16随主轴8同步旋转。在长连板19、短连板24组成的连板组件的中间铰接点上设有滚轮17，滚轮17对应位置上设有限位杆18；开关主轴20上分别固定有输入拐臂21、合闸拐臂22、自锁拐臂37、显示拐臂33及拉着分闸弹簧29的分闸储能拐臂28；连板组件的长连板19端与开关主轴20上固定的输入拐臂21铰接；连板组件的短连板24端则与套在支承轴25上并设有第一复位扭簧39的锁扣拐臂26铰接；半轴27上固定有分闸拐臂31，还套有第二复位扭簧40；套在支承轴25上的分合闸显示牌32经第一连杆34与固定在主轴20上的显示拐臂33铰接；固定于左侧板1上的支架35支承有挡杆36，该挡杆36经第二连杆38与固定在开关主轴20上的自锁拐臂37铰接，实现挡杆36与开关主轴20分合闸动作的联动。
上述的半轴27上固定的分闸拐臂31配合设有电磁铁30。分闸储能拐臂28上的分闸弹簧29随着开关主轴20的旋转储能。分合闸显示牌32由第一连杆34铰接牵动传递开关分合闸动作信号，并作出相应显示。
实施储能时离合器联合，主轴旋转，固定于主轴上的凸轮、储能拐臂同步旋转，旋转储能至储能拐臂16过平衡点6°至7°瞬间，在储能拉簧15释能力的作用下主轴8快速旋转。瞬间固定在主轴8上的凸轮14带着释能力飞快撞压连板组件中间铰接点上的滚轮17，滚轮17过平衡点靠于限位杆18上。过程中，连板组件受力向与长连板19铰接的并固定在开关主轴20上的输入拐臂21方向挺推，开关主轴20快速转动，固定在开关主轴20上的合闸拐臂22快速内拉，与其铰接的连杆23快速拉动开关合闸件实现开关合闸。同时撞压力也向与短连板24铰链连接的套在支承轴25上的锁扣拐臂26方向挺推，推动锁扣拐臂26转动，紧扣半轴27实现合闸销定。
同步挂在固定于开关主轴20上的分闸储能拐臂28上的分闸弹簧29随着开关主轴20的旋转储能。机构处于合闸锁定、分闸储能状态，可随时随机进行分闸。
上述状态下手动或电磁铁30操作力作用下，推或拉动固定在半轴上的分闸拐臂31，使半轴27转动，锁扣拐臂脱扣，与锁扣拐臂26铰接的连板组件失衡，瞬间在分闸弹簧29拉力和开关超程力的作用下，所述的连板组件由中间铰接点处弯曲。开关主轴20快速反转，实现开关分闸。
套在支承轴25上的分合闸显示牌32经与固定在开关主轴20上的显示拐臂33铰接的第一连杆34牵动，传递开关分合闸动作信号，并作出相应显示。
固定在侧板1上的支架35中支承着挡杆36，由与固定在开关主轴20上的自锁拐臂37铰接的第二连杆38铰接，实现挡杆36与开关主轴20的分合闸动作联动，开关合闸状态挡杆36平伸于顶块11旋转轨迹的设定位置点上；挡杆36触挡随齿轮9旋转的顶块11，使得顶块11翘起并与凸套13分离，实现开关合闸状态下不能再储能合闸的合闸自锁保护。开关分闸状态，挡杆36翘起避开顶块11旋转轨迹，顶块11就能在扭簧12的作用下顶着凸套13驱动主轴旋转，实现开关储能合闸。
以下再描述一下动态结构：
(一)合闸锁定、分闸储能
上述的连轴电机4或手动操作件6输入操作力经齿套5传递给齿轮9，经顶块11、扭簧12、凸套13和挡杆36组成的离合器输入，使主轴8旋转储能，固定在主轴8上的凸轮14、储能拐臂16同步旋转，当储能拐臂16旋过平衡点6°至7°瞬间，在储能拉簧15释能拉力的作用下，主轴8快速旋转，瞬间固定在主轴8上的凸轮14带着释能力飞快撞压连板组件中间铰接点上的滚轮17，滚轮17过平衡点靠于限位杆18上；过程中连板组件受力，向与固定在开关主轴20上的输入拐臂21铰接的长连板19方向挺推，快速推动开关主轴20转动实现开关合闸；同时挂在固定于开关主轴20上的分闸储能拐臂28上的分闸弹簧29储能；撞压力也同时向与锁扣拐臂26铰接的短连板24方向作用推8动锁扣拐臂26转动，锁扣拐臂26与事先已由第二复位扭簧40作用下控制在与水平方向成交角16°左右的半轴27紧扣实现合闸锁定。
(二)分闸
上述的手动或电磁铁30操作力作用下，推或拉动固定在半轴27上的分闸拐臂31，使半轴27转动，半轴27口处于水平位置，锁扣拐臂26脱扣，与锁扣拐臂26铰接的连板组件失衡，瞬间在分闸弹簧29拉力和开关超程力的作用下，所述的连板组件由中间铰接点处弯曲，开关主轴20快速反转，实现开关分闸；同时在第一复位扭簧39、第二复位扭簧40的作用下半轴27及锁扣拐臂26复位，伺候再次合闸锁扣。
(三)合闸自锁保护
支承在固定于左侧板1上的支架35中的挡杆36，经第二连杆38与开关主轴20上的自锁拐臂37铰接，实现挡杆36与开关主轴20分合闸动作的联动。在开关合闸状态下，挡杆36平伸于顶块11旋转轨迹中，挡杆36触挡随齿轮9旋转的顶块11，使得顶块11翘起并与凸套13分离，实现开关合闸状态下不能进行储能合闸的合闸自锁保护。在开关分闸状态下，挡杆36翘起避开顶块11旋转轨迹，顶块11能在扭簧12作用下顶着凸套13驱动主轴8旋转，实现开关的储能合闸。
本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (8)
1.一种负荷开关通用操动机构，包括左侧板(1)、右侧板(2)和支柱(3)组成的框架，该框架中设有连轴电机(4)，其特征是：所述的连轴电机(4)轴上套接的手动操作件(6)上套着齿套(5)，并且由单向轴承(7)把连轴电机(4)、手动操作件(6)、齿套(5)连接组合；所述的齿套(5)与动配在主轴(8)上的齿轮(9)啮合；齿轮(9)端面固定的销轴(10)上套有的顶块(11)和扭簧(12)，与固定在主轴(8)上的凸套(13)和挡杆(36)组成为离合器；该离合器控制主轴(8)与齿轮(9)之间的离合；主轴(8)中间固定有凸轮(14)，主轴(8)一端头还固定挂有拉着储能拉簧(15)的储能拐臂(16)，储能拐臂(16)随主轴(8)同步旋转；在长连板(19)、短连板(24)组成的连板组件的中间铰接点上设有滚轮(17)，所述的滚轮(17)对应位置上设有限位杆(18)；开关主轴(20)上分别固定有输入拐臂(21)、合闸拐臂(22)、自锁拐臂(37)、显示拐臂(33)及拉着分闸弹簧(29)的分闸储能拐臂(28)；连板组件的长连板(19)端与开关主轴(20)上固定的输入拐臂(21)铰接；连板组件的短连板(24)端则与套在支承轴(25)上并设有第一复位扭簧(39)的锁扣拐臂(26)铰接；半轴(27)上固定有分闸拐臂(31)，还套有第二复位扭簧(40)；套在支承轴(25)上的分合闸显示牌(32)经第一连杆(34)与固定在主轴(20)上的显示拐臂(33)铰接；固定于所述的左侧板(1)上的支架(35)支承有所述的挡杆(36)，该挡杆(36)经第二连杆(38)与固定在开关主轴(20)上的自锁拐臂(37)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种负荷开关通用操动机构，其特征是：所述的半轴(27)上固定的分闸拐臂(31)配合设有电磁铁(30)。
3.根据权利要求1所述的一种负荷开关通用操动机构，其特征是：所述的挡杆(36)位于开关合闸状态位置，挡杆(36)则平伸于顶块(11)旋转轨迹的设定位置点上；所述的挡杆(36)触挡随齿轮(9)旋转的顶块(11)，使得顶块(11)翘起并与凸套(13)分离，实现开关合闸状态下不能储能合闸的合闸自锁保护。
4.根据权利要求1所述的一种负荷开关通用操动机构，其特征是：所述的挡杆(36)位于开关分闸状态位置，挡杆(36)则翘起避开顶块(11)旋转轨迹，顶块(11)就能在扭簧(12)的作用下顶着凸套(13)驱动主轴旋转，实现开关储能合闸。
5.根据权利要求1所述的一种负荷开关通用操动机构，其特征是：所述的分闸储能拐臂(28)上的分闸弹簧(29)随着开关主轴(20)的旋转储能。
6.根据权利要求1所述的一种负荷开关通用操动机构，其特征是：所述的分合闸显示牌(32)由第一连杆(34)铰接牵动传递开关分合闸动作信号，并作出相应显示。
7.根据权利要求1所述的一种负荷开关通用操动机构，其特征是：所述的连轴电机(4)或手动操作件(6)输入操作力经齿套(5)传递给齿轮(9)，经顶块(11)、扭簧(12)、凸套(13)和挡杆(36)组成的离合器输入，使主轴(8)旋转储能，固定在主轴(8)上的凸轮(14)、储能拐臂(16)同步旋转，当储能拐臂(16)旋过平衡点6°至7°瞬间，在储能拉簧(15)释能拉力的作用下，主轴(8)快速旋转，瞬间固定在主轴(8)上的凸轮(14)带着释能力飞快撞压连板组件中间铰接点上的滚轮(17)，所述的滚轮(17)过平衡点靠于限位杆(18)上；过程中连板组件受力，向与固定在开关主轴(20)上的输入拐臂(21)铰接的长连板(19)方向挺推，快速推动开关主轴(20)转动实现开关合闸；同时挂在固定于开关主轴(20)上的分闸储能拐臂(28)上的分闸弹簧(29)储能；撞压力也同时向与锁扣拐臂(26)铰接的短连板(24)方向作用以推动锁扣拐臂(26)转动，所述的锁扣拐臂(26)与事先已由第二复位扭簧(40)作用下控制在与水平方向成交角16°左右的半轴(27)紧扣实现合闸锁定。
8.根据权利要求1所述的一种负荷开关通用操动机构，其特征是：在手动或电磁铁(30)操作力作用下，推或拉动固定在所述的半轴(27)上的分闸拐臂(31)，使半轴(27)转动，锁扣拐臂(26)脱扣，与锁扣拐臂(26)铰接的连板组件失衡，瞬间在分闸弹簧(29)拉力和开关超程力的作用下，所述的连板组件由中间铰接点处弯曲，开关主轴(20)快速反转，实现开关分闸；同时在第一复位扭簧(39)、第二复位扭簧(40)的作用下半轴(27)及锁扣拐臂(26)复位。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: FENG BAOMING; APPLICANT Free format text: FORMER OWNER: FENG BAOMING Effective date: 20080926 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20080926 Address after: Zip Plaza, No. 178, Tower Hill Road, Dan County, Zhejiang, Xiangshan Province, China: 315700 Applicant after: Feng Bao Ming Co-applicant after: Ningbo Tianyuan Electric Equipment Co., Ltd. Co-applicant after: Jiangsu Nanzi Tonghua Electrical Group Co., Ltd. Address before: Zip Plaza, No. 178, Tower Hill Road, Dan County, Zhejiang, Xiangshan Province, China: 315700 Applicant before: Feng Baoming |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100526 Termination date: 20170215 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |