CN101635225A - 弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种弹簧操动机构，包括机构左板(17)、机构右板(20)和机构中间隔板(27)，所述机构中间隔板(27)固定在所述机构左板(17)和机构右板(20)之间，所述机构通过所述机构左板(17)和机构右板(20)与机构框架拴接。本发明提供的弹簧操动机构，通过机构左板和机构右板与框架拴接，可以将操动机构的大部分组件作为一个模块从框架上取下，使得组件的更换和维修更容易，便于弹簧操动机构的维护。

Description

弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及真空断路器技术，尤其涉及一种弹簧操动机构。

背景技术

目前国内市场上主要的断路器，从原始设计到现在已有10年之久。随着真空灭弧室的设计工艺质量和设备技术水平的不断提高，机构已明显滞后。

图1为现有技术的弹簧操动机构的图示。以目前广泛应用的产品为例，机构安装板采用焊接结构，维修与更换元件复杂、费时。例如，合闸线圈在使用中容易损坏，对其更换很不方便。其次，现有的机构结构较复杂，尺寸较大，随着目前绝缘材质的发展及小型化的市场需求，VS1不易直接应用于更小的尺寸要求。12kV为例，开距范围10～12mm偏大，随着真空灭弧室技术工艺的不断发展，目前国内外主要的灭弧室厂家均可控制在6～10mm，限制了真空断路器的可靠性和机械寿命。在分闸缓冲处理上，其几乎采用全程缓冲，若因油杯的质量继使用过程质量发生变化，对分闸可能会造成严重的后果。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种便于维护的弹簧操动机构。

本发明提供的弹簧操动机构，包括：机构左板、机构右板和机构中间隔板，其中，机构中间隔板固定在机构左板和机构右板之间，该机构通过所述机构左板和机构右板与机构框架栓接。

进一步，储能部分、合闸部分、分闸部分和二次引线部分分别位于机构框架的由机构左板、机构右板和机构中间隔板划分的区域。

根据本发明的弹簧操动机构的一个实施例，该机构还包括储能电机。储能电机栓接安装在机构左板上，具有双端输出轴，输出轴的一端用于齿轮传动储能，另一端用于手动储能传动。

根据本发明的弹簧操动机构的一个实施例，弹簧操动机构的分闸传动机构包括：分闸扣板轴，贯穿机构右板和机构中间隔板，两端通过挡圈固定；分闸扣板，通过轴承安装在所述分闸扣板轴上，并通过限位销限位；限位销，通过栓接方式固定于所述机构左板、机构右板和机构中间隔板上；分闸挚子，通过轴承销轴方式安装在所述分闸扣板上，并装有复位簧.

本发明提供的弹簧操动机构，通过机构左板和机构右板与框架栓接，可以将操动机构的大部分组件作为一个模块从框架上取下，使得组件的更换和维修更容易，方便弹簧操动机构的维护。

进一步，将整个弹簧操动机构模块化，结构布局更合理，并可以实现小型化。

附图说明

图1为现有技术的操动机构的图示；

图2为根据本发明的弹簧操动机构的一个实施例的结构主视图；

图3为图2所示的弹簧操动机构的沿A-A的截面图；

图4为图2所示的弹簧操动机构的沿B-B的截面图；

图5为根据本发明的弹簧操动机构的主视图，其中为了清楚显示而省略了其他部件；

图6为沿着图5中C-C线截取的剖视图；

图7为沿着图5中的D-D线截取的剖视图；

图8为示出储能传动系统的齿轮系的简图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

图2为根据本发明的弹簧操动机构的一个实施例的结构主视图。如图2所示，该弹簧操动机构包括机构左板17、机构右板20和机构中间隔板27，机构中间隔板27固定在机构左板17和机构右板20之间。机构框架被机构左板17机构右板20和机构中间隔板27分成4个区域，从左至右依次为：储能部分，合闸部分，分闸部分，二次引线部分。该机构通过机构左板17和机构右板20与机构框架栓接。采用模块优化设计便于工业化生产和易于安装维修，提高产品的质量和通用性。

图3、图4所示的弹簧操动机构的沿A-A和B-B的截面图。下面结合图2、3和4来说明本发明的弹簧操动机构。

图3(A-A)示出了操动机构的如下组件：分闸电磁铁1，通过螺栓固定于机构左板17；合闸电磁铁2，通过螺栓固定于机构左板17；合闸挚板3，通过轴销、轴承和挡卡固定在机构左板17和机构中间隔板27；滚轮(凸轮)4，通过轴紧配合连接于凸轮5上；凸轮5，通过键连接于储能轴23上；滚轮(合闸拐臂)6，其内安装有滚针通过轴销连接于合闸拐臂8上；主轴7，通过两端装轴承固定于机构框架上；传动拐臂45，花键方式连接在主轴7上；连板9，通过轴销连接在传动拐臂45和鱼形拐臂12上；销10，分闸簧一端挂在其上；销11，通过其连接框架于鱼形拐臂12；鱼形拐臂12，连接连板9和操作绝缘子(带动灭弧室分合)；分闸簧13，一端挂在10上，另一端通过挂板栓接于框架上；触头压簧43，安装在操作绝缘子内。

图2示出操动机构的如下组件：齿轮减速装置(4个齿轮零件)14，通过安装板、轴承和键轴等栓接固定于机构安装左板17上；储能拐臂15，通过键连接于储能主轴上；合闸簧16，一端连接在储能拐臂15上，另一端通过18及安装板栓接在框架上；机构左板17，通过栓接方式固定在框架上；轴销18；分闸半轴19，通过轴承和挡卡固定在机构板17和20上，其上安装有分闸线圈和手动分闸的拐臂结构；机构右板20，通过栓接方式固定于框架上；合闸半轴21，通过轴承和挡卡安装在机构板17和20上；分闸扣板轴22，贯穿机构板27，机构板20，两端通过挡圈固定；储能轴23，通过三个分别轴承贯穿机构板17、机构板27，机构板20，再用轴用挡圈两端固定；复位簧24-1、24-2，通过轴套安装在储能轴上，用于分闸扣板复位；分闸限位拐臂44上销接滚轮25并以花键方式安装在主轴7上；分闸缓冲油杯26，栓接方式固定在框架上；机构中间隔板27，通过22分闸扣板轴、23储能轴和几个内螺纹定位杆栓接与机构板17和机构板20固定在一起。

图4(B-B)示出了操动机构的如下组件：分闸扣板28，通过轴承安装在扣板轴上，并通过限位销32限位；分闸挚子29，通过轴承销轴方式安装在分闸扣板上，并装有复位簧；推杆(分闸)30，通过导向销安装在机构右板20上；推杆(合闸)31，通过导向销安装在机构右板20上；限位销32，通过栓接方式固定于机构板17、20和27上；限位销33，通过销轴方式固定在分闸扣板28上；分闸拐臂41，花键方式连接在主轴7上；分闸滚轮42，通过销轴安装在分闸拐臂上。分闸传动机构主要包括分闸扣板轴22、分闸扣板28、分闸挚子29、复位簧(24-1～2)和限位销32、33。

电机40栓接安装在机构左板17上。另外，电机40上带有转轴39，用于手动储能。转轴39与储能手柄(未示出)相配合，从而通过摇动储能手柄进行手动储能。为了防止在电动储能的情况下，由于疏忽没有拆下储能手柄，而出现手柄随着转轴39转动而发生危险，在传统的断路器中，在储能轴39上加装一个单向离合器，但是这样带来的问题是储能电机模块的尺寸增大并且结构复杂。在本发明中，在储能手柄上安装有单向轴承，使得动力只能从储能手柄传递到转轴39，而不能反向传递，从而克服了上述问题。

图5和图6示出该操动机构的储能指示部分。如图6所示，储能指示部分包括储能指示牌49，在储能指示牌49上标有“已储能”和“未储能”字样。储能指示牌49通过销轴50、螺母51和开口销52可转动地固定到机构左板17上以使之可以灵活转动。拉簧48一端连接到储能指示牌49上，另一端连接到机构左板17上的一个固定螺钉46上，以便向储能指示牌49施加偏压力，使得储能指示牌49受到逆时针方向的拉力。另外，在机构左板17上设置限位螺钉47，使得储能指示牌49在拉簧48的作用下抵靠在限位螺钉47上。在从图5的前视图观察时，此时储能指示牌49显示为“未储能”。

在储能轴23上设置拐臂54，该拐臂54随着储能轴23的转动沿顺时针方向转动。在储能指示牌49的后端设置有一个突出部491，该突出部491可以由拐臂54接触，而被拐臂54推动。

在储能指示牌49的中部，以向下突出的方式设置有推动部492。并且在储能指示牌49的下部，与推动部492相对应的位置处固定有微动开关53，使得微动开关53的触头可以被所述推动部492按压。

图7是沿着图5的D-D截取的剖视图，示出本发明的分合指示部分。如图7所示，分合指示部分包括分合指示牌79，该分合指示牌79类似的通过轴销50、螺母51和开口销52可转动地固定到机构右板20上。分合指示牌79通过拉杆81与主轴7上设置的拐臂77相连接，使得在断路器处于分闸状态时，分闸指示牌79显示为“分”。另外，计数器83通过计数器安装板84固定在机构右板20上、分合指示牌79下方。拉簧82将计数器83和分合指示牌79相连接，从而计数器83可以与分合指示牌79的转动相关联。

图8示出本发明的储能传动装置的齿轮系简图。如图5和图8所示，储能装置的齿轮系安装在机构左板17和板62之间，储能电机40的输出轴(齿轮轴)与齿轮61啮合，花键轴59与齿轮61同轴，并且与齿轮55啮合，而齿轮55与齿轮38啮合。齿轮38通过离合机构与储能轴23相连接。在电动(手动)储能时，电机的输出轴顺时针方向转动，从而齿轮61和花键轴59逆时针方向转动，并带动齿轮55顺时针方向转动，进而带动齿轮38逆时针方向转动。

为了防止合闸簧16在任一位置倒转，在齿轮55与转轴57之间安装有单向轴承，如单向滚针轴承57，从而只允许齿轮55顺时针方向转动。

下面结合上述实施例描述操动机构的主要操作。

储能：储能电机40具有双端输出轴，输出轴的一端用于齿轮传动储能，另一端用于手动储能传动。储能电机40接通电源或用手动摇把使转轴39顺时针不断转动(参见图2)，齿轮(模数1.25)减速装置的2级减速传动使得储能轴23上的储能拐臂15转动，使合闸簧16逐渐拉伸储能。当储能弹簧过死点后，传动系统自动离合达到电机(或手动)与储能轴23脱离，同时可通过微动开关将电机电源切断。另一方面，储能轴23通过键带动凸轮5转动，离合后，滚轮(凸轮)4扣接合闸挚板3，合闸挚板3扣接合闸半轴21，储能完毕并保持。

随着储能轴23的转动，拐臂54沿着顺时针方向(图6中)转动，从而在储能过程的末期，该拐臂54接触储能指示牌49的突出部491，从而向上推动该突出部491，这使得储能指示牌49克服拉簧48的拉力而沿着逆时针方向(图6)转动，从而储能指示牌的显示从“未储能”转变成“已储能”。同时，储能指示牌49的推动部492向微动开关23的方向按压，从而在储能完成时切换微动开关23，断开储能电机40的电源。

合闸：储能完毕后，合闸电磁铁2通电或手动压入推杆(合闸)31，合闸半轴21转动，合闸挚板3与合闸半轴21脱扣，凸轮5在合闸簧16能量的推动下转动，使得合闸拐臂8逆时针转动，带动主轴7通过四连杆结构的连杆9和鱼形拐臂12运动使断路器关合；同时主轴7带动分闸拐臂41顺时针转动(见图3(B-B))，关合后，分闸拐臂上的滚轮扣接分闸挚子29，使得分闸扣板28扣接分闸半轴19，合闸完毕并保持。

此时，随着储能轴23的转动，拐臂54与储能指示牌49的突出部491脱开，储能指示牌49在拉簧48的作用下顺时针转动，从而显示从“已储能”转变成“未储能”。

另外，随着主轴7的转动，拐臂77通过拉杆81使得分合指示牌79顺时针转动，从而分合指示牌79的显示从“分”转变成“合”。

分闸：合闸完毕后，分闸电磁铁1通电或手动压入推杆(分闸)30，分闸半轴19转动，使得分闸扣板28与分闸半轴19脱扣，在分闸弹簧13和灭弧室的触头压簧43的作用下，使主轴7逆时针转动(见视图B-B)，带动分闸限位拐臂44转动，经过分闸缓冲油杯26缓冲，最终靠分闸弹簧13使断路器保持在分闸位置。

在主轴7逆时针转动的同时，主轴7的拐臂77通过拉杆81带动分合指示牌79，使得分合指示牌79逆时针转动，从而分合指示牌79的显示从“合”变成“分”。同时，通过拉簧82，分合指示牌79的逆时针转动带动计数器83，使得计数器83计数。

再储能：合闸后，储能电机40再次接通电源(或用手动摇把使转轴39)，重复上述的储能过程。此功能可实现断路器自动重合闸功能O-CO-CO。

本发明的弹簧操动机构，储能传动齿轮组及大齿轮与小巧超越离合计结合，在储能完成后通过齿轮与超越离合器之间连接完成离合功能；合闸凸轮与主轴拐臂上的滚轮直接结合，合闸通过凸轮直接撞击主轴拐臂上的滚轮，简化并完成合闸传动过程；分闸挚子组件与主轴拐臂上的滚轮直接结合，分闸同样通过主轴拐臂上的滚轮直接与分闸挚子组建结合完成分闸传动过程。

本发明提供的弹簧操动机构，通过机构左板和机构右板与框架栓接，可以将操动机构作为模块从框架上取下，使得组件的更换和维修更容易，方便弹簧操动机构的维护。将整个弹簧操动机构模块化，结构布局更合理，并可以实现小型化。通过降低断路器的总行程，重新设计凸轮的传动，大大提高产品的可靠性，进一步获得优异的分、合闸特性，同时大大提高了断路器整体使用寿命，大大降低了断路器的寿命周期成本。

本发明的弹簧操动机构可以可将现有的相间距210mm压缩至150mm，从而实现小型化；通过模块化优化设计，便于批量化生产和更好的质量控制，提高生产效率，便于维护；进行参数和凸轮传动的优化设计，降低开距，提高产品的可靠性和寿命，大大降低断路器产品的寿命周期成本。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (15)

1.一种弹簧操动机构，包括机构左板(17)、机构右板(20)和机构中间隔板(27)，其特征在于，所述机构中间隔板(27)固定在所述机构左板(17)和机构右板(20)之间，所述机构通过所述机构左板(17)和机构右板(20)与机构框架栓接。

2.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于，储能部分、合闸部分、分闸部分和二次引线部分分别位于机构框架的由所述机构左板(17)、机构右板(20)和机构中间隔板(27)划分的区域。

3.根据权利要求1或2所述的弹簧操动机构，其特征在于，还包括储能电机(40)，所述储能电机(40)栓接安装在机构左板(17)上，具有双端输出轴，所述输出轴的一端用于齿轮传动储能，另一端用于手动储能传动。

4.根据权利要求1或2所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述弹簧操动机构的分闸传动机构包括：

分闸扣板轴(22)，贯穿所述机构右板(27)和机构中间隔板(20)，两端通过挡圈固定；

分闸扣板(28)，通过轴承安装在所述分闸扣板轴(22)上，并通过限位销(32)限位，并装有复位簧(24-1)；

分闸挚子(29)，通过轴承销轴方式安装在所述分闸扣板(28)上，并装有复位簧(24-2)；

限位销(32)，通过栓接方式固定于所述机构左板(17)、机构右板(27)和机构中间隔板(20)上。

5.根据权利要求1或2所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述机构中间隔板(27)通过分闸扣板轴(22)、储能轴(23)和内螺纹定位杆栓接固定在所述机构左板(17)和机构右板(20)之间。

6.根据权利要求5所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述分闸扣板轴(22)贯穿所述机构右板(27)和机构中间隔板(20)，两端通过挡圈固定；所述储能轴(23)通过三个轴承分别贯穿所述机构左板(17)、机构右板(27)和机构中间隔板(20)，并用轴用挡圈两端固定。

7.如权利要求3所述的弹簧操动机构，其特征在于，还包括储能手柄，该储能手柄与所述双端输出轴中的用于手动储能的一端相连接，所述储能手柄上安装有单向轴承。

8.如权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于，还包括储能指示牌(49)，所述储能指示牌与储能轴(23)相关联，以显示机构的储能状态。

9.如权利要求8所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述储能指示牌(49)可转动地安装在所述机构左板(17)和机构中间隔板(27)所间隔的区域内，该储能指示牌(49)包括突出部(491)，以在储能过程后期与所述储能轴(23)上设置的拐臂(54)相接触，使得该储能指示牌(49)由拐臂(54)驱动转动。

10.如权利要求9所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述储能指示牌(49)还包括推动部(492)，微动开关(53)安装在所述储能指示牌(49)下方与所述推动部(492)相关联，使得在所述储能指示牌(49)转动到显示已经储能状态时，所述推动部(492)按压所述微动开关(53)，以切换所述微动开关(53)。

11.如权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于，还包括分合指示牌(79)，所述分合指示牌(79)可转动地安装在机构右板(20)和机构中间隔板(27)所间隔的区域，且所述分合指示牌(79)相关联地转动，而显示机构的分合状态。

12.如权利要求11所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述分合指示牌(79)通过拉杆(81)与设置在主轴(7)上的拐臂(77)相连接。

13.如权利要求11所述的弹簧操动机构，其特征在于，还包括计数器(83)，所述计数器(83)通过拉簧(82)与所述分合指示牌(79)相连接，以随着分合指示牌(79)的转动，带动计数器(83)计数。

14.如权利要求3所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述储能电机(40)通过齿轮系将动力传递到储能轴(23)，在所述齿轮系中的至少一个齿轮通过单向轴承安装在其转轴上。

15.如权利要求14所述的弹簧操动机构，其特征在于，所述单向轴承是单向滚针轴承。

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