CN101847526B - 液压弹簧操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种液压弹簧操动机构，由工作缸、油箱、油泵电机组件、储能活塞缸、储能碟簧组、控制阀、泄压阀及行程开关组成，控制阀装于工作缸分闸侧，工作缸合闸侧装配连接法兰与断路器本体连接，油泵电机组件、行程开关及泄压阀装配于工作缸轴向的两个外侧面上，储能活塞缸沿工作缸中工作腔轴线垂直方向集成在工作缸上，储能活塞缸中储能活塞运动方向与工作缸中活塞杆运动方向相垂直，储能碟簧组单独组装后装配于工作缸上，储能碟簧组位于储能活塞缸出口处且与储能活塞构成机构的储能装置，本机构不存在储能活塞缸与工作缸之间的连接问题，零件加工精度要求降低，且泄漏点少，关键精密零件活塞杆长度减短，加工难度减小，整个机构可靠性高。
Description
技术领域：本发明涉及一种断路器操动机构，更具体地说涉及一种工作缸、储能活塞缸集成为一体，储能碟簧组独立装配的集成化液压弹簧操动机构。
背景技术：目前，在高压断路器液压弹簧操动机构多采有模块化设计，机构中工作缸和储能活塞缸多为独立的两个部分，装配时或是将多个储能活塞缸分布装配于工作缸的外围几个侧面上，储能活塞缸与工作缸外侧面表面接触，通过连接管将两部分连接；或是通过卡套连接等方式使储能器和工作缸连接，机构油箱加工装配于工作缸合闸侧的正上方，活塞杆工作时要穿过油箱(其具体结构见发明专利200710010342.1及实用新型专利20052010547.9。)。以上结构存在以下弊端：1.相互配合装配，零件加工精度要求高；2.采用连接管连接，泄漏点多，密封要求高；3.卡套式储能活塞缸刚度要求高，组合装配后检修难度大。
4.油箱加工装配于工作缸合闸侧，活塞杆长度增加，加工难度增大，并且密封点增多。
少数液压弹簧机构在工作缸上直接加工有储能活塞缸，其储能活塞缸加工于工作缸的轴线方向，工作缸的高度增加，并且其储能活塞装配于工作活塞之上，(具体结构见实用新型专利022808815.9)该机构操作或储能时活塞杆和储能活塞之间均有相对运动，因此对密封要求较高，活塞杆较长，加工难度大，工作缸体积较大。
发明内容：本发明针对现有液压弹簧机构零件加工要求高、泄漏点多、检修难度大、零件加工难度大等问题，提供一种将工作缸、储能活塞缸集成为一体，储能碟簧组独立装配的集成化液压弹簧操动机构。该机构既具有模块化设计的检修维护方便、无外接管路的优点，又减少了零件种类，降低了关键零件的加工难度，最大限度的减少了密封点，同时使结构简化，节省了安装空间，同时使机构的检修维护更为方便。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：一种液压弹簧操动机构，由工作缸、油箱、油泵电机组件、储能活塞缸、储能碟簧组、控制阀、泄压阀及行程开关组件组成，控制阀装于工作缸分闸侧，工作缸合闸侧装配有连接法兰，该连接法兰与断路器本体连接，油泵电机组件、行程开关及泄压阀装配于工作缸轴向的两个外侧面上，其特征在于：储能活塞缸沿工作缸中工作腔轴线垂直方向集成在工作缸上，储能活塞缸中储能活塞运动方向与工作缸中活塞杆运动方向相垂直，储能碟簧组单独组装后装配于工作缸上，储能碟簧组位于储能活塞缸出口处且与储能活塞构成机构的储能装置。
本发明的进一步技术方案是，所述的储能活塞缸位于工作缸直径最小的中间部位；工作缸内设有贯通分闸侧端面控制阀用高压油道、储能活塞缸及合闸端油腔的高压油道。
优选地，所述的储能碟簧组由碟簧、拉棒、上支撑板、支座、法兰装配而成，该储能碟簧组装配成一个独立的组件后固定装配于储能活塞缸出口处的工作缸外侧面上，与储能活塞缸中的储能活塞、储能活塞盖一起构成液压机构的储能器。
优选地，所述的储能碟簧组通过法兰与工作缸固定连接。
优选地，所述的控制阀阀体上设有一分闸限位的突出阶梯台。
优选地，所述的弹簧行程开关组件中的连杆与储能碟簧组的上支撑板相连，弹簧行程开关组件中的微动开关与直动凸轮组配合控制碟簧行程，直动凸轮组上设有机构行程开关闭锁接点和报警接点，直动凸轮组加工于同一铝板上。
所述的油箱设于分闸侧的工作缸外壁上，该油箱分为相通的两个部分，一部分集成在工作缸外壁，另一部分通过螺钉装配合并为一体。
本发明与现有技术的高压断路器用液压弹簧机构相比，具有以下优点：由于储能活塞缸集成在工作缸上，不存在储能活塞缸与工作缸之间的连接问题，零件加工精度要求降低，且泄漏点少，关键精密零件活塞杆长度减短，加工难度减小，整个机构可靠性高。机构零件数量减小，外购密封件数量减少，机构整体结构简化，机构造价降低，由于储能碟簧组是一个独立的组件，并且该储能碟簧组件装配于工作缸的外围侧面，故在液压弹簧机构装配或检修时可以很方便的对该储能碟簧组件进行装拆。
附图说明：附图1为本发明液压弹簧机构实施例1外形右视图；附图2为本发明液压弹簧机构实施例1外形主视图；附图3为本发明液压弹簧机构实施例1沿活塞杆轴向剖视部件分离图；附图4为本发明液压弹簧机构实施例1工作缸剖视图；附图5为本发明液压弹簧机构实施例1弹簧行程开关组件外形示意图；附图6为本发明液压弹簧机构实施例1弹簧行程开关组件用直动凸轮组外形图；附图7为本发明液压弹簧机构实施例2外形图；图中：1、工作缸；2、活塞杆；3、控制阀；4、储能碟簧组；5、储能活塞；6、油泵电机组件；7、油箱；8、行程开关组件；9、泄压阀组件；10、转换开关组件；11、连接法兰；12、控制阀体；13、分闸端油腔；14、合闸端油腔；15、高低压转换油道；16、高压油道；17、法兰；18、上支撑板；19、拉棒；20、碟簧；21、支座；22、储能活塞缸；23、压板；24、工作缸中加工的部分油箱；25、工作腔；26、高压油道；27、微动开关；28、直动凸轮组；29、支撑板；30、导轨；31、连杆；32、机构行程开关报警接点；33、机构行程开关闭锁接点。
具体实施方式：下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2、图3所示本液压弹簧机构由工作缸1、活塞杆2、控制阀3、储能碟簧组4、储能活塞5、油泵电机组件6、油箱7、行程开关组件8、泄压阀组件9、转换开关组件10、连接法兰11及部分连接件组成。
图1所示右侧为机构分闸侧，左侧为机构合闸侧，控制阀3通过螺钉连接装配于工作缸1分闸侧，并通过油道与工作缸1相连；转换开关组件10与连接法兰11装配于工作缸1的合闸侧，转换开关组件10通过传动连杆与活塞杆2相连接；行程开关组件8与泄压阀组件9装配于工作缸1的一个侧面上，并通过连接杆与储能碟簧组4相连；工作缸1的另一个侧面装配有油泵电机组件6，装配如图2所示；油箱7设于分闸侧的工作缸外壁上，该油箱分为相通的两个部分，一部分集成在工作缸外壁，另一部分通过螺钉装配合并为一体。
如图3所示储能碟簧组4由法兰17、上支撑板18、拉棒19、碟簧20以及支座21组合装配成一个独立的组件后装配于工作缸1的下方，与储能活塞5以及工作缸上加工的储能活塞缸20一起构成该集成液压弹簧机构的储能模块。
图3所示的为本发明集成化液压弹簧机构分闸未储能状态，当机构工作需要储能时油泵电机组件6带电工作，通过工作缸1中加工的若干油道将油箱7中的低压油充入到储能活塞缸22中，并推动储能活塞5向下运动继而推动储能碟簧组4中的上支撑板18向下运动并使碟簧20压缩为机构储能。当机构如图所示处于分闸状态时，机构合闸端油腔14通过高压油道16与储能活塞缸22中的高压油相连通；分闸端油腔13通过高低压转换油道15与控制阀3相连通，此时分闸端油腔13中为低压油，当机构合闸时，通过控制阀3的换向，油道15转换为高压油道，分闸端油腔13充满高压油，由于活塞杆2两端存在截面差，在液压差动力的作用下活塞杆向合闸端运动使机构合闸；当机构分闸时，控制阀3再次换向，油道15转换为低压油道，分闸端油腔13变为低压油，在油压力的作用下，活塞杆2迅速向分闸端运动，机构快速分闸。
如图3所示，机构分、合闸行程靠活塞杆2以及工作缸1的机械加工尺寸来保证，但须有限位零件，该机构合闸端用压板23限位，分闸端装配有控制阀，加工有梯形阶梯台12a的控制阀阀体12装配于机构分闸端，同时起到分闸限位座的作用。
图4所示为本发明集成化液压弹簧机构工作缸1，该工作缸毛坯可锻造成型也可铸造成型，工作缸1中活塞杆2运动的工作腔25与储能活塞缸22垂直布置加工，并在加工有高压油道16与机构合闸腔14以及工作缸分闸端侧面上加工的控制阀用高压油道26相连通，工作缸中加工的部分油箱24加工于工作缸1的上方，并加工有低压油道与工作缸分闸端侧面上加工的控制阀用低压油道相连通。
图5所示为本发明液压弹簧机构实施例1弹簧行程开关组件外形示意图，该行程开关组件由微动开关27、直动凸轮组28、支撑板29、导轨30、及连杆21组成，其直动凸轮组28装于导轨30之上并可在导轨30之上滑动，连杆31与直动凸轮组28固定连接，微动开关27装于支撑板29之上，行程开关组件装配时导轨30及支撑板29由螺钉固定装配于工作缸1之上，连杆31与储能碟簧组中的上支撑板18相连接(参见图1)，机构工作时上支撑板的运动带动连杆31及直动凸轮组28运动，直动凸轮组28与微动开关27配合，完成在不同碟簧行程时微动开关27按照要求通断。
图6所示为本发明液压弹簧机构实施例1弹簧行程开关组件用直动凸轮组外形图，图中32为液压弹簧机构行程开关分闸报警、合闸包警、重合闸报警接点用直动凸轮的组合，33为液压弹簧机构行程开关分闸闭锁、合闸闭锁、重合闸闭锁接点用直动凸轮的组合，如此的分组排列更容易将直动凸轮组加工于同一铝板上，更容易实现直动凸轮组的加工成型。
图7所示为本发明集成化液压弹簧机构实施例2外形结构示意图，与实施例1相比，工作缸、储能器的特点以及工作原理实施例2与实施例1均相同，区别在于实施例1适合于机构水平布置，工作时活塞杆水平往复运动，实施例2更适合于机构竖直布置，即机构工作时活塞杆竖直往复运动。如图7所示，工作缸1垂直布置，上方为合闸端，下方为分闸端，储能碟簧组4水平安装于工作缸加工有储能活塞缸的侧面；在工作缸1上与储能活塞缸相对的侧面安装有控制阀3与油箱7；工作缸1上与储能活塞缸垂直的一个侧面上安装有油泵组件6；另一个侧面上安装有行程开关组件与泄压阀组件，其安装方式与实施例1相同。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种液压弹簧操动机构，由工作缸、油箱、油泵电机组件、储能活塞缸、储能碟簧组、控制阀、泄压阀及行程开关组件组成，控制阀装于工作缸分闸侧，工作缸合闸侧装配有连接法兰，该连接法兰与断路器本体连接，行程开关组件与泄压阀装配于工作缸的一个侧面上，工作缸的另一个侧面装配有油泵电机组件，其特征在于：储能活塞缸沿工作缸轴线垂直方向集成在工作缸的中下部，储能活塞缸中储能活塞运动方向与工作缸中活塞杆运动方向相垂直，储能碟簧组单独组装后装配于工作缸上，储能碟簧组位于储能活塞缸出口处且与储能活塞构成机构的储能装置。
2.根据权利要求1所述的液压弹簧操动机构，其特征在于：所述的储能活塞缸位于工作缸直径最小的中间部位；工作缸内设有贯通分闸侧端面控制阀用高压油道、储能活塞缸及合闸端油腔的高压油道。
3.根据权利要求1所述的液压弹簧操动机构，其特征在于：所述的储能碟簧组由碟簧、拉棒、上支撑板、支座、法兰装配而成，该储能碟簧组装配成一个独立的组件后固定装配于储能活塞缸出口处的工作缸外侧面上，与储能活塞缸及储能活塞缸中的储能活塞一起构成液压机构的储能器。
4.根据权利要求3所述的液压弹簧操动机构，其特征在于：所述的储能碟簧组通过法兰与工作缸固定连接。
5.根据权利要求1所述的液压弹簧操动机构，其特征在于：所述的控制阀阀体上设有一分闸限位的突出阶梯台。
6.根据权利要求1所述的液压弹簧操动机构，其特征在于：所述的行程开关组件中的连杆与储能碟簧组的上支撑板相连，行程开关组件中的微动开关与直动凸轮组配合控制储能碟簧组中的碟簧行程，直动凸轮组上设有机构行程开关闭锁接点和报警接点。
7.根据权利要求1所述的液压弹簧操动机构，其特征在于：所述的油箱设于分闸侧的工作缸外壁上，该油箱分为相通的两个部分，一部分集成在工作缸外壁，另一部分通过螺钉装配合并为一体。
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