CN101882511A - 用于中压开关的驱动机构及包括该驱动机构的中压开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于中压线路开关的驱动机构及包括该驱动机构的中压线路开关。该驱动机构包括包括：限定一空间的基板和前板，该空间容纳操作轴和动力轴，动力轴能够连接至中压开关的运动链，操作轴具有头部，头部能够连接至操作轴的操作手柄；包括盘簧的弹簧组件，盘簧具有连接至操作轴的第一端并能够连接至动力轴的第二端，盘簧通过操作轴的旋转而被加载并且在被释放时致动动力轴；操作轴设有释放装置，释放装置通过操作轴的手动旋转而作用在动力轴上；弹簧组件设有用于调整盘簧的预加载的调节装置。由于释放装置和调节装置，该驱动机构允许在触头片之间存在增大的摩擦力的情况下操作，并且无需过于精确的弹簧尺寸和对弹簧的预测试。

Description

用于中压开关的驱动机构及包括该驱动机构的中压开关

技术领域

本发明涉及用于中压开关的驱动机构，特别是涉及具有改善特性的中压线路开关驱动机构。对于本申请的目的来说，术语“中压”是指在1KV和52KV之间范围的应用电压。

背景技术

在现有技术中，中压开关特别是中压线路开关是公知的，其通常包括驱动机构，所述驱动机构操作性地连接至所述开关的运动链并对之进行致动以断开和闭合所述开关的触头。由于对执行断开/闭合操作的速度要求，通常使用机械装置来致动开关的运动链。在大多数情况下，驱动装置基于弹簧，所述弹簧在执行断开/闭合操作之前被加载；当弹簧被释放时，驱动机构将弹簧产生的能量和运动传递至开关的运动链，由此以所需的速度致动断开/闭合操作。

尽管当前已知的驱动机构在一定程度上适合中压开关的断开/闭合操作，但是它们在性能和/或制造成本方面并非完全令人满意。

由于设备的非正常状况而导致的触头片之间的增大摩擦力，在中压开关的操作期间可能出现问题。在此情况下，断开触头(即将触头片彼此“分开”)所需要的能量大于正常情况下所需要的能量。结果，通常需要弹簧的过大尺寸以在所有情况下进行正确的操作，结果增加了制造成本。

进一步的问题源自对开关的断开/闭合操作的速度要求——这涉及弹簧的精确尺寸设计及其精确测试。

此外，在工作寿命期间弹簧的特性可能改变，由此会将相关开关的速度特性降低至低于不能再接受的值。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于中压开关的驱动机构，特别是用于中压线路开关的驱动机构，以避免或至少减少上述缺点。

更特别地，本发明的一个目的是提供一种还允许在触头片之间的摩擦力增加的情况下运行的用于中压开关的驱动机构。

作为进一步的目的，本发明意在提供一种不需要过大尺寸弹簧的中压开关驱动机构。

本发明进一步的目的是提供一种如下的用于中压开关的驱动机构：其不需要弹簧的过于精确的尺寸以及预先测试。

本发明的另一个目的是提供允许以容易的方式调节弹簧的特性并使之适应于应用场合的中压开关驱动机构。

本发明的再一个目的是提供一种具有降低的制造、安装和维护成本的中压开关驱动机构。

从而，本发明涉及一种用于中压开关的驱动机构，所述驱动机构的特征在于，其包括：

限定一内部空间的基板和前板，所述内部空间容纳同轴地安装在第一纵向轴线上的操作轴和动力轴，所述动力轴能够操作性地连接至中压开关的运动链以用于所述开关的断开/闭合操作，所述操作轴具有头部，所述头部能够连接至用于对所述轴进行手动致动的操作手柄；

包括盘簧的弹簧组件，所述盘簧具有操作性地连接至所述操作轴的第一端、以及能够操作性地连接至所述动力轴的第二端，所述盘簧通过所述操作轴的旋转而加载并且在被释放时致动所述动力轴。

在根据本发明的中压开关驱动机构中，所述操作轴设有释放装置，所述释放装置通过所述操作轴的手动旋转而作用在所述动力轴上，且所述弹簧组件带有用于调整所述盘簧的预加载的调节装置。

由于所述释放装置的存在，根据本发明的中压开关驱动机构还允许在触头片之间存在增大的摩擦力的情况下操作，这将在下文更详细地描述。从而，与开关的速度要求相关的弹簧过大尺寸不再是必须的。

此外，调节装置的存在允许在已经安装在驱动机构内之后对弹簧的特性进行精准调整，而无需过于精确的弹簧尺寸和对弹簧的预测试。

包括如上所述的驱动机构的中压开关也是本发明的一部分。

附图说明

通过阅读对本发明的中压开关驱动机构的优选非排它的实施例所做的说明将获悉本发明的其它特征和优点，所述实施例在附图在中示出，在所述附图中：

图1是根据本发明的驱动机构的一可能的实施例的立体图；

图2是根据本发明的驱动机构的内部的正视图，示出某些关键部件；

图3是根据本发明的驱动机构中所使用的操作轴、动力轴和弹簧组件的实施例的立体图；

图4是图3中组件的分解图；

图5是图3中组件的正视图，示出为处在第一工作位置；

图6是图3中组件的正视图，示出为处在第二工作位置；

图7是根据本发明的驱动机构的部分立体图，示出为处在图6的工作状态；

图8是根据本发明的驱动机构的部分立体图，示出为处在第三工作状态。

具体实施方式

参考附图，整体上以标号1表示的根据本发明的用于中压开关的驱动机构大体上包括限定一内部空间的基板10和前板11。在基板10和前板11之间还还可以存在附加的板，例如板12和13。该驱动机构还包括数个用于将其连接至中压开关的部件(其可以是常规类型的，将不再详细说明)。

操作轴2和动力轴3容纳在所述内部空间内，并且沿着第一纵向轴线同轴地安装，所述动力轴3能够通过常规连接系统操作性地连接至中压开关的运动链，以致动所述开关的断开/闭合操作。操作轴2具有头部20，所述头部20能够通过设置在驱动机构1的前板11上的孔而连接至用于对所述操作轴进行手动致动的操作手柄。

本发明的驱动机构1进一步包括具有盘簧41的弹簧组件4，盘簧41也定位在基板10和前板11之间的内部空间中。

盘簧41具有操作性地连接至操作轴2的第一端411、以及能够操作性地连接至动力轴3的第二端412。以此方式，盘簧41能够通过所述操作轴2的旋转而被加载，然后在被释放时致动所述动力轴3。在实践中，借助于作用在操作轴2的头部20上的操作手柄，通过使操作轴2顺时针旋转而执行闭合操作；在所述旋转期间，盘簧41被加载，直到到达释放点，在该释放点弹簧被释放，从而将运动和能量传递至动力轴3(动力轴3连接至开关的运动链)，致动所述开关的闭合操作。类似地，通过使操作轴2逆时针旋转而执行断开操作；在所述旋转期间，盘簧41被加载，直到到达释放点，在该释放点弹簧被释放，从而沿着与闭合操作相反的方向将运动和能量传递至动力轴3，由此致动所述开关的断开操作。

根据本发明的驱动机构1的特征之一在于，操作轴2设有释放装置21，释放装置21通过所述操作轴2的手动旋转而作用在所述动力轴3上。如下文中更好地说明的，这允许作用在动力轴3上，进而也作用在开关的触头组件上，从而在弹簧41所施加的力之外施加附加的力，由此即使在触头片之间具有增大的摩擦力的情况下也允许将开关的触头片彼此分开。

此外，在根据本发明的驱动机构1中，弹簧组件4通常设有调节装置40，用于调整所述盘簧41的预加载。以此方式，能够根据需要而改变弹簧41的速度特性，或至少对之进行精准调整，由此允许精确地校准驱动机构的速度特性和/或补偿例如由于弹簧自身老化或驱动机构和/或开关的其它机械元件的老化而导致的变化。

参见图2-4，根据本发明的驱动机构1的优选实施例，操作轴2包括大致圆形的盘22，盘22垂直于操作轴2的纵向轴线(即垂直于第一纵向轴线)安装。第一板件23朝着操作轴2的头部20的方向垂直地从盘22突出，并且能够操作性地连接至所述盘簧的第二端412。

优选地，动力轴3包括L形的第一杆件30，L形的第一杆件30具有扁平的基部31，扁平的基部31具有沿着所述第一纵向轴线以可旋转的方式安装的第一端311；L形的第一杆件30还具有从所述扁平的基部31的第二端312垂直于所述扁平的基部31、平行于所述第一纵向轴线、朝着操作轴2的头部20的方向突出的第二板件32，第二板件32能够操作性地与盘簧41的第二端412连接。

在该实施例中，第一板件23和第二板件32沿着平行的方向分别从盘22和扁平基部31突出。此外，第二板件32距所述第一纵向轴线的距离大于第一板件23距所述第一纵向轴线的距离，换句话说，扁平基部31的长度大于盘22的直径。优选地，如图3中所示，第二板件32的长度大于第一板件23的长度。

具体地，弹簧组件4优选地包括第二杆件42，第二杆件42具有对应于盘22同轴地安装在操作轴2上的基部43。基部43设有用于盘簧41的第一端411的固定装置；例如固定装置能够是槽430——盘簧41的第一端411固定在槽430中。

此外，第二杆件42具有远端部分44，远端部分44上设置所述调节装置40。优选地，所述调节装置40定位成与所述操作轴2的第一板件23配合操作。在实践中，根据此实施例，调节装置40允许第二杆件42(盘簧的第一端411固定在其上)相对于操作轴2的盘22旋转，由此改变盘簧41的预加载，结果也改变其速度特性。

作为示例，所述调节装置40可以包括设置在所述第二杆件42的所述远端部分44上的孔47(优选为螺纹孔)，以及插在所述孔47中并抵靠所述操作轴2的所述第一板件23的螺纹装置45。从而，通过旋转螺纹装置45，第二杆件42能够被相对于操作轴2旋转或大或小的程度，从而改变对盘簧41的预加载。

在本发明的驱动机构1的特别优选的实施例中，所述释放装置21包括键连接在所述操作轴2的所述盘22上的突出件210，所述突出件210具有能够与所述动力轴3的第二板件32相互作用的边缘211。

例如，突出件210能够是一圆环的一部分，其键连接在盘22上，具有从所述盘22径向突出的边缘211。边缘211的长度使得：通过相对于动力轴3旋转操作轴2，边缘211能够阻挡动力轴3的第二板件32。换句话说，通过手动旋转操作轴2，突出件210的边缘211能够接触动力轴3的第二板件32。

将结合图5-8详细地说明工作方式。

图5示出在相关开关的触头闭合的情况下操作轴2和动力轴3的位置。在此情况下，盘簧41未被加载(由调节装置40施加的预加载除外)。

断开操作以对弹簧41进行加载而开始，所述加载是以下述方式执行的：作用于操作轴2的头部20，使之逆时针旋转，直到达到图6的位置。一旦盘簧41被加载并处在图6的位置，则盘簧41被释放并且是突然释放，由此能量通过弹簧41的第二端412(第二端412作用在动力轴3的第二板件32上)传递至动力轴3。如果开关的触头件是自由状态(即摩擦力在设计限值之中)，则动力轴3被旋转，由此断开开关的触头。然而，在开关的触头片之间存在增大的摩擦力的情况下，盘簧的能量可能不足以使它们彼此分开且不足以允许断开操作。

在此情况下，本发明驱动机构的释放装置作用在动力轴3上，并在其上施加附加的力，从而允许触头件分开。在实践中，参见图7和8，在图7所示的状况下(对应于图6所示的情形)，突出件210的边缘211与第二板件32接触，从而施加至操作轴2的力能够传递至动力轴3，并最终传递至开关的触头件。

在此情况下，操作轴2的旋转不会被阻挡，而是允许其额外的行程(见图8)。从而，在触头片之间具有增大的摩擦力的情况下，施加至操作轴2的全部力传递至动力轴3，而且该力与由盘簧41(通过弹簧41的第二端412作用在第二板件32上)施加在动力轴3上的力一起被传递至与驱动机构相关联的开关的触头系统，由此允许触头片分开。

以此方式，可以根据在正常情况下进行断开操作所需的最小力来设置盘簧41的尺寸。如上文所解释的，在开关触头片之间存在增大的摩擦力的情况下，由释放装置21施加至动力轴3的附加力将允许分开触头片并执行断开操作。

在本发明驱动机构1的特别优选实施例中，还可以存在第二操作轴5。第二操作轴5优选地安装在平行于所述第一纵向轴线的第二纵向轴线上，并且能够有利地用来执行作用于如下轴上的开关的接地操作：所述轴与用于断开和闭合操作的第一(主)操作轴2相互独立。

从上文的说明可以看出，本发明的用于中压开关(特别是中压线路开关)的驱动机构1相对于装备常规驱动机构的中压开关具有多个优点。

特别地，释放装置21的存在允许对盘簧41的能量需求最小化，结果节省成本。更重要的是，所述释放装置21的存在允许在触头片之间存在过大摩擦力的情况下分开它们，结果大大地增加了与驱动机构相关联的开关的安全性以及使用所述开关的设备的安全性。

此外，调节装置40的存在不需要对盘簧41的尺寸进行过于精确的设置，也无需对盘簧41进行预测试，其原因在于能够在装配后校准和精准调整弹簧的速度特性。此外调节装置40允许在弹簧本身和/或相关机械元件的特性随时间而变化的情况下调节盘簧41的速度特性。

值得注意的是，上述的功能装置(即释放装置和调节装置)能够以相对简单的方式、以数量较少、结构相当简单的部件实现。从而，本发明的驱动机构在经济性方面也是高效的。

整体上，本发明驱动机构的结构是相当紧凑的，能够以非常少的变动而适应于多种不同中压应用场合。

本发明的用于中压开关的驱动机构还能够进一步以常规的方式包括在此没有详细说明的元件和功能装置。

如此构思的中压开关驱动机构可以有多种改变并得到数种改型，这些都在本发明概念的范围之内。此外，在文中所描述的所有部件、部件与部分可以由其它技术上相当的部件替代。在实践上，设备的部件材料和尺寸可以根据技术的需要和状态而任意设置。

Claims (11)

1.一种用于中压线路开关的驱动机构(1)，其特征在于，该中压线路开关的驱动机构(1)包括：

限定一内部空间的基板(10)和前板(11)，所述内部空间容纳同轴地安装在第一纵向轴线上的操作轴(2)和动力轴(3)，所述动力轴(3)能够操作性地连接至中压开关的运动链以用于所述中压开关的断开或闭合操作，所述操作轴(2)具有头部(20)，所述头部(20)能够连接至用于对所述操作轴进行手动致动的操作手柄；

包括盘簧(41)的弹簧组件(4)，所述盘簧(41)具有操作性地连接至所述操作轴(2)的第一端(411)、以及能够操作性地连接至所述动力轴(3)的第二端(412)，所述盘簧(41)通过所述操作轴(2)的旋转而被加载并且在被释放时致动所述动力轴(3)；

所述操作轴(2)设有通过所述操作轴(2)的手动旋转而作用在所述动力轴(3)上的释放装置(21)；

所述弹簧组件(4)设有用于调整所述盘簧(41)的预加载的调节装置(40)。

2.根据权利要求1所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述操作轴(2)包括：圆形的盘(22)，所述盘垂直于所述第一纵向轴线安装；以及第一板件(23)，所述第一板件朝着所述操作轴(2)的所述头部(20)的方向从所述盘(22)垂直地突出，所述第一板件(23)能够操作性地连接至所述盘簧的所述第二端(412)。

3.根据权利要求2所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述动力轴(3)包括L形的第一杆件(30)，所述L形的第一杆件具有扁平的基部(31)，所述扁平的基部具有沿着所述第一纵向轴线以可旋转的方式安装的第一端(311)，所述L形的第一杆件还具有从所述扁平的基部(31)的第二端(312)朝着所述操作轴(2)的所述头部(20)的方向、垂直于所述扁平的基部(31)、平行于所述第一纵向轴线突出的第二板件(32)，所述第二板件(32)距所述第一纵向轴线的距离大于所述第一板件(23)距所述第一纵向轴线的距离，且所述第二板件(32)能够操作性地与所述盘簧(41)的第二端(412)连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述弹簧组件(4)包括第二杆件(42)，所述第二杆件(42)具有同轴地安装在所述操作轴(2)上的基部(43)以及远端部分(44)，所述基部(43)具有槽(430)，所述盘簧(41)的第一端(411)固定在所述槽中，所述调节装置(40)定位在所述第二杆件(42)的所述远端部分(44)上。

5.根据权利要求2或4所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述调节装置(40)与所述操作轴(2)的所述第一板件(23)配合操作。

6.根据权利要求5所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述调节装置(40)包括设置在所述第二杆件(42)的所述远端部分(44)上的孔(47)，以及插在所述孔(47)中并抵靠所述操作轴(2)的所述第一板件(23)的螺纹装置(45)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述释放装置(21)包括键连接在所述操作轴(2)的所述盘(22)上的突出件(210)。

8.根据权利要求3或7所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述突出件(210)具有能够与所述动力轴(3)的所述第二板件(32)相互作用的边缘(211)。

9.根据权利要求5所述的驱动机构(1)，其特征在于，所述突出件(210)的边缘(211)通过所述操作轴(2)的手动旋转而接触所述动力轴(3)的所述第二板件(32)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的驱动机构(1)，其特征在于，该驱动机构包括安装在平行于所述第一纵向轴线的第二纵向轴线上的第二操作轴(5)。

11.一种中压开关，其特征在于，其包括根据前述权利要中任一项所述的驱动机构(1)。

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