CN102709079A - 一种弹簧操动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹簧操动机构，包括机架及其上设置的合闸弹簧及与合闸弹簧传动连接以向合闸弹簧传递能量的储能轴，机架上还设置有合闸半轴及驱动合闸半轴转动的合闸电磁铁，储能轴上设置有用于在合闸弹簧完成储能后与合闸半轴限位配合而使合闸弹簧被限位于储能完成状态的合闸挚子，合闸半轴上固设有用于承受合闸电磁铁的推力或拉力而使合闸半轴翻转的半轴翻转板，机架上还设有翻转杠杆及驱动所述翻转杠杆绕翻转杠杆的支点翻转的翻转机构，翻转杠杆在其翻转过程中具有用于与半轴翻转板的相应部位限位配合而使合闸半轴被限位于合闸弹簧储能完成状态的合闸保持位和脱离所述半轴翻转板合闸释放位。本发明提供了一种具有合闸保护功能的弹簧操动机构。

Description

一种弹簧操动机构
技术领域
本发明涉及电力开关的操动机构领域，尤其涉及一种用于高压真空断路器的弹簧操动机构。
背景技术
现有的弹簧操动机构如中国专利CN201594493U公开的“真空断路器用模块化弹簧操动机构”，包括机架及转动装配于机架上输入轴，输入轴上设有换向齿轮，机架上还设有与所述输入轴传动连接以向所述输入轴输入扭矩的储能电机。机架上还设置有传动轴和储能轴，传动轴上设置有与换向齿轮啮合传动的传动齿轮，传动齿轮上偏心铰接有推进棘爪，储能轴上设置有储能凸轮轴，推进棘爪通过扭簧与储能凸轮轴的棘齿啮合，机架上还设置有用于与推进棘爪限位配合而使在合闸弹簧储能完成后，推进棘爪与储能凸轮轴脱离的滚轮，储能轴上还设有储能拐臂，储能拐臂的输出端与机架上设置的合闸簧传动相连。机架上还设有合闸半轴及用于驱动合闸半轴转动的合闸电磁铁，储能凸轮轴上设置有在合闸弹簧储能完成后与合闸半轴限位配合的合闸挚子。合闸弹簧储能时，储能电机驱动换向齿轮转动，换向齿轮驱动传动齿轮转动，推进棘爪推动储能凸轮轴转动，储能凸轮轴带动储能拐臂对合闸弹簧进行储能，当合闸弹簧储能结束后，推进棘爪遇到滚轮时克服扭簧给予的压力便能自动抬起而与储能凸轮轴分离，使传动轴空转，从而保护机构在储能到位的情况下，不至于把机构拉坏。在合闸弹簧储能到位时，合闸挚子紧扣合闸半轴，合闸弹簧处于过死点位置，需要合闸操作时，合闸电磁铁推动合闸半轴转动一定角度，合闸挚子瞬时脱扣，合闸弹簧释放能量。
现有这种只通过合闸电磁铁便完成合闸操作的形式，缺少必要的合闸保护，容易出现断路器在分闸时由于操作人员失误操作而造成突然合闸的情况，这种情况是很危险的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有合闸保护功能的弹簧操动机构。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种弹簧操动机构，包括机架及其上设置的合闸弹簧及与所述合闸弹簧传动连接以向所述合闸弹簧传递能量的储能轴，机架上还设置有合闸半轴及驱动所述合闸半轴转动的合闸电磁铁，所述的储能轴上设置有用于在所述合闸弹簧完成储能后与所述合闸半轴限位配合而使所述合闸弹簧被限位于储能完成状态的合闸挚子，所述的合闸半轴上固设有用于承受所述合闸电磁铁的推力或拉力而使所述合闸半轴翻转的半轴翻转板，所述的机架上还设有翻转杠杆及驱动所述翻转杠杆绕翻转杠杆的支点翻转的翻转机构，所述的翻转杠杆在其翻转过程中具有用于与所述半轴翻转板的相应部位限位配合而使合闸半轴被限位于合闸弹簧储能完成状态的合闸保持位和脱离所述半轴翻转板合闸释放位。
所述的半轴翻转板上和翻转杠杆上分别连接有扭簧结构。
所述的翻转机构包括转动装配于所述机架上的输入轴及驱动所述输入轴转动的动力机构，所述的输入轴上设有用于与所述翻转杠杆的相应部位顶推配合而实现所述翻转杠杆绕翻转杠杆支点翻转的半轴结构或凸轮轴结构。
所述半轴翻转板旁的机架上还转动装配有调节轴，所述的调节轴上设有用于与所述半轴翻转板顶压配合的偏心结构。
所述的动力机构包括于所述机架上设置的储能电机和/或手动储能结构，所述的储能电机和/或手动储能结构通过传动机构与所述输入轴传动连接。
所述的弹簧操动机构还包括棘轮、棘爪机构，所述棘轮、棘爪机构包括设置于所述输入轴上的棘轮和设置于所述棘轮外围的两个以上的棘爪。
所述的输入轴上设有输入齿轮，所述的机架上还设有传动轴，传动轴上设有与所述输入齿轮啮合传动的传动齿轮，所述的传动齿轮上偏向铰接有有推进棘爪，储能轴上设置有储能凸轮轴，推进棘爪通过扭簧与储能凸轮轴的棘齿啮合，机架上还设置有用于与推进棘爪限位配合而使在合闸弹簧储能完成后推进棘爪与储能凸轮轴脱离的滚轮。
所述的合闸挚子由设置于所述储能凸轮轴上的支柱构成。
所述的储能轴上设有与所述合闸弹簧传动连接而实现向所述储能弹传递能量的拐臂。
本发明的有益效果为：在合闸弹簧储能完成后，合闸挚子与合闸弹簧限位配合而使储能弹簧被限位于储能完成状态的同时，翻转杠杆也与半轴翻转板限位配合，而使合闸半轴被限位，此时翻转杠杆对合闸弹簧进行合闸保持，即使有操纵人员误按合闸按钮，由于翻转杠杆的作用，也不会出现突然合闸的情况；当需要合闸时，翻转杠杆翻转而脱离半轴翻转板，此时可以通过转动合闸半轴而实现合闸弹簧释放能量。
进一步的，通过输入轴驱动翻转杠杆翻转，利用一个必须的工件，实现新的功能，结构不仅紧凑，而且也得到了简化。
进一步的，通过单棘轮多棘爪对输入轴进行储能保持，保证能单向传动效果。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1的后视图；
图3是图1中没有前安装板时的结构示意图；
图4是本发明中动凸轮和输出凸轮在分闸时的配合示意图；
图5是本发明中动凸轮和输出凸轮在合闸时的配合示意图。
具体实施方式
一种弹簧操动机构的实施例如图1~5所示，包括机架，机架包括间隔并列设置的前安装板25和后安装板26，机架上转动装配有输入轴3、传动轴、储能轴27和合闸半轴33，输入轴3上设有换向齿轮16，弹簧操动机构还包括棘轮、棘爪机构，棘轮、棘爪机构包括设置于换向轴3上的棘轮4和三个设置于棘轮4外围的棘爪2。机架上设有与输入轴3传动连接以向输入轴3输入扭矩的储能电机1和手动储能结构5，储能电机1和手动储能结构5分别可以单独使用。传动轴上设有与换向齿轮16啮合传动的传动齿轮6，传动齿轮6上偏心铰接有推进棘爪14，储能轴27上设置有储能凸轮轴15和用于与合闸弹簧30传动连接的储能拐臂，推进棘爪14通过扭簧与储能凸轮轴15的棘齿啮合，机架上还设置有用于与推进棘爪14限位配合而使在合闸弹簧30储能完成后，推进棘爪14与储能凸轮轴15脱离的滚轮31。机架上还设有用于驱动合闸半轴33转动的合闸电磁铁8，储能凸轮轴15上设置有在合闸弹簧30储能完成后与合闸半轴33限位配合的合闸挚子7，合闸挚子7由设置于储能凸轮轴15上的支柱构成。合闸半轴33上固设有用于承受合闸电磁铁8的推力或拉力而使所述合闸半轴33翻转的半轴翻转板9，机架上还设有翻转杠杆13及驱动所述翻转杠杆13绕翻转杠杆的支点翻转的翻转机构，其中输入轴3为翻转机构的一部分，输入轴3上设置有用于与所述翻转杠杆13的相应部位顶推配合而实现所述翻转杠杆13绕翻转杠杆支点翻转的半轴结构（或凸轮轴结构）。翻转杠杆13在其翻转过程中具有用于与所述半轴翻转板9的相应部位限位配合而使合闸半轴33被限位于合闸弹簧30储能完成状态的合闸保持位和脱离所述半轴翻转板9合闸释放位，半轴翻转板9上和翻转杠杆13上分别连接有使两者有相对运动趋势的扭簧结构12，所述半轴翻转板9旁的机架上还转动装配有调节轴34，所述的调节轴34上设有用于与所述半轴翻转板9顶压配合的偏心结构。
合闸弹簧储能时，储能电机1驱动换向齿轮16转动，换向齿轮16驱动传动齿轮6转动，推进棘爪14推动储能凸轮轴15转动，储能凸轮轴15带动储能拐臂对合闸弹簧30进行储能，当合闸弹簧30储能结束后，推进棘爪14遇到滚轮31时克服扭簧给予的压力便能自动抬起而与储能凸轮轴15分离，使传动轴空转，从而保护机构在储能到位的情况下，不至于把机构拉坏，合闸弹簧30储能到位同时，储能拐臂压下机架上设置的行程开关，切断储能电机1的电源，储能电机1停止转动。在合闸弹簧30储能到位时，合闸挚子7紧扣合闸半轴33，合闸弹簧30处于过死点位置，此时合闸翻转板9也被翻转杠杆13限位，合闸弹簧33被合闸保持；需要合闸操作时，输入轴3驱动翻转杠杆13翻转一定角度而与合闸翻转板9脱离，合闸电磁铁8推动合闸半轴转动一定角度，合闸挚子7瞬时脱扣，合闸弹簧释30放能量，在合闸弹簧30的拉力下，储能轴上固连的动凸轮137带动输出凸轮66、动质子134转动，输出凸轮66另一端带动连杆组件，拉动断路器的开关主轴运动，实现机构合闸。机构在接到开关分闸信号时，分闸电磁铁10的顶杆推动连锁杆11转动，联凸轮转动解除合闸保持，输入轴3带动翻转杠杆13复位，机构处于初始分闸未储能状态。由于在测试时，分、合闸的扣接量的多少直接影响分合闸时间参数，为实现快速调整，该发明采用调节轴34实现动态的调节，减少后续的维护。
本发明采用模块化设计：它由储能部分、力输出传动部分、脱扣部分和分、合闸保持部分连接组成；各部分由机架的两块安装板支撑；储能部分由储能电机1或手动储能结构5组成，通过储能电机1电动储能或者手动储能结构5进行人工储能；传动部分由输入轴3及装配于输入轴3上的各部件、传动轴及装配于传动轴上的各部件、储能轴27及装配于储能轴上的各部件和传动保持部分组成。可减少约20%的零件，减少机构重量约13%，使整个工作系统更加合理紧凑，使用空间更大、更自由。同时提高了弹簧操动机构操作可靠性，又降低了维护的成本。
在本发明的其它实施例中：还可不通过输入轴驱动翻转杠杆翻转，可以通过与输入轴独立设置的其它轴来驱动翻转杠杆翻转，当然也可以使用一个电磁继电器来驱动翻转杠杆翻转；当不需要对分、合闸的扣接量进行调整时，调节轴也可以没有；设置于棘轮外围的棘爪的个数还可以是两个、四个或更多。

Claims (9)

1.一种弹簧操动机构，包括机架及其上设置的合闸弹簧及与所述合闸弹簧传动连接以向所述合闸弹簧传递能量的储能轴，机架上还设置有合闸半轴及驱动所述合闸半轴转动的合闸电磁铁，所述的储能轴上设置有用于在所述合闸弹簧完成储能后与所述合闸半轴限位配合而使所述合闸弹簧被限位于储能完成状态的合闸挚子，其特征在于：所述的合闸半轴上固设有用于承受所述合闸电磁铁的推力或拉力而使所述合闸半轴翻转的半轴翻转板，所述的机架上还设有翻转杠杆及驱动所述翻转杠杆绕翻转杠杆的支点翻转的翻转机构，所述的翻转杠杆在其翻转过程中具有用于与所述半轴翻转板的相应部位限位配合而使合闸半轴被限位于合闸弹簧储能完成状态的合闸保持位和脱离所述半轴翻转板合闸释放位。
2.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述的半轴翻转板上和翻转杠杆上分别连接有扭簧结构。
3.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述的翻转机构包括转动装配于所述机架上的输入轴及驱动所述输入轴转动的动力机构，所述的输入轴上设有用于与所述翻转杠杆的相应部位顶推配合而实现所述翻转杠杆绕翻转杠杆支点翻转的半轴结构或凸轮轴结构。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述半轴翻转板旁的机架上还转动装配有调节轴，所述的调节轴上设有用于与所述半轴翻转板顶压配合的偏心结构。
5.根据权利要求3所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述的动力机构包括于所述机架上设置的储能电机和/或手动储能结构，所述的储能电机和/或手动储能结构通过传动机构与所述输入轴传动连接。
6.根据权利要求3所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述的弹簧操动机构还包括棘轮、棘爪机构，所述棘轮、棘爪机构包括设置于所述输入轴上的棘轮和设置于所述棘轮外围的两个以上的棘爪。
7.根据权利要求5或6所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述的输入轴上设有输入齿轮，所述的机架上还设有传动轴，传动轴上设有与所述输入齿轮啮合传动的传动齿轮，所述的传动齿轮上偏向铰接有有推进棘爪，储能轴上设置有储能凸轮轴，推进棘爪通过扭簧与储能凸轮轴的棘齿啮合，机架上还设置有用于与推进棘爪限位配合而使在合闸弹簧储能完成后推进棘爪与储能凸轮轴脱离的滚轮。
8.根据权利要求7所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述的合闸挚子由设置于所述储能凸轮轴上的支柱构成。
9.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述的储能轴上设有与所述合闸弹簧传动连接而实现向所述储能弹传递能量的拐臂。
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