CN1029358C - 用于打开和闭合开关触头的压力介质驱动装置 - Google Patents

Abstract

该压力介质驱动装置的目的是打开和闭合一电开关的触头。它包括一压力介质容器，一在驱动缸体中滑动的驱动活塞，该活塞作用于移动开关活动触头的机构；和一或将压力介质容器与驱动缸体相连接或将驱动缸体与压力介质的排放空间相连接的转换阀。在压力介质容器及转换阀之间安装了一具有由触头关闭时间决定的导流横截面的串联阀。该串联阀在触头闭合时打开，并将压力介质从压力介质容器经转换阀引到驱动缸体中。在触头闭合后，串联阀关闭，并经转换阀的转换使驱动缸体与排放空间相连接。

Description

本发明涉及一个用于打开和闭合开关触头的压力介质驱动装置，它包括一个压力介质容器，一个驱动缸体，一个在该驱动缸体中滑动的驱动活塞，一个由驱动活塞带动的使开关的一个活动触头运动的机构，一个转换阀，该转换阀在闭合触头时使压力介质容器与驱动活塞相连接，在打开触头时使驱动缸体与排气空间相连接。

类似的压力介质驱动装置在美国专利US2384801A中已经描述。该压力介质驱动装置具有一个在缸体15中移动的、经由一活塞杆49及一拉杆50作用于开关的一个活动触头的活塞17。要闭合开关触头，须经由一个电磁操作的转换阀21 及一个节流阀23将与转换阀21的一个室186相连接的压力容器中的加压气体输送给缸体15。进入缸体15中的加压空气移动活塞17，从而使触头闭合，并使一个在开关断开时可以导致触头打开的返回弹簧52拉紧。转换阀21包括：一个进气阀185，经过它可在开关接通时使加压空气引入到气缸15中;以及一个出气阀193，通过它可在触头打开并且进气阀185关闭时，使空气从气缸15向外排放。进气阀和出气阀的导流横截面差不多相同大小，并且与闭合触头和拉紧返回弹簧52所需的时间一致。但在短路时，打开触头包允许的时间要比闭合触头时短得多。因此，在现有技术条件下，给压力介质驱动装置附设了另一个具有比进气阀及出气阀大得多的导流横截面的电磁操作阀25。这样可以使触头打开时的时间显著地缩短。然而这种阀由于其导流横截面大因而成本高。

本发明的任务在于：为电开关制造一种压力介质驱动装置，它制造简单并且成本适宜，却可以使打开开关触头的速度极大地快于闭合它们的速度。

根据本发明的压力介质驱动装置的特点在于：除去已有的转换阀外，它还有一个唯一的、简单的、具有一个小型导流横截面的、电磁操作的串联阀。该串联阀在开关的开关过程中用压力介质操纵转换阀。因此，与串联阀相比，转换阀可具有大得多的导流横截面。只有在开关触头闭合时，压力介质才能经由串联阀和转换阀传导。而在开关触头打开时，压力介质只能经由具有一个大型导流横截面的转换阀传送。因此，即使除转换阀以外没有附设一个具有大型导流横截面的电磁操作阀，也能打开触头。这就保证了开关断开时压力介质能从驱动气缸中快速地排出，并由此保证了特别短的断开时间。

串联阀是通过压力介质作用于转换阀的，因而可以以成本特别适宜的方式，譬如安装一个可随压力介质流向移动的阀体制造出转换阀。

根据本发明的压力介质驱动装置有一个特别优越的改进，即具有一个可随驱动活塞位置的不同而通过转换阀简单而可靠地改变压力介质流量的控制装置。这除了具有其他的优点外，无论是在开关接通或是在开关断开时，还都可以使开关触头进行阻尼运动。

唯一的一个附图所显示的，是一个被图解式地和部分是截面式地反应出来的、根据本发明的压力介质驱动装置在电开关接通过程中的表面图。

附图所示的压力介质驱动装置具有一个驱动缸体c，一个多功能块件n及一个包含一种压力为p的压力介质（例如通常是加压空气）的压力介质容器r，该容器的入口可经由一个压力调节器1与一压力介质源q连通，出口则可以通过一个电磁操作的串联阀v打开或者关上。多功能块件n位于串联阀v与驱动缸体c的一个室a之间，包括一个转换阀s及一个控制装置h。

室a被一个在驱动缸体c中紧挨着压力介质移动的驱动活塞t密封着。驱动活塞t支撑着一根绝缘杆i，该杆与开关的一个传动机构j传力连接着。开关的两个触头e1、e2中的活动触头e1与传动机构j传力连接着。开关接通时，活动触头e1以一个接触力压在两个触头e1、e2中的固定触头e2上，产生的压力为p1。驱动活塞t及活动触头e1在开关接通时被一个包括电磁线圈m的联锁件止住。该联锁件持续地受到一个弹簧g的力，该弹簧一端支承在驱动缸体c上，另一端支承在一个与绝缘杆i固定连接的部件k上。开关断开时，触头e1、e2彼此分开。然后，预先受力的弹簧g将驱动活塞t压到驱动缸体c的底部并止住驱动活塞t，从而也使活动触头e1保持在一个确定的位置上。

转换阀s具有一个随着穿它而过的压力介质的流向移动的阀体w。该阀体W在转换阀s的一个孔x中移动。孔x与串联阀v连通，并经由导管b1、b2与驱动缸体c连通，以及经由一个快速排放孔u与一个用于接收使用过的压力介质的排气空间、例如大气层相连接。阀体w具有一个以密封唇y的方式构成的边缘区，该边缘区随压力介质的流向在解头e1、e2闭合时压向快速排放孔u（见图），而在触头打开时压向孔x的壁（图中用虚线表示的阀体w的状态）。

控制装置h具有一个可以改变导管b1、b2的导流横截面的部件。该部件由一个杆d构成，杆d经由部件k及绝缘杆i与驱动活塞t传力连接着。杆d在一个室o中移动。在开关断开（见图）、也即是触头e1、e2打开时，它阻塞着导管b1、b2的导流横截面。该控制装置h还具有一个缝隙f，该缝隙在开关断开时使室o与接收使用过的压力 介质的排气空间相连接。

在根据本发明的压力介质驱动装置工作时，压力介质（例如通常是加压空气）经由压力调节器1移动，后者使压力介质容器r中压力介质的压力稳定为p。

为了闭合触头e1、e2，首先须将串联阀v打开。这时，压力为p的压力介质从压力介质容器r中出来，经由串联阀v进入转换阀s的孔x中。该压力介质流将阀体w导向快速排放孔u的方向。在对排放空间完全密封的情况下，阀体w的以密封唇y的方式构成的边缘区域通过在孔x中形成的压力压向快速排放孔u。压力介质经由导管b1、室o、导管b2被导入驱动缸体c的室a中。开始接通开关时，被导入室o的杆d（见图）阻塞着室o的导流横截面。经由室o传导的压力介质使驱动活塞t慢慢地向上移动。这样就会同时使得活动触头e1被移动，弹簧g被压紧，而杆d则随着导流横截面的不断扩大从室o中拉出。杆d从室o移出后，驱动活塞t就会以恒定速度移动。然后，当形成接触压力p1时，活动触头e1与固定触头e2闭合，而驱动活塞t和活动触头e1在线圈m的电磁力作用下被锁住。这时杆d位于缝隙f的上方。该缝隙f在驱动活塞t向上运动结束时起到逸放压力介质的作用，由此使得在室o和室a中的压力p减小。由于驱动缸体c的室a中的压力的减少，就有效地缓冲了两个触头e1、e2在闭合时的反弹运动。

在触头e1、e2闭合及锁合后，串联阀v被关闭。因为孔x有着与室a相比非常小的容积，所以，通过缝隙f下降的孔x中压力介质的压力比驱动缸体c的室a中的压力下降得快得多。其结果是，阀体w的弹性变形的密封唇y离开快速排放孔u，这时孔x中的压力介质也经由快速排放孔u放入排放空间中。现在由驱动缸体c的室a进入的压力介质流使密封唇y移向孔x的壁，并将阀体w完全地推向左边（图中用虚线表示）。室a中的压力介质通过这时是完全被打开的、有着一个大型导流横截面的转换阀s和快速排放孔u非常快地排放到排放空间中。这样，这种没有另设一个闭合阀的开关在极短的时间内就能作好快速断开的准备。

要打开触头e1、e2，首先须通过对电磁线圈m去磁来解除联锁。通过被加压的弹簧g的力，驱动活塞t和活动触头e1移动到开关断开时的位置上。在室a中还留有的压力为大气压的压力介质经由导管b2、室o、导管b1、孔x及快速排放孔u排放到处于大气压下的排放空间中。在驱动活塞t的上升运动即将结束时，杆d被压入室o，并且阻塞导管b1、b2的导流横截面。这样就能有效地缓冲驱动活塞t和触头e1的运动。

标号一览表

a    室

b1、b2    导管

c    驱动缸体

d    杆

e1、e2    触头

f    缝隙

g    弹簧

h    控制装置

i    绝缘杆

j    驱动机构

k    部件

l    压力调节器

m    电磁线圈

n    多功能块件

o    室

p、p1    压力

q    压力介质源

r    压力介质容器

s    转换阀

t    驱动活塞

u    快速排放孔

v    串联阀

w    阀体

x    孔

y    密封唇

Claims (12)

1、用于打开和闭合一个开关的触头(e1、e2)的压力介质驱动装置，包含：

-一个压力介质容器(r)，

-一个驱动缸体(c)，

-一个在驱动缸体(c)中滑动的驱动活塞(t)，

-一个旨在使开关触头(e1、e2)中的一活动触头(e1)运动的、由驱动活塞(t)带动的机构(j)，

-一个在触头(e1、e2)闭合时使压力介质容器(r)与驱动缸体(c)相连接和在触头(e1、e2)打开时使驱动缸体(c)与一个排放空间相连接的转换阀(s)，

在压力介质容器(r)与转换阀(s)之间设置一个串联阀(v)，在触头(e1、e2)闭合时串联阀(v)被打开，压力介质被从压力介质容器(r)中经由转换阀(s)引导到驱动缸体(c)中，在触头(e1、e2)闭合后串联阀(v)关闭，及

一个控制装置(h)，

其特征在于：

上述串联阀(v)在其关闭后，通过转换该转换阀(s)使驱动缸体(c)与排放空间连接起来；控制装置(h)安装在压力介质的流动路径中，即转换阀(s)与驱动缸体(c)之间，用以使得在转换阀(s)与驱动缸体(c)之间流动的压力介质的流量随着驱动活塞(t)位置的不同而改变着。

2、根据权利要求1的压力介质驱动装置，其特征在于：转换阀（s）具有一个随着穿它而过的压力介质的流向移动的阀体（w）。

3、根据权利要求2的压力介质驱动装置，其特征在于：阀体（w）可在转换阀（s）的一个孔（x）中移动，孔（x）与串联阀（v）及驱动缸体（c）连通，并且经由一个快速排放孔（u）与排放空间相连接。

4、根据权利要求3的压力介质驱动装置，其特征在于：阀体（w）具有一个以密封唇（y）的形式构成的边缘区，该边缘区随着压力介质的流向在触头（e1、e2）闭合时压向快速排放孔（u），而在触头（e1、e2）打开时压向孔（x）的壁。

5、根据权利要求1的压力介质驱动装置，其特征在于：控制装置（h）具有一个部件，该部件改变着导管（b1、b2）的导流横截面，这根导管保证着转换阀（s）与驱动缸体（c）之间的压力介质的连通。

6、根据权利要求5的压力介质驱动装置，其特征在于：控制装置（h）的这个部件具有一个与驱动活塞（t）传动相连的、在一个可以确定导管（b1、b2）的导流横截面的室（o）中移动的杆（d）。

7、根据权利要求6的压力介质驱动装置，其特征在于：触头（e1、e2）打开时，杆（d）阻塞着导管（b1、b2）的导流横截面。

8、根据权利要求7的压力介质驱动装置，其特征在于：在控制装置（h）中附设了一个缝隙（f），该缝隙在触头（e1、e2）闭合时使室（o）与压力介质的排放空间相连接。

9、根据权利要求8的压力介质驱动装置，其特征在于：在触头（e1、e2）闭合时，驱动活塞（t）通过一个联锁件被止住。

10、根据权利要求9的压力介质驱动装置，其特征在于：该联锁件包括一个电磁线圈（m）。

11、根据权利要求9或10的压力介质驱动装置，其特征在于：该联锁件在触头（e1、e2）闭合时持续地受到一个弹簧（g）的力。

12、根据权利要求5至10中的一个权利要求的压力介质驱动装置，其特征在于：转换阀（s）和控制装置（h）被安装在一个多功能块件（n）中。