CN103456558A - 一种真空断路器的操作机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种真空断路器的操作机构，包括框架和装在框架上的储能操纵单元和合闸与分闸执行单元；储能操纵单元包括储能机构、合闸机构和分闸机构；储能机构包括储能轴，合闸机构包括合闸半轴、合闸转动挚子和固定在储能轴上的驱动凸轮；储能轴进入储能状态后通过合闸转动挚子与驱动凸轮和合闸半轴配合以保持储能；分闸机构包括分闸半轴和固定在储能轴上的分闸转动挚子；合闸与分闸执行单元包括转动主轴，转动主轴上装有驱动拐臂和保持拐臂，合闸半轴转动，驱动凸轮撞击驱动拐臂使转动主轴转动实现合闸并通过分闸转动挚子与分闸半轴、保持拐臂配合保持合闸状态；分闸通过分闸半轴转动实现；本发明分模块单元设计，装配方便，通用性强。
Description
技术领域
本发明涉及真空断路器制造技术领域，尤其是一种真空断路器的操作机构。
背景技术
真空断路器的操作机构是使真空断路器固封极柱动触头与静触头瞬间分合闸的重要部件，它要完成储能、储能保持、合闸、合闸保持、分闸复位等动作，因此在现有的真空断路器的操作机构都要包含从多的零部件，这些零部件要装在同一个框架内，其装配难度较大；另一方面，一种型号的操作机构只能与它相适应规格的真空断路器配套使用，通用性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种真空断路器的操作机构，分模块单元设计，装配方便，通用性强。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种真空断路器的操作机构，包括框架、储能操纵单元、合闸与分闸执行单元，储能操纵单元与合闸与分闸执行单元分别装在框架上并相互配合；所述储能操纵单元包括支架、储能驱动机构、储能机构、合闸机构和分闸机构；
所述储能驱动机构包括装在所述支架上的驱动轴，驱动轴上装有主动齿轮；
所述储能机构包括装在所述支架上的储能轴，储能轴的两端固定两个储能拐臂，两个储能拐臂的自由端分别连接两个储能拉簧，储能轴上装有储能齿轮与所述主动齿轮相配合，所述储能齿轮能带动储能轴转动；
所述合闸机构包括装在所述支架上的合闸半轴、固定在所述储能轴上的驱动凸轮和处于合闸半轴和所述驱动凸轮之间的合闸转动挚子，当所述储能齿轮带动所述储能轴进入储能状态时，所述合闸转动挚子两侧分别与驱动凸轮和合闸半轴紧密接触以保持所述储能轴处于储能状态；
所述分闸机构包括装在所述支架上的分闸半轴和固定在所述储能轴上的分闸转动挚子；
所述合闸与分闸执行单元包括装在框架上的转动主轴，转动主轴通过连接拐臂和连杆机构连接真空断路器固封极柱动触头的绝缘拉杆，所述连杆机构和框架之间还装有分闸拉簧；
所述转动主轴上装有驱动拐臂与所述驱动凸轮相配合，所述驱动凸轮随所述储能轴转动撞击所述驱动拐臂自由端使转动主轴转动，转动主轴通过所述连接拐臂和连杆机构带动真空断路器固封极柱动触头合闸；
所述转动主轴上还装有保持拐臂与所述分闸转动挚子相配合，当所述转动主轴转动使真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述分闸转动挚子两侧分别与所述保持拐臂和分闸半轴紧密配合保持真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态；当所述分闸半轴转动，所述分闸转动挚子也转动脱离所述保持拐臂，真空断路器固封极柱动触头在所述分闸拉簧和动触头复位弹簧作用下进入分闸状态；
所述合闸半轴上固定一合闸摆杆与装在支架上的手动合闸按钮或合闸电磁铁相配合；所述分闸半轴上固定一分闸摆杆与装在支架上的手动分闸按钮或分闸电磁铁相配合。
进一步改进，所述转动主轴上还固定一缓冲拐臂，所述框架上装有一油缓冲器与所述缓冲拐臂相配合。以吸收分闸过程转动主轴受到的冲击力并限定真空断路器分闸时固封极柱动、静触头的分离位置；
进一步改进，所述储能齿轮以周向可转动的方式套在储能轴上，储能轴上还固定一个储能凸轮，所述储能齿轮的端面上装有一储能卡子带动所述储能凸轮转动；所述支架上还装有一储能卡位轮，当所述储能轴进入储能状态时，所述储能卡位轮压住所述储能卡子使储能卡子脱离所述储能凸轮。使得所述储能齿轮能够相对于储能轴空转，以保护储能齿轮和储能驱动机构。
作用一种优选，所述驱动轴通过装在支架上的电机和齿轮减速机构带动旋转。这样可通过电动方式使储能轴储能。
进一步改进，所述储能轴上还固定一储能指示驱动凸轮，储能指示驱动凸轮带动一储能指示牌移动显示“已储能”或“未储能”，所述支架上还装有一微动开关，微动开关的前面设置一转动压板，转动压板与所述储能指示牌相连接，所述储能指示牌显示“已储能”时带动转动压板压住微动开关以切断所述电机的电源。
作用另一种优选，所述驱动轴的一端装有棘轮棘爪机构、另一端装有一摇动拐臂，摇动拐臂的自由端通过一拉杆与装在支架上的摇动手柄相连接。这样可通过手动方式使储能轴储能。
进一步改进，所述转动主轴上还固定有指示拐臂，指示拐臂带动一分合闸指示牌分别显示真空断路器处于“合闸”或“分闸”状态。方便真空断路器的使用管理。
进一步改进，所述转动主轴上还固定有联锁凸轮，所述支架上装有可上下移动的第一联锁板，所述转动主轴带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述联锁凸轮一端顶住所述第一联锁板向上移动，所述第一联锁板顶住所述合闸摆杆限制合闸摆杆的转动。防止真空断路器处于合闸状态再进行合闸。
再进一步改进，所述真空断路器带有底盘车，所述框架的下部还装有可上下移动的第二联锁板，所述转动主轴带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述联锁凸轮另一端顶住所述第二联锁板向下移动顶住底盘车限制底盘车的移动。防止合闸时移动底盘车，误拉开关。
再进一步改进，所述底盘车上装有第三联锁板与第二联锁板相配合，所述转动主轴带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述第二联锁板向下移动顶住第三联锁板通过第三联锁板限制底盘车的移动，所述底盘车处于非工作、和试验状态时，所述第三联锁板转动顶住第二联锁板向上移动，第二联锁板顶住第一联锁板向上移动顶住所述合闸摆杆限制合闸摆杆的转动。防止底盘车处于非工作、和试验状态时误合闸真空断路器固封极柱动静触头，进一步提高安全性。
本发明相比于传统操作机构具有以下优点：
1、由于把整个操作机构分成框架、储能操纵单元、合闸与分闸执行单元进行设计，储能操纵单元与合闸与分闸执行单元再分别装在框架上并相互配合，因此各模块可预先安装，简化模块间的组装，装配较为方便，极大的缩减了真空断路器在生产线上的组装时间，提高生产效率；
2、只要简单改变合闸与分闸执行单元的尺寸，而储能操纵单元无需改变就能与多种规格的真空断路器配合使用，大大提高整个操作机构的通用性；
3、通过进一步改进，本发明实现多种联锁功能，防止真空断路器处于合闸状态再进行合闸，防止合闸时移动底盘车，在底盘车处于非工作、和试验状态时防止误合闸，且其零件较少，机构紧凑，动作可靠。
附图说明
图1是本发明立体图；
图2是本发明隐藏部分框架后视立体图；
图3是本发明储能操纵单元前视立体图；
图4是本发明储能操纵单元后视立体图；
图5是本发明合闸与分闸执行单元前视立体图；
图6是本发明储能齿轮通过储能卡子和储能凸轮带动储能轴转动示意图；
图7是本发明储能轴储能保持状态合闸半轴、驱动凸轮、合闸转动挚子相对位置示意图；
图8是真空断路器动触头合闸保持状态分闸半轴、分闸转动挚子、保持拐臂相对位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1至图8所示，一种真空断路器的操作机构，包括框架100、储能操纵单元200、合闸与分闸执行单元300，储能操纵单元200与合闸与分闸执行单元300分别装在框架100上并相互配合；
所述储能操纵单元200包括支架1、储能驱动机构2、储能机构3、合闸机构4和分闸机构5；
所述储能驱动机构2包括装在所述支架1上的驱动轴21，驱动轴21上装有主动齿轮22；
所述储能机构3包括装在所述支架1上的储能轴31，储能轴31的两端固定两个储能拐臂32，两个储能拐臂32的自由端分别连接两个储能拉簧33，储能轴31上装有储能齿轮34与所述主动齿轮22相配合，所述储能齿轮31以周向可转动的方式套在储能轴31上，储能轴31上还固定一个储能凸轮35，所述储能齿轮34的端面上装有一储能卡子341带动所述储能凸轮35转动，所述储能齿轮33通过储能卡子341和储能凸轮35带动储能轴31转动，所述支架1上还装有一储能卡位轮342，当所述储能轴31进入储能状态时，所述储能卡位轮342压住所述储能卡子341使储能卡子341脱离所述储能凸轮35；
所述合闸机构4包括装在所述支架1上的合闸半轴41、固定在所述储能轴31上的驱动凸轮42和处于合闸半轴41和所述驱动凸轮42之间的合闸转动挚子43，当所述储能齿轮33带动所述储能轴31进入储能状态时，所述合闸转动挚子43两侧分别与驱动凸轮42和合闸半轴41紧密接触以保持所述储能轴31处于储能状态，驱动凸轮42的侧面可安装一轴承421与合闸转动挚子43侧面相配合；
所述合闸半轴41上固定一合闸摆杆44与装在支架1上的手动合闸按钮45或合闸电磁铁46相配合；
所述分闸机构5包括装在所述支架1上的分闸半轴51和固定在所述储能轴31上的分闸转动挚子52；所述分闸半轴51上固定一分闸摆杆53与装在支架1上的手动分闸按钮54或分闸电磁铁55相配合；
所述合闸与分闸执行单元300包括装在框架100上的转动主轴6，转动主轴6通过连接拐臂7和连杆机构8连接真空断路器固封极柱动触头的绝缘拉杆，所述连杆机构8和框架100之间还装有分闸拉簧9；
所述转动主轴6上装有驱动拐臂61与所述驱动凸轮42相配合，所述驱动凸轮42随所述储能轴31转动撞击所述驱动拐臂61自由端使转动主轴6转动，转动主轴6通过所述连接拐臂7和连杆机构8带动真空断路器固封极柱动触头合闸；
所述转动主轴6上还装有保持拐臂62与所述分闸转动挚子52相配合，当所述转动主轴6转动使真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述分闸转动挚子52两侧分别与所述保持拐臂62和分闸半轴51紧密配合保持真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态；当所述分闸半轴51转动，所述分闸转动挚子52也转动脱离所述保持拐臂62，真空断路器固封极柱动触头在所述分闸拉簧9和动触头复位弹簧作用下进入分闸状态；
所述转动主轴6上还固定一缓冲拐臂63，所述框架100上装有一油缓冲器10与所述缓冲拐臂63相配合，以吸收转动主轴6分闸时的冲击力；
所述驱动轴21可通过装在支架1上的电机23和齿轮减速机构24带动旋转。
在所述储能轴31上还固定一储能指示驱动凸轮36，储能指示驱动凸轮36带动一储能指示牌37移动显示“已储能”或“未储能”，所述支架1上还装有一微动开关38，微动开关38的前面设置一转动压板39，转动压板39与所述储能指示牌37相连接，所述储能指示牌37显示“已储能”时带动转动压板39压住微动开关38以切断所述电机23的电源。
所述驱动轴21也可通过手动机构驱动，在所述驱动轴21的一端装有棘轮棘爪机构25、另一端装有一摇动拐臂26，摇动拐臂26的自由端通过一拉杆27与装在支架1上的摇动手柄28相连接。
所述转动主轴6上还固定有指示拐臂64，指示拐臂64带动一分合闸指示牌641分别显示真空断路器处于“合闸”或“分闸”状态。
所述转动主轴6上还固定有联锁凸轮65，所述支架1上装有可上下移动的第一联锁板11，所述转动主轴6带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述联锁凸轮65一端顶住所述第一联锁板11向上移动，所述第一联锁板11顶住所述合闸摆杆44限制合闸摆杆44的转动。
所述真空断路器带有底盘车，所述框架100的下部还装有可上下移动的第二联锁板12，所述底盘车上装有第三联锁板13与第二联锁板12相配合，所述转动主轴6带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述联锁凸轮65另一端顶住所述第二联锁板12向下移动顶住第三联锁板13通过第三联锁板13限制底盘车的移动；所述底盘车处于非工作、和试验状态时，所述第三联锁板13转动顶住第二联锁板12向上移动，第二联锁板12顶住第一联锁板11向上移动顶住所述合闸摆杆44限制合闸摆杆44的转动。
所述支架上还装有计数器14以记录真空断路器合分闸次数。
本发明动作过程如下：
一、储能过程、通过电机23或摇动手柄28使驱动轴21转动，驱动轴21通过主动齿轮22带动储能齿轮33转动，储能齿轮33通过储能卡子341和储能凸轮35带动储能轴31转动，储能轴31通过两个储能拐臂32拉伸两个储能拉簧33进行储能，当储能轴31转动到位后通过合闸转动挚子43两侧分别与驱动凸轮42和合闸半轴41紧密接触以保持所述储能轴31处于储能状态，如图7所示；同时储能卡位轮342压住储能卡子341使储能卡子341脱离所述储能凸轮35，此时如储能齿轮33继续转动只能是空转；另外储能指示驱动凸轮36带动储能指示牌37向下移动显示“已储能”，储能指示牌37带动转动压板39压住微动开关38切断所述电机23的电源，此时真空断路器处于合闸准备状态；
二、合闸过程、通过手动合闸按钮45或合闸电磁铁46得电动作转动，通过合闸摆杆44使合闸半轴41转动松开合闸转动挚子43，此时储能轴31解除约束，两个储能拉簧33收缩带动储能轴31快速转动，固定在储能轴31上的驱动凸轮42就撞击所述驱动拐臂61自由端使转动主轴6顺时针转动，转动主轴6再通过所述连接拐臂7和连杆机构8带动真空断路器固封极柱动触头合闸，同时分闸拉簧9被拉长；此时所述分闸转动挚子52两侧分别与所述保持拐臂62和分闸半轴51紧密配合保持真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态，如图8所示；同时转动主轴上的指示拐臂64带动分合闸指示牌641显示真空断路器处于“合闸”状态；
真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，转动主轴6上的联锁凸轮65一端顶住第一联锁板11向上移动，所述第一联锁板11顶住所述合闸摆杆44限制合闸摆杆44的转动，防止真空断路器在合闸位置时，进行再次合闸；同时所述联锁凸轮65另一端顶住所述第二联锁板12向下移动顶住第三联锁板13通过第三联锁板13限制底盘车的移动，使底盘车不能移动，防止合闸时误拉开关；
合闸动作完成后储能拉簧33、微动开关38、储能指示牌37复位，可再次电动、手动储能；
三、分闸过程、通过手动分闸按钮54或分闸电磁铁55得电动作，转动分闸摆杆53使分闸半轴51转动松开分闸转动挚子52，在固封极柱动触头复位弹簧和分闸拉簧9储存能量作用下使转动主轴6转动复位，真空断路器固封极柱动触头分闸，在分闸后段，油缓冲器10与缓冲拐臂63相配合吸收分闸过程的剩余能量并限定真空断路器分闸时固封极柱动、静触头的分离位置；同时转动主轴上的指示拐臂64转动复位带动分合闸指示牌641显示真空断路器处于“分闸”状态；
此时，联锁凸轮65与第一联锁板11和第二联锁板12脱离，解除合闸摆杆44和底盘车的锁定，在这种状态下就能移动底盘车或储能弹簧33和储能轴31处于已储能状态可再次合闸。
除以上所述，在真空断路器合闸时不能移动底盘车外，当底盘车处于非工作、和试验状态时，底盘车上设置第三联锁板13转动顶住第二联锁板12并使第二联锁板12顶住第一联锁板11向上移动，就使第一联锁板11与合闸摆杆44机械联锁，真空断路器不能合闸，防止在底盘车移动过程中误合真空断路器。
以上仅是本发明一个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。
Claims (10)
1.一种真空断路器的操作机构，包括框架、储能操纵单元、合闸与分闸执行单元，其特征在于：储能操纵单元与合闸与分闸执行单元分别装在框架上并相互配合；所述储能操纵单元包括支架、储能驱动机构、储能机构、合闸机构和分闸机构；
所述储能驱动机构包括装在所述支架上的驱动轴，驱动轴上装有主动齿轮；
所述储能机构包括装在所述支架上的储能轴，储能轴的两端固定两个储能拐臂，两个储能拐臂的自由端分别连接两个储能拉簧，储能轴上装有储能齿轮与所述主动齿轮相配合，所述储能齿轮能带动储能轴转动；
所述合闸机构包括装在所述支架上的合闸半轴、固定在所述储能轴上的驱动凸轮和处于合闸半轴和所述驱动凸轮之间的合闸转动挚子，当所述储能齿轮带动所述储能轴进入储能状态时，所述合闸转动挚子两侧分别与驱动凸轮和合闸半轴紧密接触以保持所述储能轴处于储能状态；
所述分闸机构包括装在所述支架上的分闸半轴和固定在所述储能轴上的分闸转动挚子；
所述合闸与分闸执行单元包括装在框架上的转动主轴，转动主轴通过连接拐臂和连杆机构连接真空断路器固封极柱动触头的绝缘拉杆，所述连杆机构和框架之间还装有分闸拉簧；
所述转动主轴上装有驱动拐臂与所述驱动凸轮相配合，所述驱动凸轮随所述储能轴转动撞击所述驱动拐臂自由端使转动主轴转动，转动主轴通过所述连接拐臂和连杆机构带动真空断路器固封极柱动触头合闸；
所述转动主轴上还装有保持拐臂与所述分闸转动挚子相配合，当所述转动主轴转动使真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述分闸转动挚子两侧分别与所述保持拐臂和分闸半轴紧密配合保持真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态；当所述分闸半轴转动，所述分闸转动挚子也转动脱离所述保持拐臂，真空断路器固封极柱动触头在所述分闸拉簧和动触头复位弹簧作用下进入分闸状态；
所述合闸半轴上固定一合闸摆杆与装在支架上的手动合闸按钮或合闸电磁铁相配合；所述分闸半轴上固定一分闸摆杆与装在支架上的手动分闸按钮或分闸电磁铁相配合。
2.根据权利要求1所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述转动主轴上还固定一缓冲拐臂，所述框架上装有一油缓冲器与所述缓冲拐臂相配合。
3.根据权利要求1所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述储能齿轮以周向可转动的方式套在储能轴上，储能轴上还固定一个储能凸轮，所述储能齿轮的端面上装有一储能卡子带动所述储能凸轮转动；所述支架上还装有一储能卡位轮，当所述储能轴进入储能状态时，所述储能卡位轮压住所述储能卡子使储能卡子脱离所述储能凸轮。
4.根据权利要求1所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述驱动轴通过装在支架上的电机和齿轮减速机构带动旋转。
5.根据权利要求4所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述储能轴上还固定一储能指示驱动凸轮，储能指示驱动凸轮带动一储能指示牌移动显示“已储能”或“未储能”，所述支架上还装有一微动开关，微动开关的前面设置一转动压板，转动压板与所述储能指示牌相连接，所述储能指示牌显示“已储能”时带动转动压板压住微动开关以切断所述电机的电源。
6.根据权利要求1所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述驱动轴的一端装有棘轮棘爪机构、另一端装有一摇动拐臂，摇动拐臂的自由端通过一拉杆与装在支架上的摇动手柄相连接。
7.根据权利要求1所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述转动主轴上还固定有指示拐臂，指示拐臂带动一分合闸指示牌分别显示真空断路器处于“合闸”或“分闸”状态。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述转动主轴上还固定有联锁凸轮，所述支架上装有可上下移动的第一联锁板，所述转动主轴带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述联锁凸轮一端顶住所述第一联锁板向上移动，所述第一联锁板顶住所述合闸摆杆限制合闸摆杆的转动。
9.根据权利要求8所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述真空断路器带有底盘车，所述框架的下部还装有可上下移动的第二联锁板，所述转动主轴带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述联锁凸轮另一端顶住所述第二联锁板向下移动顶住底盘车限制底盘车的移动。
10.根据权利要求9所述的一种真空断路器的操作机构，其特征在于：所述底盘车上装有第三联锁板与第二联锁板相配合，所述转动主轴带动真空断路器固封极柱动触头处于合闸状态时，所述第二联锁板向下移动顶住第三联锁板通过第三联锁板限制底盘车的移动，所述底盘车处于非工作、和试验状态时，所述第三联锁板转动顶住第二联锁板向上移动，第二联锁板顶住第一联锁板向上移动顶住所述合闸摆杆限制合闸摆杆的转动。
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