CN103489671A - 一种弹簧机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弹簧机构，其特征在于，该弹簧机构包括：一水平固定于断路器单元固定板上的断路器机构，一用于连接所述断路器机构和真空灭弧室中的触头的传动部分，一水平固定于所述断路器单元固定板上并与所述断路器机构连接的隔离开关机构，以及一用于控制所述断路器机构分合闸的控制部分。本发明将隔离开关机构与断路器机构组装成一体，它有效的解决了操作、控制、连锁、安装、调试等一系列问题，在有限空间里满足了开关总体设计要求，具有结构紧凑、体积小巧、集成性高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关操动机构，具体涉及一种用于12KV环网柜上操动真空断路器和隔离开关的弹簧机构。
背景技术
弹簧机构是开关行业使用了几十年的一种操动机构，市场上的真空断路器弹簧机构和隔离开关弹簧机构相对独立，占用空间较大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的提供一种将操动真空断路器和隔离开关的功能合二为一的弹簧机构。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种弹簧机构，其特征在于，该弹簧机构包括：一水平固定于断路器单元固定板上的断路器机构，一用于连接所述断路器机构和真空灭弧室中的触头的传动部分，一水平固定于所述断路器单元固定板上并与所述断路器机构连接的隔离开关机构，以及一用于控制所述断路器机构分合闸的控制部分。
所述断路器机构由储能部分和机芯部分组成：
所述储能部分包括输入轴、小齿轮、凸轮主轴、大齿轮、小拐臂组件、合闸弹簧组件、挂簧轴和支板；其中，所述支板竖直固定在所述断路器单元固定板上，所述输入轴、凸轮主轴和挂簧轴均水平安装于所述支板上，所述小齿轮和大齿轮均内含单向滚针轴承，其通过各自的单向滚针轴承分别与所述输入轴和凸轮主轴连接，且所述小齿轮和大齿轮啮合；所述小拐臂组件固定连接在所述凸轮主轴上，所述合闸弹簧组件的两端分别与所述小拐臂组件和挂簧轴连接；
所述机芯部分包括分闸脱扣组件、分闸脱扣半轴组件、分闸按钮组件、合闸按钮组件、合闸脱扣半轴组件、合闸脱扣组件、连杆组件、小滚子、输出轴组件、凸轮组件、第一轴销和限位板；其中，所述分闸脱扣组件固定连接在所述输入轴上，所述分闸脱扣半轴组件固定在所述分闸脱扣组件前部的所述支板上，所述分闸按钮组件固定在靠近所述分闸脱扣组件的下方；所述合闸脱扣组件与所述支板上的固定柱连接，并使所述合闸脱扣组件的一端能与所述合闸脱扣半轴组件连接，而另一端能与所述第一轴销连接，所述合闸脱扣半轴组件固定在所述合闸脱扣组件前部的所述支板上，所述合闸按钮组件固定在靠近所述合闸脱扣组件的上方；所述连杆组件由四根连杆组成，第一连杆的一端与水平固定在所述支板上的连杆轴铰接，另一端同时铰接第二和第三连杆，第二连杆的另一端通过所述小滚子与第四连杆铰接，所述第三连杆的另一端固定连接在所述分闸脱扣组件上，所述第四连杆的另一端与所述输出轴组件中的连板一端铰接；所述凸轮组件固定连接在所述凸轮主轴上，所述凸轮组件上具有与所述小滚子相配合的豁口，所述第一轴销与所述输出轴组件中的连板另一端连接，所述限位板固定在所述凸轮组件的所述支板上。
所述传动部分包括双连动杆、压簧轴、异形槽板、压簧、第二轴销和断路器导电杆；其中，所述双连动杆的一端固定连接在所述输出轴上，另一端与固定在所述压簧轴上的所述异形槽板铰接；所述异形槽板固定连接在所述压簧轴上；所述第二轴销滑动设置在所述异形槽板的异形槽内，所述压簧的上端固定连接在所述第二轴销上，所述压簧的下端固定连接所述断路器导电杆，所述断路器导电杆的下端连接所述真空灭弧室中的触头。
所述隔离开关机构中的隔离操作轴连接万向联轴器的一端，所述万向联轴器的另一端连接操动主轴，所述操动主轴与所述断路器机构中的前、后面板上的定位孔连接。
所述控制部分包括分合闸按钮、分合闸线圈、分合闸位置指示和弹簧储能指示；其中，所述分合闸按钮分别与所述分闸脱扣半轴组件和合闸脱扣半轴组件连接，用于手动控制所述断路器机构分合闸；所述分合闸线圈分别与所述分闸脱扣半轴组件和合闸脱扣半轴组件连接，用于电动控制所述断路器机构分合闸；所述分合闸位置指示分别与所述分闸脱扣半轴组件和合闸脱扣半轴组件连接，用于显示所述断路器机构分合闸状态；所述弹簧储能指示与所述合闸弹簧组件连接，用于显示所述储能部分储能状态。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将隔离开关机构与断路器机构组装成一体，它有效的解决了操作、控制、连锁、安装、调试等一系列问题，在有限空间里满足了开关总体设计要求。2、本发明相比独立的真空断路器弹簧机构和隔离开关，具有结构紧凑。3、本发明相比独立的真空断路器弹簧机构和隔离开关，具有体积小巧。4、本发明将独立的真空断路器弹簧机构和隔离开关整合在一起，集成性高。
附图说明
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
图1是本发明的整体装配示意图；
图2是本发明储能部分的结构示意图；
图3a～c是本发明储能部分的储能过程示意图；
图4是本发明机芯部分的结构示意图；
图5a是本发明断路器机构合闸时机芯部分的状态示意图；
图5b是本发明断路器机构分闸时机芯部分的状态示意图；
图6是本发明传动部分的结构示意图；
图7是本发明隔离开关机构的结构示意图；
图8是本发明控制部分的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
图1显示了根据本发明提供的弹簧机构，该弹簧机构主要由断路器机构100、传动部分200、隔离开关机构300和控制部分400组成。
如图2、图4所示，断路器机构100水平固定在CB（断路器）单元固定板500上，其由储能部分1和机芯部分2组成。其中，储能部分1包括输入轴1-1、小齿轮1-2、凸轮主轴1-3、大齿轮1-4、小拐臂组件1-5、合闸弹簧组件1-6、挂簧轴1-7和支板1-8。支板1-8竖直固定在CB单元固定板500上，输入轴1-1、凸轮主轴1-3和挂簧轴1-7均水平安装于支板1-8上，小齿轮1-2和大齿轮1-4均内含单向滚针轴承，其通过各自的单向滚针轴承分别与输入轴1-1和凸轮主轴1-3连接，且小齿轮1-2和大齿轮1-4啮合。小拐臂组件1-5固定连接在凸轮主轴1-3上，合闸弹簧组件1-6的两端分别与小拐臂组件1-5和挂簧轴1-7连接。
图3显示了本发明储能部分的储能过程，在外载荷作用下（手动或电动），输入轴1-1（顺时针）旋转，通过小齿轮1-2内的单向滚针轴承带动小齿轮1-2（顺时针）转动，小齿轮1-2与大齿轮1-4通过轮齿间的啮合传动，带动大齿轮1-4（逆时针）转动，大齿轮1-4内的单向滚针轴承带动凸轮主轴1-3（逆时针）转动，此时与凸轮主轴1-3相连的小拐臂组件1-5（逆时针）转动。由于小拐臂组件1-5的转动，带动合闸弹簧组件1-6拉伸至相应位置，完成储能。需要说明的是，连动小柺臂组件1-5的大齿轮1-4与凸轮主轴1-3之间装有单向滚针轴承，当大齿轮1-4正向转动时带动小柺臂组件1-5转动将合闸弹簧组件1-6拉长蓄能，此时单向滚针轴承带动凸轮主轴1-3一起转动。而当凸轮主轴1-3沿同一方向转动时，大齿轮1-4是不动的，即当合闸弹簧组件1-6释放能量时凸轮主轴1-3转动，而大齿轮1-4是不动的。
如图4所示，机芯部分2包括分闸脱扣组件2-1、分闸脱扣半轴组件2-2、分闸按钮组件2-3、合闸按钮组件2-4、合闸脱扣半轴组件2-5、合闸脱扣组件2-6、连杆组件2-7、小滚子2-8、输出轴组件2-9、凸轮组件2-10、轴销2-11和限位板2-12。其中，分闸脱扣组件2-1固定连接在输入轴1-1上，分闸脱扣半轴组件2-2固定在分闸脱扣组件2-1前部的支板1-8上，分闸按钮组件2-3固定在靠近分闸脱扣组件2-1的下方。合闸脱扣组件2-6与支板1-8上的固定柱2-13连接，使得合闸脱扣组件2-6的一端可以与合闸脱扣半轴组件2-5连接，而另一端可以与轴销2-11连接，合闸脱扣半轴组件2-5固定在合闸脱扣组件2-6前部的支板1-8上，合闸按钮组件2-4固定在靠近合闸脱扣组件2-6的上方。连杆组件2-7由四根连杆组成，第一连杆的一端与水平固定在支板1-8上的轴2-14铰接，另一端同时铰接第二和第三连杆，第二连杆的另一端通过小滚子2-8与第四连杆铰接，第三连杆的另一端固定连接在分闸脱扣组件2-1上，第四连杆的另一端与输出轴组件2-9中的连板2-15一端铰接。凸轮组件2-10固定连接在凸轮主轴1-3上，凸轮组件2-10上具有与小滚子2-8相配合的豁口，轴销2-11与输出轴组件2-9中的连板2-15另一端连接，限位板2-12固定在凸轮组件2-10后的支板1-8上。
如图5a、5b所示，在外载荷作用下，输入轴1-1（顺时针）旋转，带动储能部分1到达储能位置。此时，凸轮主轴1-3旋转带动合闸脱扣组件2-6至合闸脱扣半轴组件2-5处，进入待合闸状态。按下合闸按钮组件2-4，促使合闸脱扣组件2-6脱离合闸脱扣半轴组件2-5束缚，合闸脱扣组件2-6带动与输出轴组件2-9中的连板2-15连接的轴销2-11移动，从而带动连杆组件2-7运动。当储能部分1进入释放位置时，合闸弹簧组件1-6释放能量并通过小柺臂组件1-5带动凸轮主轴1-3继续旋转（此时大齿轮组件1-4不转动），凸轮主轴1-3带动凸轮组件2-10同步旋转，小滚子2-8进入凸轮组件2-10上的豁口，与小滚子2-8连接的连杆组件2-7在限位板2-12的竖直方向作用下移动，使得与连杆组件2-7连接的分闸脱扣组件2-1转动至分闸脱扣半轴组件2-2处，进入待分闸状态。按下分闸脱扣组件2-3，促使分闸脱扣组件2-1脱离分闸脱扣半轴组件2-2束缚，断路器机构2分闸结束。由此可见，本发明能够利用合闸弹簧组件1-6释放的力来克服分闸脱扣组件2-1和分闸脱扣半轴组件2-2产生的反力并产生一定的加速度满足断路器机构100合闸的速度要求，这是本发明的一个设计核心。
图6显示了根据本发明提供的传动部分200，该传动部分200包括双连动杆3-1、压簧轴3-2、异形槽板3-3、压簧3-4、轴销3-5和断路器导电杆3-6。其中，双连动杆3-1的一端固定连接在输出轴1-1上，另一端与固定在压簧轴3-2上的异形槽板3-3铰接。异形槽板3-3固定连接在压簧轴3-2上。轴销3-5滑动设置在异形槽板3-3的异形槽内，压簧3-4的上端固定连接在轴销3-5上，压簧3-4的下端固定连接断路器导电杆3-6，断路器导电杆3-6的下端连接真空灭弧室3-7中的触头。
当输出轴1-1通过双连动杆3-1带动压簧轴3-2转动时，异形槽板3-3同步转动，异形槽板3-3上的异形槽上连动的轴销3-5带动断路器导电杆3-6上下移动。由于异形槽板3-3上的异形槽限制了轴销3-5的上下移动，因此断路器导电杆3-6上的压簧3-4的力不能使异形槽板3-3转动，从而限制了真空灭弧室3-7中的触头弹跳满足，这也是本发明的另一个设计核心。
图7显示了根据本发明提供的隔离开关机构300，隔离开关机构300水平固定在断路器机构100一侧的CB单元固定板500上。隔离开关机构300中的隔离操作轴4-1连接万向联轴器4-2的一端，万向联轴器4-2的另一端连接操动主轴4-3，操动主轴4-3与断路器机构100的前面板1-9的定位孔和后面板1-10的定位孔连接。由于隔离开关机构300的具体结构属于本领域技术人员的公知常识，故不再赘述。
图8显示了根据本发明提供的控制部分400，该控制部分400包括分合闸按钮5-1、分合闸线圈5-2、分合闸位置指示5-3和弹簧储能指示5-4。其中，分合闸按钮5-1分别与分闸脱扣半轴组件2-2和合闸脱扣半轴组件2-5连接，用于手动控制断路器机构100分合闸；分合闸线圈5-2分别与分闸脱扣半轴组件2-2和合闸脱扣半轴组件2-5连接，用于电动控制断路器机构100分合闸；分合闸位置指示5-3分别与分闸脱扣半轴组件2-2和合闸脱扣半轴组件2-5连接，用于显示断路器机构100分合闸状态；弹簧储能指示5-4与合闸弹簧组件1-6连接，用于显示储能部分1储能状态。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (5)
1.一种弹簧机构，其特征在于，该弹簧机构包括：
一水平固定于断路器单元固定板上的断路器机构，
一用于连接所述断路器机构和真空灭弧室中的触头的传动部分，
一水平固定于所述断路器单元固定板上并与所述断路器机构连接的隔离开关机构，以及
一用于控制所述断路器机构分合闸的控制部分。
2.如权利要求1所述的一种弹簧机构，其特征在于，所述断路器机构由储能部分和机芯部分组成：
所述储能部分包括输入轴、小齿轮、凸轮主轴、大齿轮、小拐臂组件、合闸弹簧组件、挂簧轴和支板；其中，所述支板竖直固定在所述断路器单元固定板上，所述输入轴、凸轮主轴和挂簧轴均水平安装于所述支板上，所述小齿轮和大齿轮均内含单向滚针轴承，其通过各自的单向滚针轴承分别与所述输入轴和凸轮主轴连接，且所述小齿轮和大齿轮啮合；所述小拐臂组件固定连接在所述凸轮主轴上，所述合闸弹簧组件的两端分别与所述小拐臂组件和挂簧轴连接；
所述机芯部分包括分闸脱扣组件、分闸脱扣半轴组件、分闸按钮组件、合闸按钮组件、合闸脱扣半轴组件、合闸脱扣组件、连杆组件、小滚子、输出轴组件、凸轮组件、第一轴销和限位板；其中，所述分闸脱扣组件固定连接在所述输入轴上，所述分闸脱扣半轴组件固定在所述分闸脱扣组件前部的所述支板上，所述分闸按钮组件固定在靠近所述分闸脱扣组件的下方；所述合闸脱扣组件与所述支板上的固定柱连接，并使所述合闸脱扣组件的一端能与所述合闸脱扣半轴组件连接，而另一端能与所述第一轴销连接，所述合闸脱扣半轴组件固定在所述合闸脱扣组件前部的所述支板上，所述合闸按钮组件固定在靠近所述合闸脱扣组件的上方；所述连杆组件由四根连杆组成，第一连杆的一端与水平固定在所述支板上的连杆轴铰接，另一端同时铰接第二和第三连杆，第二连杆的另一端通过所述小滚子与第四连杆铰接，所述第三连杆的另一端固定连接在所述分闸脱扣组件上，所述第四连杆的另一端与所述输出轴组件中的连板一端铰接；所述凸轮组件固定连接在所述凸轮主轴上，所述凸轮组件上具有与所述小滚子相配合的豁口，所述第一轴销与所述输出轴组件中的连板另一端连接，所述限位板固定在所述凸轮组件的所述支板上。
3.如权利要求2所述的一种弹簧机构，其特征在于，所述传动部分包括双连动杆、压簧轴、异形槽板、压簧、第二轴销和断路器导电杆；其中，所述双连动杆的一端固定连接在所述输出轴上，另一端与固定在所述压簧轴上的所述异形槽板铰接；所述异形槽板固定连接在所述压簧轴上；所述第二轴销滑动设置在所述异形槽板的异形槽内，所述压簧的上端固定连接在所述第二轴销上，所述压簧的下端固定连接所述断路器导电杆，所述断路器导电杆的下端连接所述真空灭弧室中的触头。
4.如权利要求1或2或3所述的一种弹簧机构，其特征在于，所述隔离开关机构中的隔离操作轴连接万向联轴器的一端，所述万向联轴器的另一端连接操动主轴，所述操动主轴与所述断路器机构中的前、后面板上的定位孔连接。
5.如权利要求1或2或3所述的一种弹簧机构，其特征在于，所述控制部分包括分合闸按钮、分合闸线圈、分合闸位置指示和弹簧储能指示；其中，所述分合闸按钮分别与所述分闸脱扣半轴组件和合闸脱扣半轴组件连接，用于手动控制所述断路器机构分合闸；所述分合闸线圈分别与所述分闸脱扣半轴组件和合闸脱扣半轴组件连接，用于电动控制所述断路器机构分合闸；所述分合闸位置指示分别与所述分闸脱扣半轴组件和合闸脱扣半轴组件连接，用于显示所述断路器机构分合闸状态；所述弹簧储能指示与所述合闸弹簧组件连接，用于显示所述储能部分储能状态。
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