CN104299862A - 缓冲器及使用该缓冲器的断路器操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及缓冲器及使用该缓冲器的断路器操动机构，缓冲器包括轴线沿前后方向延伸的内缸，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞杆的后端设置有用于通过销轴与断路器操动机构的机构输出拐臂连接的铰接孔，铰接孔为长度沿前后方向延伸的长孔。本发明提供了一种结构简单且不影响动触头合闸、分闸初始速度的缓冲器以及使用该缓冲器的断路器操动机构。

Description

缓冲器及使用该缓冲器的断路器操动机构

技术领域

本发明涉及断路器领域，尤其涉及缓冲器及使用该缓冲器的断路器操动机构。

背景技术

缓冲器是一种在运行过程中可以减缓刚性碰撞的安全保护装置，它能够延长冲击载荷的作用时间，吸收并转化冲击载荷的作用能量。高压断路器中用于弹簧操动机构的缓冲器除了具备保护作用外，其缓冲特性还能影响断路器的产品性能。现有的缓冲器如中国专利CN201629279U“断路器操动机构加快初分速度的缓冲装置”中公开的一种缓冲器，该缓冲器包括轴线沿前后方向延伸的内缸及套设于内缸外围的外缸，内缸、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上前后间隔的设置有用于连通内缸的内腔与环形间隙的前、后油孔，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞的后端设有用于与机构输出拐臂铰接相连的圆形的铰接孔，内缸的内腔的前端设有提速弹簧。在使用时，外缸的外围套设有分闸弹簧，活塞杆上设置有分闸弹簧座。该缓冲器的工作过程为：内缸的内腔和内、外缸之间的环形间隙中填充有液压油，当需要断路器的动、静触头合闸时，合闸弹簧释放能量，合闸弹簧的能量通过相应传动机构传递给动触头使动触头朝向静触头运动，同时传动机构的机构输出拐臂也带动活塞杆朝前移动，分闸弹簧开始储能，活塞前侧的液压油经前油孔、环形间隙和后油孔流向活塞的后侧，油在流动过程中形成阻尼作用，更好地吸收了剩余能量，在合闸结束后，活塞压在提速弹簧上；当需要分闸时，分闸弹簧释放能量，活塞杆带动活塞朝后移动，分闸弹簧的动力经机构输出拐臂向动触头传递，提速弹簧可以增加动触头的分闸初始速度，而活塞朝后移动的过程中液压油经后油孔、环形间隙和前油孔流向活塞的前侧，油在流动过程中形成阻尼作用。现有的这种缓冲器的问题在于：1、动、静触头的分闸、合闸之初，活塞便开始移动，油就对活塞的运动产生阻尼作用，这样就影响到了分闸、合闸时动触头的初始速度，动触头容易受电弧的损坏，提速弹簧的设置虽然增加了动触头的初始分闸速度，却不能增加动触头的合闸初始速度，另外提速弹簧的设置也使得缓冲器的结构异常复杂，还要涉及到提速弹簧端的密封问题，大大增加了缓冲器的组装难度和制作成本；2、由于分闸、合闸过程中，液压油的流经路径相同，造成缓冲器产生的阻尼效果相同，这是非常不符合弹簧操动机构的实际需求的，因为而在实际工作中，缓冲器对合闸过程的影响越小越好，合闸弹簧的合闸作用力希望完全被传递到动触头上而不是被缓冲器吸收，缓冲器更多的是对分闸作用力的吸收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单且不影响动触头合闸、分闸初始速度的缓冲器；本发明的目的还在于提供一种使用该缓冲器的断路器操动机构。

为了解决上述问题，本发明中缓冲器的技术方案为：

缓冲器，包括轴线沿前后方向延伸的内缸，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞杆的后端设置有用于通过销轴与断路器操动机构的机构输出拐臂连接的铰接孔，铰接孔为长度沿前后方向延伸的长孔。

内缸的外围套设有外缸，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸的内腔与环形间隙的前径向油孔和后径向油孔，所述活塞具有与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，活塞杆上设置有限制活塞前后移动极限的前限位结构和后限位结构，前、后限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，活塞上设置有沿前后方向贯穿活塞的轴向油孔，活塞杆上于活塞的前侧或后侧设置有用于封堵轴向油孔的前端孔口或后端孔口的活塞盖。

活塞盖位于活塞的后侧，所述后径向油孔的孔径大于前径向油孔的孔径；或者活塞盖位于活塞的前侧，所述后径向油孔的孔径小于前径向油孔的孔径。

所述活塞包括内外同轴线套设的内套和外套，内套套设于活塞杆上，所述滑动配合段由所述内套构成，外套与内缸的内腔壁密封滑动配合，内、套的前端或后端之间通过环形连板连接，所述轴向油孔设置于所述环形连板上。

所述活塞盖上开设有沿前后方向贯穿所述活塞盖的助分离孔，在前后方向上所述助分离孔与活塞上的轴向油孔相互错开。

本发明中断路器操动机构的技术方案为：

断路器操动机构，包括机构输出拐臂和缓冲器，缓冲器包括轴线沿前后方向延伸的内缸，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞杆的后端设置有铰接孔，机构输出拐臂上设置有穿设于所述铰接孔中的销轴，铰接孔为长度沿前后方向延伸的长孔。

内缸的外围套设有外缸，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸的内腔与环形间隙的前径向油孔和后径向油孔，所述活塞具有与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，活塞杆上设置有限制活塞前后移动极限的前限位结构和后限位结构，前、后限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，活塞上设置有沿前后方向贯穿活塞的轴向油孔，活塞杆上于活塞的前侧或后侧设置有用于封堵轴向油孔的前端孔口或后端孔口的活塞盖。

活塞盖位于活塞的后侧，所述后径向油孔的孔径大于前径向油孔的孔径；或者活塞盖位于活塞的前侧，所述后径向油孔的孔径小于前径向油孔的孔径。

所述活塞包括内外同轴线套设的内套和外套，内套套设于活塞杆上，所述滑动配合段由所述内套构成，外套与内缸的内腔壁密封滑动配合，内、套的前端或后端之间通过环形连板连接，所述轴向油孔设置于所述环形连板上。

所述活塞盖上开设有沿前后方向贯穿所述活塞盖的助分离孔，在前后方向上所述助分离孔与活塞上的轴向油孔相互错开。 

本发明的有益效果为：铰接孔为一个长度沿前后方向延伸的长孔，机构输出拐臂通过穿设于铰接孔中的销轴与活塞杆相连，现以合闸时机构输出拐臂带动活塞杆后移为例对本发明的有益效果进行详细说明，在动、静触头合闸时，销轴位于铰接孔的前端，当动、静触头开始合闸时，机构输出拐臂先带动销轴后移，由于铰接孔为一个长孔，所以销轴可以先在铰接孔中移动一段距离，销轴在铰接孔中移动的这段时间内，活塞杆并不移动，也就是说缓冲器对机构输出拐臂没有阻尼作用，不会影响动触头的初始合闸速度，随后销轴移动至铰接孔的后端，活塞杆开始带动活塞朝后移动；在需要动、静触头分闸时，机构输出拐臂带动销轴在铰接孔中朝前移动，由于铰接孔为一个长孔，因此在最初，活塞杆并不会朝前移动，也就是说缓冲器对机构输出拐臂没有阻尼作用，不会影响动触头的初始分闸速度，随后销轴移动至铰接孔的前端，活塞杆开始带动活塞朝前移动，通过设置一个长孔就能够保证动触头的合闸、分闸初始速度，本缓冲器的结构非常简单，制作成本低。

进一步的，使用时在内缸的内腔和环形间隙中填充液压油，如果合闸时机构输出拐臂带动活塞杆朝后移动，那么活塞盖设置于活塞的后侧（如果合闸时机构输出拐臂带动活塞杆朝前移动，那么活塞盖设置于活塞的前侧），当动、静触头合闸时，活塞杆带动活塞朝后移动，受液压油或惯性作用活塞盖与活塞脱离，活塞后侧的液压油经过两条路线流向活塞前侧，一条路线是后径向油孔、环形间隙和前径向油孔，另一条路线是活塞上的轴向油孔，由于液压油的流通面积大，因此缓冲器对机构输出拐臂的阻尼作用就小，这就降低了合闸过程中阻尼器对动触头运动的影响力；在动、静触头分闸时，活塞杆带动活塞朝前移动，活塞与活塞盖紧贴着，轴向油孔被活塞封堵，液压油只能经前径向油孔、环形间隙和后径向油孔这一个路线流向活塞后侧，液压油的流通面积小，缓冲器对机构输出拐臂的阻尼作用较大，从而实现分合闸操作时不同的阻尼效果。

附图说明

图1是本发明中缓冲器的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中接头的结构示意图；

图3是图1中内缸的结构示意图；

图4是图1中活塞盖的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是图1中活塞的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8是合闸过程中活塞与活塞盖的配合示意图；

图9是分闸过程中活塞与活塞盖的配合示意图。

具体实施方式

断路器操动机构的实施例如图1~9所示：本断路器操动机构为一个弹簧操动机构，弹簧操动机构包括合闸弹簧、分闸弹簧和缓冲器，合闸弹簧通过传动机构与相应动触头传动连接，传动机构包括动力输出轴及设置于动力输出轴上的机构输出拐臂，机构输出拐臂与分闸弹簧和缓冲器相连，传动机构属于现有技术，其具体结构不再详述。缓冲器为液压缓冲器，缓冲器包括轴线沿前后方向延伸的内缸3及同轴线套设于内缸外围的外缸1，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸3的内腔与环形间隙的前径向油孔18和后径向油孔16，本实施例中在合闸弹簧释放能量时，活塞杆朝后移动，后径向油孔16的孔径大于前径向油孔18的孔径。内缸的内腔中导向滑动装配有活塞5，活塞上设置有活塞杆，活塞杆包括与活塞相连的杆体13及设置于杆体后端的接头14，接头14上设置有铰接孔15，铰接孔为长度沿前后方向延伸的长孔，机构输出拐臂上设置有穿设于铰接孔中的销轴（图中未示出）。活塞包括内外同轴线套设的内套5-2和外套5-3，内套5-2导向滑动套设于活塞杆上，内套构成了与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，外套与内缸的内腔壁密封滑动配合，活塞杆上设置有限制活塞前后移动极限的前限位结构和后限位结构，前、后限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，前、后限位结构分别由装配在活塞杆上的挡圈4和卡环6构成。内、套的后端之间通过环形连板5-1连接，环形连板上设置有沿前后方向贯穿环形连板的轴向油孔17，轴向油孔包括四个绕环形连板周向均匀布置的腰形孔，活塞杆上于活塞的后侧设置有用于封堵轴向油孔17的后端孔口的活塞盖7，活塞盖上开设有沿前后方向贯穿活塞盖的助分离孔19，在前后方向上所述助分离孔与活塞上的轴向油孔相互错开，活塞盖的后端设置有倒角结构20。图中项12表示防止活塞、活塞盖由内缸中脱出的封盖；项10表示对封盖12进行限位的卡环；项8、9、11均表示密封圈；项3表示液压油。

本断路器操动机构的工作过程为：在相应动、静触头分闸时，销轴位于铰接孔的前端，当需要动、静触头合闸时，合闸弹簧释放能量，合闸弹簧的动力经传动机构传向动触头，机构输出拐臂带动销轴朝后移动，由于铰接孔为一个长度沿前后方向延伸的长孔，因此在合闸之初，活塞杆并不向后移动，缓冲器不对机构输出拐臂产生阻尼作用，保证了动触头的合闸初始速度，随后销轴运动至铰接孔的后端，活塞杆开始带动活塞朝后移动，液压油经助分离孔进入活塞盖与活塞之间，保证活塞盖与活塞顺利分离，活塞上的轴向油孔没有被活塞盖封堵，活塞后侧的液压油经两条线路流向活塞前侧，一条线路是活塞上的轴向油孔，另一条线路是后径向油孔、环形间隙和前径向油孔，两条线路保证了液压油的流通面积，减小了液压油的阻尼效果，进而减小了缓冲器对机构输出拐臂的阻尼效果，降低了缓冲器对动触头合闸过程的影响，而由于后径向油孔的孔径大于前径向油孔的孔径，这样能进一步的提高液压油的通流能力，进一步的降低液压油的阻尼效果；当需要动、静触头分闸时，分闸弹簧释放能量，分闸弹簧的动力经机构输出拐臂和动力输出轴传递给动触头，机构输出拐臂带动销轴朝前移动，由于铰接孔为一个长孔，因此在分闸之初，活塞杆并不朝前移动，缓冲器不对机构输出拐臂产生阻尼作用，保证了动触头的分闸初始速度，随后销轴运动到铰接孔的前端，活塞杆带动活塞朝前移动，受液压油作用活塞的后端与活塞盖的前端紧贴，活塞上的轴向油孔被活塞盖封堵，活塞前侧的液压油只能通过前径向油孔、环形间隙和后径向油孔这一条线路流向活塞后侧，液压油的流通面积小，液压油的阻尼力大，保证了缓冲器对机构输出拐臂的阻尼效果，而由于前径向油孔的孔径小于后径向油孔的孔径，进一步的增加了液压油的阻尼力。活塞由内、外套及设置于内、外套之间的环形连板构成，这样可以减小活塞的重量，可以降低缓冲器的制作成本。

在本断路器操动机构的其它实施例中：该断路器操动机构还可以是液压操动机构或电磁操动机构，液压操动机构或电磁操动机构均属于现有技术，其具体结构不再详细介绍；如果在合闸时，机构输出拐臂带动活塞杆朝前移动，那么环形连板要设置于内、外套的前端，活塞盖要设置于活塞的前侧，前径向油孔的孔径要大于后径向油孔的孔径；当然活塞还可以是实心活塞，此时轴向油孔贯穿实心活塞的前、后端面；活塞盖上的助分离孔也可以不设，此时依靠活塞盖外围间隙中的液压油液可以使活塞盖与活塞顺利分离；前、后限位结构还可以是限位螺母；前、后径向油孔的孔径也可以一致；活塞杆的杆体和接头还可以一体成型；当然缓冲器还可以是一个气压缓冲器，此时缓冲器可以仅包括一个缸体，缸体内设置有活塞，活塞杆设置于活塞上。

缓冲器的实施例如图1~9所示：缓冲器的具体结构与上述各断路器操动机构实施例中所述的缓冲器相同，在此不再详述。

Claims (10)

1.缓冲器，包括轴线沿前后方向延伸的内缸，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞杆的后端设置有用于通过销轴与断路器操动机构的机构输出拐臂连接的铰接孔，其特征在于：铰接孔为长度沿前后方向延伸的长孔。

2.根据权利要求1所述的缓冲器，其特征在于：内缸的外围套设有外缸，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸的内腔与环形间隙的前径向油孔和后径向油孔，所述活塞具有与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，活塞杆上设置有限制活塞前后移动极限的前限位结构和后限位结构，前、后限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，活塞上设置有沿前后方向贯穿活塞的轴向油孔，活塞杆上于活塞的前侧或后侧设置有用于封堵轴向油孔的前端孔口或后端孔口的活塞盖。

3.根据权利要求2所述的缓冲器，其特征在于：活塞盖位于活塞的后侧，所述后径向油孔的孔径大于前径向油孔的孔径；或者活塞盖位于活塞的前侧，所述后径向油孔的孔径小于前径向油孔的孔径。

4.根据权利要求2所述的缓冲器，其特征在于：所述活塞包括内外同轴线套设的内套和外套，内套套设于活塞杆上，所述滑动配合段由所述内套构成，外套与内缸的内腔壁密封滑动配合，内、套的前端或后端之间通过环形连板连接，所述轴向油孔设置于所述环形连板上。

5.根据权利要求2~4任意一项所述的缓冲器，其特征在于：所述活塞盖上开设有沿前后方向贯穿所述活塞盖的助分离孔，在前后方向上所述助分离孔与活塞上的轴向油孔相互错开。

6.断路器操动机构，包括机构输出拐臂和缓冲器，缓冲器包括轴线沿前后方向延伸的内缸，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞杆的后端设置有铰接孔，机构输出拐臂上设置有穿设于所述铰接孔中的销轴，其特征在于：铰接孔为长度沿前后方向延伸的长孔。

7.根据权利要求6所述的断路器操动机构，其特征在于：内缸的外围套设有外缸，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸的内腔与环形间隙的前径向油孔和后径向油孔，所述活塞具有与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，活塞杆上设置有限制活塞前后移动极限的前限位结构和后限位结构，前、后限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，活塞上设置有沿前后方向贯穿活塞的轴向油孔，活塞杆上于活塞的前侧或后侧设置有用于封堵轴向油孔的前端孔口或后端孔口的活塞盖。

8.根据权利要求7所述的断路器操动机构，其特征在于：活塞盖位于活塞的后侧，所述后径向油孔的孔径大于前径向油孔的孔径；或者活塞盖位于活塞的前侧，所述后径向油孔的孔径小于前径向油孔的孔径。

9.根据权利要求7所述的断路器操动机构，其特征在于：所述活塞包括内外同轴线套设的内套和外套，内套套设于活塞杆上，所述滑动配合段由所述内套构成，外套与内缸的内腔壁密封滑动配合，内、套的前端或后端之间通过环形连板连接，所述轴向油孔设置于所述环形连板上。

10.根据权利要求7~9任意一项所述的断路器操动机构，其特征在于：所述活塞盖上开设有沿前后方向贯穿所述活塞盖的助分离孔，在前后方向上所述助分离孔与活塞上的轴向油孔相互错开。