CN104319122B - 一种弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧操动机构，包括架体、输出传动轴、分闸弹簧、合闸弹簧和分别对分闸弹簧、合闸弹簧进行储能的储能结构，还包括分闸掣子和合闸掣子，弹簧操动机构还包括正转以驱动所述分闸掣子由分闸掣子储能保持位运动至分闸掣子储能释放位的操作轴，架体上还设置有闭锁轴，闭锁轴具有与所述操作轴限位配合以阻止操作轴正转的闭锁位和让开所述操作轴的闭锁释放位，输出传动轴通过传动结构与所述闭锁轴传动连接以在合闸弹簧储能时将闭锁轴保持于闭锁位、在合闸弹簧释放能量后将闭锁轴带动至闭锁释放位。本发明提供了一种在分闸弹簧不依托合闸弹簧储能时可保证合闸弹簧、分闸弹簧顺序释放的弹簧操动机构。

Description

一种弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及一种弹簧操动机构。

背景技术

弹簧操动机构以其优异的性能而被广泛应用于各种开关中，现有的主流断路器采用以下工作模式，断路器包括合闸弹簧、分闸弹簧和输出传动轴，合闸弹簧与分闸弹簧和输出传动轴传动连接，分闸弹簧与输出传动轴传动连接，需要合闸时，储能后的合闸弹簧释放能量，合闸弹簧释放的能量分别传递给输出传动轴和分闸弹簧，分闸弹簧储能，同时输出传动轴带动各相动触头合闸；在需要分闸时，分闸弹簧释放能量，分闸弹簧的能力传递给输出传动轴，输出传动轴带动各相动触头分闸。现有的这种弹簧操动机构主要存在以下两点不足：1、分闸弹簧依托于合闸弹簧才能储能，此种结构设计由于合闸弹簧在合闸释放能量时，需要同时给分闸弹簧储能，导致操动机构的结构复杂，制作成本较高，合闸成功隐患大，可靠性交底，并且合闸弹簧在合闸释放能力时如果分闸弹簧储能失败，会存在开关无法分闸的严重问题；2、分闸弹簧和输出传动轴的能量均来自合闸弹簧，这就要求合闸弹簧具有足够的储能能力，同时也要求给储能弹簧的电机具有足够大的功率，这样就会进一步的增加操动机构的制作成本。对于一些中小型气和来说，厂家无法承担如此大的购置成本，对此中国专利CN102904166A公开一种“一种开关柜用弹簧操动机构”，该弹簧操动机构采取全新的结构形式，包括分闸弹簧、合闸 弹簧和输出传动轴，分闸弹簧、合闸弹簧均与输出传动轴传动连接，该弹簧操动机构还包括分别对分闸弹簧、合闸弹簧进行储能的储能结构，使用时，储能结构对分闸弹簧、合闸弹簧分别储能，储能后的分闸弹簧和合闸弹簧分别被分闸掣子和合闸掣子保持，分闸掣子具有将分闸弹簧保持于储能状态的分闸掣子储能保持位和让开分闸弹簧以使分闸弹簧释放能量的分闸掣子储能释放位，合闸掣子具有将合闸弹簧保持于储能状态的合闸掣子储能保持位和让开合闸弹簧以使合闸弹簧释放能量的合闸掣子储能释放位，在需要合闸时，合闸操作轴驱动合闸掣子解锁，合闸弹簧释放能量，合闸弹簧通过输出传动轴带动各相动触头合闸，在需要分闸时，分闸操作轴驱动分闸掣子解锁，分闸弹簧释放能量，分闸弹簧通过输出传动轴带动各相动触头分闸，输出传动轴在分闸弹簧带动下复位，等待下一次的合闸动作。这种全新的弹簧操动机构中的分闸弹簧不再依托合闸弹簧储能，从而可以降低操动机构的结构复杂程度，同时也可以降低对储能结构的功率需求，这样最终降低弹簧操动机构的制作成本。但是这种全新的弹簧操动机构仍存在以下问题：分闸弹簧不再依托合闸弹簧而储能后，合闸弹簧、分闸弹簧的动作顺序必须明确，应先合闸再分闸，如果储能完成后分闸弹簧先分闸，则合闸弹簧和分闸弹簧同时释放，这样不仅造成机构不能正常合闸，同时还对机构的冲击比较大，影响机构的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在分闸弹簧不依托合闸弹簧储能时可保证合闸弹簧、分闸弹簧顺序释放的弹簧操动机构。

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，包括架体，架体上设置有输出传动轴、分闸弹簧、合闸弹簧和分别对分闸弹簧、合闸弹簧进行储能的储能结构，还包括分闸掣子和合闸掣子，分闸掣子具有将分闸弹簧保持于储能状态的分闸掣子储能保持位和让开分闸弹簧以使分闸弹簧释放能量的分闸掣子储能释放位，弹簧操动机构还包括正转以驱动所述分闸掣子由分闸掣子储能保持位运动至分闸掣子储能释放位的操作轴，架体上还设置有闭锁轴，闭锁轴具有与所述操作轴限位配合以阻止操作轴正转的闭锁位和让开所述操作轴的闭锁释放位，输出传动轴通过传动结构与所述闭锁轴传动连接以在合闸弹簧储能时将闭锁轴保持于闭锁位、在合闸弹簧释放能量后将闭锁轴带动至闭锁释放位。

储能结构包括与输出传动轴平行设置的储能轴，储能轴位于输出传动轴的下方，储能轴上设置有第一传动板，输出传动轴上设置有第二传动板，合闸弹簧顶设于第一传动板与第二传动板之间，架体上设置有导向套，闭锁轴导向移动装配于导向套中，传动结构包括上下设置的第一闭锁拉杆和第二闭锁拉杆，第一闭锁拉杆铰接于架体上，第一闭锁拉杆通过第一长孔、销结构与第二传动板相连，第二闭锁拉杆的上端通过第二长孔、销结构与第一闭锁拉杆相连，第二闭锁拉杆的下端通过第三长孔、销结构与闭锁轴相连。

所述闭锁轴与导向套之间设置有第一复位弹簧。

所述架体上还设置有用于驱动所述操作轴正转的分闸线圈。

储能结构还包括固设于储能轴上的储能手柄。

所述操作轴与架体之间设置有第二复位弹簧。

架体上沿上下方向导向移动装配有合闸推杆，操作轴具有反转以驱动操作轴上移而使操作轴将合闸掣子由合闸掣子储能保持位运动至合闸掣子储能释放位的合闸工作位。

操作轴上固设有分合闸操作手柄。

本发明的有益效果为：本发明中的分闸弹簧依靠储能结构储能而不是依托合闸弹簧储能，从而可以降低弹簧操动机构的结构复杂程度和制造成本，在合闸弹簧、分闸弹簧储能结束后，合闸弹簧被合闸掣子保持于储能状态，分闸弹簧被分闸掣子保持于储能状态，在未合闸时，输出传动轴是不转动的，输出传动轴通过传动结构将闭锁轴保持于闭锁位，此时闭锁轴与操作轴限位配合而阻止操作轴正转，所以操作轴无法正转而将分闸掣子驱动至分闸掣子储能释放位，当合闸弹簧释放能量时，合闸弹簧带动输出传动轴转动，输出传动轴在转动过程中带动相应动触头合闸，同时带动闭锁轴运动至闭锁释放位，此时闭锁轴不再阻挡操作轴正转，当需要分闸时，操作轴正转将分闸掣子驱动至分闸掣子储能释放位，分闸弹簧即可释放能量实现分闸，闭锁轴与输出传动轴联动保证了合闸弹簧、分闸弹簧的顺序释放，从而保证了机构的正常合闸和使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是图1中没有机构箱时的结构示意图；

图4是图1的左视图；

图5是弹簧操动机构中的合闸弹簧、分闸弹簧未储能时的结构示意图；

图6是弹簧操动机构中的合闸弹簧、分闸弹簧储能后的结构示意图；

图7是弹簧操动机构中合闸弹簧释放能量后操作轴未复位时的结构示意图；

图8是弹簧操动机构中合闸弹簧释放能量后操作轴复位时的结构示意图；

图9是弹簧操动机构中分闸弹簧释放能量后操作轴未复位时的结构示意图；

图10是弹簧操动机构中分闸弹簧的布置示意图。

具体实施方式

弹簧操动机构的实施例如图1~10所示：包括架体，架体包括前后间隔设置的两个立板和罩设与立板外围的箱体1，箱体的内壁上设置有垫圈13，架体上设置有输出传动轴20、分闸弹簧30、合闸弹簧24和分别对分闸弹簧、合闸弹簧进行储能的储能结构，输出传动轴的轴线沿前后方向延伸，输出传动轴20的两端转动设置于两个立板上。弹簧操动机构还包括转动装配于架体上的分闸掣子26和合闸掣子22，分闸掣子、合闸掣子与架体之间均设置有复位簧，分闸掣子26具有将分闸弹簧30保持于储能状态的分闸掣子储能保持位和让开分闸弹簧以使分闸弹簧释放能量的分闸掣子储能释放位；合闸掣子22具有将合闸弹簧24保持于储能状态的合闸掣子储能保持位和让开合闸弹簧以使合闸弹簧释放能量的合闸掣子储能释放位。储能结构包括设置于传动输出轴下方的与传动输出轴平行设置的储能轴28，储能轴28上固设有储能拐臂12和储能手柄6，储能轴上设置有第一传动板27，传动输出轴上设置有第二传动板21，合闸弹簧24传动设置于第一传动板与第二传动板之间，图中项31-1表示穿设于合闸弹簧中的第一弹簧导杆，项31-2表示穿设于分闸弹簧中的第二弹簧导杆，第一弹簧导杆上端设置有第一导杆长孔，第二传动板上设置有穿设于导杆长孔中的第一导杆销轴，分闸弹簧的下端设置于第一传动板上，分闸弹簧的上端设置于架体上，第二弹簧导杆上设置有第二导杆长孔51，第一传动板上设置有穿设于第二导杆长孔中的第二导杆销轴，第一、第二弹簧导杆的结构基本相同，只是第一弹簧导杆的导杆长孔位于第一弹簧导杆上端，第二弹簧导杆的导杆长孔位于第二弹簧导杆下端。弹簧操动机构还包括转动轴线沿前后方向延伸的操作轴10，操作轴与架体之间设置有第二复位弹簧16，第二复位弹簧为一个扭簧，操作轴具有正转以驱动分闸掣子26由分闸掣子储能保持位转动至分闸掣子储能释放位的分闸工作位和反转以通过合闸推杆23驱动合闸掣子22由合闸掣子储能保持位转动至合闸掣子储能释放位的合闸工作位，合闸推杆沿上下方向导向移动装配在架体上，在本专利申请中正转和反转是相对而言的，正转是指以图5视觉角度来看的逆时针方向，反转是指以图5视觉角度来看的顺时针方向。操作轴上固设有分合闸操作手柄11，架体上还设置有用于驱动操作轴正转的分闸线圈25。架体上还设置有闭锁轴9，闭锁轴9具有与操作轴限位配合以阻止操作轴正转的闭锁位和让开操作轴的闭锁释放位，操作轴为一个具有左侧拐臂段33和右侧拐臂段34的拐臂结构，左侧拐臂段的上端用于与合闸推杆顶推配合，左侧拐臂段的下端用于与分子掣子顶推配合，右侧拐臂段的上端用于与闭锁轴限位配合。输出传动轴20通过传动结构与闭锁轴9传动连接以在合闸弹簧储能时将闭锁轴9保持于闭锁位、在合闸弹簧释放能量后将闭锁轴带动至闭锁释放位，架体上设置有导向套35，闭锁轴9导向移动装配于导向套35中，闭锁轴与导向套之间设置有第一复位弹簧8，传动结构包括上下设置的第一闭锁拉杆3和第二闭锁拉杆7，第一闭锁拉杆铰接于架体上，第一闭锁拉杆通过第一长孔、销结构与第二传动板相连，第一长孔、销结构包括设置于第二传动板上的第一销轴40和设置于第一闭锁拉杆上的第一长孔41，第一销轴穿设于第一长孔中；第二闭锁拉杆的上端通过第二长孔、销结构与第一闭锁拉杆相连，第二闭锁拉杆的下端通过第三长孔、销结构与闭锁轴相连，第二长孔、销结构包括设置于第二闭锁拉杆上端的第二长孔4和设置于第一闭锁拉杆下端的第二销轴5，第二销轴穿设于第二长孔中，第三长孔、销结构包括设置于第二闭锁拉杆下端的第三长孔37和设置于闭锁轴上的第四长孔36，第三长孔、销结构还包括穿设于第三长孔与第四长孔中的第三销轴17，第二闭锁拉杆的中部还设置有第五长孔，架体上设置有穿设于第五长孔中的第五销轴，第五销轴为第二闭锁拉杆提供一个转动支点。第一闭锁拉杆上设置有位于箱体外侧的分合闸指针15，分合闸指针的指针轴14安装于轴套中。储能轴上安装有位于箱体外侧的储能指针18。图中项29表示弹簧座。

本弹簧操动机构的使用过程如图5~10所示：如图5所示，分闸弹簧、合闸弹簧未储能时，合闸掣子与第二传动板限位配合，第二传动板不能顺时针转动（即反转），第一闭锁拉杆、第二闭锁拉杆将闭锁轴保持于闭锁位，闭锁轴与操作轴挡止配合而阻止操作轴逆时针转动（即正转）；如图6所示，通过储能手柄驱动储能拐臂顺时针转动，分闸弹簧、合闸弹簧同时储能，分闸弹簧、合闸弹簧分别被分闸掣子、合闸掣子保持于储能状态，此时闭锁轴仍处于闭锁位，操作轴无法正转，在本实施例中分闸掣子是通过阻止第一传动板正转来将分闸弹簧保持于储能状态的；如图7所示，当需要合闸时，通过分合闸操作手柄驱动操作轴顺时针转动，操作轴的左侧拐臂段上端顶推合闸推杆上移，合闸推杆推动合闸掣子转动至合闸掣子储能释放位，此时合闸弹簧释放能量，第一传动板不转，分闸弹簧继续储能，合闸弹簧通过第二传动板驱动输出传动轴顺时针转动，第二传动板通过第一闭锁拉杆、第二闭锁拉杆使闭锁轴缩回至闭锁释放位，此时闭锁轴让开操作轴，操作轴可以逆时针转动；如图8所示，受第二复位弹簧作用，操作轴复位至正常位置，此时分闸弹簧仍处于被分闸掣子保持的储能状态；如图9所示；当需要分闸时，通过分合闸操作手柄或分闸线圈驱动操作轴逆时针转动，操作轴的左侧拐臂段下端顶推分闸掣子使分闸掣子由分闸掣子储能保持位运动至分闸掣子储能释放位，分闸弹簧释放能量，分闸弹簧带动第一传动板逆时针转动，第一传动板通过第一弹簧导杆带动第二传动板和输出传动轴逆时针转动，输出传动轴带动相应动触头分闸，同时输出传动轴上的第二传动板通过第一闭锁拉杆、第二闭锁拉杆带动闭锁轴伸出至闭锁位，以为下次的分闸闭锁做准备；如图5所示，受第二复位弹簧作用，操作轴复位，可以进行下一轮的储能过程。

本发明可以实现手动储能、手动合闸、手动分闸同时在出现故障时还可以电动分闸的多种工作模式，同时整个弹簧操动结构的结构简单，操作方便，制作成本低，可以满足中小型企业的需求。

在本发明的其它实施例中：闭锁轴与导向套之间的第一复位弹簧也可以不设，此时可以通过手动驱动闭锁轴复位；操作轴与架体之间的第二复位弹簧还可以是压簧或拉簧，当然第二复位弹簧也可以不设，此时也可以通过手动复位；合闸过程与分闸过程也可以不共用一个操作轴，比如说操作轴包括用于驱动合闸掣子动子的合闸操作轴和用于驱动分闸掣子动作的分闸操作轴，此时可以将合闸操作轴设置于靠近于合闸掣子的位置，这样可以不用设置合闸推杆，如果分闸操作轴距离输出传动轴的距离较近，传动结构还可以是固设于输出传动轴上的齿轮和与齿轮啮合传动的齿条，闭锁轴设置于齿条上，此时当输出传动轴转动时，齿轮通过齿条带动闭锁轴在闭锁位和闭锁释放位之间移动，当然传动结构还可以是曲柄滑块结构；当闭锁轴做直线运动时，传动结构具有将输出传动轴的旋转动作转换成闭锁轴直线动作的特性，当闭锁轴做弧形运动时，传动结构可以是固连接于输出传动轴与闭锁轴之间的连接臂。

Claims (8)

1.一种弹簧操动机构，包括架体，架体上设置有输出传动轴、分闸弹簧、合闸弹簧和分别对分闸弹簧、合闸弹簧进行储能的储能结构，还包括分闸掣子和合闸掣子，分闸掣子具有将分闸弹簧保持于储能状态的分闸掣子储能保持位和让开分闸弹簧以使分闸弹簧释放能量的分闸掣子储能释放位，合闸掣子具有将合闸弹簧保持于储能状态的合闸掣子储能保持位和让开合闸弹簧以使合闸弹簧释放能量的合闸掣子储能释放位，弹簧操动机构还包括正转以驱动所述分闸掣子由分闸掣子储能保持位运动至分闸掣子储能释放位的操作轴，其特征在于：架体上还设置有闭锁轴，闭锁轴具有与所述操作轴限位配合以阻止操作轴正转的闭锁位和让开所述操作轴的闭锁释放位，输出传动轴通过传动结构与所述闭锁轴传动连接以在合闸弹簧储能时将闭锁轴保持于闭锁位、在合闸弹簧释放能量后将闭锁轴带动至闭锁释放位。

2.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：储能结构包括与输出传动轴平行设置的储能轴，储能轴位于输出传动轴的下方，储能轴上设置有第一传动板，输出传动轴上设置有第二传动板，合闸弹簧顶设于第一传动板与第二传动板之间，架体上设置有导向套，闭锁轴导向移动装配于导向套中，传动结构包括上下设置的第一闭锁拉杆和第二闭锁拉杆，第一闭锁拉杆铰接于架体上，第一闭锁拉杆通过第一长孔、销结构与第二传动板相连，第二闭锁拉杆的上端通过第二长孔、销结构与第一闭锁拉杆相连，第二闭锁拉杆的下端通过第三长孔、销结构与闭锁轴相连。

3.根据权利要求2所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述闭锁轴与导向套之间设置有第一复位弹簧。

4.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述架体上还设置有用于驱动所述操作轴正转的分闸线圈。

5.根据权利要求2所述的弹簧操动机构，其特征在于：储能结构还包括固设于储能轴上的储能手柄。

6.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述操作轴与架体之间设置有第二复位弹簧。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的弹簧操动机构，其特征在于：架体上沿上下方向导向移动装配有合闸推杆，操作轴具有反转以驱动操作轴上移而使操作轴将合闸掣子由合闸掣子储能保持位运动至合闸掣子储能释放位的合闸工作位。

8.根据权利要求7所述的弹簧操动机构，其特征在于：操作轴上固设有分合闸操作手柄。