CN104409270B - 一种手动操作三工位机构 - Google Patents

Abstract

本发明一种手动操作三工位机构包括支座，穿过支座上的中心孔且转动连接的输出轴，以及自锁脱扣装置；支座上端面依次设置隔离合、双分和接地合的三个操作工位，下端面上设置有环形凹槽；环形凹槽的外侧壁面和内侧的环状凸台上沿径向分别开设有安装通孔和限位孔；环状凸台外侧壁面上经过限位孔沿轴向设置有限位槽；输出轴上端连接高压本体开关，下端连接转换开关；输出轴伸出支座的部分设置用于转动输出轴的手柄，位于环状凸台内的部分分别设置有对应三个工位的三个销孔；自锁脱扣装置包括依次插入安装通孔和限位孔设置的自锁销，分别固定在自锁销径向上的定位销和解锁销，套设在自锁销上的弹簧，以及固定设置在输出轴伸出环状凸台部分的锁定拨叉。

Description

一种手动操作三工位机构

技术领域

本发明涉及一种高压隔离和接地开关的操动机构，具体为一种具有自动自锁功能的手动操作三工位机构。

背景技术

在高压输变电设备中，由高压断路器，电流互感器，高压隔离开关和高压接地开关组为一体的组合电器，在操作高压隔离开关和高压接地开关时，同常需要两台操动机构分别操动，高压隔离开关和高压接地开关之间需要机械互锁，同时在35—110Kv电压等级的组合电器中，采用手动机构操作高压隔离开关和高压接地开关。

现有的手动操作机构只能执行1-2个工位的控制功能，对于隔离分、合操作，接地分、合操作，隔离分接地分的操作需求，需要两台机构来配合完成，不仅占用了较多的组合电器空间，生产成本高，生产效率低，而且无法满足对互锁要求，同时操作复杂，从机构设置上就极容易造成误操作和开关的非正常分合，使用效果差，安全可靠性低。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种体积小巧，能够满足隔离开关和节点开关的分合要求，操作可靠的手动操作三工位机构。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种手动操作三工位机构，包括支座，穿过支座上的中心孔且转动连接的输出轴，以及自锁脱扣装置；其中，支座上端面依次设置有隔离合、双分和接地合的三个操作工位，下端面上设置有环形凹槽；环形凹槽的外侧壁面和内侧的环状凸台上沿径向分别开设有安装通孔和限位孔；环状凸台外侧壁面上经过限位孔沿轴向设置有限位槽；

输出轴上端连接高压本体开关，下端连接转换开关；输出轴伸出支座的部分设置用于转动输出轴的手柄，位于环状凸台内的部分分别设置有对应三个工位的三个销孔；三个销孔沿径向设置在与限位孔同一水平面上；当输出轴分别旋转至对应的三个工位时，三个销孔分别与限位孔位于同一径向位置；

自锁脱扣装置包括依次插入安装通孔和限位孔设置的自锁销，分别固定在自锁销径向上的定位销和解锁销，套设在自锁销上的弹簧，以及固定设置在输出轴伸出环状凸台部分的锁定拨叉；定位销和解锁销相互垂直设置，定位销设置在解锁销靠近插入端的一侧，定位销到自锁销插入端的距离大于限位槽槽底的厚度且小于限位槽槽口的厚度，定位销的长度大于限位槽槽口的宽度；弹簧呈压缩状态，两端分别连接在解锁销的固定端和安装通孔的内侧端；

当自锁销插入任意一个销孔时，定位销卡入限位槽的槽底，解锁销与锁定拨叉的叉头脱离；当定位销卡接在限位槽槽口两侧时，解锁销与锁定拨叉的叉头接触。

优选的，输出轴上端设置六方头与高压本体开关连接，下端设置轴端接头与转换开关动力输入端的连接头配合连接；伸出支座的部分沿径向分别设置有上悬臂和自由端设置水平销轴孔的下悬臂；下悬臂通过设置在销轴孔内的铰接轴与手柄铰接，上悬臂的自由端设置锁孔；当手柄转动到对应的三个工位时，锁孔与手柄上对应设置的锁鼻配合形成用于设置锁具的锁扣。

进一步，手柄下端设置有手柄夹叉；支座上端面对应三个操作工位分别设置有能够卡入手柄夹叉的定位凸台。

优选的，支座的上端面对应位于两侧的隔离合和接地合的操作工位分别设置有限位装置，支座上与双分操作工位的相对的一侧垂直设置安装基板；限位装置包括固定在支座上的限位板和设置在限位板上的调节螺栓。

优选的，限位槽槽口两侧设置与定位销平行的平面工作台，槽口内侧两壁面分别呈倾斜设置形成喇叭状的斜面工作台。

优选的，自锁脱扣装置还包括设置在自锁销自由端的操作头，以及与安装通孔外端孔口密封配合的密封圈；密封圈套设在自锁销上。

优选的，环形凹槽内设置有多个与输出轴平行的安装杆，转换开关的上下端分别固定在套设在安装杆上的安装板上，安装板通过固定螺母与安装杆固定连接。

进一步，安装杆外部套设有与环形凹槽连接的防护罩，安装杆的自由端分别设置有锁紧螺母。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置的手柄对输出轴进行手动的旋转控制，从而能够对应转动到设置的三个操作工位上，配合自锁脱扣装置，能够在输出轴转动到各操作工位时，对其实现自动的锁定，只有人为解锁后输出轴才能继续转动，可以防止操作过程中误动的发生；从而能够在对应工位的状态下安全可靠的实现隔离开关分和接地开关合，隔离开关合和接地开关分，以及隔离开关分和接地开关分的三种状态，减少了操作机构数量的同时，利用工位的设置，能够实现隔离开关和接地开关之间的机械互锁，无需独立设置两个开关之间的机械互锁机构；结构紧凑，设计合理，生产成本低，使用方便，安全可靠。

进一步的，通过铰接设置的手柄，能够在选择工位确定之后，通过配置的锁具实现锁定，保证在未经授权的情况下无法操作，提高了其使用的安全性，以及操作的规范性。

进一步的，利用手柄下方设置的夹叉和配合设置在支座上与工位对应的定位凸台，能够实现人工位置的锁定功能，在自动锁定后，更好的提高了其位置的稳定性和可靠性，夹叉和定位凸台卡合后能够限定手柄不再进行水平旋转，定位可靠，运动准确。

进一步的，利用安装板的设置，提供了支座与开关的连接基体，保证了其稳定的安装，通过限位装置的设置，能够对位于两侧的工位进行限定，对手柄和输出轴的旋转角度进行限定，使其能够快速准确的与对应的定位凸块卡合，完成定位；同时，能够通过调整调节螺栓保证运动定位与工位的一致性和可靠性。

进一步的，通过将限位槽的槽口两侧设置平面的工作台，为定位销的卡合提供稳定的作用平面和基准；通过喇叭状斜面工作台的设置，不仅能够提高锁定时的灵敏性，而且能够扩大锁定的容差范围，当定位销运动到锁定范围内时，能够快速的实现下滑，完成定位。

进一步的，通过操作头的设置能够便于在手动操作自锁销时更好的手持操作，通过密封圈的设置，一方面能够起到密封作用，保证转换开关的工作稳定可靠，另一方面能够起到弹性接触，减小冲击作用力，延长使用寿命的作用。

进一步的，通过安装杆和安装板的设置，辅助将转换开关进行固定和安装，利用设置的防护罩进行外侧的保护，安全可靠，装配简单方便，生产效率高，维护简单。

附图说明

图1是本发明实例中所述结构的总装示意图。

图2是图1中无防护罩时的结构示意图。

图3是图1的俯视图。

图4是本发明实例中所述自锁销的结构示意图。

图5是本发明实例中所述支座的结构示意图，其中，5a为正视图，5b为A-A向剖视图。

图6是本发明实例中所述输出轴的结构示意图。

图7是本发明实例中所述结构在自锁脱扣时的工作状态示意图。

图8是本发明实例中所述结构在隔离合工位时的位置示意图。

图9是本发明实例中所述结构在接地合工位时的位置示意图。

图中：1为输出轴，2为自锁脱扣装置，3为底座，4为转换开关，5为手柄；11为六方头，12为轴端接头，13为销孔，14为上悬臂，15为锁孔，16为销轴孔，17为下悬臂；21为自锁销，22为定位销，23为解锁销，24为弹簧，25为密封圈，26为锁定拨叉，27为操作头；31为环状凸台，32为限位孔，33为安装通孔，34为限位槽，35为平面工作台，36为斜面工作台，37为限位装置，38为定位凸台，39为安装基板；41为防护罩，42为连接头，43为安装杆，44为安装板，45为固定螺母，46为锁紧螺母；铰接轴51，手柄夹叉52。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种手动操作三工位机构，如图1所示，其包括支座3，穿过支座3上的中心孔且转动连接的输出轴1，以及自锁脱扣装置2；如图3所示，支座3上端面依次设置有隔离合(DS合)、双分(DS/ES)和接地合(ES合)的三个操作工位，如图5所示，支座3在其下端面上设置有环形凹槽；环形凹槽的外侧壁面和内侧的环状凸台31上沿径向分别开设有安装通孔33和限位孔32；环状凸台31外侧壁面上经过限位孔32沿轴向设置有限位槽34；如图2所示，输出轴1上端连接高压本体开关，下端连接转换开关4；如图6和图7所示，输出轴1伸出支座3的部分设置用于转动输出轴1的手柄5，位于环状凸台31内的部分分别设置有对应三个工位的三个销孔13；三个销孔13沿径向设置在与限位孔32同一水平面上；当输出轴1分别旋转至对应的三个工位时，三个销孔13分别与限位孔32位于同一径向位置；如图4和图7所示，自锁脱扣装置2包括依次插入安装通孔33和限位孔32设置的自锁销21，分别固定在自锁销21径向上的定位销22和解锁销23，套设在自锁销21上的弹簧24，以及固定设置在输出轴1伸出环状凸台31部分的锁定拨叉26；定位销22和解锁销23相互垂直设置，定位销22设置在解锁销23靠近插入端的一侧，定位销22到自锁销21插入端的距离大于限位槽34槽底的厚度且小于限位槽34槽口的厚度，定位销22的长度大于限位槽34槽口的宽度；弹簧24呈压缩状态，两端分别连接在解锁销23的固定端和安装通孔33的内侧端；当自锁销21插入任意一个销孔13时，定位销22卡入限位槽34的槽底，解锁销23与锁定拨叉26的叉头脱离；当定位销22卡接在限位槽34槽口两侧时，解锁销23与锁定拨叉26的叉头接触。

本优选实施例中，如图6所示，输出轴1上端设置六方头11与高压本体开关连接，下端设置轴端接头12与转换开关4动力输入端的连接头42配合连接；伸出支座3的部分沿径向分别设置有上悬臂14和自由端设置水平销轴孔16的下悬臂17；如图2所示，下悬臂17通过设置在销轴孔16内的铰接轴51与手柄5铰接，上悬臂14的自由端设置锁孔15；当手柄5转动到对应的三个工位时，锁孔15与手柄5上对应设置的锁鼻配合形成用于设置锁具的锁扣。如图7所示，述手柄5下端设置有手柄夹叉52；如图3所示，支座3上端面对应三个操作工位分别设置有能够卡入手柄夹叉52的定位凸台38。支座3的上端面对应位于两侧的隔离合和接地合的操作工位分别设置有限位装置37，支座3上与双分操作工位的相对的一侧垂直设置安装基板39；限位装置37包括固定在支座3上的限位板和设置在限位板上的调节螺栓。

其中，如图5所示，限位槽34槽口两侧设置与定位销22平行的平面工作台35，槽口内侧两壁面分别呈倾斜设置形成喇叭状的斜面工作台36；如图4所示，自锁脱扣装置2还包括设置在自锁销21自由端的操作头27，以及与安装通孔33外端孔口密封配合的密封圈25；密封圈25套设在自锁销21上。如图2所示，环形凹槽内设置有多个与输出轴1平行的安装杆43，转换开关4的上下端分别固定在套设在安装杆43上的安装板44上，安装板44通过固定螺母45与安装杆43固定连接；如图1所示，安装杆43外部套设有与环形凹槽连接的防护罩41，安装杆43的自由端分别设置有锁紧螺母46。

具体的，支座3一侧设置的安装基板39呈H型，设计有与基础相连的安装孔，支座3的上端面上分别设置两个凸起的限位板和三个定位凸台38，限位板为输出轴旋转到对应工位时提供定位，定位凸台38用于手柄5旋转到对应的不同角度时通过手柄5上的夹叉对三个工位进行人工锁定，支座3的对应底断面环形凹槽的侧面设置有安装自锁脱扣装置2的安装通孔33；输出轴1装在支座3的中心孔内，并可在中心孔内作旋转运动，该输出轴1的上端部设计成六方头11，可通过专用接头与高压隔离开关本体相连，下端设置有轴端接头12，轴端接头12呈对称的阶梯状设置，并且设置有插销通孔，用于通过连接头42与转换开关4连接，并用于锁定拨叉26的安装，输出轴1伸出支座3的部位设计有两处与输出轴1垂直的悬臂，悬臂上分别设置有孔，用于安装手柄5和挂锁，输出轴1的伸出环状凸台31的部分设置有三个径向的销孔13，用于自锁脱扣装置2中自锁销21的插入定位；手柄5通过下悬臂17上的销轴孔16以及设置在其中的铰接轴51与输出轴1铰接，从而可绕铰接轴51在输出轴1和下悬臂17的平面内做一定角度的转动，当手柄5转动到与输出轴1平行时，手柄1下端的夹叉可将支座3的定位凸台38卡入，手柄5上设置的垂直突出部分，用于和输出轴1上的锁孔15配合后安装锁具，以挂锁为例进行说明。在进行人工位置锁定时，操作者手持操作手柄5先做水平旋转运动，带动输出轴1旋转到任意工位后，将操作手柄5向上折叠作直立状态，操作手柄5的夹叉部分刚好夹持住支座3的定位凸台38部位，使输出轴1不能再作水平旋转，同时操作手柄5上的锁孔与杠杆上的锁孔15正好吻合，可挂锁具锁定，可实现未经授权不能操作的目的。

自锁脱扣装置2包括安装在支座3上可以手动的自锁销21和弹簧24，以及安装在输出轴1下端部用于拨动自锁销21转动的带有拨爪的锁定拨叉26，在弹簧24的作用下自锁销21始终通过限位孔32与输出轴1接触，并由弹簧245的作用始终压在输出轴1上，当输出轴1转动到三工位的其中任意一个位置时，自锁销21在弹簧24的作用下迅速插进输出轴1的销孔13中，输出轴1需要再次旋转时，需手动将自锁销21拔出并旋转90°使其处于解锁状态，此时输出轴1可由左工位转向右工位或由右工位转向左工位，输出轴1旋转中同时带动锁定拨叉26的转动，锁定拨叉26的拨爪部分拨动安装在自锁销21上与自锁销21呈垂直状态的解锁销23，使自锁销21逐渐旋转90°后恢复到待锁状态，手柄5旋转到位后自锁销21在弹簧24的作用下再次迅速插进输出轴1的另一个销孔13中。为防止自锁销21和支座3之间的配合间隙渗漏水，在二者之间设计有密封圈25。本发明能够分别对旋转中的输出轴1在隔离开关的合闸位置、接地开关的合闸位置及隔离开关、接地开关的双分位置进行自行锁定。尤其可以防止隔离开关、接地开关由合闸状态过渡到分闸状态时由于用力不当导致另一开关处于合闸或半分半合状态。

其中锁定拨叉26的执行部呈V型，连接部设置连接在输出轴1的腰圆形内孔，执行部分用于拨动解锁销23，连接部分的内孔用于和输出轴1轴端接头12配合。自锁销21上装有与自锁销21呈垂直状态的解锁销23和定位销22，解锁销23和定位销22不在同一平面上，相互呈垂直交叉状态，解锁销23一端伸出自锁销21设置，定位销22对称设置在自锁销21上，解锁销23的长度大于定位销22的长度，自锁销21的一端呈弧形圆柱状的操作头27，便于手持。

本发明是在原来两工位手力操动机构的基础上创造性地设计的一种既能满足隔离开关分、合要求，又可满足接地开关分、合要求的手力操动机构，一台三工位机构可以实现原来两台两工位机构的功能。

上面结合附图对本装置的使用原理及结构进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明的宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种手动操作三工位机构，其特征在于，包括支座(3)，穿过支座(3)上的中心孔且转动连接的输出轴(1)，以及自锁脱扣装置(2)；

所述的支座(3)上端面依次设置有隔离合、双分和接地合的三个操作工位，下端面上设置有环形凹槽；环形凹槽的外侧壁面和内侧的环状凸台(31)上沿径向分别开设有安装通孔(33)和限位孔(32)；环状凸台(31)外侧壁面上经过限位孔(32)沿轴向设置有限位槽(34)；

所述的输出轴(1)上端连接高压本体开关，下端连接转换开关(4)；输出轴(1)伸出支座(3)的部分设置用于转动输出轴(1)的手柄(5)，位于环状凸台(31)内的部分分别设置有对应三个工位的三个销孔(13)；三个销孔(13)沿径向设置在与限位孔(32)同一水平面上；当输出轴(1)分别旋转至对应的三个工位时，三个销孔(13)分别与限位孔(32)位于同一径向位置；

所述的自锁脱扣装置(2)包括依次插入安装通孔(33)和限位孔(32)设置的自锁销(21)，分别固定在自锁销(21)径向上的定位销(22)和解锁销(23)，套设在自锁销(21)上的弹簧(24)，以及固定设置在输出轴(1)伸出环状凸台(31)部分的锁定拨叉(26)；定位销(22)和解锁销(23)相互垂直设置，定位销(22)设置在自锁销(21)靠近插入端的一侧，定位销(22)到自锁销(21)插入端的距离大于限位槽(34)槽底的厚度且小于限位槽(34)槽口的厚度，定位销(22)的长度大于限位槽(34)槽口的宽度；弹簧(24)呈压缩状态，两端分别连接在解锁销(23)的固定端和安装通孔(33)的内侧端；

当自锁销(21)插入任意一个销孔(13)时，定位销(22)卡入限位槽(34)的槽底，解锁销(23)与锁定拨叉(26)的叉头脱离；当定位销(22)卡接在限位槽(34)槽口两侧时，解锁销(23)与锁定拨叉(26)的叉头接触。

2.根据权利要求1所述的一种手动操作三工位机构，其特征在于，所述的输出轴(1)上端设置六方头(11)与高压本体开关连接，下端设置轴端接头(12)与转换开关(4)动力输入端的连接头(42)配合连接；输出轴(1)伸出支座(3)的部分沿径向分别设置有上悬臂(14)和自由端设置销轴孔(16)的下悬臂(17)；下悬臂(17)通过设置在销轴孔(16)内的铰接轴(51)与手柄(5)铰接，上悬臂(14)的自由端设置锁孔(15)；当手柄(5)转动到对应的三个工位时，锁孔(15)与手柄(5)上对应设置的锁鼻配合形成用于设置锁具的锁扣。

3.根据权利要求2所述的一种手动操作三工位机构，其特征在于，所述手柄(5)下端设置有手柄夹叉(52)；支座(3)上端面对应三个操作工位分别设置有能够卡入手柄夹叉(52)的定位凸台(38)。

4.根据权利要求1所述的一种手动操作三工位机构，其特征在于，所述的支座(3)的上端面对应位于两侧的隔离合和接地合的操作工位分别设置有限位装置(37)，支座(3)上与双分操作工位的相对的一侧垂直设置安装基板(39)；限位装置(37)包括固定在支座(3)上的限位板和设置在限位板上的调节螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种手动操作三工位机构，其特征在于，所述的限位槽(34)槽口两侧设置与定位销(22)平行的平面工作台(35)，槽口内侧两壁面分别呈倾斜设置形成喇叭状的斜面工作台(36)。

6.根据权利要求1所述的一种手动操作三工位机构，其特征在于，所述的自锁脱扣装置(2)还包括设置在自锁销(21)自由端的操作头(27)，以及与安装通孔(33)外端孔口密封配合的密封圈(25)；密封圈(25)套设在自锁销(21)上。

7.根据权利要求1所述的一种手动操作三工位机构，其特征在于，所述的环形凹槽内设置有多个与输出轴(1)平行的安装杆(43)，转换开关(4)的上下端分别固定在套设在安装杆(43)上的安装板(44)上，安装板(44)通过固定螺母(45)与安装杆(43)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种手动操作三工位机构，其特征在于，所述的安装杆(43)外部套设有与环形凹槽连接的防护罩(41)，安装杆(43)的自由端分别设置有锁紧螺母(46)。