CN104465153A - 一种双断点万能式断路器的新型操作机构 - Google Patents

一种双断点万能式断路器的新型操作机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双断点万能式断路器的新型操作机构，该操作机构由操作机构本体、手动储能装置、转轴组成；所述手动储能装置位于操作机构本体的一侧，用于手动储能；转轴用于带动操作机构本体转动。操作机构本体包括：左侧板、U形件、机构动作部分、右侧板、储能指示、合闸按钮、分闸按钮、分合闸状态指示；所述机构动作部分被安装在由左侧板、U形件、右侧板构成的区间内；所述储能指示、合闸按钮、分闸按钮、分合闸状态指示均位于机构动作部分的同一端面；分合闸状态指示设置在分闸按钮的上方，所述储能指示设置在合闸按钮的上方。本发明操作机构的合闸能力很强大，能够可靠满足双断点万能式断路器的分合闸动作要求。

Description

一种双断点万能式断路器的新型操作机构
技术领域
    本发明属于机电技术领域，特别涉及一种双断点万能式断路器的新型操作机构。
背景技术
现有的万能式断路器技术已有近百年的历史，目前还没有人能在此基础上有一个实质性的突破。多年来，人们一直试图在万能式断路器上实现双断点功能，但都因一些重大难题得不到解决而难产。由于双断点万能式断路器要求操作机构能够提供比单断点两倍的合闸力，而现行的操作机构不能满足这一要求。这也是制约双断点万能式断路器成功研发的一大技术障碍。
发明内容
    本发明的目的是提供一种用于双断点万能式断路器上的新型操作机构，该操作机构的合闸能力很强大，能够可靠满足双断点万能式断路器的分合闸动作要求。
一种双断点万能式断路器的新型操作机构，该操作机构由操作机构本体、手动储能装置、转轴组成；所述手动储能装置位于操作机构本体的一侧，用于手动储能；转轴位于操作机构本体的后方，用于带动开关本体实现分合闸。
所述操作机构本体包括：左侧板、U形件、机构动作部分右侧板；所述机构动作部分被安装在由左侧板、右侧板、U形件构成的区间内；所述储能指示、合闸按钮、分闸按钮、分合闸状态指示被设置在机构动作部分的前面；所述储能指示设置在合闸按钮的上方，分合闸状态指示设置在分闸按钮的上方；在所述左侧板、右侧板的相对两边反向各设置有3处翻边，互为对称。
所述机构动作部分按功能分解分为：储能释能系统、合闸动作和自锁系统、分闸脱扣动作系统、合闸脱扣动作系统、储能指示动作系统、分合闸指示动作系统、防合锁扣装置。
所述储能释能系统包括：储能弹簧组件、机构杠杆组件、轴一、左凸轮组件、右凸轮组件、轴二；凸轮轴承、轴三、轴四安装在机构杠杆组件上，属于机构杠杆组件的部件，且与转轴二平行；所述储能弹簧组件的一端坐于U形件上，另一端与机构杠杆组件上的轴四转动连接；所述轴一的两端分别设有左凸轮组件、右凸轮组件；轴二穿过机构杠杆组件且与轴一平行设置；所述凸轮轴承位于左凸轮组件、右凸轮组件的相应两端，凸轮轴承的轴承外圆与左凸轮组件、右凸轮组件的凸轮外沿搭接；
工作时，搬动手动储能装置的手柄，驱使轴一转动，带动左凸轮组件、右凸轮组件同时转动，左凸轮组件、右凸轮组件的凸轮驱动机构杠杆组件上的凸轮轴承，迫使机构杠杆组件绕轴二转动，机构杠杆组件上的轴四压缩储能弹簧组件，使其实现储能；当凸轮转动到一定位置，凸轮轴承复位，机构杠杆组件绕轴二反转，储能弹簧组件伸展而释能；在左凸轮组件、右凸轮组件转动一周内，储能弹簧组件可完成一个储能和释能的循环。
所述合闸动作和自锁系统包括：机构杠杆组件上的轴三、机构连杆组件、脱扣杆组件上的轴五、转轴上的悬臂；所述机构连杆组件与轴三2可转动连接，脱扣杆组件通过轴五与机构连杆组件上支架的档位一或档位二搭接；
——所述机构连杆组件包括：支架、轴六、摆杆组件；所述支架与摆杆组件通过轴六转动连接；摆杆组件上的挡销与支架上的档位三搭接；所述摆杆组件包括：挡销、摆杆、轴七；所述机构连杆组件通过摆杆与机构杠杆组件的轴三搭接，通过轴七与转轴的悬臂搭接；所述机构连杆组件设置在机构杠杆组件的中间，与机构杠杆组件公用轴二，与轴二转动配合；当机构杠杆组件释能转动时其轴三会推动摆杆组件绕轴六转动；摆杆组件转动，其轴七推动转轴的悬臂，使转轴转动；
工作时，在储能弹簧被压缩至完全的储能状态，当左凸轮组件、右凸轮组件被释放，凸轮组件旋转，储能弹簧伸展，推动机构杠杆组件绕转二旋转；由于机构连杆组件的支架被轴二、轴五限制，则摆杆组件会在机构杠杆组件的轴三推动下绕轴六旋转，从而推动转轴的悬臂旋转，至合闸位置；此时，由于开关反力弹簧和触头弹簧被拉伸或压缩，使悬臂对摆杆组件存在巨大的反作用力；由于悬臂对摆杆组件的反作用力矩越过零点，摆杆组件的挡销与支架的档位三抵住，则摆杆组件被锁定，即摆杆组件不再和轴三相互作用；此时，作用于支架档位一上的轴五释放，则机构连杆组件转动，至档位二与轴五搭接，摆杆组件解锁，转轴反转，止于分闸位置。
本发明双断点万能式断路器操作机构中的储能释能系统、合闸动作和自锁系统是一种全新的设计，使操作机构合闸能力很强大，能够可靠满足双断点万能式断路器的分合闸动作要求。
附图说明
图1为本发明操作机构的左向立体结构示意图；
图2为本发明操作机构的右向立体结构示意图；
图3为本发明操作机构本体的结构示意图；
图4为本发明操作机构本体动作部份的结构示意图；
图5为本发明操作机构的储能释能系统的整体结构示意图；
图6为本发明操作机构的储能释能系统的剖面结构示意图
图7为本发明操作机构的合闸动作和自锁系统的整体结构示意图；
图8为本发明操作机构的合闸动作和自锁系统的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详述。
如图1、图2所示，一种双断点万能式断路器的新型操作机构，该操作机构由操作机构本体1、手动储能装置2、转轴3组成；所述手动储能装置2位于操作机构本体1的一侧，用于手动储能；转轴3位于操作机构本体1的后方，用于带动开关本体实现分合闸。
如图3、图4所示，所述操作机构本体1包括：左侧板4、U形件5、机构动作部分6、右侧板7；所述机构动作部分1被安装在由左侧板4、右侧板7、U形件5构成的区间内；所述储能指示8、合闸按钮9、分闸按钮10、分合闸状态指示11被设置在机构动作部分6的前面；所述储能指示8设置在合闸按钮9的上方，分合闸状态指示11设置在分闸按钮10的上方；在所述左侧板4、右侧板7的相对两边反向各设置有3处翻边，互为对称。
所述机构动作部分1（按功能分解）还包括：储能释能系统、合闸动作和自锁系统、分闸脱扣动作系统、合闸脱扣动作系统、储能指示动作系统、分合闸指示动作系统、防合锁扣装置。其中，储能释能系统、合闸动作和自锁系统是设计人员根据多年的实践经验得出的一种全新设计。
如图5、图6所示，所述储能释能系统包括：储能弹簧组件12、机构杠杆组件13、轴一14、左凸轮组件15、右凸轮组件16、轴二17；所述凸轮轴承18、轴三19、轴四20安装在机构杠杆组件13上，属于机构杠杆组件13的部件，且与轴二17平行；所述储能弹簧组件12的一端坐于U形件5上，另一端与机构杠杆组件13上的轴四20转动连接；所述轴一14的两端分别设有左凸轮组件15、右凸轮组件16；轴二17穿过机构杠杆组件13且与轴一14平行设置；所述凸轮轴承18位于左凸轮组件15、右凸轮组件16的相应两端，凸轮轴承18的轴承外圆与左凸轮组件15、右凸轮组件16的凸轮外沿搭接。
工作原理：搬动手动储能装置2的手柄，驱使轴一14转动，带动左凸轮组件15、右凸轮组件16同时（在图6视图中逆时针）转动，左凸轮组件15、右凸轮组件16上的凸轮驱动机构杠杆组件13上的凸轮轴承18，迫使机构杠杆组件13绕轴二17转动，机构杠杆组件13上的轴四20压缩储能弹簧组件12，使其实现储能；当凸轮转动到一定位置，凸轮轴承18复位，机构杠杆组件13绕轴二17反转，储能弹簧组件12伸展而释能；在左凸轮组件15、右凸轮组件16转动一周内，储能弹簧组件12可完成一个储能和释能的循环。
如图7、图8所示，所述合闸动作和自锁系统包括：机构杠杆组件13上的轴三19、机构连杆组件21、脱扣杆组件21上的轴五23、转轴3上的悬臂22。所述机构连杆组件21与轴三19可转动连接，脱扣杆组件21通过轴五23与机构连杆组件上支架24的档位一30或档位二31搭接。
所述机构连杆组件21包括：支架24、轴六25、摆杆组件26。所述支架24与摆杆组件26通过轴六25转动连接。摆杆组件26上的挡销27与支架24上的档位三32搭接。所述摆杆组件26包括：挡销27、摆杆28、轴七29。所述机构连杆组件21通过摆杆28与机构杠杆组件13的轴三20搭接，通过轴七29与转轴3的悬臂22搭接。
所述机构连杆组件21设置在机构杠杆组件13的中间，与机构杠杆组件13公用轴二17，与轴二17转动配合。
工作原理：机构杠杆组件13释能转动时其轴三20会推动摆杆组件26绕轴六25转动；摆杆组件26转动，其轴七29推动转轴3的悬臂22，使转轴3转动。
工作原理：在储能弹簧被压缩至完全的储能状态，当凸轮组件15、16被释放，凸轮组件旋转，储能弹簧伸展，推动机构杠杆组件13绕轴二17旋转；由于机构连杆组件21的支架24被轴二17、轴五23限制，则摆杆组件26会在机构杠杆组件13的轴三19推动下绕轴六25旋转，从而推动转轴3的悬臂22旋转，至合闸位置；此时，由于开关反力弹簧和触头弹簧被拉伸或压缩，使悬臂22对摆杆组件26存在巨大的反作用力；由于悬臂22对摆杆组件26的反作用力矩越过零点，摆杆组件26的挡销27与支架24的档位三32抵住，则摆杆组件26被锁定，即摆杆组件26不再和轴三20相互作用。此时，作用于支架24档位一30上的轴五23释放，则机构连杆组件21转动，至档位二31与轴五23搭接，摆杆组件26解锁，转轴3反转，止于分闸位置。
储能指示动作系统通过操作储能闸指示按钮8将储能指示窗口显示为储能。
合闸脱扣动作系统通过操作合闸按钮9，使整个操作机构处于合闸位置。
分闸脱扣动作系统通过操作分闸按钮10，可在“分闸、储能状态”与“分闸、释能状态”之间转换。
所述分合闸指示动作系统通过操作分合闸状态指示11，可使分合闸指示窗口在“分闸”与“合闸”之间转换。
本发明新型操作机构在能够满足双断点万能式断路器动作要求的同时，还具有更持久的机械寿命，因为整个操作机构的宽度尺寸仅有70mm，所以可以兼容从1600A到8000A全系列壳架。

Claims (5)

1.一种双断点万能式断路器的新型操作机构，其特征在于：该操作机构由操作机构本体（1）、手动储能装置（2）、转轴（3）组成；所述手动储能装置（2）位于操作机构本体（1）的一侧，用于手动储能；转轴（3）位于操作机构本体（1）的后方，用于带动开关本体实现分合闸。
2.根据权利要求1所述双断点万能式断路器的新型操作机构，其特征在于：所述操作机构本体（1）包括：左侧板（4）、U形件（5）、机构动作部分（6）右侧板（7）；所述机构动作部分（1）被安装在由左侧板（4）、右侧板（7）、U形件（5）构成的区间内；所述储能指示（8）、合闸按钮（9）、分闸按钮（10）、分合闸状态指示（11）均被设置在机构动作部分（6）的前面；所述储能指示（8）设置在合闸按钮（9）的上方，分合闸状态指示（11）设置在分闸按钮（10）的上方；在所述左侧板（4）、右侧板（7）的相对两边反向各设置有3处翻边，互为对称。
3.根据权利要求2所述双断点万能式断路器的新型操作机构，其特征在于：所述机构动作部分（1）按功能分解分为：储能释能系统、合闸动作和自锁系统、分闸脱扣动作系统、合闸脱扣动作系统、储能指示动作系统、分合闸指示动作系统、防合锁扣装置。
4.根据权利要求3所述双断点万能式断路器的新型操作机构，其特征在于：所述储能释能系统包括：储能弹簧组件（12）、机构杠杆组件（13）、轴一（14）、左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）、轴二（17）；凸轮轴承（18）、轴三（19）、轴四（20）安装在机构杠杆组件（13）上，属于机构杠杆组件（13）的部件，且与轴二（17）平行；所述储能弹簧组件（12）的一端坐于U形件（5）上，另一端与机构杠杆组件（13）上的轴四（20）转动连接；所述轴一（14）的两端分别设有左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）；轴二（17）穿过机构杠杆组件（13）且与轴一（14）平行设置；所述凸轮轴承（18）位于左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）的相应两端，凸轮轴承（18）的轴承外圆与左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）的凸轮外沿搭接；
工作时，搬动手动储能装置（2）的手柄，驱使轴一（14）转动，带动左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）同时转动，左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）的凸轮驱动机构杠杆组件（13）上的凸轮轴承（18），迫使机构杠杆组件（13）绕轴二（17）转动，机构杠杆组件（13）上的轴四（20）压缩储能弹簧组件（12），使其实现储能；当凸轮转动到一定位置，凸轮轴承（18）复位，机构杠杆组件（13）绕轴二（17）反转，储能弹簧组件（12）伸展而释能；在左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）转动一周内，储能弹簧组件（12）可完成一个储能和释能的循环。
5.根据权利要求3所述双断点万能式断路器的新型操作机构，其特征在于：所述合闸动作和自锁系统包括：机构杠杆组件（13）上的轴三（19）、机构连杆组件（21）、脱扣杆组件（21）上的轴五（23）、转轴（3）上的悬臂（22）；所述机构连杆组件（21）与轴三（19）可转动连接，脱扣杆组件（21）通过轴五（23）与机构连杆组件上支架（24）的档位一（30）或档位二（31）搭接；
——所述机构连杆组件（21）包括：支架（24）、轴六（25）、摆杆组件（26）；所述支架（24）与摆杆组件（26）通过轴六（25）转动连接；摆杆组件（26）上的挡销（27）与支架（24）上的档位三（32）搭接；所述摆杆组件（26）包括：挡销（27）、摆杆（28）、轴七（29）；所述机构连杆组件（21）通过摆杆（28）与机构杠杆组件（13）的轴三（20）搭接，通过轴七（29）与转轴（3）的悬臂（22）搭接；所述机构连杆组件（21）设置在机构杠杆组件（13）的中间，与机构杠杆组件（13）公用轴二（17），与轴二（17）转动配合；当机构杠杆组件（13）释能转动时其轴三（20）会推动摆杆组件（26）绕轴六（25）转动；摆杆组件（26）转动，其轴七（29）推动转轴（3）的悬臂（22），使转轴（3）转动；
工作时，在储能弹簧被压缩至完全的储能状态，当左凸轮组件（15）、右凸轮组件（16）被释放，凸轮组件旋转，储能弹簧伸展，推动机构杠杆组件（13）绕转二（17）旋转；由于机构连杆组件（21）的支架（24）被轴二（17）、轴五（23）限制，则摆杆组件（26）会在机构杠杆组件（13）的轴三（20）推动下绕轴六（25）旋转，从而推动转轴（3）的悬臂（22）旋转，至合闸位置；此时，由于开关反力弹簧和触头弹簧被拉伸或压缩，使悬臂（22）对摆杆组件（26）存在巨大的反作用力；由于悬臂（22）对摆杆组件（26）的反作用力矩越过零点，摆杆组件（26）的挡销（27）与支架（24）的档位三（32）抵住，则摆杆组件（26）被锁定，即摆杆组件（26）不再和轴三（20）相互作用；此时，作用于支架（24）档位一（30）上的轴五（23）释放，则机构连杆组件（21）转动，至档位二（31）与轴五（23）搭接，摆杆组件（26）解锁，转轴（3）反转，止于分闸位置。
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