CN104465245A - 用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，具有合闸电磁阀、第一、二分闸电磁阀、阀体以及换向组件，其中阀体的上平面安装一个合闸电磁阀和两个分闸电磁阀，阀体内设有换向组件，换向组件在合闸电磁阀和第一、二分闸电磁阀的控制下实现油路方向的改变。本发明采用了高性能和针对本产品特点自制的非标准密封圈，彻底解决了渗漏油现象，增加防慢分功能，使换向动作更加灵敏、可靠、平稳，阀口密封处采用钝角和线性密封，具有良好密封效果，符合本产品的要求。

Description

用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构

技术领域

本发明涉及一种电磁换向机构，具体的说是一种用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构。

背景技术

高压断路器应用于高压输变电线路中，是发电厂、变电所及电力系统中最重要的控制和保护设备，可以断开或接通正常运行的高压电路中的空载电流或负荷电流，当线路发生故障时能自动迅速切断电源，防止事故扩大。断路器的使命就是体现在分、合闸的动作上，分合闸动作是通过操动装置实现的，252KV及以上电路中断路器的操动装置都采用液压弹簧操动装置，而液压弹簧操动装置的核心部件就是液压电磁换向机构，因此液压电磁换向机构的性能和质量的优劣直接影响断路器的工作性能，对液压弹簧操动装置的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。

目前现有的液压弹簧操动装置上使用的液压电磁换向机构，大都存在着灵敏度和可靠性差、漏油渗油、体积大和分合闸时间不稳定等缺陷。

发明内容

针对目前液压电磁换向机构存在的灵敏度和可靠性差、漏油渗油、体积大等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种性能可靠、没有渗漏油、不受环境影响且体积小、造价低的液压电磁换向机构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，具有合闸电磁阀、第一、二分闸电磁阀、阀体以及换向组件，其中阀体的上平面安装一个合闸电磁阀和两个分闸电磁阀，阀体内设有换向组件，换向组件在合闸电磁阀和第一、二分闸电磁阀的控制下实现油路方向的改变。

所述换向组件包括左阀套、阀芯、中间阀套以及右阀套，其中阀芯大头端安装在左阀套的内孔中，中间阀套套装在阀芯的小头端，阀芯小头端的外圆上套装有弹簧套，弹簧套阀的径向孔中设置钢球及防慢分弹簧，该防慢分弹簧抵接于阀芯的小头端的斜面处。

在左阀套和中间阀套之间的可防止中间阀套串动的隔环。

左、右阀套与阀体之间分别设有为第一端部密封圈和第二端部密封圈，第一端部密封圈与第四O型密封圈配合，第二端部密封圈与第五O型密封圈配合配合。

所述左阀套内孔里端的空刀槽外缘为圆弧形，左阀套端面加厚。

第一端部密封圈和第二端部密封圈的端面上设有用于配合第四、五O型密封圈的环形凹槽。

所述第一端部密封圈设于左阀套和阀体形成的环形空间内；第二端部密封圈设于右阀套和阀体形成的环形空间内；第一端部密封圈以及第二端部密封圈通过第一端盖及第二端盖压紧。

第一端盖及第二端盖均具有长圆形孔。

弹簧套套装在右阀套的内孔中。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明采用了高性能和针对本产品特点自制的非标准密封圈，彻底解决了渗漏油现象。

2.本发明增加防慢分功能，使换向动作更加灵敏、可靠、平稳。

3.本发明阀口密封处采用钝角和线性密封，具有良好密封效果，在系统压力为44.9±2.5MPa压力下，24小时泄压不大于0.8mm(蝶形弹簧的回弹量)，符合本产品的要求。

附图说明

图1A为本发明液压电磁换向机构主视图；

图1B为图1A的左视图；

图2为本发明液压电磁换向机构的液压原理图；

图3A为液压电磁换向机构中阀体结构主视图；

图3B为图3A的A-A剖视图；

图3C为图3A的B-B剖视图；

图3D为图3A的C-C剖视图；

图4A为液压电磁换向机构中端盖主视图；

图4B为图4A的A-A剖视图；

图5为液压电磁换向机构中左阀套剖视图；

图6为自制密封圈剖视图；

图7A液压电磁换向机构中隔环主视图；

图7B为图7A的左视图；

图8为液压电磁换向机构中阀芯剖视图；

图9为液压电磁换向机构中中间阀套剖视图；

图10A为液压电磁换向机构中右阀套主视图；

图10B为图10A的左视图；

图11A为液压电磁换向机构中弹簧套主视图；

图11B为图11A的左视图。

1为阀体，2为合闸电磁阀，3a为第一分闸电磁阀，3b为第二分闸电磁阀，4为左阀套，5a为第一端盖，5b为第二端盖，6a为第一端部密封圈，6b为第二端部密封圈，7a～7e为第一～五O型密封圈，8为第一孔用方形组合密封圈，9为阀芯，10为隔环，11为第一O型密封圈挡圈，12为中间阀套，13为第二孔用方形组合密封圈，14为防慢分弹簧，15为钢球，16为右阀套，17为弹簧套，19为第二O型密封圈挡圈，20为第六O型密封圈，21为密封圈，22为螺塞，31为电机，32为油泵，33a为第一油路，33b为第二油路，34为储能缸，35为活塞，36为蝶形弹簧，37为工作缸，38为活塞杆，39为油箱。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1A、1B所示，本发明用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构具有合闸电磁阀2、第一、二分闸电磁阀3a、3b、阀体1以及换向组件，其中阀体1的上平面安装一个合闸电磁阀2和两个分闸电磁阀3a、3b，阀体1内设有换向组件，换向组件在合闸电磁阀2和第一、二分闸电磁阀3a、3b的控制下实现油路方向的改变。

换向组件包括左阀套4(结构如图5所示)、阀芯9(结构如图8所示)、中间阀套12(结构如图9所示)以及右阀套16(结构如图10A、10B所示)，其中阀芯大头端安装在左阀套4的内孔中，中间阀套12套装在阀芯9的小头端，阀芯9小头端的外圆上套装有弹簧套17(结构如图11A、11B所示)，弹簧套阀17的径向孔中设置钢球15及防慢分弹簧14，该弹簧14抵接于阀芯9的小头端的斜面处；在左阀套4和中间阀套12之间安装有可防止中间阀套串动的隔环10(结构如图7A、7B所示)。

本实施例中，本发明包括阀体1(结构如图3A～3D所示)、合闸电磁阀2、分闸电磁阀3、左阀套4、第一、二端盖5a、5b(结构如图4A、4B所示)、第一、二端部密封圈(自制，结构如图6所示)6a、6b、第四～五O型密封圈(42×2.65)7d～7e、第一孔用方形组合密封圈(KNP673-20)8、阀芯9、隔环10、、中间阀套12、第二孔用方形组合密封圈(KNP673-16)13、防慢分弹簧14、钢球15、右阀套16、弹簧套17、第二O密封圈挡圈(自制)19、第六O型密封圈(20×2.65)20、密封圈21以及螺塞22等组成。

阀体1的上平面自右向左并排安装一个合闸电磁阀2和两个分闸电磁阀3，阀体1的内孔有三处密封圈沟槽和三处走油槽，密封圈沟槽内安装有第一O型密封圈挡圈11和第一～三O型密封圈(40×3.55)7a～7c，孔内自左向右安装有第一端盖5a、左阀套4、第一端部密封圈6a、第四O型密封圈7d、隔环10，中间阀套12、右阀套16、右端盖5b、第五O型密封圈7e、第二端部密封圈6b；阀芯9的左端安装孔用方形组合密封圈(KNP673-20)8，右端安装孔用方形组合密封圈(KNP673-16)13，阀芯9的大头端安装在左阀套4的内孔中，中间阀套12套装在阀芯9的右端，装有四个钢球15和四个防慢分弹簧14的弹簧套17套装在阀芯9右端的外圆上，阀体1右侧内孔装有第四O型密封圈7d和第二端部密封圈6b，右阀套16套装在弹簧套17的外圆上，最右端安装第二端盖5b。

阀体1内孔的三处密封沟槽内分别设有第一～三O型密封圈7a～7c以及第一O密封圈挡圈11，它们分别与左阀套4和中间阀套12的外表面配合，起到使内部各油路之间的相互密封。

左阀套4内孔里端的空刀槽外缘为圆弧形，同时左阀套4端面加厚。原有的空刀槽外缘为方形，且左阀套4端面薄，易被高压油顶碎。而本发明将空刀槽的方形外缘设计为圆弧形，增加了强度，解决了由于左阀套4端面溥易被高压油顶碎难题。

第一端部密封圈6a和第四O型密封圈7d设于左阀套4和阀体1形成的环形空间内；第二端部密封圈6b和第五O型密封圈7e设于右阀套16和阀体1形成的环形空间内，通过两侧端盖即第一端盖5a和第二端盖5b的拧紧力将密封圈压紧，使阀体1内部的高压油与外部具有良好的密封性。

第一端盖5a及第二端盖5b均具有长圆形孔。原有的设计为两个圆孔，通过搬手拧紧端盖，这种拧紧方式使两个圆孔容易变形，影响表面质量。而本发明采用长圆形孔，解决了原有孔易于变形的问题，同时搬手强度增加。

本发明的工作原理如图2所示，其控制过程如下：

电机启动带动油泵32将油箱39的油液变成高压油并进入第一油路33a中，油液同时进入工作缸37的上腔、储能缸34、阀体1的II腔，进入II腔的油液一部分进入合闸电磁阀2的左腔，另一部分通过阀芯9的内孔进入阀芯9的右腔，由于阀芯9左腔是低压油液，阀芯9右腔台肩的受力面积小于左腔的受力面积，所以阀芯9向右移动，密封住右侧阀口；同时进入工作缸37上腔的油液注满后，油液只能进入储能缸34，使储能缸34向下移动，压缩蝶形弹簧36，当蝶形弹簧36压缩到所需要的高度时，与其同时移动的滑块碰撞到控制电机电源的行程开关断开(图中没表示)，电机31停止转动即油泵32停止供油，此时储能缸34内的油液在蝶形弹簧36的作用下处于储能状态(图示位置为分闸储能状态)。当合闸电磁阀2通电，合闸电磁阀2打开，左腔的油液同时进入第一、二分闸电磁阀3a、3b的右腔和阀体1的I腔，由于分闸电磁阀2是关闭状态，所以进入分闸电磁阀2右腔的油液将不起作用。油液进入阀体1的I腔后，由于阀芯9右侧台肩的受力面积加上右端的受力面积大于左端的受力面积，所以阀芯9向左移动，打开右侧阀口关闭左侧阀口，阀体1的II腔和III腔接通，在蝶形弹簧36作用下的储能缸34内的高压油液，通过第一油路33a、阀体1II腔、阀体1III腔、第二油路33b进入工作缸37的下腔，由于活塞35下部的受力面积大于上部的受力面积，所以活塞杆38上移并带动断路器上移(既合闸状态)。工作缸37上腔的油液被挤出后，通过第一油路33a、阀体1的II腔、III腔、第二油路33b一同进入工作缸37的下腔。由于储能缸34内的油液被挤出，储能缸34位置上移并带动碰撞行程开关的滑块上移，使控制电机电源的行程开关接通，电机31通电带动油泵32继续向储能缸34内注油，当蝶形弹簧36压缩到所需位置时行程开关断电，电机31停止转动，储能缸34再次处于储能状态。当分闸电磁阀2通电时(确保分闸可靠用两个分闸电磁阀)，阀体1的I腔的高压油经过分闸电磁阀2、阀体1的IV腔进入油箱39变成低压油，由于阀芯9右侧的受力面积减少，所以阀芯9向右移动,打开左侧发口，关闭右侧发口，储能缸34内的油液只能进入工作缸37的上腔，推动活塞35下移，使断路器分闸，工作缸37下腔的油液经过阀体1的III腔、IV腔流回油箱39内。此时储能缸34上移，带动滑块上移，行程开关接通，电机31启动油泵32工作，继续向储能缸34内注油，压缩到所需要的高度时进入储能状态。阀芯9的右端加工成两个相反的圆锥体(见图1)，弹簧套17的四个径向孔内装有四个钢球15，在防慢分弹簧14的作用下四个钢球15紧靠在圆锥面上，使阀芯9产生一个轴向力，在此轴向力作用下能增加阀芯9的关闭速度和防止阀芯9处于中间位置。

Claims (9)

1.一种用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：具有合闸电磁阀、第一、二分闸电磁阀、阀体以及换向组件，其中阀体的上平面安装一个合闸电磁阀和两个分闸电磁阀，阀体内设有换向组件，换向组件在合闸电磁阀和第一、二分闸电磁阀的控制下实现油路方向的改变。

2.按权利要求1所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：所述换向组件包括左阀套、阀芯、中间阀套以及右阀套，其中阀芯大头端安装在左阀套的内孔中，中间阀套套装在阀芯的小头端，阀芯小头端的外圆上套装有弹簧套，弹簧套阀的径向孔中设置钢球及防慢分弹簧，该防慢分弹簧抵接于阀芯的小头端的斜面处。

3.按权利要求1所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：在左阀套和中间阀套之间的可防止中间阀套串动的隔环。

4.按权利要求1所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：左、右阀套与阀体之间分别设有为第一端部密封圈和第二端部密封圈，第一端部密封圈与第四O型密封圈配合，第二端部密封圈与第五O型密封圈配合配合。

5.按权利要求2或4所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：所述左阀套内孔里端的空刀槽外缘为圆弧形，左阀套端面加厚。

6.按权利要求4所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：第一端部密封圈和第二端部密封圈的端面上设有用于配合第四、五O型密封圈的环形凹槽。

7.按权利要求4所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：所述第一端部密封圈设于左阀套和阀体形成的环形空间内；第二端部密封圈设于右阀套和阀体形成的环形空间内；第一端部密封圈以及第二端部密封圈通过第一端盖及第二端盖压紧。

8.按权利要求7所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：第一端盖及第二端盖均具有长圆形孔。

9.按权利要求2所述的用于高压断路器液压弹簧操动装置的液压电磁换向机构，其特征在于：弹簧套套装在右阀套的内孔中。