发明内容
本发明的目的是提供一种断路器用弹簧操动机构,以解决目前弹簧操动机构体积大、结构复杂、输出功率小、制造工艺困难、分合闸时间不稳定等技术问题。
为实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种断路器用弹簧操动机构,它主要包括传动执行机构和储能机构;
所述的传动执行机构由平行设置的左壁板(2)和右壁板(24)夹装形成,左、右两块壁板中间右侧用两个定位柱(1)固定限位,左侧用弹簧筒法兰(50)限位并用固定螺栓(16)固定;凸轮轴(54)穿装在左、右壁板上,置于壁板中心;凸轮(55)、棘轮(52)穿装在凸轮轴(54)上,凸轮划片(53)用螺栓固定在棘轮(52)上;所述的棘轮(52)设置于左、右壁板之间右壁板(24)内侧;曲轴(28)穿装在两块壁板上置于右壁板(24)右上方;曲轴(28)上穿装主分闸挚子(29)和主动棘爪(60),所述的主动棘爪(60)与棘轮(52)在一个平面上且相互配合,主动棘爪(60)上用螺钉固定连接板(59),连接板(59)一端安装划片滚轮(62),所述的划片滚轮(62)与凸轮划片(53)设置于同一平面上,在棘爪扭簧(61)的作用下使主动棘爪(60)的爪尖贴合在棘轮(52)的圆周上;所述的主分闸挚子(29)上穿装副分闸挚子轴(31),副分闸挚子(32)穿装在副分闸挚子轴(31)上,设置于主分闸挚子(29)内;主分闸挚子(29)左端安装有主分闸挚子滚子(34),副分闸挚子(32)外侧左端平行安装有两个副分闸挚子滚子(39);分闸挚子弹簧座(38)固定在弹簧筒法兰(50)上,分闸挚子弹簧(37)顶置于副分闸挚子(32)左端和分闸挚子弹簧座(38)之间;分闸挚子轴(36)穿装在左、右壁板之间,分闸挚子拐臂(35)穿装在分闸挚子轴(36)上;主分闸挚子限位轴(30)穿装在左、右壁板之间穿过主分闸挚子(29),副分闸挚子限位轴(33)穿装在主分闸挚子(29)上;所述的主分闸挚子(29)、副分闸挚子(32)都为U型结构,副分闸挚子(32)置于主分闸挚子(29)内,凸轮(55)旋转时可穿过副分闸挚子(32)内U型空间;从动棘爪A(57)和从动棘爪B(58)用棘爪轴(27)固定在右壁板(24)内侧,与棘轮(52)置于一个平面上,棘爪弹簧(56)安装于从动棘爪A(57)和从动棘爪B(58)间,使从动棘爪A(57)和从动棘爪B(58)尖端始终贴合棘轮(52)的圆周上;输出轴(51)穿装在两块壁板之间,置于两块壁板的左下方;传动拐臂(40)下端穿装在输出轴(51)上,上端用传动滚子轴(63)穿装传动滚子(41)和连板(42);所述的传动滚子(41)与凸轮(55)置于同一平面,传动拐臂(40)成U型,传动拐臂(40)上端与两个副分闸挚子滚子(39)分别置于同一平面;所述的储能机构的弹簧筒(8)与弹簧筒法兰(50)焊接在一起;弹簧筒(8)内套装分闸弹簧(44),分闸弹簧(44)右端贴合弹簧座(43)左端面,弹簧座(43)和连板(42)用连板轴(64)穿装固定;弹簧座(43)左端面螺纹连接缓冲器的缓冲活塞(48);缓冲器的缓冲缸(46)用螺钉固定在弹簧筒(8)左端面内,套装于分闸弹簧(44)内;弹簧筒(8)外套装合闸弹簧(6),合闸弹簧(6)右端贴合弹簧筒法兰(50)上,左端贴合在弹簧筒(8)上套装的托板(7)右端面上;左壁板(2)外侧分闸挚子轴(36)上穿装分闸小挚子(5),分闸小挚子(5)与分闸挚子拐臂(35)同轴旋转;分闸小挚子(5)右侧装有分闸电磁铁;左壁板(2)外侧凸轮轴(54)上装有左储能拐臂(12),左储能拐臂(12)上装有储能滚子(13)和左储能悬臂轴(19),利用一根调节拉杆(10-1)将左储能拐臂(19)和托板7连接;左壁板(2)外侧输出轴(51)上装有合闸挚子(14)和合闸挚子复位扭簧(15),合闸挚子(14)以输出轴(51)为中心自由旋转,合闸挚子(14)与左储能拐臂(12)、储能滚子(13)处于同一平面;左壁板(2)外侧合闸挚子(14)右端装有半轴(18),半轴(18)上穿装合闸小挚子(17),合闸电磁铁(20)安装在合闸小挚子(17)上方,合闸电磁铁复位弹簧(11)安装于合闸小挚子(17)下方;右壁板(24)外侧曲轴(28)上装有大齿轮(23),右壁板(24)外侧曲轴(28)右侧安装固定电机(21),电机(21)轴上装有小齿轮(22);小齿轮(22)和大齿轮(23)配合将电机(21)动能传递给曲轴(28);右壁板(24)外侧凸轮轴(54)上穿装右储能拐臂(25),右储能拐臂(25)上装有右储能悬臂轴(26),利用另一根调节拉杆(10-2)将右储能拐臂(25)和托板(7)连接。
有一个分闸弹簧法兰(45)置于弹簧筒(8)内左端面与分闸弹簧(44)左端面之间,调整螺栓(9)螺纹穿装于弹簧筒(8)左端面顶在分闸弹簧法兰(45)上。
所述的缓冲器由缓冲缸(46)、缸堵(47)、缓冲活塞(48)、缸套(49)组成;缓冲活塞(48)套装缸套(49)后穿装在缓冲缸(46)内,缓冲缸(46)左端用缸堵(47)密封;缸堵(47)、缸套(49)上设置密封圈,将缓冲缸(46)内空间密封。
所述的两个调节拉杆(10-1)、(10-2)由两端的接头和连杆组成,利用螺纹调节拉杆的长短;当凸轮轴(54)旋转便可以压缩和释放合闸弹簧(6)。
本发明的弹簧操动机构具有如下优点:结构简洁,制造成本低,配机接口方式多。
具体实施
一种弹簧操动机构参见图2、图3所示,它主要包括平行设置的左壁板2和右壁板24夹装形成的传动执行机构;由缓冲器、分闸弹簧44、弹簧筒8、合闸弹簧6由内向外套装形成的储能机构。传动执行机构与储能机构平行设置,之间用弹簧筒法兰50固定连接。两者间能量由连板42传递。
所述的传动执行机构参见图3、图4所示,由平行设置的左壁板2和右壁板24夹装,两块壁板中间右侧用两个定位柱1固定限位,左侧用弹簧筒法兰50限位用固定螺栓16固定。
凸轮轴54穿装在两块壁板上置于壁板中心。如图3所示,凸轮55、棘轮52穿装在凸轮轴54上,凸轮划片53用螺栓固定在棘轮52上。所述的棘轮52设置于两块壁板之间右壁板24内侧。曲轴28穿装在两块壁板上置于右壁板24右上方。
如图3所示,曲轴28上穿装主分闸挚子29和主动棘爪60,所述的主动棘爪60与棘轮52在一个平面上,主动棘爪60上用螺钉固定连接板59,连接板59一端安装划片滚轮62,所述的划片滚轮62与凸轮划片53设置于同一平面上,在棘爪扭簧61的作用下使主动棘爪60的爪尖贴合在棘轮52的圆周上。所述的主分闸挚子29上穿装副分闸挚子轴31,副分闸挚子32穿装在副分闸挚子轴31上,设置于主分闸挚子29内。主分闸挚子29左端安装有主分闸挚子滚子34,副分闸挚子32外侧左端平行安装有两个副分闸挚子滚子39。分闸挚子弹簧座38固定在弹簧筒法兰50上,分闸挚子弹簧37顶置于副分闸挚子32左端和分闸挚子弹簧座38之间。分闸挚子轴36穿装在两块壁板之间,分闸挚子拐臂35穿装在分闸挚子轴36上。主分闸挚子限位轴30穿装在两块壁板之间穿过主分闸挚子29,副分闸挚子限位轴33穿装在主分闸挚子29上。主分闸挚子限位轴30、副分闸挚子限位轴33、分闸挚子弹簧37组合限位主分闸挚子29和副分闸挚子32。
如图3所示,所述的主分闸挚子29、副分闸挚子32都为U型结构,副分闸挚子32置于主分闸挚子29内,凸轮55旋转时可穿过副分闸挚子32内U型空间。
如图3所示,从动棘爪A57和从动棘爪B58用棘爪轴27固定在右壁板24内侧,与棘轮52置于一个平面上,棘爪弹簧56安装于从动棘爪A57和从动棘爪B58间,使从动棘爪A57和从动棘爪B58尖端始终贴合棘轮52的圆周上。
如图3所示,输出轴51穿装在两块壁板之间,置于两块壁板的左下方。传动拐臂40下端穿装在输出轴51上,上端用传动滚子轴63穿装传动滚子41和连板42。
所述的传动滚子41与凸轮55置于同一平面,传动拐臂40成U型,传动拐臂40上端与两个副分闸挚子滚子39分别置于同一平面。
所述的储能机构的弹簧筒8与弹簧筒法兰50焊接在一起。弹簧筒8内套装分闸弹簧44,分闸弹簧法兰45置于弹簧筒8内左端面与分闸弹簧44左端面之间,分闸弹簧44右端贴合弹簧座43左端面,弹簧座43和连板42用连板轴64穿装固定。弹簧座43左端面螺纹连接缓冲器的缓冲活塞48。调整螺栓9螺纹穿装于弹簧筒8左端面顶在分闸弹簧法兰45上。缓冲器的缓冲缸46用螺钉固定在弹簧筒8左端面内,套装于分闸弹簧44内。
如图3所示,所述的缓冲器由缓冲缸46、缸堵47、缓冲活塞48、缸套49组成。缓冲活塞48套装缸套49后穿装在缓冲缸46内,缓冲缸46左端用缸堵47密封。缸堵47、缸套49上设置密封圈,将缓冲缸46内空间密封。
如图3所示,弹簧筒8外套装合闸弹簧6,合闸弹簧6右端贴合弹簧筒法兰50上,左端贴合在弹簧筒8上套装的托板7右端面上。
如图2所示,左壁板2外侧分闸挚子轴36上穿装分闸小挚子5,分闸小挚子5与分闸挚子拐臂35同轴旋转。分闸小挚子5右侧装有分闸电磁铁。左壁板2外侧凸轮轴54上装有左储能拐臂12,左储能拐臂12上装有储能滚子13和左储能悬臂轴19,利用一根调节拉杆10将左储能拐臂19和托板7连接。左壁板2外侧输出轴51上装有合闸挚子14和合闸挚子复位扭簧15,合闸挚子14以输出轴51为中心自由旋转,合闸挚子14与左储能拐臂12、储能滚子13处于同一平面。左壁板2外侧合闸挚子14右端装有半轴18,半轴18上穿装合闸小挚子17,合闸电磁铁20安装在合闸小挚子17上方,合闸电磁铁复位弹簧11安装于合闸小挚子17下方。
如图1所示,右壁板24外侧曲轴28上装有大齿轮23,右壁板24外侧曲轴28右侧安装固定电机21,电机21轴上装有小齿轮22。小齿轮22和大齿轮23配合将电机21动能传递给曲轴28。右壁板24外侧凸轮轴54上穿装右储能拐臂25,右储能拐臂25上装有右储能悬臂轴26,利用一根调节拉杆10将右储能拐臂25和托板7连接。
如图1所示,所述的调节拉杆10由两端的接头和连杆组成,利用螺纹调节拉杆的长短。两根调节拉杆10分别设置于两块壁板的外侧,调节拉杆10一端固定在左储能拐臂19和右储能拐臂25,另一端用轴销固定在托板7上。当凸轮轴54旋转便可以压缩和释放合闸弹簧6。
本发明弹簧操动机构工作方式:
储能工作:(如图1所示)电机21通电后通过小齿轮22和大齿轮23带动曲轴28旋转,(如图4所示)曲轴28旋转带动主动棘爪60运动,主动棘爪60在棘爪扭簧61的作用下尖部顶着棘轮52圆周上的棘齿,使棘轮一个齿一个齿的顺时针转动,在从动棘爪A57、从动棘爪B58和棘爪弹簧56的联合作用下,使棘轮52只能顺时针旋转,棘轮52旋转带动凸轮轴54转动。(如图1所示)凸轮轴54转动带动左储能拐臂12、右储能拐臂25转动,拉动调节拉杆10和托板7,从而压缩合闸弹簧6。
合闸储能锁定:(如图1、图2所示)棘轮52带动凸轮轴54转动,凸轮轴54带动左储能拐臂12转动过水平角度后,合闸弹簧6的势能力通过调节拉杆10传递给左储能拐臂12、右储能拐臂25和凸轮轴54。(如图2所示)当左储能拐臂12上的储能滚子13转动到合闸挚子14上凸出部分时,合闸弹簧6的力推动合闸挚子14顺时针转动,合闸挚子14的右端会被半轴28卡住阻止其转动,从而合闸弹簧6的势能被存储。
合闸操作:(如图2、图3所示)合闸电磁铁20通电后电磁铁击打合闸小挚子17,合闸小挚子17带动半轴18转动,半轴18转动后合闸挚子14右端不再被约束,在合闸弹簧6的作用力下,合闸挚子14转动,储能滚子13与合闸挚子14脱离,左储能拐臂12、右储能拐臂25、凸轮55、凸轮轴54、棘轮52转动。凸轮55转动时撞击推动传动滚子41,使传动拐臂40以输出轴51为轴逆时针旋转,连板42、分闸弹簧座43向左移动压缩分闸弹簧44。40旋转时顶端撞击并推动副分闸挚子滚子39运动,凸轮55继续旋转脱离传动滚子41,此时在分闸弹簧44的作用下,连板42、分闸弹簧座43受到向右移动的力,传动拐臂40受到顺时针旋转的力,传动拐臂40的顶端要推动副分闸挚子滚子39运动,因主分闸挚子滚子34被分闸挚子拐臂35卡住限位,在分闸挚子弹簧37、副分闸挚子32、主分闸挚子29、主分闸挚子滚子34、分闸挚子拐臂35的联合作用下,传动拐臂40被副分闸挚子滚子39卡住限位,如何分闸弹簧44能量得以存储。合闸时缓冲活塞48被分闸弹簧座43推动向左移动,此时利用缓冲器进行缓冲保护设备。此过程利用输出轴51的旋转将合闸操动功传递给断路器设备。
分闸操作:(如图2、图3所示)分闸电磁铁3通电后电磁铁击打分闸小挚子5,分闸小挚子5带动分闸挚子轴36和分闸挚子拐臂35转动,分闸挚子拐臂35转动后不再限位主分闸挚子滚子34,此时在分闸弹簧44作用下传动拐臂40的顶端推开副分闸挚子滚子39顺时针转动,分闸弹簧44的弹性势能释放带动输出轴51旋转,缓冲活塞48向右移动。此时利用缓冲器进行缓冲保护设备。此过程利用输出轴51的旋转将分闸操动功传递给断路器设备。