CN105513910B - 一种弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹簧操动机构，弹簧操动机构包括机架、传动拐臂、合闸凸轮，机架上设有相互独立设置的分闸缓冲器、合闸缓冲器，分闸缓冲器包括分闸缸体、分闸活塞杆，分闸活塞杆上设有用于与传动拐臂铰接连接的铰接长孔，合闸缓冲器包括合闸缸体、合闸活塞杆，合闸活塞杆上设有用于与合闸凸轮在合闸操作时滚动配合的滚轮，在合闸前期、中期，滚轮与合闸凸轮的同心部滚动配合，在合闸后期，滚轮与合闸凸轮的偏心部滚动配合。将分闸缓冲器、合闸缓冲器相互独立设置，相对于集成的缓冲器，加工制造容易、安装调试方便有利于对缓冲器的缓冲性能进行调试。

Description

一种弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及高压断路器领域，具体涉及一种弹簧操动机构。

背景技术

操动机构是高压输变电领域的重要设备，是高压断路器的重要组成部分，高压断路器的分合闸操作是通过操动机构来实现的。高压断路器的操动机构主要分为液压操动机构和弹簧操动机构两种，液压操动机构具有分、合闸时间短，性能稳定等优点，但也存在结构复杂、成本高、容易漏油、易受使用环境影响等缺点。而弹簧操动机构不存在漏油问题，且具有成本低、结构简单、性能稳定可靠、使用寿命长等特点，适合在各种电压等级的断路器上广泛使用。

高压断路器用弹簧操动机构分合闸过程的冲击比较大，为了避免弹簧操动机构的零部件因受到冲击而损坏，弹簧操动机构上一般包括有缓冲器。例如中国专利CN104299811A（授权公告日为2015.01.21）公开了一种弹簧操动机构，该操动机构包括缓冲器，缓冲器通过穿设于缓冲器销孔中的第三销轴与缓冲器拐臂相连。缓冲器为液压缓冲器，缓冲器包括内缸及同轴线套设于内缸外围的外缸，内外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸两端的内腔与环形间隙的第一径向油孔和第二径向油孔，本实施例中在合闸弹簧释放能量时，活塞杆朝第二径向油孔方向移动，第二径向油孔的孔径大于第一径向油孔的孔径。内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞杆包括与活塞相连的杆体及设置于杆体上的接头。该操动机构的分合闸缓冲器是集成在一起，共用一个缸体，依靠活塞杆的不同运动方向实现分合闸的缓冲作用。采用集成在一起的缓冲器，不便于对缓冲器的缓冲性能进行调试。另外，集成化的缓冲器也不便于加工制造，安装装配也不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种弹簧操动机构，以解决现有的分合闸缓冲器集成在一起的弹簧机构不便于对缓冲器的缓冲性能进行调试的技术问题。

为了实现以上目的，本发明弹簧操动机构的技术方案如下：弹簧操动机构包括机架、传动拐臂、合闸凸轮，机架上设有相互独立设置的分闸缓冲器、合闸缓冲器，所述分闸缓冲器包括分闸缸体、与分闸缸体同轴导向装配的分闸活塞杆，所述分闸活塞杆的內端设有分闸活塞部、外端设有铰接部，铰接部上设有用于与传动拐臂铰接连接的铰接长孔，所述铰接长孔的长度延伸方向与分闸活塞杆的长度延伸方向一致，所述合闸缓冲器包括合闸缸体、与合闸缸体同轴导向装配的合闸活塞杆，所述合闸活塞杆的內端设有合闸活塞部、外端上设有滚动部，滚动部上设有用于与所述合闸凸轮在合闸操作时滚动配合的滚轮，在合闸前期、中期，所述滚轮与合闸凸轮的同心部滚动配合，在合闸后期，所述滚轮与合闸凸轮的偏心部滚动配合。

所述分闸缸体和/或合闸缸体内设有用于储存液压油的液压油腔，所述液压油腔包括第一油腔、第二油腔，所述第二油腔的内径大于第一油腔的内径，所述分闸活塞部和/或合闸活塞部与第一油腔导向配合，所述分闸活塞部和/或合闸活塞部上设有一组径向设置的用于连通所述第一油腔、第二油腔的导油孔，各导油孔的孔径由内至外逐渐变小。

所述分闸缸体和/或合闸缸体内于所述第二油腔的外侧设有用于防止液压油泄露的密封结构，所述密封结构上设有供分闸活塞杆和/或合闸活塞杆在移动时穿过的穿孔，所述密封结构与分闸活塞杆和/或合闸活塞杆滑动密封配合。

所述密封结构与铰接部和/或滚动部之间设有复位弹簧。

所述分闸活塞杆包括分闸活塞杆本体，所述铰接部为分闸夹叉，所述分闸夹叉呈U型状，所述铰接长孔贯通设置在分闸夹叉的两个U型臂上，所述分闸夹叉与所述分闸活塞杆本体可拆连接。

所述合闸活塞杆包括合闸活塞杆本体，所述滚动部为合闸夹叉，所述合闸夹叉与合闸活塞杆可拆连接，所述合闸夹叉上设置有供安装所述滚轮的转轴穿设的装配孔。

所述合闸夹叉呈U型，所述滚轮位于合闸夹叉的U型空间内。

所述机架上设有用于对所述合闸缓冲器导向限位的限位结构，所述限位结构包括限位块，所述限位块具有用于在合闸凸轮的驱动下对所述滚轮运动导向的导向面。

本发明的有益效果：本发明弹簧操动机构的分合闸缓冲器在满足能够吸收分合闸过程中分合闸弹簧的剩余能量的要求的前提下，将分闸缓冲器、合闸缓冲器相互独立设置，相对于集成的缓冲器，加工制造容易、安装调试方便。分闸缓冲器上设置铰接长孔，合闸缓冲器采用与合闸凸轮滚动配合的形式，可避免缓冲作用提前介入，以提高分合闸初期速度。而且合闸缓冲器采用与合闸凸轮滚动配合的形式，也使得整个机构的结构紧凑、占用空间更小。另外，独立设置两缓冲器，有利于对缓冲器的缓冲性能进行调试。

附图说明

图1是本发明弹簧操动机构实施例的结构示意图（处于分闸位置）；

图2是本发明弹簧操动机构实施例的结构示意图（处于合闸位置）；

图3是传动拐臂的结构示意图；

图4分闸缓冲器的结构示意图；

图5是合闸缓冲器的结构示意图；

图6是图2中的局部放大图；

图7是图6中的限位块的结构示意图；

图8是图4中的分闸夹叉的结构示意图；

图9是图8的剖视图；

图10是图4中的分闸活塞杆的结构示意图；

图11是图5中的合闸夹叉的结构示意图；

图12是图11的剖视图；

图13是图4中的分闸缸体的结构示意图；

图14是图13的俯视图。

具体实施方式

本发明弹簧操动机构的实施例：如图1-14所示，弹簧操动机构包括机架1、传动拐臂、合闸凸轮6，机架1上设有相互独立设置的分闸缓冲器3、合闸缓冲器5。分闸缓冲器3包括分闸缸体32、与分闸缸体32同轴导向装配的分闸活塞杆37，分闸活塞杆的左端（內端）设有分闸活塞部、右端（外端）设有铰接部，铰接部上设有用于与传动拐臂4铰接连接的铰接长孔42，铰接长孔42的长度延伸方向与分闸活塞杆37的长度延伸方向一致。分闸活塞杆包括分闸活塞杆本体，分闸活塞部位于分闸活塞杆的左端，分闸活塞杆本体的右端螺纹装配有分闸夹叉41，分闸夹叉41形成上述的铰接部。分闸夹叉41呈U型状，铰接长孔42贯通设置在分闸夹叉的两个U型臂上。分闸缸体32内设有用于储存液压油33的液压油腔，液压油腔包括左右相邻的第一油腔39、第二油腔30，第二油腔30的内径大于第一油腔39的内径。分闸活塞部371与第一油腔39导向移动配合，分闸活塞部371上设有一组径向设置的用于连通第一油腔、第二油腔的导油孔38，各导油孔的孔径由内至外逐渐变小。分闸缸体32内于第二油腔30的右侧（外侧）设有用于防止液压油泄露的密封结构，密封结构上设有供分闸活塞杆在移动时穿过的穿孔，密封结构与分闸活塞杆滑动密封配合。密封结构包括套体36，套体36内孔壁与分闸活塞杆之间设有密封圈35，以实现密封配合。套体的左侧还设有盖板34，盖板34与其左侧的设于分闸缸体內的限位台阶挡止配合。套体36与分闸夹叉之间设有复位弹簧40，复位弹簧40套设在分闸活塞杆上。分闸缸体的左端部与机架1相应部位铰接的铰接孔，通过缓冲器连接轴2铰接。在弹簧操动机构处于合闸位置，大部分液压油处于第一油腔中，少部分处于第二油腔中；在弹簧操动机构处于分闸位置，第一油腔中的液压油会向第二油腔中流动。

合闸缓冲器包括合闸缸体52、与合闸缸体52同轴导向装配的合闸活塞杆53，合闸活塞杆的內端（左端）设有合闸活塞部、外端（右端）上设有滚动部，滚动部上设有用于与合闸凸轮6在合闸操作时滚动配合的滚轮9，在合闸前期、中期，滚轮9与合闸凸轮6的同心部61滚动配合，在合闸后期，滚轮9与合闸凸轮的偏心部62滚动配合。在本实施例中，滚轮9采用滚子轴承。合闸活塞杆包括合闸活塞杆本体，滚动部为合闸夹叉54，合闸夹叉54与合闸活塞杆螺纹连接，合闸夹叉54上设置有供安装滚子轴承的转轴穿设的装配孔55。合闸缓冲器与分闸缓冲器的区别仅在于：合闸活塞杆本体右侧的部分，也即是合闸夹叉，合闸夹叉的结构与分闸夹叉的结构不同。合闸夹叉54呈U型，滚子轴承通过轴承安装轴转动装配在合闸夹叉的U型空间内。合闸缓冲器通过安装轴铰接装配在机架上，合闸缓冲器的左端设有铰接安装孔。

为了使得合闸缓冲器的滚子轴承能够与合闸凸轮滚动配合的稳定，机架1上设有用于对合闸缓冲器导向限位的限位结构，限位结构包括限位块8，限位块8具有用于在合闸凸轮的驱动下对所述滚轮运动导向的导向面81。导向面81是倾斜平面。限位块8通过螺栓固定在机架上。

如图1所示，弹簧机构处于分闸位置，合闸弹簧已储能状态。图2所示，弹簧机构处于合闸位置，合闸弹簧已储能状态。合闸时，合闸凸轮6在合闸弹簧能量的带动下，绕其旋转轴顺时针旋转，通过凸轮-拐臂传动，给断路器合闸。在合闸前期及中期，装配在合闸缓冲器合闸夹叉中的滚子轴承与合闸凸轮轮廓面接触（与合闸凸轮的同心部滚动配合），滚子轴承自身绕其安装轴做旋转运动，合闸缓冲器位置不起作用。在合闸末期，在合闸凸轮的作用下（此时滚子轴承与合闸凸轮的偏心部滚动配合），合闸缓冲器的合闸夹叉向下运动，，此时合闸缸体会做转动，合闸活塞杆在限位块的限位导向下向下运动，合闸缓冲器开始起缓冲作用，吸收合闸弹簧剩余能量。分闸时，在分闸前期、中期，由于分闸夹叉上的铰接长孔结构，分闸缓冲器不起缓冲作用。在分闸末期，分闸连板在分闸弹簧能量作用下带动分闸活塞杆向下运动，分闸缓冲器开始介入并起缓冲作用，吸收分闸弹簧剩余能量。在本实施例中，分闸连板的一端与分闸缓冲器的分闸夹叉铰接，另一端与弹簧操动机构中的传动拐臂连接，实现拐臂对分闸夹叉的驱动。在其它实施例中，根据拐臂的结构，拐臂也可直接与分闸夹叉铰接，进行驱动。

在本实施例中，分闸缓冲器的密封结构采用将套体设置在分闸缸体内，在套体内壁、外壁上设置密封圈安装槽；在其它实施例中，由于分闸活塞杆的行程不大，密封圈安装槽也可设置在分闸活塞杆本体上。在其它实施例中，分闸缓冲器的密封结构也可采用一个套设在分闸缸体外围的外套，外套要保证与分闸缸体密封，同时还要与分闸活塞杆滑动密封配合。在其它实施例中，分闸夹叉也可是与分闸活塞杆本体一体设置的，没有分体设置、可拆连接的便于加工。在其它实施例中，分闸活塞的分闸活塞部也可是独立的部件，利用一个单独的活塞，活塞与分闸活塞杆本体连接，此时导油孔设置在活塞上。在其它实施例中，分闸夹叉的结构不局限于上述实施例中的U型结构，可以是直接在分闸活塞杆上加工铰接长孔，分闸夹叉也可是带有铰接长孔的连接板。

在其它实施例中，合闸缓冲器的可替代结构形式，可参照上段中分析的分闸缓冲器的结构，进行变换。

本实施例中的分闸活塞杆或合闸活塞杆上的导油孔的尺寸、位置可以进行调整，导油孔之间的间距可以调整，以达到调节缓冲特性的目的。

在其它实施例中，滚轮也可不采用轴承，采用能够转动的圆形的轮即可。

Claims (8)

1.弹簧操动机构，包括机架、传动拐臂、合闸凸轮，其特征在于：机架上设有相互独立设置的分闸缓冲器、合闸缓冲器，所述分闸缓冲器包括分闸缸体、与分闸缸体同轴导向装配的分闸活塞杆，所述分闸活塞杆的內端设有分闸活塞部、外端设有铰接部，铰接部上设有用于与传动拐臂铰接连接的铰接长孔，所述铰接长孔的长度延伸方向与分闸活塞杆的长度延伸方向一致，所述合闸缓冲器包括合闸缸体、与合闸缸体同轴导向装配的合闸活塞杆，所述合闸活塞杆的內端设有合闸活塞部、外端上设有滚动部，滚动部上设有用于与所述合闸凸轮在合闸操作时滚动配合的滚轮，在合闸前期、中期，所述滚轮与合闸凸轮的同心部滚动配合，在合闸后期，所述滚轮与合闸凸轮的偏心部滚动配合。

2.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述分闸缸体和/或合闸缸体内设有用于储存液压油的液压油腔，所述液压油腔包括第一油腔、第二油腔，所述第二油腔的内径大于第一油腔的内径，所述分闸活塞部和/或合闸活塞部与第一油腔导向配合，所述分闸活塞部和/或合闸活塞部上设有一组径向设置的用于连通所述第一油腔、第二油腔的导油孔，各导油孔的孔径由内至外逐渐变小。

3.根据权利要求2所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述分闸缸体和/或合闸缸体内于所述第二油腔的外侧设有用于防止液压油泄露的密封结构，所述密封结构上设有供分闸活塞杆和/或合闸活塞杆在移动时穿过的穿孔，所述密封结构与分闸活塞杆和/或合闸活塞杆滑动密封配合。

4.根据权利要求3所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述密封结构与铰接部之间设有复位弹簧或所述密封结构与滚动部之间设有复位弹簧或所述密封结构与铰接部以及所述密封结构与滚动部之间分别设有复位弹簧。

5.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述分闸活塞杆包括分闸活塞杆本体，所述铰接部为分闸夹叉，所述分闸夹叉呈U型状，所述铰接长孔贯通设置在分闸夹叉的两个U型臂上，所述分闸夹叉与所述分闸活塞杆本体可拆地连接。

6.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述合闸活塞杆包括合闸活塞杆本体，所述滚动部为合闸夹叉，所述合闸夹叉与合闸活塞杆可拆地连接，所述合闸夹叉上设置有供安装所述滚轮的转轴穿设的装配孔。

7.根据权利要求6所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述合闸夹叉呈U型，所述滚轮位于合闸夹叉的U型空间内。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述机架上设有用于对所述合闸缓冲器导向限位的限位结构，所述限位结构包括限位块，所述限位块具有用于在合闸凸轮的驱动下对所述滚轮运动导向的导向面。