CN106328423A - 一种三工位隔离开关操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三工位隔离开关操动机构，速度匹配不合理，三工位开关本体及其操动机构的机械寿命长，工作稳定可靠。其包括平行固定设置的前安装板和后安装板，以及设置在前安装板与后安装板上的隔离驱动系统、接地驱动系统和输出系统。本发明结构原理简单，三工位转换可靠。隔离操作时，外力驱动隔离操作轴，进而驱动丝杠、螺母及隔离滚轮，输出轴缓慢转动，无机械冲击；接地操作时，先是手动驱动接地操作轴为接地弹簧储能，而后在接地弹簧势能的作用下，输出轴快速运动。本发明适用于接地操作具有短路关合能力，但隔离操作无要求的三工位操动机构使用，能够减少对开关及其操动机构的机械冲击，以延长开关及其操动机构的机械寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高压电器设备技术领域，具体为一种三工位隔离开关操动机构。
背景技术
三工位隔离开关机构主要用于控制三工位开关的隔离合闸、分闸、接地合闸三个工位间的转换。三工位隔离开关常用于全封闭组合电器或复合电器中，整合了隔离开关和接地开关两者的功能，工作位置在某一时刻是唯一的，实现机械闭锁，防止主回路带电接地，避免了误操作带来的危险。现有技术中，在接地操作具有短路关合能力的使用场合，通常采用的三工位操动机构的隔离操作和接地操作皆是快速的。如中国专利文献中披露的发明专利《一种三工位开关用操动机构》(专利号：CN201310748084.2)，其包括隔板、输出主轴、驱动机构和限位机构；所述驱动机构控制所述输出主轴的转动，使输出主轴上的输出轴拐臂在隔离、接地、接通三工位之间摆动，所述驱动机构包括操作主轴和接地主轴、接通主轴，所述操作主轴分别驱动所述接地主轴和接通主轴，进而带动所述输出主轴转动至接地或接通位置；所述接地主轴及所述接通主轴的一端分别设有带动输出主轴快速转动的拐臂和弹簧；所述限位机构对处于隔离、接地、合闸工位位置的所述输出轴拐臂进行锁定。该发明专利利用两套弹簧过中机构，分别实现隔离操作及接地操作。事实上，隔离开关是不需要快速合闸分闸的。现有的技术的隔离操作过程中，对开关本体及其操作机构带来了不必要的机械冲击，降低了开关本体及其操动机构的机械寿命。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种三工位隔离开关操动机构，速度匹配不合理，三工位开关本体及其操动机构的机械寿命长，工作稳 定可靠。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种三工位隔离开关操动机构，包括平行固定设置的前安装板和后安装板，以及设置在前安装板与后安装板上的隔离驱动系统、接地驱动系统和输出系统；
隔离驱动系统包括转动设置在前安装板和后安装板上的隔离操作轴，固接于隔离操作轴上的第一锥齿轮，固接于后安装板上的丝杠安装架，丝杠安装架上设置的导向杆及丝杠；丝杠一端连接有与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，导向杆及丝杠上套装有螺母，螺母上设有两隔离滚轮；两隔离滚轮分别设置在导向杆和丝杠所在平面的两侧；
接地驱动系统包括转动设置在前安装板和后安装板上的接地操作轴，平行固接于接地操作轴上的两片接地输出件，一端铰接在前安装板和后安装板之间的接地弹簧，固定设置的在前安装板和后安装板上的限位轴；接地输出件一侧与接地弹簧联动，另一侧与限位轴滑动接触相抵，接地输出件上设有两接地滚轮；
输出系统包含输出轴及平行固定连接在输出轴上的两片拨盘；位于同一侧的拨盘、隔离滚轮和接地滚轮位于同一平面；所述拨盘上设有第一开口槽及第二开口槽，第一开口槽由第一径向槽及分别位于第一径向槽槽口两侧的第一直线平面及第二直线平面组成，所述隔离滚轮与所述第一开口槽配合联动；第二开口槽由第二径向槽及分别位于第二径向槽两侧的一圆弧面和径向凸起组成，所述接地滚轮与所述第二开口槽配合联动。
优选的，当所述三工位隔离开关操动机构处于隔离分同时接地分的状态时，所述拨盘的第二直线平面到输出轴旋转中心的最大距离小于隔离滚轮到输出轴旋转中心的最小距离；拨盘的圆弧面到输出轴旋转中心的最大距离小于接地滚轮到输出轴旋转中心的最小距离；第二直线平面和圆弧面位于相同 侧，第一直线平面和径向凸起位于相同侧。
优选的，当所述三工位隔离开关操动机构处于隔离分或合的状态时，第一直线平面或第二直线平面与导向杆及丝杠平行，且与隔离滚轮接触相抵。
优选的，所述丝杠中间部分设有螺纹，两端为光轴；丝杠两端分别套设有第一弹簧和第二弹簧；当螺母完全位于光轴上时，隔离滚轮与第一直线平面或第二直线平面接触相抵，同时螺母受到第一弹簧或第二弹簧的反作用力。
优选的，还包括隔离手柄限位装置和相配合的隔离操作手柄；
所述隔离手柄限位装置包括转板和手柄限位板；转板旋转设置于前安装板上，转板通过连杆与固定在输出轴上的拐臂铰接，转板上开有两个开口槽；手柄限位板呈L字型，一端固定于前安装板上，另一弯曲端与隔离操作轴端面相对，手柄限位板上设有中心孔以及中心孔向外延伸的两限位槽，中心孔与隔离操作轴同心，两限位槽对称设置；
所述隔离操作手柄的端头设有对称的两个销头；当隔离分闸或合闸到位时，转板上的一个开口槽与手柄限位板上的一个限位槽重合，允许隔离操作手柄的销头同时通过开口槽与限位槽，插入或取出隔离操作手柄。
优选的，限位轴与接地输出件滑动接触相抵的一侧包括圆弧过度面和设置圆弧过度面两侧的圆弧凹面；当三工位操动机构处于隔离分又接地分的状态时，隔离滚轮与拨盘第一直线平面或第二直线平面接触相抵，限位轴与接地输出件的一个圆弧凹面一端相抵，输出轴及拨盘的位置被锁定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明结构原理简单，三工位转换可靠。隔离操作时，外力驱动隔离操作轴，进而驱动丝杠、螺母及隔离滚轮，输出轴缓慢转动，无机械冲击；接地操作时，先是手动驱动接地操作轴为接地弹簧储能，而后在接地弹簧势能的作用下，输出轴快速运动。本发明适用于接地操作具有短路关合能力，但 隔离操作无要求的三工位操动机构使用，能够减少对开关及其操动机构的机械冲击，以延长开关及其操动机构的机械寿命。
附图说明
图1是本发明隔离分接地分状态下的轴侧结构图。
图2是本发明隔离分接地分状态下去掉前安装板及隔离操作手柄限位装置的状态图。
图3是本发明隔离合状态下去掉前安装板及隔离操作手柄限位装置的状态图。
图4是本发明接地合状态下去掉前安装板及隔离操作手柄限位装置的状态图。
图5是本发明隔离分接地分状态下隔离操作手柄限位装置状态图。
图6是本发明隔离分合闸不到位状态下隔离操作手柄限位装置状态图。
图7是本发明隔离合状态下隔离操作手柄限位装置状态图。
图8是本发明隔离操作手柄示意图。
图中：1、前安装板，2、后安装板，3、固定轴，4、隔离操作轴，5、第一锥齿轮，6、第二锥齿轮，7、丝杠安装架，8、导向杆，9、丝杠，10、螺母，11、隔离滚轮，12、第一弹簧，13、第二弹簧，14、接地操作轴，15、接地输出件，16、接地弹簧，17、限位轴，18、接地滚轮，19、输出轴，20、拨盘，201、第一径向槽，202、第一直线平面，203、第二直线平面，204、第二径向槽，205圆弧面，21、拐臂，22、连杆，23、转扳，24、手柄限位扳，25、隔离操作手柄，251、销头。
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。
如图1～图2所示，本发明的一种三工位隔离开关操动机构，该机构的 第一安装板1、第二安装板2通过固定轴3连接构成架体结构。在该架体结构上设有隔离驱动系统、隔离手柄限位装置、接地驱动系统和输出系统。
隔离驱动系统包括隔离操作轴4、固接于隔离操作轴4上的第一锥齿轮5、固接于后安装板2上的丝杠安装架7，丝杠安装架7上设置有导向杆8及丝杠9，丝杠9一端连接有与第一锥齿轮5相啮合的第二锥齿轮6，导向杆8及丝杠9上套装有螺母10，螺母10上设有两隔离滚轮11。
接地驱动系统包括接地操作轴14、固接于接地操作轴24上的两片接地输出件15，接地输出件15一侧联动接地弹簧16，另一侧与限位轴17活动相抵，接地输出件15上设有两接地滚轮18。
输出系统包含输出轴19及两片拨盘20，输出轴19与两片拨盘20固定连接。所述拨盘20上设有第一开口槽及第二开口槽，第一开口槽由第一径向槽201、两个成特定角度的第一直线平面202及第二直线平面203组成，在特定角度下，当所述三工位隔离开关操动机构处于隔离分或合的状态时，第一直线平面202或第二直线平面203与导向杆8及丝杠9平行，且与隔离滚轮11接触相抵。所述隔离滚轮11与所述第一开口槽配合联动；第二开口槽由第二径向槽204及一圆弧面205组成，所述接地滚轮18与所述第二开口槽配合联动。
隔离驱动系统和输出系统配合时，所述丝杠9中间部分有螺纹而两端为光轴，丝杠9两端分别套设有第一弹簧12、第二弹簧13，当螺母10完全位于光轴上时，隔离滚轮11依然与第一直线平面202或第二直线平面203相抵，同时螺母11受到第一弹簧12或第二弹簧13的反作用力。
如图2所示，当所述三工位隔离开关操动机构处于隔离分同时接地分的状态时，所述拨盘20的第二直线平面203到输出轴19旋转中心的最大距离小于隔离滚轮11到输出轴19旋转中心的最小距离；拨盘圆弧面205到输出轴19旋转中心的最大距离小于接地滚轮18到输出轴19旋转中心的最小距 离。
如图5～图7所示，所述隔离手柄限位装置包括转板23、手柄限位板24，转板23旋转设置于前安装板1上，转板23通过连杆22与固定在输出轴19上的拐臂21铰接，转板23上开有两个开口槽；手柄限位板24呈L字型，一端固定于前安装板1上，另一弯曲端与隔离操作轴4端面相对，手柄限位板24上设有中心孔以及中心孔向外延伸的两限位槽，中心孔与隔离操作轴4同心，两限位槽对称设置；隔离操作手柄25的端头设有对称的两个销头251；如图5、图7所示，当隔离分闸、合闸到位时，转板23上的一个开口槽与手柄限位板24上的一个限位槽重合，允许隔离操作手柄25的销头251同时通过开口槽与限位槽，才能插入或取出隔离操作手柄25，而当隔离分闸、合闸不到位时，如图7所示，转板23上的开口槽与手柄限位板24上的限位槽都不重合，就无法插入或取出操作手柄25。
结合上述机构，以本发明具体操动过程为例，对本发明的操动方发进行描述。
如图2所示，限位轴17与接地输出件15滑动接触相抵的一侧包括圆弧过度面和设置圆弧过度面两侧的圆弧凹面。初始状态下，本发明的三工位操动机构处于隔离分又接地分的状态。此时，隔离滚轮11与拨盘第一直线平面202相抵，限位轴17与接地输出件15的一圆弧凹面一端相抵，输出轴19及拨盘20的位置被锁定。
当初始状态下，要进行隔离合闸操作时，需要先插入隔离操作手柄，如图5所示，此时转板23的开口槽与手柄限位板24的限位槽重合，使隔离操作手柄的销头251与限位槽对应，可以插入隔离操作手柄25。隔离操作手柄25驱动隔离操作轴4顺时针转动。隔离操作轴4带动第一锥齿轮5转动，第一锥齿轮5联动第二锥齿轮6及丝杠9，丝杠9转动驱动螺母10向左移动，螺母10上的隔离滚轮11驱动拨盘20逆时针转动；拨盘20带动输 出轴19逆时针转动。由于初始状态下，拨盘圆弧面205到输出轴19旋转中心的最大距离小于接地滚轮18到输出轴19旋转中心的最小距离，拨盘从初始状态逆时针运动的过程中，不会与接地滚轮18相碰。
在本发明中，所述的丝杠9的中间部分有螺纹而两端为光轴，当隔离滚轮11与拨盘第二直线平面203开始相抵后，若丝杠9在外力作用下继续转动，螺母10就会从丝杠9的螺纹部分移动到光轴部分。当螺母完全位于丝杠9的光轴上时，螺母10将不会再被丝杠9驱动。此时，隔离滚轮11依然与拨盘第二直线平面203相抵，同时螺母10会受到第二弹簧13的反作用力；隔离滚轮11与拨盘第二直线平面203相抵的整个过程中，都不再驱动拨盘20及输出轴19转动。当隔离滚轮11与拨盘第二直线平面203相抵时，为隔离合闸状态，如图3所示。
当需要对隔离操动机构进行分闸操作时，需要反向驱动隔离操作轴4。若螺母10已完全处于丝杠9左端的光轴上，螺母10也会在第二弹簧13的反作用力下重新被套在丝杠9的螺纹上。在隔离分的过程中，当螺母10完全位于丝杠9右端的光轴上时，螺母10会受到第一弹簧12的反作用力。
当初始状态下，对接地操动机构进行合闸操作时，先逆时针驱动接地操作轴14，接地操作轴14带动接地输出件15逆时针转动，接地输出件15转动将会先压紧接地弹簧16。接地操作轴14被外力驱动一定角度后，将由接地弹簧16的势能推动接地输出件15及接地操作轴14继续逆时针转动。接地操作轴14的转动联动接地滚轮18，接地滚轮18驱动拨盘20及输出轴19顺时针转动。由于在初始状态下，所述拨盘第二直线平面203到输出轴19旋转中心的最大距离小于隔离滚轮11到输出轴19旋转中心的最小距离，在接地操作过程中，拨盘20顺时针转动过中，不会与隔离滚轮11相碰。当接地输出件15另一圆弧凹面与限位轴17相抵时，为接地操动机构的合闸状态，如图4所示。当需要对接地机构进行分闸时，只需反向操作接地操作轴 14。
以上结构和操动方式旨在说明本发明的技术手段。本领域技术人员在不改变本发明技术原理的前提下，结合现有共知常识对本发明所作的改进和变形，应该属于本发明所保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种三工位隔离开关操动机构，其特征在于，包括平行固定设置的前安装板(1)和后安装板(2)，以及设置在前安装板(1)与后安装板(2)上的隔离驱动系统、接地驱动系统和输出系统；
隔离驱动系统包括转动设置在前安装板(1)和后安装板(2)上的隔离操作轴(4)，固接于隔离操作轴(4)上的第一锥齿轮(5)，固接于后安装板(2)上的丝杠安装架(7)，丝杠安装架(7)上设置的导向杆(8)及丝杠(9)；丝杠(9)一端连接有与第一锥齿轮(5)相啮合的第二锥齿轮(6)，导向杆(8)及丝杠(9)上套装有螺母(10)，螺母(10)上设有两隔离滚轮(11)；两隔离滚轮(11)分别设置在导向杆(8)和丝杠(9)所在平面的两侧；
接地驱动系统包括转动设置在前安装板(1)和后安装板(2)上的接地操作轴(14)，平行固接于接地操作轴(14)上的两片接地输出件(15)，一端铰接在前安装板(1)和后安装板(2)之间的接地弹簧(16)，固定设置的在前安装板(1)和后安装板(2)上的限位轴(17)；接地输出件(15)一侧与接地弹簧(16)联动，另一侧与限位轴(17)滑动接触相抵，接地输出件(15)上设有两接地滚轮(18)；
输出系统包含输出轴(19)及平行固定连接在输出轴上的两片拨盘(20)；位于同一侧的拨盘(20)、隔离滚轮(11)和接地滚轮(18)位于同一平面；所述拨盘(20)上设有第一开口槽及第二开口槽，第一开口槽由第一径向槽(201)及分别位于第一径向槽(201)槽口两侧的第一直线平面(202)及第二直线平面(203)组成，所述隔离滚轮(11)与所述第一开口槽配合联动；第二开口槽由第二径向槽(204)及分别位于第二径向槽(204)两侧的一圆弧面(205)和径向凸起组成，所述接地滚轮(18)与所述第二开口槽配合联动。
2.根据权利要求1所述的一种三工位隔离开关操动机构，其特征在于：当所述三工位隔离开关操动机构处于隔离分同时接地分的状态时，所述拨盘(20)的第二直线平面(203)到输出轴(19)旋转中心的最大距离小于隔离滚轮(11)到输出轴(19)旋转中心的最小距离；拨盘(20)的圆弧面(205)到输出轴(19)旋转中心的最大距离小于接地滚轮(18)到输出轴(19)旋转中心的最小距离；第二直线平面(203)和圆弧面(205)位于相同侧，第一直线平面(202)和径向凸起位于相同侧。
3.根据权利要求1所述的一种三工位隔离开关操动机构，其特征在于：当所述三工位隔离开关操动机构处于隔离分或合的状态时，第一直线平面(202)或第二直线平面(203)与导向杆(8)及丝杠(9)平行，且与隔离滚轮(11)接触相抵。
4.根据权利要求1所述的一种三工位隔离开关操动机构，其特征在于，所述丝杠(9)中间部分设有螺纹，两端为光轴；丝杠(9)两端分别套设有第一弹簧(12)和第二弹簧(13)；当螺母(10)完全位于光轴上时，隔离滚轮(11)与第一直线平面(202)或第二直线平面(203)接触相抵，同时螺母(10)受到第一弹簧(12)或第二弹簧(13)的反作用力。
5.根据权利要求1所述的一种三工位隔离开关操动机构，其特征在于，还包括隔离手柄限位装置和相配合的隔离操作手柄(25)；
所述隔离手柄限位装置包括转板(23)和手柄限位板(24)；转板(23)旋转设置于前安装板(1)上，转板(23)通过连杆(22)与固定在输出轴(19)上的拐臂(21)铰接，转板(23)上开有两个开口槽；手柄限位板(24)呈L字型，一端固定于前安装板(1)上，另一弯曲端与隔离操作轴(4)端面相对，手柄限位板(24)上设有中心孔以及中心孔向外延伸的两限位槽，中心孔与隔离操作轴(4)同心，两限位槽对称设置；
所述隔离操作手柄(25)的端头设有对称的两个销头(251)；当隔离分闸或合闸到位时，转板(23)上的一个开口槽与手柄限位板(24)上的一个限位槽重合，允许隔离操作手柄(25)的销头(251)同时通过开口槽与限位槽，插入或取出隔离操作手柄(25)。
6.根据权利要求1所述的一种三工位隔离开关操动机构，其特征在于，限位轴(17)与接地输出件(15)滑动接触相抵的一侧包括圆弧过度面和设置圆弧过度面两侧的圆弧凹面；当三工位操动机构处于隔离分又接地分的状态时，隔离滚轮(11)与拨盘第一直线平面(202)或第二直线平面(203)接触相抵，限位轴(17)与接地输出件(15)的一个圆弧凹面一端相抵，输出轴(19)及拨盘(20)的位置被锁定。
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