CN106545546A - 具有缓冲功能的工作缸及使用该工作缸的液压操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液压设备领域，特别涉及具有缓冲功能的工作缸及使用该工作缸的液压操动机构。具有缓冲功能的工作缸包括缸体和沿缸体轴向导向移动装配在缸体内的活塞，活塞具有缓冲部，缸体上设有供缓冲部插入的缓冲槽，所述的缓冲槽设有与缓冲槽的内壁导向移动配合的缓冲套，缓冲槽的槽口处设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的挡止结构，所述的缓冲套的内径大于缓冲部的直径，所述的缓冲槽内设有为缓冲套提供朝向缓冲槽的槽口方向的作用力的弹性复位件。与目前的液压操动机构相比，本发明的液压操动机构的活塞能够快速离开缓冲槽，解决了目前的断路器分闸启动缓慢的问题。
Description
技术领域
本发明涉及液压设备领域，特别涉及具有缓冲功能的工作缸及使用该工作缸的液压操动机构。
背景技术
断路器分合闸速度取决于断路器操动机构所配置的液压机构的动作特性，通常断路器需要液压机构提供快速启动的能力。为避免操作设备造成的巨大冲击，在分合闸后期还需要依靠缓冲器吸收多余操作功。如图1所示，液压操动机构包括工作缸、操作杆30，工作缸包括缸体10和沿缸体10轴向导向移动装配在缸体内的楔形活塞40，楔形活塞40具有缓冲部，缸体10上设有供缓冲部插入的缓冲槽201。缓冲槽具有朝向活塞的缓冲槽槽口，缓冲槽201内设有缓冲套202，通过缓冲套202与楔形活塞40的缓冲部间的间隙大小改变来实现缓冲作。随着楔形活塞40的缓冲部插入缓冲套202，两者孔隙逐渐变小，液压油的排出越来越困难，缓冲力也就越来越大，直至活塞抵住缓冲槽槽底停止运动。
如图2所示，合闸过程中，楔形活塞40的缓冲部不断插入缓冲槽201，缓冲槽201内液压油逐渐被挤出。当楔形活塞40的缓冲部插至缓冲槽201底部时，完成合闸缓冲过程，并为下一个分闸做准备。
当断路器接受分闸命令时，楔形活塞40左侧即缸体10的合闸端腔体内是高压油，楔形活塞40右侧即缸体10的分闸端腔体内的液压油被全部排空，如图3所示，在高压油作用下，操作杆30向分闸端方向移动。因缓冲槽201内液压油在合闸时已被挤出，操作杆30若要向分闸方向运动，需要液压油快速补充到缓冲槽201内，但由于缓冲套与活塞间隙较小，液压油补充速度较慢，难以实现液压油快速回流，造成真空导致活塞抽出困难，从而造成断路器分闸启动缓慢的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有缓冲功能的工作缸，以解决目前的断路器分闸启动缓慢的问题；另外，本发明的目的还在于提供一种使用上述具有缓冲功能的工作缸的液压操动机构。
为实现上述目的，本发明的具有缓冲功能的工作缸的第一种技术方案为：工作缸包括缸体和沿缸体轴向导向移动装配在缸体内的活塞，活塞具有缓冲部，缸体上设有供缓冲部插入的缓冲槽，所述的缓冲槽设有与缓冲槽的内壁导向移动配合的缓冲套，缓冲槽的槽口处设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的挡止结构，所述的缓冲套的内径大于缓冲部的直径，所述的缓冲槽内设有为缓冲套提供朝向缓冲槽的槽口方向的作用力的弹性复位件。
本发明的具有缓冲功能的工作缸的第二种技术方案为：根据本发明的具有缓冲功能的工作缸的第一种技术方案所述的具有缓冲功能的工作缸，所述的缓冲套包括套体本体，套体本体靠近缓冲槽的槽口的一端设有缓冲套内凸缘。
本发明的具有缓冲功能的工作缸的第三种技术方案为：根据本发明的具有缓冲功能的工作缸的第二种技术方案所述的具有缓冲功能的工作缸，所述的弹性复位件为压缩弹簧，所述的压缩弹簧顶装在槽底与缓冲套内凸缘之间。
本发明的具有缓冲功能的工作缸的第四种技术方案为：根据本发明的具有缓冲功能的工作缸的第三种技术方案所述的具有缓冲功能的工作缸，所述的套体本体的内壁面为台阶面，所述的台阶面由大径段和小径段组成，所述的小径段与压缩弹簧的端部沿缓冲套径向挡止配合。
本发明的具有缓冲功能的工作缸的第五种技术方案为：根据本发明的具有缓冲功能的工作缸的第二种或第三种或第四种技术方案所述的具有缓冲功能的工作缸，所述的缓冲套内凸缘的内周面上设有环形凸起。
本发明的具有缓冲功能的工作缸的第六种技术方案为：根据本发明的具有缓冲功能的工作缸的第一种至第四种中任意一种技术方案所述的具有缓冲功能的工作缸，所述的缓冲套内凸缘的内周面上设有环形凸起。
本发明的具有缓冲功能的工作缸的第七种技术方案为：根据本发明的具有缓冲功能的工作缸的第一种至第四种中任意一种技术方案所述的具有缓冲功能的工作缸，所述的缓冲槽槽口设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的缓冲槽内凸缘，所述的缓冲槽内凸缘构成所述的挡止结构。
为实现上述目的，本发明的液压操动机构的第一种技术方案为：液压操动机构包括工作缸，工作缸包括缸体和沿缸体轴向导向移动装配在缸体内的活塞，活塞具有缓冲部，缸体上设有供缓冲部插入的缓冲槽，所述的缓冲槽设有与缓冲槽的内壁导向移动配合的缓冲套，缓冲槽的槽口处设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的挡止结构，所述的缓冲套的内径大于缓冲部的直径，所述的缓冲槽内设有为缓冲套提供朝向缓冲槽的槽口方向的作用力的弹性复位件。
本发明的液压操动机构的第二种技术方案为：根据本发明的液压操动机构的第一种技术方案所述的液压操动机构，所述的缓冲套包括套体本体，套体本体靠近缓冲槽的槽口的一端设有缓冲套内凸缘。
本发明的液压操动机构的第三种技术方案为：根据本发明的液压操动机构的第二种技术方案所述的液压操动机构，所述的弹性复位件为压缩弹簧，所述的压缩弹簧顶装在槽底与缓冲套内凸缘之间。
本发明的液压操动机构的第四种技术方案为：根据本发明的液压操动机构的第三种技术方案所述的液压操动机构，所述的套体本体的内壁面为台阶面，所述的台阶面由大径段和小径段组成，所述的小径段与压缩弹簧的端部沿缓冲套径向挡止配合。
本发明的液压操动机构的第五种技术方案为：根据本发明的液压操动机构的第二种或第三种或第四种技术方案所述的液压操动机构，所述的缓冲套内凸缘的内周面上设有环形凸起。
本发明的液压操动机构的第六种技术方案为：根据本发明的液压操动机构的第一种至第四种中任意一种技术方案所述的液压操动机构，所述的缓冲套内凸缘的内周面上设有环形凸起。
本发明的液压操动机构的第七种技术方案为：根据本发明的液压操动机构的第一种至第四种中任意一种技术方案所述的液压操动机构，所述的缓冲槽槽口设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的缓冲槽内凸缘，所述的缓冲槽内凸缘构成所述的挡止结构。
本发明的有益效果为：缓冲槽内有与缓冲槽的内壁导向移动配合的缓冲套，缓冲槽内的弹性复位件为缓冲套提供朝向缓冲槽槽口方向的作用力，在活塞的缓冲部分进入缓冲槽内时，缓冲槽内的油压高于缓冲槽外的油压，缓冲套受朝向缓冲槽槽口方向的压力并与设置缓冲槽的槽口处的挡止结构挡止配合。随着缓冲部的进入，缓冲槽内的液压油通过缓冲套与缓冲部之间的间隔不断被挤出，起到缓冲作用。在缓冲部向缓冲槽外运动时，由于缓冲槽内处于缓冲套靠近缓冲槽槽底侧的空间变大形成瞬间真空，缓冲套靠近缓冲槽槽底侧的压力低于缓冲套靠近缓冲槽槽口侧的压力，在缓冲套两侧的油压的压力差作用下，缓冲套克服弹性复位件的弹力向远离缓冲槽槽口方向运动以保持缓冲套内外侧的油压平衡，从而使活塞的缓冲部与缓冲套快速脱离，增大缓冲部与缓冲槽之间的空间，使液压油快速进入缓冲槽内，实现缓冲部快速离开缓冲槽。与目前的液压操动机构相比，本发明的液压操动机构的活塞能够快速离开缓冲槽，解决了目前的断路器分闸启动缓慢的问题。
附图说明
图1为现有技术中液压操动机构的活塞的缓冲部进入缓冲槽之前的状态示意图；
图2为现有技术中液压操动机构的活塞的缓冲部进入缓冲槽之后的状态示意图；
图3为现有技术中液压操动机构的活塞的缓冲部将要离开缓冲槽时的状态示意图；
图4为本发明的液压操动机构的具体实施例的活塞的缓冲部将要进入缓冲槽的状态示意图；
图5为图4中A部分的放大图；
图6为本发明的液压操动机构的具体实施例的活塞的缓冲部进入缓冲槽后的状态示意图；
图7为图6中B部分的放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的液压操动机构的具体实施例，如图4至图7所示，液压操动机构包括工作缸，工作缸包括缸体1及沿缸体轴向导向移动装配在缸体内的活塞2，活塞2具有缓冲部21，缓冲部21的外周面为锥形面。液压操动机构还包括与活塞2连接的操作杆4。缸体1具有合闸端和分闸端，合闸端设有液压缓冲结构，液压缓冲结构包括供活塞插入的缓冲槽31，缓冲槽31设置在缸体的合闸端并具有朝向活塞的缓冲槽槽口311，缓冲槽31内设有与缓冲槽的内壁导向移动配合的缓冲套32，缓冲套32的内径大于缓冲部21的直径，缓冲套32具有供缓冲部21插入的缓冲套腔体。
缓冲槽31的槽底设有供操作杆穿过的操作杆穿孔，操作杆4与操作杆穿孔滑动密封配合。缓冲套32包括套体本体321和设置在套体本体321靠近缓冲槽槽口的一端的缓冲套内凸缘322。套体本体321的外周面与缓冲槽31滑动配合。
缓冲槽槽口311设有缓冲槽内凸缘312，缓冲槽内凸缘312与缓冲套32沿缸体轴向挡止配合。为了保证缓冲套起到缓冲作用，缓冲套内凸缘322围成的缓冲套内凸缘口的口径小于缓冲槽内凸缘口的口径。其他实施例中，活塞也可以为柱形活塞，而在缓冲套上设有锥形缓冲面；在不要求缓冲力大小变化要求的时，活塞的缓冲部和缓冲套上均可以不设置锥形面。
缓冲槽31内设有沿缸体轴向延伸的压缩弹簧33，压缩弹簧33顶装在槽底与缓冲套内凸缘之间，压缩弹簧33的一端顶压装配在缓冲槽槽底，另一端伸入缓冲套内并顶压装配在缓冲套内凸缘322远离缓冲槽槽口311的端面上。套体本体321的内周面为沿缓冲套轴向方向错层分布的台阶面，台阶面由大径段323和小径段324组成，小径段324与压缩弹簧的端部沿缓冲套径向挡止配合。大径段323与压缩弹簧33间隔设置，用以避让压缩弹簧径向膨胀尺寸。
本实施例中的压缩弹簧33构成为缓冲套32提供朝向缓冲槽槽口311方向的作用力的弹性复位件。
缓冲套内凸缘322具有用于与缓冲部21间隔设置的缓冲套凸缘内周面，缓冲套凸缘内周面上靠近缓冲槽槽口311的一侧设有环形凸起325，便于对缓冲部导向，引导缓冲部进入缓冲槽。
缸体1的合闸端与高压油油路连通，缸体1的合闸端始终有高压油。合闸操作时，缸体1的分闸端进入高压油，由于活塞2的缓冲部21靠近缸体1的分闸端的面积大于靠近合闸端的面积，如图4所示，活塞2离开缸体1的分闸端进入合闸端，缓冲部21进入缓冲套腔体后，由于缓冲部21与缓冲套之间的间隙变小，高压油从缓冲槽31内流出的速度变慢，缓冲槽31内的油压变大，缓冲套32在油压的作用下顶紧在缓冲槽槽口311的缓冲槽内凸缘312上，随着缓冲部21的不断进入，缓冲部21上的锥形面与缓冲套32的缓冲套内凸缘322之间的间隙逐渐减小，缓冲作用力越来越大，直到活塞2继续进入缓冲槽31与缓冲槽槽底抵接，缓冲槽31内的液压油不再外流，合闸到位。
发出分闸指令时，缸体1的分闸端的液压油被排空，此时活塞2在缸体1的合闸端油压的作用下向缸体1的分闸端开始移动，在开始移动时，缓冲槽31内处于缓冲套内凸缘内侧的空间突然变大，在缓冲槽31内形成瞬间真空，缓冲槽31内压力低于外部压力，此时在油压作用下，如图6所示，缓冲套32克服弹性复位件的弹力向远离活塞2方向运动，以保持缓冲套32内外压力平衡，从而使得活塞2的缓冲部21与缓冲套32快速分离，缓冲套32向缓冲槽内运动时，缓冲套内凸缘322与活塞锥面的间隙越来越大。不会在缓冲槽31内持续形成真空而阻碍缓冲部21向缸体的分闸端移动。另外，缓冲套32与缓冲部21运动方向相反，既可以实现缓冲套32与缓冲部21的快速分离，也无需等待液压油汇流至缓冲槽31，实现分闸快速启动。
本发明的具有缓冲功能的工作缸的具体实施例，工作缸与上述液压操动机构的具体实施例中所述的工作缸的结构相同，不再赘述。
本发明的具有缓冲功能的工作缸及使用该工作缸的液压操动机构的其他实施例中，上述压缩弹簧也可以是设置装在缓冲槽内凸缘与缓冲套之间的拉伸弹簧；上述压缩弹簧还可以顶装在环形套本体的远离缓冲槽槽口的端面上；缓冲套也可以为圆柱形套体而不设置缓冲套内凸缘；上述缓冲槽槽口可以不设置缓冲槽内凸缘，而在缓冲槽内设有定位凸块，并与缓冲套沿缸体轴向挡止配合；上述工作缸还可以作为缓冲器的缓冲油缸。
Claims (10)
1.具有缓冲功能的工作缸，包括缸体和沿缸体轴向导向移动装配在缸体内的活塞，活塞具有缓冲部，缸体上设有供缓冲部插入的缓冲槽，其特征在于：所述的缓冲槽设有与缓冲槽的内壁导向移动配合的缓冲套，缓冲槽的槽口处设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的挡止结构，所述的缓冲套的内径大于缓冲部的直径，所述的缓冲槽内设有为缓冲套提供朝向缓冲槽的槽口方向的作用力的弹性复位件。
2.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的工作缸，其特征在于：所述的缓冲套包括套体本体，套体本体靠近缓冲槽的槽口的一端设有缓冲套内凸缘。
3.根据权利要求2所述的具有缓冲功能的工作缸，其特征在于：所述的弹性复位件为压缩弹簧，所述的压缩弹簧顶装在槽底与缓冲套内凸缘之间。
4.根据权利要求3所述的具有缓冲功能的工作缸，其特征在于：所述的套体本体的内壁面为台阶面，所述的台阶面由大径段和小径段组成，所述的小径段与压缩弹簧的端部沿缓冲套径向挡止配合。
5.根据权利要求2-4任一项所述的具有缓冲功能的工作缸，其特征在于：所述的缓冲套内凸缘的内周面上靠近缓冲槽的槽口的一侧设有环形凸起。
6.根据权利要求1-4任一项所述的具有缓冲功能的工作缸，其特征在于：所述的缓冲部的外周面为锥形面。
7.根据权利要求1-4任一项所述的具有缓冲功能的工作缸，其特征在于：所述的缓冲槽的槽口处设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的缓冲槽内凸缘，所述的缓冲槽内凸缘构成所述的挡止结构。
8.液压操动机构，包括工作缸，工作缸包括缸体和沿缸体轴向导向移动装配在缸体内的活塞，活塞具有缓冲部，缸体上设有供缓冲部插入的缓冲槽，其特征在于：所述的缓冲槽设有与缓冲槽的内壁导向移动配合的缓冲套，缓冲槽的槽口处设有与缓冲套沿缸体轴向挡止配合的挡止结构，所述的缓冲套的内径大于缓冲部的直径，所述的缓冲槽内设有为缓冲套提供朝向缓冲槽的槽口方向的作用力的弹性复位件。
9.根据权利要求8所述的液压操动机构，其特征在于：所述的缓冲套包括套体本体，套体本体靠近缓冲槽的槽口的一端设有缓冲套内凸缘。
10.根据权利要求9所述的液压操动机构，其特征在于：所述的弹性复位件为压缩弹簧，所述的压缩弹簧顶装在槽底与缓冲套内凸缘之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |