CN106847610A - 永磁弹簧操动一体机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种永磁弹簧操动一体机构及其使用方法，针对现有同类产品中结构设计欠佳的技术问题而设计。其要点是所述永磁机构顶杆的输出轴端与输出轴拐臂一端的输出拐臂滚轮相对设置，输出轴拐臂的另一端与传动拉杆的一端连接，传动拉杆的另一端固定于后板；永磁机构顶杆的转轴端与合闸拐臂一端的合闸拐臂滚轮相对设置，合闸拐臂另一端的合闸滚轮与主轴的凸轮一侧边沿相抵，合闸拐臂滚轮和合闸滚轮对称设置于转轴的合闸拐臂两端，转轴处设有转轴扭簧；手合轴通过手合拐臂与主轴的传动拐臂一端连接，手合拐臂与传动拐臂的连接端位于凸轮另一侧边沿下方，合闸簧的一端通过拉簧轴固定于前板，合闸簧的另一端与主轴连接，手合轴和手分轴伸出前板。

Description

永磁弹簧操动一体机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及真空断路器，是一种永磁弹簧操动一体机构及其使用方法。

背景技术

真空断路器是一种因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名的电力设备；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。真空断路器一般在3～10kV的50Hz三相交流系统中的户内配电装置，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所，断路器可配置在中置柜、双层柜、固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。弹簧操动机构是真空断路器中的主要机构，其中一些弹簧操动机构采用永磁设计实现。众所周知，弹簧操动机构中的永磁机构零部件少，结构比较简单，可频繁操作，能真正做到免维护、少维护。然而不可避免地也存在了一个缺陷，那就是一旦对机构接入的外接电源停电时，机构要想再次合闸或者说手动合闸就没有办法了。弹簧操动机构零部件多，结构比较复杂；另外，弹簧操动机构所采用的电器元件也比较多，对机构动作特性影响较大，维护相对来说比较麻烦。为此，一些弹簧操动一体机构中采用了永磁机构，如中国专利文献中披露的申请号201410370223.7，申请公布日2015.05.06，发明名称“一种永磁弹操作组合机构”；该永磁弹操作组合机构包括机构框架，所述机构框架包括机构前板和机构后板，所述机构前板和机构后板通过连接轴连接在一起；所述机构前板和所述机构后板之间通过连接板和紧固螺钉设置有永磁机构；所述机构前板右侧设置有三工位开关弹簧操动机构和三工位开关输出轴，所述三工位开关输出轴上设置有三工位开关输出拐臂；所述机构框架内依次连接设置有永磁机构动衔铁、永磁机构连接头、销轴、断路器输出拐臂和断路器输出轴。上述机构的永磁机构位置设置和各部件之间的联动效果欠佳，手动分合闸和自动分合闸操作的联动原理有待进一步改进和完善。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种永磁弹簧操动一体机构及其使用方法，使其解决现有同类产品中结构设计欠佳，各部件之间的联动效果欠佳，体积较大，操作较为不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种永磁弹簧操动一体机构，该机构包括前板、分闸拐臂轴、输出轴、辅助开关、接线端子、合闸簧、转轴、主轴、手合轴、手分轴、永磁机构、后板、支撑杆、分闸拐臂、永磁机构顶杆、合闸拐臂、手合拐臂和传动拐臂，所述前板和后板之间设有分闸拐臂轴、输出轴、转轴、主轴、手合轴、手分轴和支撑杆，分闸拐臂和永磁机构设置于前板与后板之间的隔层，前板设有辅助开关和合闸簧，前板的辅助开关侧顶部设有接线端子；永磁机构的永磁机构顶杆往复运动实现开关合闸和开关分闸，转到手合轴和手分轴实现手动合闸和手动分闸；其结构设计要点是所述输出轴设有输出轴拐臂，永磁机构顶杆的输出轴端与输出轴拐臂一端的输出拐臂滚轮相对设置，输出轴拐臂的另一端与传动拉杆的一端连接，传动拉杆的另一端固定于后板；永磁机构顶杆的转轴端与合闸拐臂一端的合闸拐臂滚轮相对设置，合闸拐臂另一端的合闸滚轮与主轴的凸轮一侧边沿相抵，合闸拐臂滚轮和合闸滚轮对称设置于转轴的合闸拐臂两端，转轴处设有转轴扭簧；手合轴通过手合拐臂与主轴的传动拐臂一端连接，连接处的手合拐臂设有腰形孔，手合拐臂与传动拐臂的连接端位于凸轮另一侧边沿下方，合闸簧的一端通过拉簧轴固定于前板，合闸簧的另一端与主轴连接，手合轴和手分轴伸出前板。上述结构即通过永磁机构实现电动合闸和电动分闸，以及手动合闸、手动分闸与永磁机构之间的联动。

所述手分轴通过手分轴拐臂与手分推杆的一端连接，手分推杆的另一端与分闸拐臂连接，分闸拐臂的手分推杆一端与分闸拐臂复位簧的一端连接，分闸拐臂复位簧通过弹簧销钉固定于前板和后板之间，手分轴处设有手分轴扭簧，手分推杆设置于前板与后板之间的隔层。上述结构便于手分轴与分闸拐臂之间的操作、联动和复位。

所述分闸拐臂的另一端后方设有分闸拐臂限位销。上述结构为了分闸拐臂的操作限位。

所述手合轴的轴销一端通过手合复位拉簧与前板的弹簧销钉连接，弹簧销钉位于拉簧轴处的下方。上述结构为了进一步稳定手合轴的复位和操作。

所述凸轮的一侧设有棘轮，另一侧设有偏心凸沿，合闸拐臂的合闸滚轮与凸轮的相抵端位于凸轮的棘轮处。上述结构进一步稳定合闸滚轮与凸轮之间的联动和限位。

所述永磁机构顶杆的转轴端通过导向扣固定于后板。上述结构为了进一步稳定永磁机构中永磁机构顶杆的往复运动。

所述输出轴的输出轴拐臂设有两个呈“﹤”字形的输出轴拐臂。上述结构为输出轴拐臂的一种结构形式。

其自动分闸、合闸和手动分闸、合闸的具体操作如下：所述永磁机构通电，永磁机构顶杆在永磁机构内置线圈的电磁力作用下向左推出，通过推动输出拐臂滚轮使输出轴沿顺时针方向转动，传动拉杆对开关输出功，实现开关合闸；永磁机构通反方向的电，永磁机构的磁力消失，开关在内置分闸力的作用下往回运动，机构输出轴沿逆时针方向转回到初始位置，实现开关分闸。所述手分轴沿顺时针方向扳转，通过手分推杆和分闸拐臂推动输出轴，输出轴沿逆时针转动，永磁机构失磁，永磁机构顶杆向右运动恢复到初始位置；机构输出轴由于没有永磁机构顶杆的作用力，继续沿逆时针转动直到分闸到位，实现手动分闸。所述手合轴上下往复扳动，通过手合轴上的手合拐臂推动装在主轴上的传动拐臂，主轴沿顺时针方向转动，主轴转动的同时拉伸合闸簧；当合闸簧拉伸到位，合闸簧迅速复位，释放能量，此过程中装在主轴上的凸轮迅速沿顺时针转动；同时，凸轮迅速推动永磁机构顶杆向左运动，并通过永磁机构顶杆推动输出轴沿顺时针转动，进而使得开关合闸，机构合闸簧及主轴转回到初始位置，手动合闸动作完成。

本发明结构设计合理，体积小，操作、生产、装配方便，各部件之间联动效果好；其适合作为带永磁机构的弹簧操动机构使用，以及同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是图1的俯视结构示意图，图中作了A-A和B-B剖视。

图3是图2的A-A剖视结构示意图。

图4是图2的B-B剖视结构示意图。

附图序号及名称：1、前板，2、分闸拐臂轴，3、输出轴，4、辅助开关，5、接线端子，6、传动拉杆，7、拉簧轴，8、合闸簧，9、转轴，10、手合复位拉簧，11、主轴，12、手合轴，13、手分轴，14、永磁机构，15、手分推杆，16、后板，17、支撑杆，18、分闸拐臂限位销，19、分闸拐臂，20、输出拐臂滚轮，21、永磁机构顶杆，22、合闸拐臂滚轮，23、合闸拐臂，24、合闸滚轮，25、凸轮，26、分闸拐臂复位簧，27、手合拐臂，28、传动拐臂。

具体实施方式

现结合附图，以WJCT20Y型为例，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1-图4所示，该机构包括前板1、分闸拐臂轴2、输出轴3、辅助开关4、接线端子5、合闸簧8、转轴9、主轴11、手合轴12、手分轴13、永磁机构14、后板16、支撑杆17、分闸拐臂19、永磁机构顶杆21、合闸拐臂23、手合拐臂27和传动拐臂28，前板和后板之间设有分闸拐臂轴、输出轴、转轴、主轴、手合轴、手分轴和支撑杆，前板设有辅助开关和合闸簧，前板的辅助开关侧顶部设有接线端子，永磁机构顶杆的转轴端通过导向扣固定于后板。其结构的主要特点如下：输出轴的输出轴拐臂设有两个呈“﹤”字形的输出轴拐臂，永磁机构顶杆的输出轴端与输出轴拐臂一端的输出拐臂滚轮20相对设置，输出轴拐臂的另一端与传动拉杆6的一端连接，传动拉杆的另一端固定于后板；永磁机构顶杆的转轴端与合闸拐臂一端的合闸拐臂滚轮22相对设置，合闸拐臂另一端的合闸滚轮24与主轴的凸轮25一侧边沿相抵，合闸拐臂滚轮和合闸滚轮对称设置于转轴的合闸拐臂两端，转轴处设有转轴扭簧。同时，凸轮的一侧设有棘轮，另一侧设有偏心凸沿，合闸拐臂的合闸滚轮与凸轮的相抵端位于凸轮的棘轮处。手合轴12通过手合拐臂与主轴的传动拐臂一端连接，连接处的手合拐臂设有腰形孔，手合拐臂与传动拐臂的连接端位于凸轮另一侧边沿下方，合闸簧的一端通过拉簧轴7固定于前板，合闸簧的另一端与主轴连接，手合轴和手分轴伸出前板。同时，手合轴的轴销一端通过手合复位拉簧10与前板的弹簧销钉连接，弹簧销钉位于拉簧轴处的下方。手分轴通过手分轴拐臂与手分推杆15的一端连接，手分推杆的另一端与分闸拐臂连接，分闸拐臂的手分推杆一端与分闸拐臂复位簧26的一端连接，分闸拐臂复位簧通过弹簧销钉固定于前板和后板之间，手分轴处设有手分轴扭簧，分闸拐臂的另一端后方设有分闸拐臂限位销18，手分推杆、传动拉杆、分闸拐臂和永磁机构设置于前板与后板之间的隔层。

该机构同样是双侧板结构，其动作原理如下：当机构需要电动操作时，只需对永磁机构14通电，永磁机构顶杆21在永磁机构内置线圈的电磁力作用下向左推出，通过推动输出拐臂滚轮20来使得输出轴3沿顺时针方向转动一定角度；然后，通过传动拉杆6对开关输出功，进而使得开关合闸，在永磁机构的磁力作用下开关处于合闸位置。当需要分闸时，只需对永磁机构通反方向的电，永磁机构的磁力消失，开关在内置分闸力的作用下往回运动，机构输出轴3沿逆时针方向转回到初始位置，实现开关分闸。如果需要手动分闸，只需用手力沿顺时针方向扳转手分轴13到一定位置，通过手分推杆15和分闸拐臂19推动输出轴3，使得输出轴3沿逆时针转动一定角度，永磁机构14失磁，永磁机构顶杆21向右运动恢复到初始位置；机构输出轴3由于没有永磁机构顶杆21的作用力，力的平衡被打破，继续沿逆时针转动直到分闸到位，实现手动分闸。

根据电动合闸、电动分闸以及手动分闸过程，手动合闸过程过程具体如下：要进行手动合闸操作，只需上下往复扳动手合轴12，通过手合轴12上的手合拐臂27推动装在主轴11上的传动拐臂28，进而使得主轴11沿顺时针方向转动，主轴11转动的同时拉伸合闸簧8。当合闸簧8拉伸到一定位置时（过中位置），合闸簧迅速复位，释放能量，此过程中装在主轴11上的凸轮25也迅速沿顺时针转动；同时，凸轮25迅速推动永磁机构顶杆21向左运动，并通过永磁机构顶杆21推动输出轴3沿顺时针转动一定角度，进而使得开关合闸，机构合闸簧8及主轴11转回到初始位置，手动合闸动作完成。

综上所述，本发明是为了配合现有市场上的户外柱上真空断路器ZW20而设计的一款新品，同时也可匹配与户外柱上真空断路器ZW20合闸功能相当的其它类型的真空断路器。现有与户外柱上真空断路器ZW20匹配的CT20W机构主要有单一的永磁机构或者是单一的弹簧操动机构。本发明主要是针对现阶段户外柱上真空断路器ZW20开关上所配机构的种种不足，专门开发设计出的一款新型永磁永磁弹簧操动一体机构及其使用方法。本发明继承了原来永磁机构的优点并弥补了它的不足之处，达到了目的。

Claims (10)

1.一种永磁弹簧操动一体机构，该机构包括前板（1）、分闸拐臂轴（2）、输出轴（3）、辅助开关（4）、接线端子（5）、合闸簧（8）、转轴（9）、主轴（11）、手合轴（12）、手分轴（13）、永磁机构（14）、后板（16）、支撑杆（17）、分闸拐臂（19）、永磁机构顶杆（21）、合闸拐臂（23）、手合拐臂（27）和传动拐臂（28），所述前板和后板之间设有分闸拐臂轴、输出轴、转轴、主轴、手合轴、手分轴和支撑杆，分闸拐臂和永磁机构设置于前板与后板之间的隔层，前板设有辅助开关和合闸簧，前板的辅助开关侧顶部设有接线端子；永磁机构的永磁机构顶杆往复运动实现开关合闸和开关分闸，转到手合轴和手分轴实现手动合闸和手动分闸；其特征在于所述输出轴（3）设有输出轴拐臂，永磁机构顶杆（21）的输出轴端与输出轴拐臂一端的输出拐臂滚轮（20）相对设置，输出轴拐臂的另一端与传动拉杆（6）的一端连接，传动拉杆的另一端固定于后板（16）；永磁机构顶杆的转轴端与合闸拐臂（23）一端的合闸拐臂滚轮（22）相对设置，合闸拐臂另一端的合闸滚轮（24）与主轴（11）的凸轮（25）一侧边沿相抵，合闸拐臂滚轮和合闸滚轮对称设置于转轴（9）的合闸拐臂两端，转轴处设有转轴扭簧；手合轴（12）通过手合拐臂（27）与主轴的传动拐臂（28）一端连接，连接处的手合拐臂设有腰形孔，手合拐臂与传动拐臂的连接端位于凸轮另一侧边沿下方，合闸簧（8）的一端通过拉簧轴（7）固定于前板（1），合闸簧的另一端与主轴连接，手合轴和手分轴伸出前板。

2.如权利要求1所述的永磁弹簧操动一体机构，其特征在于所述手分轴（13）通过手分轴拐臂与手分推杆（15）的一端连接，手分推杆的另一端与分闸拐臂（19）连接，分闸拐臂的手分推杆一端与分闸拐臂复位簧（26）的一端连接，分闸拐臂复位簧通过弹簧销钉固定于前板（1）和后板（16）之间，手分轴处设有手分轴扭簧，手分推杆设置于前板与后板之间的隔层。

3.如权利要求2所述的永磁弹簧操动一体机构，其特征在于所述分闸拐臂（19）的另一端后方设有分闸拐臂限位销（18）。

4.如权利要求1所述的永磁弹簧操动一体机构，其特征在于所述手合轴（12）的轴销一端通过手合复位拉簧（10）与前板（1）的弹簧销钉连接，弹簧销钉位于拉簧轴（7）处的下方。

5.如权利要求1所述的永磁弹簧操动一体机构，其特征在于所述凸轮（25）的一侧设有棘轮，另一侧设有偏心凸沿，合闸拐臂（23）的合闸滚轮（24）与凸轮的相抵端位于凸轮的棘轮处。

6.如权利要求1所述的永磁弹簧操动一体机构，其特征在于所述永磁机构顶杆（21）的转轴端通过导向扣固定于后板（16）。

7.如权利要求1所述的永磁弹簧操动一体机构，其特征在于所述输出轴（3）的输出轴拐臂设有两个呈“﹤”字形的输出轴拐臂。

8.如权利要求1所述的永磁弹簧操动一体机构的使用方法，其特征在于所述永磁机构（14）通电，永磁机构顶杆（21）在永磁机构内置线圈的电磁力作用下向左推出，通过推动输出拐臂滚轮（20）使输出轴（3）沿顺时针方向转动，传动拉杆（6）对开关输出功，实现开关合闸；永磁机构通反方向的电，永磁机构的磁力消失，开关在内置分闸力的作用下往回运动，机构输出轴沿逆时针方向转回到初始位置，实现开关分闸。

9.如权利要求8所述的永磁弹簧操动一体机构的使用方法，其特征在于所述手分轴（13）通过手分轴拐臂与手分推杆（15）的一端连接，手分推杆的另一端与分闸拐臂（19）连接，分闸拐臂的手分推杆一端与分闸拐臂复位簧（26）的一端连接，分闸拐臂复位簧通过弹簧销钉固定于前板（1）和后板（16）之间，手分轴处设有手分轴扭簧，手分推杆设置于前板与后板之间的隔层；所述手分轴（13）沿顺时针方向扳转，通过手分推杆（15）和分闸拐臂（19）推动输出轴（3），输出轴沿逆时针转动，永磁机构（14）失磁，永磁机构顶杆（21）向右运动恢复到初始位置；机构输出轴由于没有永磁机构顶杆的作用力，继续沿逆时针转动直到分闸到位，实现手动分闸。

10.如权利要求8所述的永磁弹簧操动一体机构的使用方法，其特征在于所述手合轴（12）上下往复扳动，通过手合轴上的手合拐臂（27）推动装在主轴（11）上的传动拐臂（28），主轴（11）沿顺时针方向转动，主轴转动的同时拉伸合闸簧（8）；当合闸簧拉伸到位，合闸簧迅速复位，释放能量，此过程中装在主轴上的凸轮（25）迅速沿顺时针转动；同时，凸轮迅速推动永磁机构顶杆（21）向左运动，并通过永磁机构顶杆推动输出轴（3）沿顺时针转动，进而使得开关合闸，机构合闸簧及主轴转回到初始位置，手动合闸动作完成。