CN106885737B - 液压缓冲器及使用该缓冲器的操动机构用负荷模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压缓冲器及使用该缓冲器的操动机构用负荷模拟装置，负荷模拟装置包括框架，框架上设有用于安放待试验操动机构的安装座，以及用于与操动机构的输出部连接以提供模拟负载的液压缓冲器，液压缓冲器包括缸体，缸体中装配有活塞，活塞上设有外部连接杆，活塞与缸体间隙配合以形成通流间隙，通流间隙包括中间直线段与活塞形成的在活塞移动过程中间隙大小不变的等径间隙，以及两端的阻尼段与活塞形成的在活塞移动过程中沿着朝着远离中间直线段的方向逐渐变小的变径间隙，液压缓冲器的活塞上的外部连接杆在使用时用于与待试验的操动机构的输出部传动连接。有效简化整个负荷模拟装置的结构，减少负荷模拟装置的外形体积。

Description

液压缓冲器及使用该缓冲器的操动机构用负荷模拟装置

技术领域

本发明涉及一种液压缓冲器及使用该缓冲器的操动机构用负荷模拟装置。

背景技术

断路器的主要运动特性由操动机构提供，操动机构的运动可靠性直接影响到断路器的机械特性，包括分合闸时间及速度等指标，因此，安装到断路器上的操动机构应当在机构制造厂进行相应的磨合试验，以避免不合格的操动机构出厂。目前，通常是在试件断路器上进行操动机构的磨合试验检测的，但这种直接在试件断路器上进行试验的方式存在诸多问题，试件断路器占地面积较大，效率较低，且试件断路器的通用性不好，试件断路器对应的操动机构试验范围较窄，通用性不好。

授权公告号为CN202735482U的中国实用新型专利中公开了一种用于高压开关用电动弹簧操动机构的模拟负载装置，其可用于在操动机构出厂时进行负载模拟检测，这种模拟负载装置包括框架，框架上设有配重块组，在配重块组下方连接有液压缓冲器缸，配重块组与液压缓冲器分别连接模拟断口，模拟断口上连接有连杆系统，该连杆系统为三连杆系统，包括连杆摇柄，连杆摇柄上分别连接有用于与待试验弹簧操动机构的输出部传动连接的弹簧操动机构连接杆、与配重块组连接的配重块连接杆及与液压缓冲器缸连接的液压缓冲器缸连接杆。使用时，将待试验的电动弹簧操动机构安装在框架上，在操动机构进行分合闸操作时，连杆系统转动，驱动配重块组在水平方向上进行左右滑动，直至配重块组完全停下，实际上，当配重块组运行到接近行程的末端时，液压缓冲缸会逐渐加大液压力反向作用于配重块组上，使配重块组按设定要求减速。这种模拟负载装置不仅需要配置配重块来模拟负载阻力，还需要设置另外单独设置缓冲油缸来实现减速缓冲，整体结构较为复杂，所需零部件较多，占地面积也较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压缓冲器，以解决现有技术中需要配置配重块组及缓冲缸来满足模拟负载试验需要导致整个模拟负载装置结构复杂的技术问题；同时，本发明还提供一种使用上述液压缓冲器的操动机构用负荷模拟装置。

为实现上述目的，本发明所提供的液压缓冲器的技术方案是：液压缓冲器，包括沿左右方向延伸的缸体，缸体中沿左右方向往复地移动装配有活塞，活塞上设有向缸体外延伸的外部连接杆，活塞与所述缸体间隙配合以形成通流间隙，所述缸体具有沿左右方向的中间直线段和两端的阻尼段，所述通流间隙包括中间直线段与活塞形成的在活塞移动过程中间隙大小不变的等径间隙，以及两端的阻尼段与活塞形成的在活塞移动过程中沿着朝着远离中间直线段的方向逐渐变小的变径间隙。

所述两端的阻尼段分别具有朝着远离所述中间直线段的方向径向尺寸逐渐变小的锥形内孔结构。

所述缸体为内缸体，内缸体外套装有外缸体，内、外缸体之间设有通过内缸体上设有的通流孔与内缸体的内腔连通的过流间隙，所述外缸体上设有与过流间隙连通的储油腔，储油腔位于所述内缸体上方。

所述外缸体的上部外置有储油杯，储油杯位于所述内缸体上方，所述储油腔布置在所述储油杯中。

所述两端的阻尼段为左端阻尼段和右端阻尼段，所述内缸体由沿左右方向依次顶压配合的所述左端阻尼段、所述中间直线段和所述右端阻尼段构成，所述外缸体的左右两端分别安装有与对应的端部阻尼段顶压配合的堵头，所述外部连接杆对应穿过相应侧的堵头。

所述活塞具有朝左的左侧受力面和朝右的右侧受力面，两侧受力面中的其中一侧受力面的面积大于另一侧受力面的面积。

本发明所提供的使用上述缓冲器的操动机构用负荷模拟装置的技术方案是：一种操动机构用负荷模拟装置，包括框架，框架上设有用于固定安放待试验的操动机构的安装座，框架上还设有用于向操动机构的输出部提供模拟负载的液压缓冲器，液压缓冲器包括沿左右方向延伸的缸体，缸体中沿左右方向往复地移动装配有活塞，活塞上设有向缸体外延伸以在使用时用于与待试验操动机构的输出部传动连接的外部连接杆，活塞与所述缸体间隙配合以形成通流间隙，所述缸体具有沿左右方向的中间直线段和两端的阻尼段，所述通流间隙包括中间直线段与活塞形成的在活塞移动过程中间隙大小不变的等径间隙，以及两端的阻尼段与活塞形成的在活塞移动过程中沿着朝着远离中间直线段的方向逐渐变小的变径间隙。

所述两端的阻尼段分别具有朝着远离所述中间直线段的方向径向尺寸逐渐变小的锥形内孔结构。

所述缸体为内缸体，内缸体外套装有外缸体，内、外缸体之间设有通过内缸体上设有的通流孔与内缸体的内腔连通的过流间隙，所述外缸体上设有与过流间隙连通的储油腔，储油腔位于所述内缸体上方。

所述活塞具有朝左的左侧受力面和朝右的右侧受力面，两侧受力面中的其中一侧受力面的面积大于另一侧受力面的面积。

本发明的有益效果是：本发明所提供的液压缓冲器中，缸体中的活塞与缸体间隙配合以形成通流间隙，这样，在活塞沿左右方向移动时，位于活塞左右两侧的缸体内腔可通过通流间隙连通，当活塞在缸体的中间直线段位置处移动时，活塞受到缸体内液压油的反向作用力以形成阻碍活塞移动的阻力，在活塞移动至对应侧的阻尼段时，由于通流间隙逐渐变小，可加大相应侧的液压油向活塞所施加的阻力，形成对活塞移动行程的末端缓冲。当将这种液压缓冲器应用于操动机构的负荷模拟试验时，将外部连接杆与操动机构的输出部传动连接，操动机构的输出部进行分合闸动作时，活塞在缸体的中间直线段的移动提供相应的正常负载阻力，并在与相应端部的阻尼段对应的移动行程末端受到较大的阻尼缓冲，避免出现过量冲击。与现有技术中的需要设置配重块组及单独的缓冲缸的结构相比，本发明所提供的可提供正常负载阻力和阻尼缓冲的液压缓冲器整体结构较为简单，可有效简化整个负荷模拟装置的结构，减少负荷模拟装置的外形体积。

进一步地，两端的阻尼段分别具有锥形内孔结构，整体结构较为简单，便于实现通流间隙逐渐变小的方案。

进一步地，内缸体与外缸体之间设有通过内缸体上设有的通流孔与内缸体的内腔连通的过流间隙，这样可以在活塞移动时，实现内缸体中液压油在内缸体中布置在活塞的左侧内腔与右侧内腔之间的流动补偿。而且，外缸体上设有布置在内缸体上方的储油腔，储油腔与过流间隙连通，这样，使得液压油可以充满整个过流间隙和内缸体，在可以向提供足够达到阻尼时，还可以通过储油腔进行缓冲储油，可有效减小过流间隙的尺寸。

进一步地，活塞两侧受力面中的其中一侧受力面的面积大于另一侧受力面的面积，这样可以对应对两运动方向有不同阻尼要求的场所。

附图说明

图1为本发明所提供的操动机构用负荷模拟装置的一种实施例的结构示意图；

图2为图1中液压缓冲器的结构示意图。

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。

本发明所提供的操动机构用负荷模拟装置的具体实施例，如图1、图2所示，该实施例中的负荷模拟装置包括框架，框架包括下支撑座1和通过法兰连接结构7与下支撑座1固定装配在一起的上支撑座2，上支撑座2上设有用于固定安放待试验操动机构6的安装座，并且，上支撑座2上还设有用于向操动机构的输出部提供模拟负载的缓冲器3，由缓冲器3模拟断路器负载，进而实现对操动机构的负荷模拟试验。

本实施例中，缓冲器3包括套装在一起的内缸体35和外缸体37，内缸体35由对应密封装配在外缸体37两端的堵头31定位装配在外缸体中，内外缸体均沿左右方向延伸，实际上，此处的内缸体包括沿左右方向依次设置的左端阻尼段351、中间直线段352和右端阻尼段353，左端阻尼段351、中间直线段352和右端阻尼段353依次顶压接触配合，并通过对应的两个堵头将左端阻尼段351、中间直线段352和右端阻尼段353挡止定位的装配在外缸体37中。

内缸体35中沿左右方向往复的移动装配有活塞33，活塞33上设有沿左右方向延伸并向外缸体外延伸的外部连接杆30，外部连接杆30用于通过过渡连接盘5与待试验的操动机构6的输出部传动连接。

活塞33与内缸体间隙配合以形成通流间隙，该通流间隙包括中间直线段与活塞33形成的在活塞移动过程中间隙大小不变的稳定间隙，以及两端的阻尼段与活塞33形成的在活塞移动过程中沿着朝着远离中间直线段352的方向逐渐变小的变径间隙，实际上，两端的阻尼段分别具有朝着远离中间直线段352的方向径向尺寸逐渐变小的锥形内孔结构，这样，当活塞33移动至左端阻尼段中时，由活塞与左端阻尼段的锥形内孔所形成的通流间隙随着活塞的持续向左移动，通流间隙会逐渐减小，进而使得由内缸体中的液压油施加在活塞上的迫使活塞减速的阻尼作用力逐渐变小，当活塞移动至右端阻尼段中时，随着通流间隙的逐渐减小，使得内缸体中的液压油施加在活塞上以迫使活塞减速的阻尼作用力逐渐减小。

另外，本实施例中，内缸体的中间直线段352的外周面上设有环形凹槽，环形凹槽与外缸体37形成过流间隙36，过流间隙36通过中间直线段352上设有的通流孔39与内缸体35的内腔连通。通流孔39为径向通流孔，径向通流孔沿左右方向布置有三排，每排的径向通流孔沿内缸体周向均布有多个。最外侧的两排径向通流孔间距较大以用于在活塞移动到位时对应与内缸体的布置在活塞左右两侧的内腔连通。

而且，在外缸体37的上部外置有储油杯4，储油杯4位于内缸体35的上方，储油杯具有储油腔40，储油腔40位于内缸体的上方并与过流间隙36连通。

实际上，活塞33通过外部连接杆30与待试验的操动机构的输出部传动连接，当操动机构实现合闸操作时，外部连接杆30带着活塞向左移动，当操动机构实现分闸操作时，外部连接杆30带着活塞向右移动，由于操作机构合闸时的操作功较小，分闸时操作功较大，故使活塞的朝右的右侧受力面大于朝左的左侧受力面。

另外，在活塞33左侧还连接有延伸至外缸体外部的外部检测杆38，使用时，可以在外部检测杆38上设置相应检测装置，以用于检测操动机构的分合闸速度和时间。为了保护外部检测杆38，在上支撑座2上还固设有套装在外部检测杆38上的保护衬管8。

并且，在外缸体37上还设有与过流间隙36连通的过油孔371，该过油孔371上通常设置堵头，在需要排油孔可将过油孔371打开。

本实施例中，由于油杯的存在，可将缓冲器内部充满液压油，油位可在油杯标线位置400，当活塞向左运动，活塞向左推动液压油，液压油通过内缸体的通流孔流入到过流间隙中，过流间隙中的液压油流入油杯中，油杯油位上升，在活塞移动向左越过通流孔后，过流间隙中的液压油流入活塞的右侧，油杯油位下降。

本实施例中，油杯中不会预先充满油，在活塞往复移动过程中，一部分油进入到油杯中，根据油杯设计的容量，可调节活塞动作时的阻力，达到模拟断路器负荷的目的。

使用时，当操作机构合闸时，活塞33向左移动，活塞向左推动液压油，液压油通过内缸体35上的径向通流孔流入过流间隙36和储存油杯4中，由于活塞33与内缸体之间留有通流间隙，通过该通流间隙以及对应的径向通流孔，液压油流入内缸体的处于活塞右侧的腔体中。当操动机构进行分闸操作时，活塞朝向右侧移动，而液压油则向左流动。

由于内缸体具有中间直线段，当活塞在中间直线段处移动时，活塞受到的反向阻力并不发生变化，实现负载模拟。直至移动至相应端部的阻尼段中时，由于通流间隙的逐渐减小，进而使得液压油施加在活塞上的迫使活塞减速的阻尼作用力逐渐变小，实现阻尼缓冲。

本实施例中，阻尼段具有锥形内孔结构，在其他实施例中，阻尼段的内孔也可以为具有阶梯面朝向中间直线段的连接阶梯结构。

本实施例中，在内外缸体之间设置有过流间隙，在其他实施例中，也可以省去过流间隙及储存油杯，仅依靠活塞与内缸体之间的通流间隙实现液压油在活塞左右两侧的腔体之间的流通。

上述实施例中的负荷模拟装置用于对液压操动机构进行负荷模拟试验，当然，也可根据实际需要对弹簧操动机构进行负荷模拟试验。

实际上，上述负荷模拟装置实施例中的缓冲器也可应用在授权公告号为CN202735482U的中国实用新型专利中模拟负载装置上来实现操动机构的负荷模拟。

本发明还提供一种液压缓冲器，该液压缓冲器的结构与上述操动机构用负荷模拟装置中的缓冲器的结构相同，在此不再赘述。

Claims (7)

1.液压缓冲器，包括沿左右方向延伸的缸体，缸体中沿左右方向往复地移动装配有活塞，活塞上设有向缸体外延伸的外部连接杆，其特征在于：活塞与所述缸体间隙配合以形成通流间隙，所述缸体具有沿左右方向的中间直线段和两端的阻尼段，所述通流间隙包括中间直线段与活塞形成的在活塞移动过程中间隙大小不变的等径间隙，以及两端的阻尼段与活塞形成的在活塞移动过程中沿着朝着远离中间直线段的方向逐渐变小的变径间隙，所述缸体为内缸体，内缸体外套装有外缸体，内、外缸体之间设有通过内缸体上设有的通流孔与内缸体的内腔连通的过流间隙，所述外缸体上设有与过流间隙连通的储油腔，储油腔位于所述内缸体上方，所述外缸体的上部外置有储油杯，储油杯位于所述内缸体上方，所述储油腔布置在所述储油杯中，通流孔为开设在内缸体上的径向通流孔，当活塞向左运动，活塞向左推动液压油，液压油通过内缸体的通流孔流入到过流间隙中，过流间隙中的液压油流入储油杯中，储油杯油位上升，在活塞移动向左越过通流孔后，过流间隙中的液压油流入活塞的右侧，储油杯油位下降。

2.根据权利要求1所述的液压缓冲器，其特征在于：所述两端的阻尼段分别具有朝着远离所述中间直线段的方向径向尺寸逐渐变小的锥形内孔结构。

3.根据权利要求1所述的液压缓冲器，其特征在于：所述两端的阻尼段为左端阻尼段和右端阻尼段，所述内缸体由沿左右方向依次顶压配合的所述左端阻尼段、所述中间直线段和所述右端阻尼段构成，所述外缸体的左右两端分别安装有与对应的端部阻尼段顶压配合的堵头，所述外部连接杆对应穿过相应侧的堵头。

4.根据权利要求1或2所述的液压缓冲器，其特征在于：所述活塞具有朝左的左侧受力面和朝右的右侧受力面，两侧受力面中的其中一侧受力面的面积大于另一侧受力面的面积。

5.一种操动机构用负荷模拟装置，包括框架，框架上设有用于固定安放待试验的操动机构的安装座，其特征在于：框架上还设有用于向操动机构的输出部提供模拟负载的液压缓冲器，液压缓冲器包括沿左右方向延伸的缸体，缸体中沿左右方向往复地移动装配有活塞，活塞上设有向缸体外延伸以在使用时用于与待试验操动机构的输出部传动连接的外部连接杆，活塞与所述缸体间隙配合以形成通流间隙，所述缸体具有沿左右方向的中间直线段和两端的阻尼段，所述通流间隙包括中间直线段与活塞形成的在活塞移动过程中间隙大小不变的等径间隙，以及两端的阻尼段与活塞形成的在活塞移动过程中沿着朝着远离中间直线段的方向逐渐变小的变径间隙，所述缸体为内缸体，内缸体外套装有外缸体，内、外缸体之间设有通过内缸体上设有的通流孔与内缸体的内腔连通的过流间隙，所述外缸体上设有与过流间隙连通的储油腔，储油腔位于所述内缸体上方，所述外缸体的上部外置有储油杯，储油杯位于所述内缸体上方，所述储油腔布置在所述储油杯中，通流孔为开设在内缸体上的径向通流孔，当活塞向左运动，活塞向左推动液压油，液压油通过内缸体的通流孔流入到过流间隙中，过流间隙中的液压油流入储油杯中，储油杯油位上升，在活塞移动向左越过通流孔后，过流间隙中的液压油流入活塞的右侧，储油杯油位下降。

6.根据权利要求5所述的操动机构用负荷模拟装置，其特征在于：所述两端的阻尼段分别具有朝着远离所述中间直线段的方向径向尺寸逐渐变小的锥形内孔结构。

7.根据权利要求5或6所述的操动机构用负荷模拟装置，其特征在于：所述活塞具有朝左的左侧受力面和朝右的右侧受力面，两侧受力面中的其中一侧受力面的面积大于另一侧受力面的面积。