CN106971871B - 一种弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧操动机构，包括机构框架，机构框架上转动装配有沿左右方向延伸的输出主轴，所述机构框架上固设有沿左右方向间隔布置的第一安装架和第二安装架，第一安装架上设有用于储能从而为所述输出主轴提供合闸驱动力的储能单元、用于控制合闸操作的合闸脱扣单元，第二安装架上设有用于控制分闸操作的分闸脱扣单元。相比于现有技术中将储能单元、分闸脱扣单元及分闸脱扣单元均设置在同一安装架上的结构来讲，本发明所提供的安装方式可有效简化第一安装架的整体结构，可有效降低对安装架的要求，也方便安装及维护整修。

Description

一种弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及一种弹簧操动机构。

背景技术

为实现电能的生产、传输和分配，除了发电机、变压器和输电线外，还需要有各种形式的开关电器来关合和开断电路，其中，常用到一种既能开断负载电流又能开断高达数百千安短路电流的开关电器即断路器。为实现开断和关合，断路器通常具有下述三个组成部分：（1）开断部分，包括导电和触头系统以及灭弧室；（2）操动和传动部分（3）绝缘部分。其中，操动机构向开断部分提供分闸、合闸驱动力，以满足断路器的正常分合闸操作。

目前，操动机构按照提供操动能源能量的性质分为手动弹簧操动机构、直流电磁操动机构、弹簧操动机构、液压弹簧操动机构及气动操动机构，其中，弹簧操动机构以其结构简单、机械动作可靠等特点，得以广泛应用。如授权公告号为CN203300540U的中国实用新型专利中公开的用于断路器的弹簧操作机构，包括机构支撑单元，机构支撑单元包括左右侧板及连接在左右侧板之间的支撑杆，机构支撑单元上设有储能单元，储能单元包括安装在相应侧板上的储能电机，储能电机通过储能传动组件驱动转动装配在两侧板上的凸轮轴转动，凸轮轴上设有储能拐臂，储能拐臂上连接有合闸弹簧，在机构支撑单元上还设有分合闸脱扣单元，分合闸脱扣单元包括合闸挚子轴、分闸挚子轴、合闸半轴和分闸半轴，这些轴类部件的两端通过轴承支撑固定在两侧板上，并装有相应的复位簧。在分闸挚子轴上安装有分闸扣板，分闸口板配置有限位销进行限位，在分闸扣板上通过销轴安装有分闸挚子，分闸扣板和分闸挚子上分别设有复位簧，在合闸挚子轴上安装有合闸挚子，并在相应侧板的内侧安装有分闸电磁铁和合闸电磁铁，使用时，在储能完成时，通过合闸挚子与凸轮轴即储能轴的凸轮上的合闸滚轮顶压配合实现储能保持，在合闸电磁铁动作后，合闸挚子转动以与合闸滚轮脱离，凸轮轴转动以驱动主轴转动进而实现合闸操作，合闸完成时，由分闸扣板上的分闸挚子与主轴的相应凸轮上设有的合闸保持滚轮抵靠配合以实现合闸保持限位，在需要进行分闸操作时，利用分闸电磁铁控制分闸扣板转动，分闸扣板带着分闸挚子与合闸保持滚轮脱离，然后即可进行分闸操作。

实际上，现有弹簧操动机构的结构与上述操动机构的结构基本相同，将储能单元、分合闸脱扣单元均设置在两侧板上，导致内侧结构较为复杂，安装、维护均较为繁琐，对两侧板结构及强度也相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹簧操动机构，以解决现有技术中将储能单元、分合闸脱扣单元均设置在相同侧板组件上时导致整体结构复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的弹簧操动机构的技术方案是：一种弹簧操动机构，包括机构框架，机构框架上转动装配有沿左右方向延伸的输出主轴，所述机构框架上固设有沿左右方向间隔布置的第一安装架和第二安装架，第一安装架上设有用于储能从而为所述输出主轴提供合闸驱动力的储能单元、用于控制合闸操作的合闸脱扣单元，第二安装架上设有用于控制分闸操作的分闸脱扣单元。

所述第一安装架包括沿左右方向间隔布置的两个第一侧板及连接在两个第一侧板之间的第一支撑杆，两个第一侧板与所述机构框架固定连接，所述储能单元包括转动装配在两第一侧板上的储能轴，储能轴通过储能拐臂连接有合闸弹簧，储能轴由安装在两第一侧板上的储能驱动组件通过储能传动机构驱动转动以实现弹簧储能，所述合闸脱扣单元包括通过合闸挚子轴转动装配在两第一侧板上的合闸挚子，合闸挚子在其转动行程上具有用于与储能轴的合闸凸轮上的合闸滚轮抵靠配合的储能保持位，合闸脱扣单元还包括用于驱动合闸挚子转动以离开所述储能保持位的合闸驱动组件。

所述合闸驱动组件包括手动合闸推杆和合闸电磁铁，手动合闸推杆和合闸电磁铁对应布置在所述两第一侧板的其中一个侧板的内外两侧，所述合闸挚子上设有用于供合闸电磁铁顶推以驱动合闸挚子转动离开储能保持位的电动合闸件，合闸挚子上还分体的固设有用于供手动合闸推杆顶推以驱动合闸挚子转动离开储能保持位的手动合闸件。

所述手动合闸件为手动合闸顶板，手动合闸顶板包括与所述合闸挚子固定连接的连接板段和用于供所述手动合闸推杆顶推的顶推板段。

所述顶推板段一体地弯折过渡连接在所述连接板段上。

所述第二安装架包括沿左右方向间隔布置的两个第二侧板，所述分闸脱扣单元包括通过销轴转动装配在两第二侧板之间的分闸扣板，分闸扣板上转动装配有分闸挚子，分闸挚子用于与所述输出主轴的分闸凸轮上的合闸保持滚轮抵靠顶压配合以将输出主轴保持在合闸位。

所述分闸扣板的相应端具有间隔布置的两安装板，所述分闸挚子通过安装销轴转动装配在所述两安装板上，所述安装销轴上设有分闸挚子复位扭簧，分闸挚子复位扭簧的一端抵靠在所述分闸扣板上的第一挡销上、另一端抵靠在所述分闸挚子上设有的第二挡销上。

所述第一挡销上设有用于容纳分闸挚子复位扭簧相应端的容纳环槽。

本发明的有益效果是：本发明所提供的弹簧操动机构中，在第一安装架上设置储能单元及合闸脱扣单元，在第二安装架上设置分闸脱扣单元，这样可有效简化第一安装架的整体结构，可有效降低对安装架的要求，也方便安装及维护整修。

附图说明

图1为本发明所提供的弹簧操动机构的一种实施例的结构示意图；

图2为图1中第一安装架、第二安装架及输出主轴局部装配示意图；

图3为图1中储能合闸脱扣单元的结构示意图；

图4为图3所示储能合闸脱扣单元的右侧立体示意图；

图5为图3所示储能合闸脱扣单元的后视立体示意图。

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。

本发明所提供的弹簧操动机构的具体实施例，如图1至图5所示，该实施例中的弹簧操动机构包括机构框架300，机构框架包括底座，两侧支撑板、顶板及侧板，机构框架还包括对应设置于底座上的相应支架，机构框架300的支架上转动装配有沿左右方向延伸的输出主轴20，机构框架300的底座上还固设有沿左右方向间隔布置的第一安装架100和第二安装架200，第一安装架100包括沿左右方向间隔布置的两个第一侧板及连接在两个第一侧板之间的第一支撑杆，两个第一侧板为第一左安装板1和第一右安装板2，两第一侧板与机构框架固定连接，在第一安装架100上设有用于储能从而为输出主轴20提供合闸驱动力的储能单元及用于控制合闸操作的合闸脱扣单元，对应的，在第二安装架200上设置有用于控制分闸操作的分闸脱扣单元。

上述的储能单元包括转动装配在两第一侧板上的储能轴5，储能轴5通过储能拐臂6连接有合闸弹簧7，合闸弹簧7的一端通过下挂板32与储能拐臂6连接、另一端则通过上挂板31、固定弯板30与机构框架连接，在两第一侧板之间还设有作为储能驱动组件的储能电机9，储能电机9通过储能传动机构驱动储能轴转动以实现弹簧储能，此处的储能传动机构具体为齿轮传动机构，在进行合闸储能时，由储能电机9通过齿轮传动机构驱动储能轴5转动，储能轴5通过储能拐臂6带动合闸弹簧7拉伸以实现储能操作。当储能轴5带着储能拐臂6转动至死点位置时，即合闸弹簧7弹性变形至最大值时，储能完成。

本实施例中，利用合闸脱扣单元中的合闸挚子4将储能轴5保持在储能位置，实际上，在储能轴5上于两第一侧板之间设有合闸凸轮11，在合闸凸轮11的远离储能轴5的自由端设有合闸滚轮12，合闸脱扣单元设置在两第一侧板上，合闸脱扣单元包括通过合闸挚子轴8转动装配在两第一侧板上的合闸挚子4，此处的合闸挚子4呈L型，包括驱动臂和抵靠臂，抵靠臂具有用于与合闸滚轮抵靠顶压配合的抵靠端，合闸挚子4在其转动行程上具有与合闸滚轮12抵靠配合的储能保持位，合闸挚子4上连接有用于向合闸挚子施加迫使其向储能保持位转动的复位弹簧，该复位弹簧具体为扭簧13。实际上，合闸脱扣单元还包括用于对应驱动合闸挚子转动以离开储能保持位的合闸驱动组件，合闸驱动组件具体包括手动合闸推杆3和合闸电磁铁8，合闸挚子上设有供合闸电磁铁顶推以驱动合闸挚子转动离开储能保持位的电动合闸件，在合闸挚子上还分体的固设有用于供手动合闸推杆顶推以驱动合闸挚子转动离开储能保持位的手动合闸件，以方便操作人员通过手动。电动的方式驱使合闸挚子转动离开储能保持位，消除对储能轴的限制，储能轴在合闸弹簧7的作用下转动以驱使动力输出轴转动，进而实现相应的合闸操作。

本实施例中，合闸挚子的驱动臂上设有的电动合闸件具体为沿左右方向延伸至第一右安装板2外侧的电动合闸轴14，实际上，在第一右安装板2的外侧对应设有合闸电磁铁8，在合闸电磁铁8得电后，合闸电磁铁8的推杆向外伸出以顶推电动合闸轴14带着合闸挚子克服扭簧作用力转动，进而远离储能保持位。

而合闸挚子的驱动臂上设有的手动合闸件具体为分体固设在驱动臂上的手动合闸顶板，在两安装板之间，具体的，在第一右安装板2的内侧通过支撑架移动装配有手动合闸推杆3，手动合闸推杆3可顶推手动合闸顶板带着合闸挚子转动离开储能保持位，并且，在手动合闸推杆上设有向手动合闸推杆施加反向迫使手动合闸推杆远离所述手动合闸件的作用力的回位弹簧10。

具体的，手动合闸顶板包括与合闸挚子固定连接的连接板段和用于供手动合闸推杆3顶推的顶推板段92，实际上，此处的顶推板段92弯折过渡连接在连接板段上，两者为一体结构。

由于手动合闸部分主要用于应急及测试等使用，使用次数相对较少，而电动合闸部分则使用相对较多，所以，将手动合闸顶板与合闸挚子分体设置，且将电动合闸轴设置在合闸挚子上，这样一来，手动合闸顶板即可采用与合闸挚子强度不同的材质，在满足正常使用的情况下，合理降低设计制造成本。在本实施例中，合闸挚子具体为板材结构，对应的，手动合闸顶板的厚度小于合闸挚子的厚度。

本实施例中，第二安装架包括沿左右方向间隔布置的两个第二侧板21，两第二侧板21固定安装在机构框架上，分闸脱扣单元则包括通过销轴转动装配在两第二侧板之间的分闸扣板22，分闸扣板22上转动装配有分闸挚子26，对应该分闸挚子26，输出主轴20上的分闸凸轮上设有相应的合闸保持滚轮27，上述分闸挚子26用于与合闸保持滚轮27抵靠顶压配合以将输出主轴20保持在分闸位。具体来说，分闸扣板22的用于安装分闸挚子的相应端具有间隔布置的两安装板，形成叉行结构，分闸挚子26具体通过安装销轴转动装配在两安装板上，在安装销轴上设有分闸挚子复位扭簧24，分闸挚子复位扭簧24的一端抵靠在分闸扣板的第一挡销上、另一端抵靠在分闸挚子上设有的第二挡销25上，为避免脱出，在第一挡销上设有用于容纳分闸挚子复位扭簧相应端的容纳环槽。

本实施例所提供的弹簧操动机构工作过程如下：

（1）储能

储能电机9通过齿轮传动机构驱动储能轴5转动，驱动储能拐臂6带着合闸弹簧7弹性变形至死点位置，合闸凸轮11上的合闸滚轮12刚好由合闸挚子4抵靠挡止限位，使整个弹簧操动机构处于储能保持状态。

（2）合闸

当需要合闸时，可通过电动合闸或手动合闸的方式，顶推合闸挚子4克服复位弹簧的作用下转动离开储能保持位，合闸弹簧7释放以驱动储能轴快速转动，储能轴5的合闸凸轮上的合闸滚轮12在滑过合闸挚子4后，快速撞击输出主轴20上的合闸拐臂28，驱动输出主轴20向合闸位置转动，当合闸保持滚轮27越过分闸挚子26，并与分闸挚子26形成抵靠配合后，合闸动作完成。

并且，利用分闸挚子26与合闸保持滚轮27的抵靠形成对输出主轴的合闸限位，使输出主轴保持在合闸位。

（3）分闸

当需要进行分闸操作时，首先使分闸扣板22带着分闸挚子26转动以脱离合闸保持滚轮27，输出主轴20在分闸弹簧的作用下向分闸位置转动，以完成分闸动作。

本实施例所提供的弹簧操动机构中，在第一安装架上设置储能单元及合闸脱扣单元，在第二安装架上设置分闸脱扣单元，这样可有效简化第一安装架的整体结构，可有效降低对安装架的要求，也方便安装及维护整修。

本实施例中，利用储能电机实现电动储能。在其他实施例中，也可利用人工驱动储能轴转动以实现储能。

本实施例中，弹簧操动机构中，两安装架分别包括两个侧板。在其他实施例中，第二安装架也可采用其他的结构如框架形式，只要方便安装相应的分闸扣板及分闸挚子即可。

本实施例中，手动合闸件具体选用手动合闸顶板。在其他实施例中，手动合闸件也可采用其他结构如手动合闸轴等结构。

本实施例中，手动合闸顶板的顶推板段与连接板段一体地弯折过渡连接，可直接冲压成型，制作方便。在其他实施例中，也可根据实际情况单独焊接成型。

Claims (5)

1.一种弹簧操动机构，包括机构框架，机构框架上转动装配有沿左右方向延伸的输出主轴，其特征在于：所述机构框架上固设有沿左右方向间隔布置的第一安装架和第二安装架，第一安装架上设有用于储能从而为所述输出主轴提供合闸驱动力的储能单元、用于控制合闸操作的合闸脱扣单元，第二安装架上设有用于控制分闸操作的分闸脱扣单元；所述第一安装架包括沿左右方向间隔布置的两个第一侧板及连接在两个第一侧板之间的第一支撑杆，两个第一侧板与所述机构框架固定连接，所述储能单元包括转动装配在两第一侧板上的储能轴，储能轴通过储能拐臂连接有合闸弹簧，储能轴由安装在两第一侧板上的储能驱动组件通过储能传动机构驱动转动以实现弹簧储能，所述合闸脱扣单元包括通过合闸挚子轴转动装配在两第一侧板上的合闸挚子，挚子本体呈L型，包括驱动臂和抵靠臂，合闸挚子在其转动行程上具有用于与储能轴的合闸凸轮上的合闸滚轮抵靠配合的储能保持位，合闸脱扣单元还包括用于驱动合闸挚子转动以离开所述储能保持位的合闸驱动组件；所述合闸驱动组件包括手动合闸推杆和合闸电磁铁，手动合闸推杆和合闸电磁铁对应布置在所述两第一侧板的其中一个侧板的内外两侧，所述合闸挚子上设有用于供合闸电磁铁顶推以驱动合闸挚子转动离开储能保持位的电动合闸件，合闸挚子上还分体的固设有用于供手动合闸推杆顶推以驱动合闸挚子转动离开储能保持位的手动合闸件；所述手动合闸件为手动合闸顶板，手动合闸顶板包括与所述合闸挚子固定连接的连接板段和用于供所述手动合闸推杆顶推的顶推板段，两个第一侧板为第一左安装板和第一右安装板，合闸挚子的驱动臂上设有的电动合闸件具体为沿左右方向延伸至第一右安装板外侧的电动合闸轴；所述手动合闸顶板位于挚子本体的驱动臂的顶部，所述电动合闸轴位于挚子本体的驱动臂上的手动合闸顶板的下方，所述手动合闸推杆的位置高于合闸电磁铁。

2.根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述顶推板段一体地弯折过渡连接在所述连接板段上。

3.根据权利要求1至2中任意一项所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述第二安装架包括沿左右方向间隔布置的两个第二侧板，所述分闸脱扣单元包括通过销轴转动装配在两第二侧板之间的分闸扣板，分闸扣板上转动装配有分闸挚子，分闸挚子用于与所述输出主轴的分闸凸轮上的合闸保持滚轮抵靠顶压配合以将输出主轴保持在合闸位。

4.根据权利要求3所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述分闸扣板的相应端具有间隔布置的两安装板，所述分闸挚子通过安装销轴转动装配在所述两安装板上，所述安装销轴上设有分闸挚子复位扭簧，分闸挚子复位扭簧的一端抵靠在所述分闸扣板上的第一挡销上、另一端抵靠在所述分闸挚子上设有的第二挡销上。

5.根据权利要求4所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述第一挡销上设有用于容纳分闸挚子复位扭簧相应端的容纳环槽。