CN107845518B - 一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，属于断路器技术领域。它解决了现有技术中传动机构内凸轮容易被误操作的问题。本灭弧室快速灭弧传动连锁机构包括壳体、均转动连接在壳体上且平行设置的半轴和凸轮轴，凸轮轴上固连有凸轮，半轴上设有扭簧，扭簧一端定位在壳体上，扭簧另一端定位在半轴上，半轴上设有凸起，凸起位于凸轮的转动路径上，凸轮朝向凸起方向转动并压迫凸起时，扭簧被压缩并提供一个使凸轮朝反方向转动的力以限制凸轮继续朝向凸起方向转动。本灭弧室快速灭弧传动连锁机构稳定性好，能有效避免对凸轮的误操作，使灭弧室能够更稳定可靠的灭弧。

Description

一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构

技术领域

本发明属于断路器技术领域，涉及一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构。

背景技术

随着我国城乡电网的建设和改造，高压直接深入负荷中心，形成高压输电-变压器降压-低压配电的格局，负荷开关的实用越来越普遍。负荷开关机构一般用于开断和闭合负荷电流,其工作原理和断路器相似。相对于断路器开关，负荷开关的分合闸操作技术参数偏低，但其对配套的操动机构要求仍然很高。

灭弧室快速灭弧传动联锁机构在负荷开关中用来快速灭弧开断灭弧室，是影响真空隔离负荷开关稳定性的重要部件，该机构固定在真空灭弧室的动端，其作用是决定真空灭弧室的工作参数和驱使真空灭弧室分闸、合闸。现有真空负荷开关的灭弧室快速灭弧传动联锁机构通常包括分闸弹簧、绝缘子、轴承套、轴承套拐臂、小拐臂、连杆和超程弹簧等构成，当隔离刀转动时带动轴承套及轴承套拐臂转动，同时带动连接轴承套拐臂和真空灭弧室动端小拐臂的连杆作前后移动，使真空灭弧室动端相对静端靠近或者远离，从而实现真空灭弧室的合闸或分闸。

如中国专利公开了一种真空隔离负荷开关的灭弧室分、合机构【公告号2671110】，该机构包括一外壳，由隔离刀滚轮合闸推力和分闸推力推动的夹叉，实现灭弧室分、合闸的分闸弹簧和动端导杆，导杆上设有超程簧，所述夹叉与设在外壳开口端的凸轮传动链接，受凸轮旋转顶推作反向转动的扣板，扣板与支撑于外壳的小轴铰接相连，并相扣在作用有扭簧的半轴上；所述动端导杆有互相同轴安装并活动连接的上导杆和下导杆组成，同时又与扣板活动连接，受扣板转动而作上下移动，而扣板末端又抵压在设在同轴安装的上螺杆和下螺杆上的分闸弹簧上。

上述方案虽然能够实现灭弧室的分闸和合闸，在隔离刀转动到位后，此时凸轮不在作用在扣板上，扣板受到分闸弹簧的作用力会发生转动，但是由于扣板和凸轮之间无锁定机构，两者之间不能够形成稳定的配合，当夹叉受力产生误操作时，凸轮会继续一圈一圈的转动，这样还会对扣板进行作用，使扣板绕小轴转动，这样会导致活动连接在扣板的动端导杆重复的伸缩，使灭弧室的灭弧效果产生影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，该灭弧室快速灭弧传动连锁机构所要解决的技术问题是：如何限制凸轮的转动以防止误操作的发生。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，包括壳体、均转动连接在壳体上且平行设置的半轴和凸轮轴，所述凸轮轴上固连有凸轮，所述半轴上设有扭簧，所述扭簧一端定位在壳体上，所述扭簧另一端定位在半轴上，其特征在于，所述半轴上设有凸起，所述凸起位于凸轮的转动路径上，所述凸轮朝向凸起方向转动并压迫所述凸起时，所述扭簧被压缩并提供一个使凸轮朝反方向转动的力以限制凸轮继续朝向凸起方向转动。

本发明的原理如下：在灭弧室分闸状态下，通过正向转动隔离刀，由于隔离刀与凸轮之间通过凸轮轴传动，隔离刀转动带动凸轮朝向半轴方向转动，当隔离刀转动到位后，由于半轴上设置了位于凸轮转动路径上的凸起，在扭簧的作用下，凸轮的转动会受阻，因此凸轮无法继续自由转动，所以隔离刀转动到位后就无法继续转动，从而防止误操作的发生。

在上述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构中，所述灭弧室快速灭弧传动连锁机构还包括抵靠在凸轮的轮面上且和凸轮活动连接的拐臂组件，所述凸轮的轮面上远离凸块的一端开设有限位部一，所述拐臂组件上设有能够与该限位部配合的限位部二，当所述凸轮转动一定角度并抵靠在凸起上时，所述限位部二能够与限位部一配合锁死并与凸起共同对凸轮的转动角度进行限制。通过限位部一和限位部二对凸轮进行二次限位，使凸轮在两个方向上都被限位，从而限制凸轮转动幅度，防止误操作现象的发生。

在上述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构中，所述限位部一为限位缺口，所述限位部二为通过滚子轴设置在拐臂组件下端的行程滚子，所述行程滚子能够绕滚子轴沿着凸轮的轮面转动，当所述凸轮转动并抵靠在凸起上时，所述行程滚子卡入所述限位缺口对凸轮进行限位。通过设置限位缺口，使拐臂组件在凸轮转动至抵靠并压迫凸起处后，拐臂组件的下部的行程滚子能够与限位缺口配合，此时半轴上的凸起、凸轮以及拐臂组件三者相互锁死，从而起到防止误操作的情况发生。

在上述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构中，所述限位部一为底面呈球面的凹槽，所述限位部二为设置在拐臂组件下部的半圆形凸点，所述半圆形凸点能够沿凸轮的轮面滑动，当所述凸轮转动并抵靠在凸起上时，所述半圆形凸点能够嵌入凹槽内对凸轮进行限位。通过设置凹槽，使拐臂组件在凸轮转动至抵靠并压迫凸起处后，拐臂组件的下部的半圆形凸点能够嵌入凹槽内，半轴上的凸起、凸轮以及拐臂组件三者相互锁死，从而起到防止误操作的情况发生。

在上述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构中，所述灭弧室快速灭弧传动连锁机构还包括分闸弹簧、分闸螺杆、分闸滚子和动端导杆组件，所述分闸弹簧套设在分闸螺杆上，所述分闸弹簧两端分别设有弹簧座，其中一个弹簧座抵靠在壳体上，另一个弹簧座抵靠在分闸滚子上，所述动端导杆组件铰接在所述拐臂组件上部与中部之间，所述拐臂组件包括主拐臂和副拐臂，所述主拐臂的上部和副拐臂的上部通过销轴铰接在在分闸滚子上，且所述分闸滚子能够在分闸弹簧作用下沿分闸螺杆轴向往复移动，所述主拐臂的中部和副拐臂的中部均通过拐臂轴铰接在壳体上，所述主拐臂的下部和副拐臂的下部通过滚子轴连接。通过转动隔离刀带动灭弧室快速灭弧传动连锁机构的凸轮转动，凸轮向由抵靠拐臂组件的状态转向朝上方向，此时分闸弹簧的回复力作用在分闸滚子上，使拐臂组件的上部向远离分闸弹簧的方向滑动，由于杠杆原理，拐臂组件的下部向凸轮方向靠拢，同时铰接在拐臂组件的中部偏上位置的动端导杆组件被拐臂组件拉动向灭弧室快速灭弧传动连锁机构内部收缩，从而带动灭弧室内的动端触头和静端触头分离，完成灭弧室的分闸过程；由于采用平行设置的主拐臂和副拐臂构成拐臂组件，不但使拐臂组件的结构强度更高而且在隔离刀转动到预设角度之后，由于凸轮不在作用在拐臂组件上，此时分闸弹簧蓄存的能量爆发，分闸弹簧快速迅猛的推动拐臂组件的上部，使拐臂组件的下部能够靠向凸轮轴方向，在这个过程中，由于分闸弹簧的动作强度较大，因此对拐臂组件转动稳定性有较高要求，而通过平行设置的主拐臂和副拐臂构成的拐臂组件能够满足这种高强度的冲击，转动稳定性好；同时这种结构还方便行程滚子的安装，并且也能有效保证行程滚子的结构强度和运动的稳定性，使行程滚子能够准确的从凸轮外缘滚到限位缺口中并和限位缺口形成配合，锁死拐臂组件和凸轮，设置在拐臂组件上的动端导杆组件在拐臂组件被锁死之后也被锁死，无法再对完成分闸的灭弧室产生影响，从而避免的对灭弧室的误操作。

在上述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构中，所述拐臂组件包括拐臂本体，所述拐臂本体的上部通过销轴活动连接在分闸滚子，所述拐臂本体的中部铰接在所述拐臂轴上，所述拐臂本体的下部的侧壁和所述凸轮的外缘抵靠，所述限位部一为开设在凸轮上的弧形缺口，所述限位部二为设置在拐臂本体下部弧形端面，当所述凸轮转动并压靠在凸起上时所述弧形端面能够嵌入弧形缺口并与弧形缺口形成配合。采用弧形端面和弧形缺口配合的方式，使凸轮和拐臂本体在隔离刀转动到预定角度后形成类似关节头和关节窝配合的方式，能防止拐臂本体下端从凸轮的弧形缺口中脱出，实现凸轮和拐臂之间的锁定，配合简单可靠。

在上述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构中，所述半轴上还设有限位杆，所述限位杆的轴心线与半轴的轴心线垂直，所述壳体的内侧壁上固连有限位柱，所述限位柱与半轴平行且所述限位柱位于限位杆的转动路径上，当所述扭簧作用在半轴上使半轴从被凸轮压靠状态恢复时，所述限位柱能够对限位杆进行限位。通过对限位杆进行限位可以防止半轴在扭簧的作用下转动角度过大，导致半轴的凸起在下个动作周期中无法对凸轮进行限位。

在上述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构中，所述扭簧的一端抵靠在限位柱上，所述扭簧的另一端通过销子固定在半轴上。通过对扭簧的两端分别进行固定，由于限位柱设置在壳体上因此扭簧抵靠在限位柱的一端无法移动，当凸轮压靠在凸起上使半轴转动时，扭簧压缩蓄能并且施加一个反向转动趋势的作用力给半轴，使半轴上的凸起抵制凸轮的压靠，对凸轮的转动进行限位。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过在半轴上设置凸起对凸轮的一个转动方向进行限位，同时咋凸轮上设置限位部一以及在拐臂组件上设置限位部二，通过两者配合实现对凸轮另一个转动方向进行限定，这样在隔离刀转动到位后凸轮转动到预定位置，且凸轮无法自由转动，其转动角度被锁定，不会发生误操作导致凸轮乱转，灭弧室能够稳定的完成分闸；此外由于采用相互平行的主拐臂和副拐臂构成拐臂组件，拐臂组件的结构强度更高，且平衡性更好，能够承受更大的分闸弹簧的冲击力，动力传动稳定可靠，有助于提高分闸效果。

附图说明

图1是实施例一中灭弧室快速灭弧传动连锁机构省去外壳状态的结构示意图。

图2是实施例一中灭弧室快速灭弧传动连锁机构在灭弧室处于合闸状态时的剖视图。

图3是实施例一中灭弧室快速灭弧传动连锁机构在灭弧室处于分闸状态时的剖视图。

图4是图2中的A处放大图。

图5是实施例二中灭弧室快速灭弧传动连锁机构在灭弧室处于分闸状态时的剖视图。

图中，1、壳体；2、分闸弹簧；3、分闸螺杆；4、分闸滚子；5、动端导杆组件；6、拐臂组件；6a、主拐臂；6b、副拐臂；6c、滚子轴；6d、行程滚子；6e、拐臂本体；7、半轴；7a、凸起；7b、限位杆；8、凸轮轴；9、凸轮；9a、限位部一；10、拐臂轴；11、弹簧座；12、扭簧；13、限位柱；14、销轴。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1-图3所示，本灭弧室快速灭弧传动连锁机构包括壳体1、分闸弹簧2、分闸螺杆3、分闸滚子4、动端导杆组件5、拐臂组件6、均转动连接在壳体1上且平行设置的半轴7和凸轮轴8。分闸弹簧2套设在分闸螺杆3上，分闸弹簧2两端分别设有弹簧座11，其中一个弹簧座11抵靠在壳体1上，另一个弹簧座11抵靠在分闸滚子4上。凸轮轴8上固连有凸轮9，拐臂组件6抵靠在凸轮9的轮面上且和凸轮9活动连接。动端导杆组件5铰接在拐臂组件6上部与中部之间，拐臂组件6包括主拐臂6a和副拐臂6b，主拐臂6a的上部和副拐臂6b的上部通过销轴14活动连接在分闸滚子4上，且分闸滚子4能够在分闸弹簧2作用下沿分闸螺杆3轴向往复移动，主拐臂6a的中部和副拐臂6b的中部均通过拐臂轴10铰接在壳体1上，主拐臂6a的下部和副拐臂6b的下部通过滚子轴6c连接。半轴7上设有扭簧12，扭簧12一端定位在壳体1上，扭簧12另一端定位在半轴7上，半轴7上设有凸起7a，凸起7a位于凸轮9的转动路径上，凸轮9朝向凸起7a方向转动并压迫凸起7a时，扭簧12被压缩并提供一个使凸轮9朝反方向转动的力以限制凸轮9继续朝向凸起7a方向转动。

具体来说：凸轮9的轮面上远离凸块的一端开设有限位部一9a，拐臂组件6上设有能够与该限位部配合的限位部二，当凸轮9转动一定角度并抵靠在凸起7a上时，限位部二能够与限位部一9a配合锁死并与凸起7a共同对凸轮9的转动角度进行限制。通过限位部一9a和限位部二对凸轮9进行二次限位，再加上凸起7a对凸轮9的转动限位，使凸轮9在两个方向上都被限位，从而限制凸轮9转动幅度，防止误操作现象的发生。在本实施例中，限位部一9a为限位缺口，限位部二为通过滚子轴6c设置在拐臂组件6下端的行程滚子6d，行程滚子6d能够绕滚子轴6c沿着凸轮9的轮面转动，当凸轮9转动并抵靠在凸起7a上时，行程滚子6d卡入限位缺口对凸轮9进行限位。

如图4所示，半轴7上还设有限位杆7b，限位杆7b的轴心线与半轴7的轴心线垂直，壳体1的内侧壁上固连有限位柱13，限位柱13与半轴7平行且限位柱13位于限位杆7b的转动路径上，当扭簧12作用在半轴7上使半轴7从被凸轮9压靠状态恢复时，限位柱13能够对限位杆7b进行限位。扭簧12的一端抵靠在限位柱13上，扭簧12的另一端通过销子固定在半轴7上。

实施例二：

如图5所示，本实施例中，灭弧室快速灭弧传动连锁机构的结构基本和实施例一相同，不同之处在于：拐臂组件6包括拐臂本体6e，拐臂本体6e的上部通过销轴14活动连接在分闸滚子4上，拐臂本体6e的中部铰接在拐臂轴10上，拐臂本体6e的下部的侧壁和凸轮9的外缘抵靠，凸轮9上的限位缺口为内凹的弧形缺口，拐臂本体6e下部的端面为弧形端面，当隔离刀转动到预设角度时弧形端面能够嵌入弧形缺口并与弧形缺口形成配合。采用弧形端面和弧形缺口配合的方式，使凸轮9和拐臂本体6e在隔离刀转动到预定角度后形成类似关节头和关节窝配合的方式，能防止拐臂本体6e下端从凸轮9的弧形缺口中脱出，实现凸轮9和拐臂之间的锁定，配合简单可靠。

实施例三：

本实施例中，灭弧室快速灭弧传动连锁机构的结构基本和实施例一相同，不同之处在于：限位部一9a为底面呈球面的凹槽，限位部二为设置在拐臂组件6下部的半圆形凸点，半圆形凸点能够沿凸轮9的轮面滑动，当凸轮9转动并抵靠在凸起7a上时，半圆形凸点能够嵌入凹槽内对凸轮9进行限位。通过设置凹槽，使拐臂组件6在凸轮9转动至抵靠并压迫凸起7a处后，拐臂组件6的下部的半圆形凸点能够嵌入凹槽内，半轴7上的凸起7a、凸轮9以及拐臂组件6三者相互锁死，从而起到防止误操作的情况发生。

本发明的原理如下：在灭弧室分闸状态下，通过正向转动隔离刀，由于隔离刀与凸轮9之间通过凸轮轴8传动，隔离刀转动带动凸轮9朝向半轴7方向转动，当隔离刀转动到位后，由于半轴7上设置了位于凸轮9转动路径上的凸起7a，在扭簧12的作用下，当转动到一定角度后半轴7无法继续转动，半轴7上的凸起7a对凸轮9进行限位，此时凸轮9的朝向凸起7a方向的转动会受阻，因此凸轮9无法继续自由转动。同时，凸轮9上的限位部一9a和拐臂组件6上的限位部二能够在此时相互配合锁死，使凸轮9背向凸起7a方向的转动也会受阻，这样凸轮9的两个转动方向均受到限制，凸轮9的转动角度就会固定，所以隔离刀转动到位后就无法轻易的继续转动，从而防止误操作的发生。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，包括壳体(1)、均转动连接在壳体(1)上且平行设置的半轴(7)和凸轮轴(8)，所述凸轮轴(8)上固连有凸轮(9)，所述半轴(7)上设有扭簧(12)，所述扭簧(12)一端定位在壳体(1)上，所述扭簧(12)另一端定位在半轴(7)上，其特征在于，所述半轴(7)上设有凸起(7a)，所述凸起(7a)位于凸轮(9)的转动路径上，所述凸轮(9)朝向凸起(7a)方向转动并压迫所述凸起(7a)时，所述扭簧(12)被压缩并提供一个使凸轮(9)朝反方向转动的力以限制凸轮(9)继续朝向凸起(7a)方向转动，所述灭弧室快速灭弧传动连锁机构还包括抵靠在凸轮(9)的轮面上且和凸轮(9)活动连接的拐臂组件(6)，所述凸轮(9)的轮面上远离凸块的一端开设有限位部一(9a)，所述拐臂组件(6)上设有能够与该限位部配合的限位部二，当所述凸轮(9)转动一定角度并抵靠在凸起(7a)上时，所述限位部二能够与限位部一(9a)配合锁死并与凸起(7a)共同对凸轮(9)的转动角度进行限制。

2.根据权利要求1所述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，其特征在于，所述限位部一(9a)为限位缺口，所述限位部二为通过滚子轴(6c)设置在拐臂组件(6)下端的行程滚子(6d)，所述行程滚子(6d)能够绕滚子轴(6c)沿着凸轮(9)的轮面转动，当所述凸轮(9)转动并抵靠在凸起(7a)上时，所述行程滚子(6d)卡入所述限位缺口对凸轮(9)进行限位。

3.根据权利要求1所述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，其特征在于，所述限位部一(9a)为底面呈球面的凹槽，所述限位部二为设置在拐臂组件(6)下部的半圆形凸点，所述半圆形凸点能够沿凸轮(9)的轮面滑动，当所述凸轮(9)转动并抵靠在凸起(7a)上时，所述半圆形凸点能够嵌入凹槽内对凸轮(9)进行限位。

4.根据权利要求1或2所述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，其特征在于，所述灭弧室快速灭弧传动连锁机构还包括分闸弹簧(2)、分闸螺杆(3)、分闸滚子(4)和动端导杆组件(5)，所述分闸弹簧(2)套设在分闸螺杆(3)上，所述分闸弹簧(2)两端分别设有弹簧座(11)，其中一个弹簧座(11)抵靠在壳体(1)上，另一个弹簧座(11)抵靠在分闸滚子(4)上，所述动端导杆组件(5)铰接在所述拐臂组件(6)上部与中部之间，所述拐臂组件(6)包括主拐臂(6a)和副拐臂(6b)，所述主拐臂(6a)的上部和副拐臂(6b)的上部均通过销轴(14)活动连接在在分闸滚子(4)上，且所述分闸滚子(4)能够在分闸弹簧(2)作用下沿分闸螺杆(3)轴向往复移动，所述主拐臂(6a)的中部和副拐臂(6b)的中部均通过拐臂轴(10)铰接在壳体(1)上，所述主拐臂(6a)的下部和副拐臂(6b)的下部通过滚子轴(6c)连接。

5.根据权利要求4所述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，其特征在于，所述拐臂组件(6)包括拐臂本体(6e)，所述拐臂本体(6e)的上部通过销轴(14)活动连接在分闸滚子(4)，所述拐臂本体(6e)的中部铰接在所述拐臂轴(10)上，所述拐臂本体(6e)的下部的侧壁和所述凸轮(9)的外缘抵靠，所述限位部一(9a)为开设在凸轮(9)上的弧形缺口，所述限位部二为设置在拐臂本体(6e)下部弧形端面，当所述凸轮(9)转动并压靠在凸起(7a)上时所述弧形端面能够嵌入弧形缺口并与弧形缺口形成配合。

6.根据权利要求1所述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，其特征在于，所述半轴(7)上还设有限位杆(7b)，所述限位杆(7b)的轴心线与半轴(7)的轴心线垂直，所述壳体(1)的内侧壁上固连有限位柱(13)，所述限位柱(13)与半轴(7)平行且所述限位柱(13)位于限位杆(7b)的转动路径上，当所述扭簧(12)作用在半轴(7)上使半轴(7)从被凸轮(9)压靠状态恢复时，所述限位柱(13)能够对限位杆(7b)进行限位。

7.根据权利要求6所述的一种灭弧室快速灭弧传动连锁机构，其特征在于，所述扭簧(12)的一端抵靠在限位柱(13)上，所述扭簧(12)的另一端通过销子固定在半轴(7)上。

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