CN107968017A - 一种用于断路器的弹簧操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路器用弹簧操作机构，其包括机构支撑单元，所述弹簧操作机构通过所述机构支撑单元附接至断路器；还包括储能单元，其包括储能传动组件和储能弹簧组件，其中，所述储能传动组件的一端连接至储能电机，另一端连接至储能弹簧组件，所述储能弹簧组件的一端连接至弹簧操作机构的机构支撑单元，另一端连接至所述储能传动组件；还包括分合闸单元，用于触发分合闸单元的合闸传动；所述储能单元和分合闸单元安装在所述弹簧操作机构的机构支撑单元上，所述分闸推板和合闸推板设置为共轴设置。该机构便于装配生产，安全可靠，通用性强，提高了整个机构运行的可靠性和整体使用寿命，降低了断路器的使用成本。

Description

一种用于断路器的弹簧操作机构

技术领域

本发明属于电气技术领域，涉及断路器，具体涉及一种用于断路器的弹簧操作机构。

背景技术

随着真空断路器的技术水平的不断提高和制造工艺的不断完善，高压真空断路器向着集成化、标准化和小型化方向发展。单就断路器的操作机构而言，传统的一体式弹簧机构零件多、制造和装配复杂，断路器调试和维修均不便，这不利于今后的工业化批量组织生产。因此，急需要设计一种缺省零件，使零部件少、装配制造简单、安全可靠、维修方便，更有利于工业化批量生产的操作机构。

发明内容

本发明在于是提供一种断路器用弹簧操作机构，该机构结构精巧，节省零部件，便于装配、调试和维修，安全可靠，通用性强，较好地满足机构集成化、标准化、生产系列化的设计要求。具体的技术方案如下。

一种用于断路器的弹簧操作机构，其特征在于，其包括：

机构支撑单元，所述弹簧操作机构通过所述机构支撑单元附接至断路器；所述机构支撑单元，包括机构左侧板、机构右侧板和连接所述机构左侧板和机构右侧板的支撑杆。

还包括储能单元，所述储能单元包括储能传动组件和储能弹簧组件，其中，所述储能传动组件的一端连接至储能电机，另一端连接至储能弹簧组件，用于为储能弹簧组件储能，所述储能弹簧组件的一端连接至机构支撑单元，另一端连接至所述储能传动组件；

还包括分合闸单元，所述分合闸单元包括合闸推板和分闸推板，所述合闸推板用于触发分合闸单元的合闸传动；所述分闸推板用于触发分合闸单元的分闸传动，并且所述储能弹簧组件在储能完毕后，为所述合闸传动提供动力；其中，所述储能单元和分合闸单元安装在所述弹簧操作机构的机构支撑单元上，所述分闸推板和合闸推板设置为共轴设置。

进一步的，所述分合闸单元，还包括分闸半轴，所述分闸半轴的两端分别支撑在所述机构左侧板和机构右侧板上；所述分闸推板和合闸推板均安装在分闸半轴上，位置分别与弹簧操作机构的分闸电磁铁和合闸电磁铁的位置对应；所述分合闸单元还包括分闸扣板，其安装在所述凸轮轴上，所述分闸扣板的远端直接扣接在所述分闸半轴上；所述分合闸单元还包括分闸挚子，所述分闸挚子通过轴销安装在所述分闸扣板上，用于实现合闸保持功能。

进一步的，所述储能传动组件，包括大齿轮、一级齿轮以及连接在大齿轮与一级齿轮之间的齿轮轴；所述一级齿轮安装在所述齿轮轴上；所述大齿轮安装在弹簧操作机构的凸轮轴上，其中，所述凸轮轴安装在所述机构支撑单元的所述机构左侧板和机构右侧板之间。

进一步的，所述储能传动组件还包括储能拐臂，所述储能拐臂与所述大齿轮共轴。

进一步的，所述储能弹簧组件还包括合闸簧，所述合闸簧的一端通过一合闸簧挂板连接至机构支撑单元，所述合闸簧的另一端通过另一合闸簧挂板连接至所述储能拐臂。

进一步的，所述分闸扣板在垂直于凸轮轴的轴线的平面中呈U形形状，其具有中心的开口与两个分叉结构，所述分闸扣板与所述分闸半轴的扣接通过分闸扣板的两个分叉结构与分闸半轴的接触来实现。

进一步的，所述分合闸单元还包括合闸挚子，其安装在所述弹簧操作机构的合闸挚子轴上，所述合闸挚子轴的两端分别支撑在所述机构左侧板和机构右侧板上，所述合闸挚子的一端面与所述合闸推板配合，所述合闸挚子的另一端面与安装在凸轮轴上的凸轮装配模块的凸轮上的滚轮配合，实现储能保持功能。

进一步的，所述储能传动组件还包括储能电机，所述储能电机安装在机构支撑单元的左侧板上，所述储能电机内部自带手动储能单元，从而通过手动储能单元的情况下，带动电机和一级齿轮的转动。

进一步的，所述弹簧操作机构还包括机械联锁单元，所述机械联锁单元固定在所述机构右侧板上，所述机械联锁单元实现了在所述弹簧操作机构合闸后不能再合闸的功能。

进一步的，所述机械联锁单元包括联锁板、轴销和复位簧；连锁板通过轴销与机构右侧板相连接，并且在轴销和连锁板之间装有复位簧；所述联锁板与合闸挚子相配合，在合闸操作完成时，储能拐臂推动机械联锁单元的推杆上移，实现机构合闸后不能再合闸的功能。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于，本发明将整个弹簧操作机构模块化，节省零件，结构布局更合理，并可以实现小型化大批量生产。本发明通过重新设计凸轮的传动，获得优异的分、合闸特性，通过多个构件和转动轴的合并，减少了整个弹簧操作机构的构件数量，从而使得整个弹簧操作机构的结构更加紧凑，便于装配、调试和维修。另外，由于减少了传动机构的部件数量，降低了机构配合的复杂性，显著提高了整个机构运行的可靠性和整体使用寿命，同时也显著降低了断路器的使用成本。

附图说明

图1是本发明的弹簧操作机构的整体示意图。

图2是本发明的弹簧操作机构的合闸推板与合闸挚子的结构示意图。

图3是本发明的弹簧操作机构的分闸扣板与分闸半轴的结构示意图。

图4是本发明的弹簧操作机构的弹簧储能结构示意图。

图中，1--机构左侧板、2--支撑杆、3--微动开关、4--储能指示牌、6--一级齿轮、7--储能电机、8--挂簧轴、9--合闸簧、10--分闸半轴、11-分合指示牌、12--储能拐臂、13--机构右侧板、14--大齿轮、15--齿轮轴、16--合闸推板、17--合闸挚子、18--合闸挚子轴、19--机械联锁单元、20--滚轮、21--凸轮装配模块、22--分闸推板、21--凸轮装配模块、23--分闸扣板、24--分闸挚子、25--凸轮轴、26--合闸簧挂板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步进行详细说明。

图1为本发明的弹簧操作机构的整体示意图，该弹簧操作机构包括机构支撑单元、储能单元、分合闸单元。

如图1所示，机构支撑单元包括机构左侧板1、机构右侧板13以及连接机构左、右侧板的支撑杆2。所述支撑杆2可以通过例如螺钉紧固或者其他适合的方式连接安装至机构左侧板1和机构右侧板13。

如图2～3所示，进一步详细介绍分合闸单元。

所述分合闸单元，包括合闸挚子轴18和分闸半轴10，合闸挚子轴18的两端和分闸半轴10的两端分别通过轴承支撑固定在所述机构左侧板1和机构右侧板13上，并装有复位簧。

所述分合闸单元，还包括分闸推板22和合闸推板16，所述分闸推板22和合闸推板16共轴，并且均安装在所述分闸半轴10上。所述分闸推板22和合闸推板16分别与分闸电磁铁和合闸电磁铁的位置对应。

所述分合闸单元，还包括凸轮装配模块21以及链轮棘爪装配模块。所述凸轮装配模块21安装为围绕凸轮轴转动，并包括凸轮和通过销钉设置为与凸轮相对固定的拐臂。所述凸轮上设置有销轴和围绕该销轴转动的滚轮20。所述链轮棘爪装配模块中的棘爪和扭簧通过销钉固定在所述大齿轮14上。

所述分合闸单元，还包括合闸挚子17，其安装在合闸挚子轴18上，并装有复位簧。所述合闸挚子17的一端面用于与所述合闸推板16配合，所述合闸挚子17的另一端面用于与凸轮装配模块21的凸轮上的滚轮20配合。当合闸簧9进行储能时，所述凸轮装配模块21在凸轮轴25的带动下转动，并被促使推动所述合闸挚子17的另一端面，从而促使所述合闸挚子17的所述一端面与所述合闸推板16抵靠，从而实现储能保持功能。

所述分合闸单元，还包括分闸扣板23，其安装在所述凸轮轴25上，通过轴套限位，并安装有复位簧。如附图3，所述分闸扣板23在垂直于纸面的平面中呈U形形状，其具有中心的开口与两个分叉结构，所述分闸扣板23与所述分闸半轴10的扣接通过分闸扣板的两个分叉结构与分闸半轴10的接触来实现。

所述分合闸单元，还包括分闸挚子24，通过轴销安装在分闸扣板23上，并相对于所述分闸扣板23实现固定连接，并装有复位簧。所述分闸挚子24通过所述分闸扣板23来实现合闸保持位置的限位。

所述机械联锁单元19固定在所述机构右侧板13上。所述机械联锁单元19包括例如一个联锁板、一个轴销及两个复位簧；连锁板通过轴销与机构右侧板13相连接，并且在轴销和连锁板之间装有复位簧；所述机械联锁单元19的联锁板与合闸挚子17相配合，在合闸操作完成时，弹簧操作机构的储能拐臂12推机械联锁单元19的推杆上移，实现机构合闸后不能再合闸的功能。

下面结合附图详细描述弹簧操作机构的操作过程。

所述储能单元包括储能传动组件和储能弹簧组件。

再如图1、4所示，所述储能传动组件，包括大齿轮14和一级齿轮6，其中一级齿轮内嵌轴承，例如单向轴承，并且安装在与储能电机7配合的齿轮轴15上，所述大齿轮14安装在弹簧操作机构的凸轮轴25上。所述大齿轮14与一级齿轮6之间通过齿轮轴15连接，实现储能传动。此外，在图1中分合指示牌11便于操作者识别使用状态。

所述储能传动组件，还包括储能电机7，所述储能电机7安装在机构支撑单元的左侧板1上，所述储能电机7内部自带手动储能单元，从而通过手动储能单元的情况下，带动电机7和一级齿轮14的转动。

所述储能传动组件，还包括储能拐臂12，所述储能拐臂12与所述大齿轮14同轴，并且安装在所述凸轮轴25上。

所述储能弹簧组件包括合闸簧9及合闸簧挂板26。所述合闸簧挂板26设置在所述合闸簧9的两端，用于将所述储能弹簧组件的一端通过螺母紧固在所述储能拐臂12的轴销上，并将所述储能弹簧组件9的另一端通过挡卡固定在挂簧轴8上。所述挂簧轴8固定至机构支撑单元，例如所述机构左侧板1和机构右侧板13。

下面，进一步叙述本发明的工作过程：

1、储能过程

本发明的实施例具有手动储能和电动储能两种方式。在没有合闸电源的条件下，逆时针转动电机储能摇杆，带动电机输出轴转动，电机轴与一级齿轮6传动，一级齿轮6内嵌单向轴承，带动齿轮轴15转动，齿轮轴15与大齿轮14传动，使得安装在凸轮轴25上的储能拐臂转动12，合闸簧9进行储能。当电动储能时，储能电机7带动储能电机输出轴转动，通过一级齿轮6、齿轮轴15、大齿轮14传动，完成储能。

在合闸簧9进行储能的过程中，凸轮装配模块21在凸轮轴25的带动下转动，凸轮装配模块的滚轮20与合闸挚子17接触并作用于合闸挚子17，从而使得当合闸簧9储能到位后，使得合闸挚子17与被安装在分闸半轴10上的合闸扣板16锁定在预备合闸的位置；同时，储能指示拐臂推动储能指示牌4向下转动，并切断微动开关3，储能电机7断电停止转动，完成储能动作。

2、合闸过程

在储能完成后，合闸电磁铁通过电动或手动推动合闸推板16绕分闸半轴10转动，使得合闸挚子17脱扣，从而解除合闸挚子17对凸轮的约束，使得合闸簧9的能量释放，并使凸轮装配模块21转动，带动主轴转动并给断路器合闸簧9储能。同时，主轴上的分闸拐臂转动，带动滚轮与分闸挚子24扣接，使分闸扣板23扣接分闸半轴10，形成合闸保持。

3、分闸过程

在合闸完成后，分闸电磁铁通过电动或手动推动分闸推板22，使得分闸半轴10转动，从而使得分闸扣板23在遇到分闸半轴10的空半部时实现脱扣，从而解除了分闸挚子24对主轴拐臂上的滚轮的约束，分闸簧能量释放。

4、再储能过程

在合闸后，储能电机再次接通电源，重复上述的储能过程。此功能可实现断路器自动重合闸功能。

Claims (10)

1.一种用于断路器的弹簧操作机构，其特征在于，所述弹簧操作机构包括：

机构支撑单元，所述弹簧操作机构通过所述机构支撑单元附接至断路器；所述机构支撑单元，包括机构左侧板、机构右侧板和连接所述机构左侧板和机构右侧板的支撑杆；

还包括储能单元，所述储能单元包括储能传动组件和储能弹簧组件，其中，所述储能传动组件的一端连接至储能电机，另一端连接至储能弹簧组件，用于为储能弹簧组件储能，所述储能弹簧组件的一端连接至机构支撑单元，另一端连接至所述储能传动组件；

还包括分合闸单元，所述分合闸单元包括合闸推板和分闸推板，所述合闸推板用于触发分合闸单元的合闸传动；所述分闸推板用于触发分合闸单元的分闸传动，并且所述储能弹簧组件在储能完毕后，为所述合闸传动提供动力；其中，所述储能单元和分合闸单元安装在所述弹簧操作机构的机构支撑单元上，所述分闸推板和合闸推板设置为共轴设置。

2.如权利要求1所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述分合闸单元，包括分闸半轴，所述分闸半轴的两端分别支撑在所述机构左侧板和机构右侧板上；所述分闸推板和合闸推板均安装在分闸半轴上，位置分别与弹簧操作机构的分闸电磁铁和合闸电磁铁的位置对应；所述分合闸单元还包括分闸扣板，其安装在所述凸轮轴上，所述分闸扣板的远端直接扣接在所述分闸半轴上；所述分合闸单元还包括分闸挚子，所述分闸挚子通过轴销安装在所述分闸扣板上，用于实现合闸保持功能。

3.如权利要求1所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述储能传动组件，包括大齿轮、一级齿轮以及连接在大齿轮与一级齿轮之间的齿轮轴；所述一级齿轮安装在所述齿轮轴上；所述大齿轮安装在弹簧操作机构的凸轮轴上，其中，所述凸轮轴安装在所述机构支撑单元的所述机构左侧板和机构右侧板之间。

4.如权利要求1、2或3所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述储能传动组件还包括储能拐臂，所述储能拐臂与所述大齿轮共轴。

5.如权利要求4所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述储能弹簧组件还包括合闸簧，所述合闸簧的一端通过一合闸簧挂板连接至机构支撑单元，所述合闸簧的另一端通过另一合闸簧挂板连接至所述储能拐臂。

6.如权利要求2所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述分闸扣板在垂直于凸轮轴的轴线的平面中呈U形形状，其具有中心的开口与两个分叉结构，所述分闸扣板与所述分闸半轴的扣接通过分闸扣板的两个分叉结构与分闸半轴的接触来实现。

7.如权利要求2所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述分合闸单元还包括合闸挚子，其安装在所述弹簧操作机构的合闸挚子轴上，所述合闸挚子轴的两端分别支撑在所述机构左侧板和机构右侧板上，所述合闸挚子的一端面与所述合闸推板配合，所述合闸挚子的另一端面与安装在凸轮轴上的凸轮装配模块的凸轮上的滚轮配合，实现储能保持功能。

8.如权利要求1～3和5～7中任意一项所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述储能传动组件还包括储能电机，所述储能电机安装在机构支撑单元的左侧板上，所述储能电机内部自带手动储能单元，从而通过手动储能单元的情况下，带动电机和一级齿轮的转动。

9.如权利要求1～3和5～7中任意一项所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述弹簧操作机构还包括机械联锁单元，所述机械联锁单元固定在所述机构右侧板上，所述机械联锁单元实现了在所述弹簧操作机构合闸后不能再合闸的功能。

10.如权利要求9所述的弹簧操作机构，其特征在于：所述机械联锁单元包括联锁板、轴销和复位簧；连锁板通过轴销与机构右侧板相连接，并且在轴销和连锁板之间装有复位簧；所述联锁板与合闸挚子相配合，在合闸操作完成时，储能拐臂推动机械联锁单元的推杆上移，实现机构合闸后不能再合闸的功能。