CN108172426B - 操动机构和使用该操动机构的负荷开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操动机构和使用该操动机构的负荷开关，操动机构包括具有手动操作端的操作轴，操作轴上转动设有用于被驱动电机驱动的主动轮，操作轴通过离合器与主动轮传动连接，离合器包括与主动轮止转配合且可沿操作轴的轴线方向移动的浮动盘以及与操作轴止转配合的固定盘，浮动盘与主动轮之间设有用于驱使浮动盘向固定盘移动的弹簧，操动机构还包括用于固定在箱体上的顶推件，顶推件与浮动盘形成在负荷开关处于分闸或合闸位时顶推浮动盘脱离固定盘的端面凸轮结构，操动机构还包括用于在浮动盘脱离固定盘时控制驱动电机停转的控制系统。本发明中的操动机构解决了现有技术中电动操动与手动操作相互干涉的技术问题。

Description

操动机构和使用该操动机构的负荷开关

技术领域

本发明涉及一种操动机构和使用该操动机构的负荷开关。

背景技术

电动负荷开关是指采用电动操动机构实现分合闸操作的负荷开关，由于电动操动机构一般只能由电动控制，在遇到线路故障或者检修时无法满足需要，因此需要设计一种能够实现手动和电动操动切换的电动操动机构。

现有技术中存在的可手动和电动操作切换的电动操动机构，如授权公告号为CN206098318U的中国实用新型专利公开的一种电动操动机构，该操动机构包括具有手动操作端的操作轴，操作轴上转动套设有用于被驱动电机驱动的主动轮，该操动机构还包括与操作轴止转配合的可沿操作轴的轴线方向移动的活动结合器，活动结合器具有靠近主动轮时与主动轮传动配合，远离主动轮时与主动轮脱离的配合部。

上述操动机构在进行手动操作时，在操作轴的手柄穿孔中设置操作手柄，手动按下压杆，使压板推动推板，推板推动活动结合器沿操作轴轴向向下移动，使活动结合器与主动轮脱离后，操作轴处于自由状态，才可对操作轴进行手动操动。这种操动机构在开关处于分闸位或者合闸位置时，主动轮与活动结合器之间始终处于结合状态，电动操作与手动操作之间存在干涉，想要进行手动操作，就必须先人工手动按压操作手柄，将主动轮与活动结合器脱离，才能够进行手动操动操作轴，造成手动操作不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操动机构，用以解决现有技术中电动操动与手动操作相互干涉的技术问题。本发明的目的还在于提供一种使用该操动机构的负荷开关。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种操动机构，包括具有手动操作端的操作轴，操作轴上转动设有主动轮，主动轮传动连接有驱动装置，操作轴通过离合器与主动轮传动连接，离合器包括与主动轮止转配合且可沿操作轴的轴线方向移动的浮动盘以及与操作轴止转配合的固定盘，浮动盘与主动轮之间设有向浮动盘施加作用力以使浮动盘向固定盘移动的弹簧，该操动机构还包括用于固定在箱体上的顶推件，顶推件与浮动盘形成在负荷开关处于分闸位或合闸位时顶推浮动盘脱离固定盘的端面凸轮结构，该操动机构还包括用于在浮动盘脱离固定盘时控制驱动装置停转的控制系统。

所述顶推件为与固定盘同轴设置的环形结构，顶推件和浮动盘的相对端面上分别设有凸台和与凸台顶推配合的凸起。

顶推件的径向两侧设有所述凸起，浮动盘的径向两侧设有与凸起顶推配合的凸台，主动轮的径向两侧设有与浮动盘上的凸台相对应的定位螺栓，控制系统包括用于检测定位螺栓的接近开关以及与接近开关连接的控制器，所述控制器在定位螺栓达到接近开关位置处时控制驱动装置停转。

控制系统还包括用于检测操作轴位置的位置检测回路，位置检测回路包括设置在操作轴外围的感应圆盘，感应圆盘上成对设有导电触片，每对导电触片形成位置检测回路的断口，操作轴上固设有用于与导电触片导电配合以导通所述断口的触头。

感应圆盘上沿周向均匀间隔设置有四对导电触片。

该操动机构为包括箱体的箱式结构，所述控制系统包括固定在箱体侧壁上的用于安装导线的航空插座。

一种负荷开关，包括操动机构，该操动机构具有手动操作端的操作轴，操作轴上转动设有主动轮，主动轮传动连接有驱动装置，操作轴通过离合器与主动轮传动连接，离合器包括与主动轮止转配合且可沿操作轴的轴线方向移动的浮动盘以及与操作轴止转配合的固定盘，浮动盘与主动轮之间设有向浮动盘施加作用力以使浮动盘向固定盘移动的弹簧，该操动机构还包括用于固定在箱体上的顶推件，顶推件与浮动盘形成在负荷开关处于分闸位或合闸位时顶推浮动盘脱离固定盘的端面凸轮结构，该操动机构还包括用于在浮动盘脱离固定盘时控制驱动装置停转的控制系统。

所述顶推件为与固定盘同轴设置的环形结构，顶推件和浮动盘的相对端面上分别设有凸台和与凸台顶推配合的凸起。

顶推件的径向两侧设有所述凸起，浮动盘的径向两侧设有与凸起顶推配合的凸台，主动轮的径向两侧设有与浮动盘上的凸台相对应的定位螺栓，控制系统包括用于检测定位螺栓的接近开关以及与接近开关连接的控制器，所述控制器在定位螺栓达到接近开关位置处时控制驱动装置停转。

控制系统还包括用于检测操作轴位置的位置检测回路，位置检测回路包括设置在操作轴外围的感应圆盘，感应圆盘上成对设有导电触片，每对导电触片形成位置检测回路的断口，操作轴上固设有用于与导电触片导电配合以导通所述断口的触头。

本发明的有益效果是：本发明中的操动机构，包括具有手动操作端的操作轴，操作轴上转动设有被驱动装置驱动的主动轮，主动轮通过离合器与操作轴传动连接。离合器包括浮动盘和固定盘，浮动盘与主动轮止转配合，浮动盘和主动轮均与操作轴相对转动设置，固定盘与操作轴止转配合，固定盘在浮动盘靠近固定盘时与浮动盘传动配合，在浮动盘远离固定盘时与浮动盘脱离，该操动机构还包括顶推件，使用时顶推件固定在箱体上，顶推件与浮动盘形成端面凸轮结构，顶推件在开关处于分闸或合闸位时顶推浮动盘使浮动盘脱离固定盘，也就是说，离合器在开关处于合闸和分闸位置时处于脱离状态，即操作轴在开关处于分闸和和合闸时均处于自由状态，可手动操作开关分合闸，也可电动操作开关分合闸，手动操作和电动操作互不影响。

附图说明

图1为本发明操动机构实施例1的结构示意图；

图2为本发明操动机构实施例1中操作轴的装配示意图；

图3为本发明操动机构实施例1中操作轴的结构示意图；

图4为本发明操动机构实施例1中主动轮的结构示意图；

图5为本发明操动机构实施例1中浮动盘的结构示意图；

图6为本发明操动机构实施例1中固定盘的结构示意图；

图7为本发明操动机构实施例1中顶推件的结构示意图；

图8为本发明操动机构实施例1中感应圆盘的结构示意图；

图中，1、箱体，2、动力输出齿轮，3、驱动电机，4、接近开关，5、航空插座，6、感应圆盘，7、操作手柄，71、指针结构，8、操作轴，9、触头，10、支撑筒，11、主动轮，12、浮动盘，121、凹槽，122、凸台，123、卡块，125、端面，13、顶推件，131、凸起，132、导引斜坡面，14、固定盘，141、凸块，15、滚动轴承，16、弹簧，17、推力轴承，18、推力轴承，19、导电触片，20、密封顶盖，21、定位螺栓。

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。

本发明一种操动机构的具体实施例1，如图1至图8所示，该操动机构为箱式结构。操动机构包括箱体1，箱体1内部通过安装架固定有驱动电机3，本实施例中，驱动电机3为电容运转异步电动机；驱动电机3连接有齿轮减速装置，齿轮减速装置的输出轴上固定有动力输出齿轮2，箱体1内部于动力输出齿轮2的径向一侧转动安装有操作轴8，操作轴8的一端为手动操作端，手动操作端设有操作手柄7，旋转操作手柄7能够带动操作轴8转动，操作轴8转动进而手动操作负荷开关分合闸。操作轴8上通过滚动轴承15转动设有主动轮11，主动轮11与驱动电机3传动连接，驱动电机3构成用于带动主动轮11转动的驱动装置，主动轮11与动力输出齿轮12啮合配合。主动轮11与操作轴8通过离合器传动连接，离合器包括套设在操作轴8上可沿操作轴的轴线方向移动的浮动盘12和与操作轴止转配合的固定盘14；操作轴8上开设有与固定盘14对应的键槽，固定盘14通过插装在键槽中键与操作轴止8转配合。浮动盘12与主动轮11同轴设置，浮动盘12与主动轮11止转配合，本实施例中，主动轮11的朝向浮动盘12的一端端面上沿周向间隔设置有沿轴向延伸的导向柱，浮动盘12上开设有供导向柱导向穿入的穿孔，浮动盘12通过穿入穿孔中的导向柱与主动轮止转配合。本实施例中，浮动盘12和固定盘14之间采用牙嵌式配合结构，浮动盘12具有靠近固定盘时与固定盘传动配合、远离固定盘时与固定盘脱离的配合部，相应地，固定盘14上设置有与浮动盘的配合部卡配的凸块141，凸块141位于固定盘朝向浮动盘的一端端面上并沿固定盘的轴向延伸，凸块141沿固定盘的周向均匀间隔设置。浮动盘12的朝向固定盘的一端沿周向间隔设有与所述凸块相匹配的卡块123，卡块123即所述配合部，卡块123可卡在相邻的两个凸块141之间，并与其中一个凸块141挡止配合。当浮动盘12靠近固定盘时，浮动盘上的卡块卡在相邻两凸块之间，浮动盘与固定盘实现传动配合，当浮动盘远离固定盘时，浮动盘与固定盘脱离，操作轴处于自由状态。

浮动盘12与主动轮11之间设有向浮动盘施加作用力以使浮动盘向固定盘靠近的弹簧16，本实施例中，弹簧16沿浮动盘的周向间隔分布有多个。固定盘14的外围位置处设有顶推件13，顶推件13为与固定盘14同轴设置的环形结构，顶推件13固定安装在箱体1的侧壁上。顶推件13和浮动盘12之间形成端面凸轮结构，顶推件13朝向浮动盘的一端端面上具有呈梯形结构的凸起131，顶推件13的径向两侧均设有凸起131，凸起131的相背两侧具有倾斜的引导斜坡面132。对应地，浮动盘12的径向两侧设有与顶推件的凸起顶推配合的凸台122，凸台122的相背两侧为倾斜的引导斜坡面，浮动盘12上的凸台122位于卡块123的外围。本实施例中，浮动盘12的朝向固定盘的一端端面上开设有凹槽121，浮动盘的卡块123和凸台122均位于凹槽121内，浮动盘的卡块123与凸台122的高度相等，即卡块123的顶面与凸台122的顶面处于同一平面，并且凸台122的顶面和卡块123的顶面均与浮动盘12的端面125平齐。浮动盘12随主动轮11转动过程中，当浮动盘的凸台122与顶推件13上的凸起131相遇时，顶推件13上的凸起与浮动盘12上的凸台通过引导斜坡面的引导作用下，使得顶推件13上的凸起与浮动盘12上的凸台顶推配合，顶推件13将浮动盘12推离固定盘14，使浮动盘上的卡块与固定盘上的凸块脱离；当浮动盘的凸台与顶推件上的凸起错开时，在弹簧的弹力作用下浮动盘靠近固定盘，浮动盘与固定盘传动配合。本实施例中，顶推件13和浮动盘12的径向两侧分别设有凸台和凸起，这样主动轮带动浮动盘每转动180°，凸台和凸起就会相遇，顶推件就会将浮动盘推离固定盘，主动轮带动浮动盘继续转动，凸台和凸起错开，离合器的浮动盘与固定盘传动连接。

该操动机构还包括控制系统，控制系统可远程对操动机构进行控制操作，控制系统在浮动盘与固定盘脱离时控制驱动电机停转。控制系统包括设置在箱体1外部的控制器（图中未画出），主动轮11背离浮动盘的一端端面上径向两侧分别设有一定位螺栓21，两定位螺栓21的位置分别与浮动盘上的两凸台122的位置相对应，即定位螺栓与凸台处于周向同一位置处。箱体1上的安装架上于操作轴8的外围位置处固设有用于感应定位螺栓位置的接近开关4，控制器分别与驱动电机3和接近开关4通过导线连接。箱体1的侧壁上固设有航空插座5，箱体1内部的连接导线均固定在航空插座5上，并通过航空插座实现向箱体外传输信号。主动轮11转动过程中，当顶推件上的凸起与浮动盘上的凸台顶推配合，使浮动盘与固定盘脱离时，其中一个定位螺栓21到达接近开关4位置处，接近开关4将位置信号传递给控制器，控制器控制驱动电机3停转，离合器保持在分离状态，操作轴处于自由状态，操作轴所停留的位置对应负荷开关的分闸位置或者合闸位置；本实施例中，当第一个定位螺栓到达接近开关位置处时，负荷开关处于分闸位置，当第二个定位螺栓到达接近开关位置处时，负荷开关处于合闸位置。操作手柄7具有指针结构71，箱体侧壁上设置有“合闸”标志和“分闸”标志，当指针结构71指向“合闸”标志时，对应负荷开关处于合闸状态，当指针结构指向“分闸”标志时，负荷开关处于分闸状态。在负荷开关处于分闸位或者合闸位时，离合器均处于分离状态，电动操作和手动操作之间互相不影响，既可以启动控制系统使得驱动电机动作实现开关分合闸，也可以通过手动旋转操作手柄实现开关分合闸。

控制系统还包括用于检测操作轴位置的位置检测回路，位置检测回路包括套设在操作轴8外围并固定在箱体1侧壁上的感应圆盘6，感应圆盘6上成对设置有导电触片19，每一对中的两个导电触片沿感应圆盘6的径向间隔分布，本实施例中，沿感应圆盘的周向均匀间隔设置有四对导电触片，每一对中的两导电触片19均分别连接有导线，由于每一对的两导电触片19沿感应圆盘的径向间隔分布，这样使得每一对的两导电触片19之间形成位置检测回路的断口。操作轴8上固设有触头9，触头9位于操作轴8的径向一侧，并随操作轴同步转动；当触头9与其中一对导电触片19导电配合时，位置检测回路的断口导通，形成通路，位置检测回路向控制器传输当前负荷开关的位置信号，控制系统的显示器上即显示出开关的当前状态，实现远程监测和远程控制。四对导电触片中，其中两对导电触片导通时对应负荷开关处于合闸位置，另外两对导电触片导通时对应负荷开关处于分闸位置，其中位于感应圆盘径向两侧的两对导电触片对应负荷开关所处的位置状态相同。

由于浮动盘12与顶推件13通过凸台和凸起顶推配合，实现浮动盘与固定盘分离，这样，只有在主动轮11带动浮动盘12先转动一定角度后，浮动盘12与固定盘14才会实现传动配合，也就是说操作轴8转动会滞后于主动轮。主动轮11上对称设置有两个定位螺栓21，主动轮11带动浮动盘12每转动180°，控制系统控制驱动电机3停转。当主动轮11带动浮动盘转动180°时，操作轴8的转动角度小于180°。对于负荷开关来说，从分闸位置到合闸位置或者从分闸位置到合闸位置，只需要操作轴转动90°即可完成分、合闸动作，这就决定了从分闸位置到合闸位置，或者从分闸位置到合闸位置，操作轴8须停留在距离上一位置90°转角的位置处。因此，本实施例中，在感应圆盘6上均匀间隔设置了四对导电触片19，也就是说，从分闸位置到合闸位置，或者从分闸位置到合闸位置，操作轴上的触头9每转动90°即与对应导电触片19导电配合，控制系统即控制电机停止转动，并使得负荷开关保持在分闸位置或者合闸位置，再次启动时，需要重新启动驱动电机。本实施例中，导电触片19为沿感应圆盘6的周向延伸的弧形片状结构，进而提高导电触片与触头的配合精度。本发明中的操动机构为密封箱式结构，能够达到防潮、防尘的效果，适应恶劣的工作环境。

本发明操动机构的工作原理：使用时，该电动操作机构的操作轴与负荷开关的动触头结构传动连接，进而带动负荷开关分合闸。在负荷开关处于分闸位置（或合闸位置）时，驱动电机处于停转状态，浮动盘12上的凸台与顶推件13上的凸起处于顶推配合状态，浮动盘12与固定盘14处于脱离状态，此时既可以手动操作操作轴8实现负荷开关合闸，也可以启动驱动电动3操动负荷开关合闸。当需要进行合闸操作（或分闸操作）时，控制器控制驱动电机3转动，主动轮11带动浮动盘12转动，浮动盘12上的凸台与顶推件13上的凸起错开，在弹簧16的弹力作用下，浮动盘12自动靠近固定盘14，使得浮动盘12与固定盘14传动配合，进而带动固定盘和操作轴8转动。主动轮11带动浮动盘转动180°，定位螺栓21到达接近开关4位置处，浮动盘12上的凸台和顶推件13上的凸起再次顶推配合，浮动盘12与固定盘14脱离，控制器控制驱动电机3停转，负荷开关实现合闸操作。

本发明的其它实施例中，主动轮和电机输出齿轮还可以替换为链轮或者其他传动结构。

本发明的其它实施例中，离合器的浮动盘和固定盘之间还可以通过摩擦接触配合的方式实现传动连接。

本发明的其它实施例中，还可以在浮动盘和固定盘中的一个上设置凸柱，另一个上对应设置供凸台插入的孔。

本发明的其它实施例中，浮动盘的端面上可不开设凹槽，浮动盘上的卡块和凸块均凸出于浮动盘的端面。

本发明的其它实施例中，顶推件可以不是环状结构，如顶推件为固定在箱体侧壁上于操作轴的径向两侧的台阶。

本发明的负荷开关，包括操动机构，该操动机构的实施例与上述操动机构的实施例一致，不再赘述。

Claims (4)

1.一种操动机构，包括具有手动操作端的操作轴，其特征在于，操作轴上转动设有主动轮，主动轮传动连接有驱动装置，操作轴通过离合器与主动轮传动连接，离合器包括与主动轮止转配合且可沿操作轴的轴线方向移动的浮动盘以及与操作轴止转配合的固定盘，浮动盘与主动轮之间设有向浮动盘施加作用力以使浮动盘向固定盘移动的弹簧，该操动机构还包括用于固定在箱体上的顶推件，顶推件与浮动盘形成在负荷开关处于分闸位或合闸位时顶推浮动盘脱离固定盘的端面凸轮结构，该操动机构还包括用于在浮动盘脱离固定盘时控制驱动装置停转的控制系统；所述顶推件为与固定盘同轴设置的环形结构，所述顶推件与浮动盘相对的端面上的径向两侧设有凸起，所述浮动盘与顶推件相对的端面上的径向两侧设有与凸起顶推配合的凸台，主动轮的径向两侧设有与浮动盘上的凸台相对应的定位螺栓，控制系统包括用于检测定位螺栓的接近开关以及与接近开关连接的控制器，所述控制器在定位螺栓达到接近开关位置处时控制驱动装置停转；控制系统还包括用于检测操作轴位置的位置检测回路，位置检测回路包括设置在操作轴外围的感应圆盘，感应圆盘上成对设有导电触片，每对导电触片形成位置检测回路的断口，操作轴上固设有用于与导电触片导电配合以导通所述断口的触头。

2.根据权利要求1所述的操动机构，其特征在于，感应圆盘上沿周向均匀间隔设置有四对导电触片。

3.根据权利要求1或2所述的操动机构，其特征在于，该操动机构为包括箱体的箱式结构，所述控制系统包括固定在箱体侧壁上的用于安装导线的航空插座。

4.一种负荷开关，包括操动机构，该操动机构具有手动操作端的操作轴，其特征在于，操作轴上转动设有主动轮，主动轮传动连接有驱动装置，操作轴通过离合器与主动轮传动连接，离合器包括与主动轮止转配合且可沿操作轴的轴线方向移动的浮动盘以及与操作轴止转配合的固定盘，浮动盘与主动轮之间设有向浮动盘施加作用力以使浮动盘向固定盘移动的弹簧，该操动机构还包括用于固定在箱体上的顶推件，顶推件与浮动盘形成在负荷开关处于分闸位或合闸位时顶推浮动盘脱离固定盘的端面凸轮结构，该操动机构还包括用于在浮动盘脱离固定盘时控制驱动装置停转的控制系统；所述顶推件为与固定盘同轴设置的环形结构，所述顶推件与浮动盘相对的端面上的径向两侧设有凸起，所述浮动盘与顶推件相对的端面上的径向两侧设有与凸起顶推配合的凸台，主动轮的径向两侧设有与浮动盘上的凸台相对应的定位螺栓，控制系统包括用于检测定位螺栓的接近开关以及与接近开关连接的控制器，所述控制器在定位螺栓达到接近开关位置处时控制驱动装置停转；控制系统还包括用于检测操作轴位置的位置检测回路，位置检测回路包括设置在操作轴外围的感应圆盘，感应圆盘上成对设有导电触片，每对导电触片形成位置检测回路的断口，操作轴上固设有用于与导电触片导电配合以导通所述断口的触头。