CN108231449A - 一种三相断路器的弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

一种三相断路器的弹簧操动机构，包括平行间隔配置的储能轴和输出轴，储能轴顺次通过第一传动机构Ⅰ、第二传动机构Ⅱ连接辅助开关，第二传动机构Ⅱ与辅助开关之间通过能够反复拆装的紧固件连接，第一传动机构Ⅰ上设有第一弹簧；第一传动机构Ⅰ通过第三传动机构Ⅲ连接储能指示牌，输出轴通过第四传动机构Ⅳ连接合分指示牌，储能指示牌和合分指示牌中心线相互平行，并且与储能轴中心线相互垂直，两指示牌的标识面均朝向三相断路器的用户操作侧；本结构将传统指示结构从机构储能轴和输出轴端面显示方案优化成垂直于储能轴和输出轴轴线显示方案，适用于紧密布置的大型三相断路器，并且便于拆装辅助开关，利于维护。

Description

一种三相断路器的弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及高压开关领域，尤其涉及一种大型三相断路器的弹簧操动机构。

背景技术

断路器本体要实现电流的安全开断与闭合通常需要达到较高的运动速度，需要弹簧操动机构在极短的时间内提供较高的能量输出，这就需要操动机构在之初需具有足够的势能以供瞬间释放，这些势能通常由压缩弹簧或液压装置来提供。储能轴势能的释放和储能，以及输出轴合闸和分闸位置的确定，需要机构提供能够准确指示的装置。

现有技术中，用于储能状态指示和合分闸位置指示的储能指示牌和合分指示牌位置距离较远，如果改变机构与断路器(本体)连接方式，两个指示牌不能清楚显示。即使可以清楚显示，指示结构上也不能满足大型断路器的可靠性要求。例如，专利CN 102394200A中状态指示装置，两个指示牌均在机构箱正面门板里面，如果机构位置安装较低或者光线不好，很难看清指示牌状态指示位置，此外，由于大型三相断路器中的储能结构和合分结构距离较远，机构结构复杂，该结构也不能满足使用要求。

由于大型三相断路器每一相的弹簧操动机构只有在已储能状态才能进行输出轴的合闸操作，只有在合闸操作后才能进行分闸操作。同时又由于大型三相断路器有着严格的空间布局要求，要求三相紧密贴合为一排，常用的单相断路器状态指示装置的指示牌正好位于单相箱体的左右两侧，相邻两相箱体会互相遮挡指示牌而导致无法读取指示牌的指示标识，不能满足使用要求。

另外，作为断路器弹簧操动机构的核心部件之一的电机切换开关，使用机械结构实现断路器电机回路导通与断开。现有电机切换开关多采用微动行程开关或磁吹开关。例如，专利CN 106298304A和专利CN 204464157 U中均采用这两种开关，虽然可以满足使用要求，但是可靠性不够理想，而且电机切换开关在切换时直接与凸轮或者其他零件接触，受到冲击力较大，加速了微动行程开关或磁吹开关的损坏。

由于开关属于易损件，需要经常进行维护和更换，现有的开关装置基本都是内置于安装基座内部的，拆装比较麻烦，并且需要拆装或者更换大量的零部件才能把开关单独拆出来，拆装这些零部件又会影响装置整体的机械特性，需要反复调试，不利于产品的维护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种三相断路器的弹簧操动机构，该结构能够实现紧密布置的三相断路器弹簧操动操动机构的状态指示，可以清楚的显示操动机构的状态，并且显示位置准确，易于观察，同时对辅助开关的冲击小，可靠性高，而且可以快速完成辅助开关的拆卸和更换。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种三相断路器的弹簧操动机构，包括平行间隔配置的储能轴和输出轴，其特征在于：

储能轴顺次通过第一传动机构Ⅰ、第二传动机构Ⅱ连接辅助开关，第二传动机构Ⅱ与辅助开关之间通过能够反复拆装的紧固件连接固定，储能轴转动时，能够使辅助开关在“合闸”和“分闸”两个行程位置之间转换，从而导通和切断电机回路；

第一传动机构Ⅰ上设有第一弹簧，储能轴转动时，能够使第一弹簧弹性形变储能或者弹性回复释能；

第一传动机构Ⅰ通过第三传动机构Ⅲ连接储能指示牌，储能指示牌的中心线与储能轴中心线相互垂直；储能指示牌背向储能轴中心线的端面为标识面，标记有“未储能”和“已储能”标识；

输出轴通过第四传动机构Ⅳ连接合分指示牌，合分指示牌的中心线与输出轴中心线相互垂直；合分指示牌背向储能轴中心线的端面为标识面，标记有“合闸”和“分闸”标识；

储能指示牌和合分指示牌中心线相互平行，两者的标识面均朝向三相断路器的用户操作侧；

储能轴绕自身中心线转动一周为弹簧操动机构的一个行程周期，包括以下四个工位：

行程周期初始，辅助开关处于“合闸”位置，电机回路导通,弹簧操动机构未储能，第一弹簧处于储能状态；

在行程周期的前段行程中，储能轴转动，弹簧操动机构开始储能过程直至储能完成；弹簧操动机构储能完成的瞬间，储能指示牌上的“已储能”标识到达设定的指示位，同时，第一弹簧释能，使辅助开关由“合闸”位置转向“分闸”位置，将电机回路切断；

输出轴合闸，合分指示牌上的“合闸”标识到达设定的指示位，同时储能轴转动，弹簧操动机构进入行程周期的后段行程，弹簧操动机构释能，第一弹簧开始储能过程，带动辅助开关由“分闸”转向“合闸”位置，第一弹簧储能完成的瞬间，辅助开关到达“合闸”位置，电机回路导通，储能轴和电机回路回复行程周期的初始位置，储能指示牌上的“未储能”标识到达设定的指示位；

输出轴分闸，输出轴在独立的分闸机构带动下分闸，使合分指示牌上的“分闸”标识到达设定的指示位。

由于大型三相断路器要求三相紧密布置，相与相之间几乎没有间隙，传统的在储能轴和输出轴端面装配状态指示牌的结构无法读取指示牌的指示标识，因此本结构分别通过多个传动机构把储能轴和输出轴的状态传递到与其轴线垂直并且远离储能轴弹簧筒的位置，并精确控制辅助开关的合、分闸状态。传动机构可以是转动副、移动副等多种运动混合副的传动机构。

进一步的，所述第一传动机构Ⅰ包括连杆传动副和凸轮摇臂传动副，其中：同轴固装在储能轴上的凸轮一侧设有相匹配的摇臂，凸轮外缘轮廓呈螺形，包括保持段、储能段和释能段；保持段与储能轴同心设置，其半径为R1；储能段与储能轴偏心设置，半径为R2，储能段对应行程周期的后段行程；保持段和储能段一端切向连接，切向过渡处即为弹簧操动机构的行程周期初始位置，保持段和储能段另一端通过释能段连接，保持段对应行程周期的前段行程；第一连杆一端转动连接摇臂自由端上，另一端转动连接第二连杆一端；第二连杆另一端固定安装在第一传动轴上，第一传动轴与储能轴相互平行，上述转动连接处，转动轴向均与第一传动轴中心线平行；第一连杆和第二连杆均与第一传动轴轴向垂直。

再进一步，所述第二传动机构Ⅱ为连杆传动副，其中：第八连杆一端固定安装在第一传动轴上，另一端转动安装在第九连杆一端上，第九连杆另一端与连接件一端转动连接；连接件另一端通过能够反复拆装的紧固件与辅助开关的铁芯固定为一体；上述转动连接处，转动轴向均与第一传动轴轴向平行；第一传动轴与铁芯轴向平行；第八连杆、第九连杆和连接件均与第一传动轴轴向垂直。

再进一步，所述连接件为U形板，其U形折弯段夹持在铁芯上，通过能够反复拆装的紧固件紧固为一体；U形板的两个自由端与第九连杆转动连接，便于拆装辅助开关，并且拆装时无需反复调试，不会影响装置整体的机械特性。

再进一步，所述第三传动机构Ⅲ包括齿轮传动副，其中：储能指示牌朝向储能轴中心线的端面上固设有储能指示牌中心轴，第一传动轴通过第一锥齿轮组连接储能指示牌中心轴；摇臂自由端与保持段配合时，第一弹簧处于储能状态，储能轴开始储能；摇臂自由端与释能段配合时，第一弹簧释能，带动储能指示牌上的“已储能”标识绕自身中心线转动至设定的指示位，储能轴完成储能；摇臂自由端与储能段配合时，第一弹簧开始储能，带动储能指示牌绕自身中心线转动，待摇臂自由端与储能段和保持段过渡位置配合时，第一弹簧完成储能，储能指示牌上的“未储能”标识绕自身中心线转动至设定的指示位，储能轴完成释能。

进一步的，所述第四传动机构Ⅳ包括多个连杆传动副，其中：第三连杆一端固定在输出轴上，另一端转动连接第四连杆一端；第四连杆另一端转动连接第五连杆一端，第五连杆另一端固定在第二传动轴上；第二传动轴与输出轴相互平行，上述转动连接处，转动轴向均与第二传动轴中心线平行；第三连杆、第四连杆和第五连杆均垂直于第二传动轴中心线；合分指示牌朝向输出轴中心线的端面上固设有合分指示牌中心轴，第二传动轴通过第二锥齿轮组转动连接合分指示牌中心轴；当输出轴合闸时，带动合分指示牌上的“合闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位；当输出轴分闸时，带动合分指示牌上的“分闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位。

进一步的，所述弹簧操动机构还包括计数器，悬置于三相断路器的用户操作侧的计数器通过第五传动机构Ⅴ连接输出轴，每当合分指示牌上的“合闸”标识到达设定的指示位一次，计数器计数一次。

再进一步，所述计数器通过安装板悬置固定于三相断路器的用户操作侧；所述第五传动机构Ⅴ包括顺次转动连接的第三连杆、第六连杆、第七连杆和第二弹簧，第七连杆输出端和计数器输入端连杆通过第二弹簧偏心勾连。每当合分指示牌上的“合闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位一次，安装板随第五传动机构Ⅴ在输出轴的带动下转动至“合闸”位置时，第二弹簧拉动计数器的输入端连杆，计数器计数一次；当安装板随第五传动机构Ⅴ在输出轴的带动下转动至“分闸”位置时，第二弹簧放松，计数器的输入端连杆复位。

进一步的，为便于拆装固定，所述弹簧操动机构还包括平行间隔配置的第一基板和第二基板，储能轴和输出轴垂直于基板活动贯穿；第一弹簧一端勾连在第一传动机构Ⅰ，另一端勾连在第一基板内侧；第二传动机构Ⅱ和第三传动机构Ⅲ分别位于第一基板和第二基板相背的外侧，便于连接件和辅助开关之间的拆装，利于更换维护辅助开关以及安装第三传动机构Ⅲ。

再进一步，第一基板外侧通过能够反复拆装的紧固件安装支撑架，辅助开关通过能够反复拆装的紧固件固定安装在支撑架上，利于观察和更换维护辅助开关，并且，中空的支撑架能够减小储能和合分闸时操动机构对辅助开关的振动，提高辅助开关寿命和可靠性。

再进一步，所述紧固件为螺栓，拆装方便，利于更换维护辅助开关。

再进一步，所述储能指示牌的水平显示维度为180°，储能轴转动一圈，储能指示牌往复转动60°，储能指示牌的标识面上设有两组首尾相接、相互180°相位差的标识；所述合分指示牌的水平显示维度为180°，输出轴完成一次合闸-分闸操作，合分指示牌往复转动60°，合分指示牌的标识面上设有两组首尾相接、相互180°相位差的标识。正反转60°的显示结构布局紧凑；此外，为防止安装时装错方向，指示牌的标识面上设有两组首尾相接、相互180°相位差的标识，无论安装时怎么安装，都不会出现装错方向的问题。

本发明的有益效果在于：

1、本结构不仅可以清楚的显示三相断路器操动机构的各个状态，而且可以记录合闸次数，使操作人员可以了解操动机构的使用次数，便于对操动机构各部件进行维护；

2、操动机构的各个状态的显示和合闸次数的显示集中在箱体的用户操作侧，只需在机构箱箱体安装两个凸起观察罩和一个平式视窗便可观察所有显示；方便维护人员180°视角观察操动机构储能状态、合分状态和合闸次数；

3、将传统指示结构从机构储能轴和输出轴端面显示方案优化成垂直于储能轴和输出轴轴线显示方案，即改变状态指示方向和位置，实现在机构的侧面显示状态，尤其适用于紧密布置的大型三相断路器。

4、可以准确切换电机回路；通过储能指示牌可以准确显示电机回路状态；

5、自带有支撑架，除了实现固定辅助开关的功能外，还可以实现减小储能和合分闸时操动机构对辅助开关的振动，提高辅助开关寿命和可靠性；

6、当电机切换开关的辅助开关需要维护和更换时，可以在不拆解机构的前提下快速拆卸和安装辅助开关，不会影响产品机械特性，有效降低维护成本，可维护性高。

附图说明

图1为本结构一种优选结构的立体示意图

图2为图1中虚线圈内部分的放大示意图

图3为图1中第一基板的后视图(局部)

图4为图1的后视立体示意图

图5为图1的透视立体示意图(去除第一基板、第二基板)

图6为图4的透视立体示意图(去除第一基板、第二基板、储能轴和输出轴)

图7为图1中第一传动机构Ⅰ、第二传动机构Ⅱ的正视图

图8为图7的俯视图

图9为三相断路器的三相箱体布置示意图

图10为观察视窗和合分指示牌图的配合示意图

图1～10中：1为第一基板，2为第二基板，3为储能轴，4为凸轮，401为保持段，402为储能段，403为释能段，5为摇臂，6为第一连杆，7为第二连杆，8为计数器，9为安装板，10为第一传动轴，11为第一弹簧，12为第一锥齿轮组，13为第六连杆，14为储能指示牌中心轴，15为储能指示牌，16为第三连杆，17为输出轴，18为第四连杆，19为第五连杆，20为第二传动轴，21为合分指示牌中心轴，22为第二锥齿轮组，23为第七连杆，24为第二弹簧，25为箱体，26为观察视窗，27为合分指示牌，28为观察口，29为支撑架，30为辅助开关，301为铁芯，31第八连杆，32为第九连杆，33为连接件，34为螺栓，35为安装螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图9所示的三相断路器有着严格的空间布局要求，要求三相的三个箱体25紧密贴合为一排，而常用的单相断路器状态指示装置的指示牌正好布置于单相箱体的左右两侧，相邻两相箱体会互相遮挡指示牌而导致无法读取指示牌的指示标识，不能满足使用要求。

如图1、图4所示的三相断路器的弹簧操动机构，包括平行间隔配置的储能轴3和输出轴17，平行间隔配置的第一基板1和第二基板2用于安装固定弹簧操动机构，储能轴3和输出轴17垂直于基板活动贯穿。

本弹簧操作机构通过第一传动机构Ⅰ、第三传动机构Ⅲ和第四传动机构Ⅳ把储能轴3和输出轴17的状态传递到与其轴线垂直并且远离储能轴弹簧筒、位于用户操作位置的括储能指示牌15和合分指示牌27，通过第五传动机构Ⅴ将输出轴17的合闸次数传递给位于用户操作位置计数器8，通过第一传动机构Ⅰ、第二传动机构Ⅱ控制辅助开关30的合、分闸位置。

如图6所示，储能轴3顺次通过第一传动机构Ⅰ、第二传动机构Ⅱ连接辅助开关30，第一传动机构Ⅰ上设有第一弹簧11；第一传动机构Ⅰ通过第三传动机构Ⅲ连接储能指示牌15，储能指示牌15的中心线与储能轴3中心线相互垂直；储能指示牌15背向储能轴3中心线的端面为标识面，标记有“未储能”和“已储能”标识，该实施例中，“未储能”标识表示为弹簧伸展，“已储能”标识表示为弹簧压缩，此外，在圆台形的储能指示牌15周向上也对应标识记了“未储能”和“已储能”标识；输出轴17(图中为防止遮挡，去除了输出轴17)通过第四传动机构Ⅳ连接合分指示牌27，合分指示牌27的中心线与输出轴17中心线相互垂直；合分指示牌27背向储能轴3中心线的端面为标识面，标记有“合闸”和“分闸”标识，该实施例中，“合闸”标识表示为“I”，“分闸”标识表示为“O”。此外，在圆台形的合分指示牌27周向上也对应标识记了“I”和“O”标识；储能指示牌15和合分指示牌27中心线相互平行，两者的标识面均朝向三相断路器的用户操作侧。

如图3、5、6所示，第一传动机构Ⅰ包括连杆传动副和凸轮摇臂传动副，其中：同轴固装在储能轴3上的凸轮4一侧设有相匹配的摇臂5，凸轮4外缘轮廓呈螺形，包括保持段401、储能段402和释能段403；保持段401与储能轴3同心设置，其半径为R1；储能段402与储能轴3偏心设置，半径为R2，储能段402对应行程周期的后段行程；保持段401和储能段402一端切向连接，切向过渡处即为弹簧操动机构的行程周期初始位置，保持段401和储能段402另一端通过释能段403连接，保持段401对应行程周期的前段行程。

第一连杆6一端转动连接摇臂5自由端上，另一端转动连接第二连杆7一端；第二连杆7另一端固定安装在第一传动轴10上，第一传动轴10与储能轴3相互平行，上述转动连接处，转动轴向均与第一传动轴10中心线平行；第一连杆6和第二连杆7均与第一传动轴10轴向垂直。

第一弹簧11一端勾连在第一传动机构Ⅰ的第二连杆7上，另一端勾连在第一基板1内侧的安装螺栓35上；储能轴3转动时，能够使第一弹簧11弹性形(拉伸)变储能或者弹性回复释能。

如图5、图7、图8所示，第二传动机构Ⅱ为连杆传动副，其中：第八连杆31一端固定安装在第一传动轴10上，另一端转动安装在第九连杆32一端上，第九连杆32另一端与连接件33一端转动连接；连接件33另一端与辅助开关30的铁芯301固定为一体；该实施例中，连接件33为U形板，其U形折弯段夹持在铁芯301上，通过能够反复拆装的紧固件将两者紧固为一体；U形板的两个自由端与第九连杆32转动连接；支撑架29将辅助开关30通过能够反复拆装的紧固件固定安装在第一基板1外侧，本实施例中，紧固件为螺栓34。

上述转动连接处，转动轴向均与第一传动轴10轴向平行；第一传动轴10与铁芯301轴向平行；第八连杆31、第九连杆32和连接件33均与第一传动轴10轴向垂直。

要实现电机回路的导通和断开，需要控制辅助开关30的常闭触点在合闸位置和分闸位置之间的转换，即控制辅助开关30的铁芯301转动设定角度，对应凸轮4传动，摇臂5与保持段401配合时，辅助开关30的铁芯301处于“合闸”位置，将电机回路导通；弹簧操动机构储能完毕时，摇臂5同时沿释能段403从保持段401掉落至储能段402，第一弹簧11释能，辅助开关30的铁芯301切换成“分闸”位置，电机回路断开；当摇臂5与偏心的储能段402配合时，弹簧操动机构释能，第一弹簧11开始储能过程，辅助开关30的铁芯301由“分闸”位置转向“合闸”位置。

维护和更换辅助开关30时，首先拆卸辅助开关30与连接件33之间的螺栓34，将辅助开关30与连接件33松开，再拆卸支撑架29和第一基板1之间的螺栓34，将支撑架29从第一基板1上拆除，最后拆卸辅助开关30和支撑架29之间的螺栓34，拆卸辅助开关30。安装辅助开关时将顺序调换。

如图4、图5所示，第三传动机构Ⅲ包括齿轮传动副，储能指示牌15朝向储能轴3中心线的端面上固设有储能指示牌中心轴14，第一传动轴10通过第一锥齿轮组12转动连接储能指示牌中心轴14；储能轴3开始储能时，摇臂5自由端与保持段401配合，第一弹簧11处于储能状态，至储能轴3储能完成时，储能指示牌15上的“已储能”标识绕自身中心线转动至设定的指示位；同时，摇臂5自由端沿释能段403从保持段401掉落至储能段402时，第一弹簧11释能；当摇臂5自由端与偏心的储能段402配合时，储能轴3开始释能过程，第一弹簧11开始储能，带动储能指示牌15上的“未储能”标识绕自身中心线转向至设定的指示位，待摇臂5自由端与储能段402和保持段401过渡位置配合时，第一弹簧11完成储能，储能指示牌15上的“未储能”标识绕自身中心线转动至设定的指示位，储能轴3完成释能。

第二传动机构Ⅱ和第三传动机构Ⅲ分别位于第一基板1和第二基板2相背的外侧。

如图1、图5所示，第四传动机构Ⅳ包括连杆传动副，第三连杆16一端固定在输出轴17上，另一端转动连接第四连杆18一端；第四连杆18另一端转动连接第五连杆19一端，第五连杆19另一端固定在第二传动轴20上；第二传动轴20与输出轴17相互平行，上述转动连接处，转动轴向均与第二传动轴20中心线平行；第三连杆16、第四连杆18和第五连杆19均垂直于第二传动轴20中心线；合分指示牌27朝向输出轴17中心线的端面上固设有合分指示牌中心轴21，第二传动轴20通过第二锥齿轮组22转动连接合分指示牌中心轴21；当输出轴17合闸时，带动合分指示牌27上的“合闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位；当输出轴17分闸时，带动合分指示牌27上的“分闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位。

如图1、2所示，弹簧操动机构还包括计数器8，计数器8通过安装板9悬置于三相断路器的用户操作侧，并通过第五传动机构Ⅴ连接输出轴17，每当合分指示牌27上的“合闸”标识绕自身中心线到达设定的指示位一次，计数器8计数一次；第五传动机构Ⅴ包括顺次转动连接的第三连杆16、第六连杆13、第七连杆23和第二弹簧24，第七连杆23输出端和计数器8输入端连杆通过第二弹簧24偏心勾连。每当合分指示牌27上的“合闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位一次，安装板9随第五传动机构Ⅴ在输出轴17的带动下转动至“合闸”位置时，第二弹簧24拉动计数器8的输入端连杆，计数器8计数一次；当安装板9随第五传动机构Ⅴ在输出轴17的带动下转动至“分闸”位置时，第二弹簧24放松，计数器8的输入端连杆复位。

储能指示牌15的水平显示维度为180°，储能轴3转动一圈，储能指示牌15往复转动(正反转)60°，储能指示牌15的标识面上设有两组首尾相接、相互180°相位差的标识；合分指示牌27的水平显示维度为180°，输出轴17完成一次合闸-分闸操作，合分指示牌27往复转动(正反转)60°，合分指示牌27的标识面上设有两组首尾相接、相互180°相位差的标识。

为防止干涉，摇臂5、第五连杆19呈弯板状，为便于安装固定，第二连杆7、第八连杆31呈平板状。

如图9所示，三相断路器的单相箱体25的用户操作侧外部对应计数器8设有观察口28，对应储能指示牌15和合分指示牌27分别设有凸出的观察视窗26，储能指示牌15或合分指示牌27位于观察视窗26内，观察视窗26上的透视观察区域与储能指示牌15或合分指示牌27对齐时，储能指示牌15或合分指示牌27上的标识到达设定的指示位，显示于箱体25的用户操作侧。用户可以通过观察口28和观察视窗26方便快捷的读取储能指示牌15、合分指示牌27和计数器8显示的状态或者数据，如图10所示，当弹簧操动机构为合闸状态时，印有“I”的“合闸”标识随合分指示牌27转动至水平位置，通过观察视窗26没有被遮挡的空白区域显示；当断路器操动机构为分闸状态时，印有“O”的“分闸”标识随合分指示牌27转动至水平位置，同样通过观察视窗26的空白区域显示。

如图7所示，储能轴3绕自身中心线转动一周为弹簧操动机构的一个行程周期，包括以下四个工位：

行程周期初始，即是第一弹簧11上一行程储能完成瞬间，摇臂5自由端与储能段402和保持段401的平滑过渡处面接触，辅助开关30处于“合闸”位置，电机回路导通,弹簧操动机构未储能，第一弹簧11处于储能状态；

在行程周期的前段行程中，储能轴3顺时针方向转动，摇臂5自由端与保持段401配合，储能轴3开始储能过程直至储能完成；弹簧操动机构储能完成的瞬间，在第一传动机构Ⅰ、第三传动机构Ⅲ带动下，储能指示牌15上的“已储能”标识绕自身中心线转动至设定的指示位，同时，摇臂5自由端沿释能段403从保持段401掉落至储能段402，第一弹簧11释能，从而推动摇臂自由端急速回摆、实现动力的输出，第一传动机构Ⅰ、第二传动机构Ⅱ将该摆动传递给辅助开关，使辅助开关30的铁芯301由“合闸”位置转向“分闸”位置，将电机回路切断；

当输出轴17合闸时，带动合分指示牌27上的“合闸”标识到达设定的指示位，储能轴3转动，弹簧操动机构进入行程周期的后段行程，储能轴3储能释放，摇臂5自由端与储能段402配合，在第一传动机构Ⅰ、第三传动机构Ⅲ带动下，储能指示牌15上的“未储能”标识绕自身中心线转向设定的指示位；同时，第一弹簧11开始储能过程，带动辅助开关30的铁芯301由“分闸”转向“合闸”位置，第一弹簧11储能完成的瞬间，辅助开关到达“合闸”位置，电机回路导通，储能轴3和电机回路回复行程周期的初始位置，储能轴3释能完毕，储能指示牌15上的“未储能”标识到达设定的指示位；

当输出轴17完成分闸操作时，合分指示牌27上的“分闸”标识到达设定的指示位。

凸轮4传递动力给辅助开关30的过程中，第一传动轴10同时将运动传递到储能指示牌15，实现弹簧操动机构储能状态指示功能。当凸轮传动中摇臂5与保持段401和储能段402切向过渡处接触时，储能指示牌15指示“放松”符号水平，表示机构未储能，第一弹簧11处于储能状态；当凸轮传动中的摇臂5复位时，电机回路断开，储能指示牌15指示“压缩”符号水平，表明机构完成储能，第一弹簧11处于未储能状态；当储能轴3带动凸轮4转动一圈，第一弹簧11完成一次储能-未储能切换，辅助开关30完成一次电机回路的断开和导通切换。

Claims (13)

1.一种三相断路器的弹簧操动机构，包括平行间隔配置的储能轴(3)和输出轴(17)，其特征在于：

储能轴(3)顺次通过第一传动机构Ⅰ、第二传动机构Ⅱ连接辅助开关(30)，第二传动机构Ⅱ与辅助开关(30)之间通过能够反复拆装的紧固件连接，储能轴(3)转动时，能够使辅助开关(30)在“合闸”和“分闸”两个行程位置之间转换，从而导通和切断电机回路；

第一传动机构Ⅰ上设有第一弹簧(11)，储能轴(3)转动时，能够使第一弹簧(11)弹性形变储能或者弹性回复释能；

第一传动机构Ⅰ通过第三传动机构Ⅲ连接储能指示牌(15)，储能指示牌(15)的中心线与储能轴(3)中心线相互垂直；储能指示牌(15)背向储能轴(3)中心线的端面为标识面，标记有“未储能”和“已储能”标识；

输出轴(17)通过第四传动机构Ⅳ连接合分指示牌(27)，合分指示牌(27)的中心线与输出轴(17)中心线相互垂直；合分指示牌(27)背向储能轴(3)中心线的端面为标识面，标记有“合闸”和“分闸”标识；

储能指示牌(15)和合分指示牌(27)中心线相互平行，两者的标识面均朝向三相断路器的用户操作侧；

储能轴(3)绕自身中心线转动一周为弹簧操动机构的一个行程周期，包括以下四个工位：

行程周期初始，辅助开关(30)处于“合闸”位置，电机回路导通,弹簧操动机构未储能，第一弹簧(11)处于储能状态；

在行程周期的前段行程中，储能轴(3)转动，弹簧操动机构开始储能过程直至储能完成；弹簧操动机构储能完成的瞬间，储能指示牌(15)上的“已储能”标识到达设定的指示位，同时，第一弹簧(11)释能，使辅助开关(30)由“合闸”位置转向“分闸”位置，将电机回路切断；

输出轴(17)合闸，合分指示牌(27)上的“合闸”标识到达设定的指示位，同时储能轴(3)转动，弹簧操动机构进入行程周期的后段行程，弹簧操动机构释能，第一弹簧(11)开始储能过程，带动辅助开关(30)由“分闸”转向“合闸”位置，第一弹簧(11)储能完成的瞬间，辅助开关到达“合闸”位置，电机回路导通，储能轴(3)和电机回路回复行程周期的初始位置，储能指示牌(15)上的“未储能”标识到达设定的指示位；

输出轴(17)分闸，输出轴(17)在独立的分闸机构带动下分闸，使合分指示牌(27)上的“分闸”标识到达设定的指示位。

2.根据权利要求1所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述第一传动机构Ⅰ包括连杆传动副和凸轮摇臂传动副，其中：同轴固装在储能轴(3)上的凸轮(4)一侧设有相匹配的摇臂(5)，凸轮(4)外缘轮廓呈螺形，包括保持段(401)、储能段(402)和释能段(403)；保持段(401)与储能轴(3)同心设置，其半径为R1；储能段(402)与储能轴(3)偏心设置，半径为R2，储能段(402)对应行程周期的后段行程；保持段(401)和储能段(402)一端切向连接，切向过渡处即为弹簧操动机构的行程周期初始位置，保持段(401)和储能段(402)另一端通过释能段(403)连接，保持段(401)对应行程周期的前段行程；

第一连杆(6)一端转动连接摇臂(5)自由端上，另一端转动连接第二连杆(7)一端；第二连杆(7)另一端固定安装在第一传动轴(10)上，第一传动轴(10)与储能轴(3)相互平行，上述转动连接处，转动轴向均与第一传动轴(10)中心线平行；第一连杆(6)和第二连杆(7)均与第一传动轴(10)轴向垂直。

3.根据权利要求2所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述第二传动机构Ⅱ为连杆传动副，其中：第八连杆(31)一端固定安装在第一传动轴(10)上，另一端转动安装在第九连杆(32)一端上，第九连杆(32)另一端与连接件(33)一端转动连接；连接件(33)另一端通过能够反复拆装的紧固件与辅助开关(30)的铁芯(301)固定为一体；

上述转动连接处，转动轴向均与第一传动轴(10)轴向平行；第一传动轴(10)与铁芯(301)轴向平行；第八连杆(31)、第九连杆(32)和连接件(33)均与第一传动轴(10)轴向垂直。

4.根据权利要求3所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述连接件(33)为U形板，其U形折弯段夹持在铁芯(301)上，通过能够反复拆装的紧固件紧固为一体；U形板的两个自由端与第九连杆(32)转动连接。

5.根据权利要求2所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述第三传动机构Ⅲ包括齿轮传动副，其中：储能指示牌(15)朝向储能轴(3)中心线的端面上固设有储能指示牌中心轴(14)，第一传动轴(10)通过第一锥齿轮组(12)连接储能指示牌中心轴(14)；

摇臂(5)自由端与保持段(401)配合时，第一弹簧(11)处于储能状态，储能轴(3)开始储能；摇臂(5)自由端与释能段(403)配合时，第一弹簧(11)释能，带动储能指示牌(15)上的“已储能”标识绕自身中心线转动至设定的指示位，储能轴(3)完成储能；摇臂(5)自由端与储能段(402)配合时，第一弹簧(11)开始储能，带动储能指示牌(15)绕自身中心线转动，待摇臂(5)自由端与储能段(402)和保持段(401)过渡位置配合时，第一弹簧(11)完成储能，储能指示牌(15)上的“未储能”标识绕自身中心线转动至设定的指示位，储能轴(3)完成释能。

6.根据权利要求1所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述第四传动机构Ⅳ包括多个连杆传动副，其中：第三连杆(16)一端固定在输出轴(17)上，另一端转动连接第四连杆(18)一端；第四连杆(18)另一端转动连接第五连杆(19)一端，第五连杆(19)另一端固定在第二传动轴(20)上；

第二传动轴(20)与输出轴(17)相互平行，上述转动连接处，转动轴向均与第二传动轴(20)中心线平行；第三连杆(16)、第四连杆(18)和第五连杆(19)均垂直于第二传动轴(20)中心线；

合分指示牌(27)朝向输出轴(17)中心线的端面上固设有合分指示牌中心轴(21)，第二传动轴(20)通过第二锥齿轮组(22)转动连接合分指示牌中心轴(21)；

当输出轴(17)合闸时，带动合分指示牌(27)上的“合闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位；当输出轴(17)分闸时，带动合分指示牌(27)上的“分闸”标识绕自身中心线转动至设定的指示位。

7.根据权利要求1所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述弹簧操动机构还包括计数器(8)，悬置于三相断路器的用户操作侧的计数器(8)通过第五传动机构Ⅴ连接输出轴(17)，每当合分指示牌(27)上的“合闸”标识到达设定的指示位一次，计数器(8)计数一次。

8.根据权利要求7所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述计数器(8)通过安装板(9)悬置固定于三相断路器的用户操作侧；所述第五传动机构Ⅴ包括顺次转动连接的第三连杆(16)、第六连杆(13)、第七连杆(23)和第二弹簧(24)，第七连杆(23)输出端和计数器(8)输入端连杆通过第二弹簧(24)偏心勾连。

9.根据权利要求7所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述三相断路器的单相箱体(25)的用户操作侧外部对应计数器(8)设有观察口(28)；所述三相断路器的每相箱体(25)的用户操作侧外部对应储能指示牌(15)和合分指示牌(27)分别设有凸出的观察视窗(26)，储能指示牌(15)或合分指示牌(27)位于观察视窗(26)内，观察视窗(26)上的透视观察区域与储能指示牌(15)或合分指示牌(27)对齐时，储能指示牌(15)或合分指示牌(27)上的标识到达设定的指示位，显示于箱体(25)的用户操作侧。

10.根据权利要求1所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述弹簧操动机构还包括平行间隔配置的第一基板(1)和第二基板(2)，储能轴(3)和输出轴(17)垂直于基板活动贯穿；

第一弹簧(11)一端勾连在第一传动机构Ⅰ，另一端勾连在第一基板(1)内侧；

第二传动机构Ⅱ和第三传动机构Ⅲ分别位于第一基板(1)和第二基板(2)相背的外侧。

11.根据权利要求10所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述第一基板(1)外侧通过能够反复拆装的紧固件安装支撑架(29)，辅助开关(30)通过能够反复拆装的紧固件固定安装在支撑架(29)上。

12.根据权利要求1、3、4、10或者11所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述紧固件为螺栓(34)。

13.根据权利要求1所述的三相断路器的弹簧操动机构，其特征在于：所述储能指示牌(15)的水平显示维度为180°，储能轴(3)转动一圈，储能指示牌(15)往复转动60°，储能指示牌(15)的标识面上设有两组首尾相接、相互180°相位差的标识；

所述合分指示牌(27)的水平显示维度为180°，输出轴(17)完成一次合闸-分闸操作，合分指示牌(27)往复转动60°，合分指示牌(27)的标识面上设有两组首尾相接、相互180°相位差的标识。