CN109594864B - 一种开关柜五防联锁机械锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种开关柜五防联锁机械锁，包括钥匙和锁，所述锁包括外锁板、内锁板、锁芯、锁壳、弹簧、若干锁销和锁尾，在钥匙穿过外锁板的第一钥轴孔和内锁板的第二钥轴孔插入到锁芯的第三钥轴孔中时，钥片推动所述锁销离开内锁板，从而使钥匙带动所述锁芯转动进行开锁。本发明与现有技术相比，具有如下优点：1、能够安装在不同的联锁机构中实现环网柜五防联锁机构动能；2、采用不同的两类二锁一钥匙配对使用，能保证开断电路的正确性；3、当钥匙复位时，钥匙自动从锁孔中弹出，即保证锁芯成功定位，可操作性强；4、结构简单紧凑，可靠性、安全性高，成本低；5、锁中无弹子，克服了弹子锁固有的缺点。

Description

一种开关柜五防联锁机械锁

技术领域

本发明涉及电力工业的开关柜技术领域,特别涉及一种开关柜五防联锁机械锁。

背景技术

环网柜五防联锁功能包括防止误分、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂(合)接地线(接地开关)；防止带接地线(开关)合闸；防止误入带电间隔。为实现五防联锁功能需要一种机械锁来操纵五防联锁机构，该锁至少能形成两类二锁一钥匙的方案，各类锁相互间钥匙不可通用。目前本领域均采用进口锁，成本高，结构复杂，可靠性不高。为保证环网柜五防联锁连锁的可靠性，降低产品成本，打破国外技术垄断，急需自主开发一款机械锁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有进口锁成本高、结构复杂、可靠性不高的问题而提供一种结构简单、可靠性好、成本低的开关柜五防联锁机械锁。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种开关柜五防联锁机械锁，包括钥匙和锁，所述锁包括外锁板、内锁板、锁芯、锁壳、弹簧、若干锁销和锁尾，所述锁壳具有一内孔，所述外锁板、内锁板、锁芯和所述锁尾的一部分由所述锁壳的第一端向所述锁壳的第二端方向依次配置在所述锁壳的内孔中，其中所述外锁板和内锁板固定在所述锁壳的内孔中，在所述外锁板内设置有第一钥轴孔和设置在所述第一钥轴孔周向的至少一与所述第一钥轴孔贯通的第一径向钥槽，在所述内锁板内设置有第二钥轴孔和设置在所述第二钥轴孔周向的至少一与所述第二钥轴孔贯通的第二径向钥槽；所述锁芯与所述锁壳的第一端相同方向的第一端穿过所述内锁板中的第二钥轴孔并延伸进所述外锁板的第一钥轴孔内，在所述锁芯的第一端内开设有第三钥轴孔并在所述第三钥轴孔的周向开设有至少一与所述第三钥轴孔贯通的第三径向钥槽；所述第一钥轴孔、所述第二钥轴孔、所述第三钥轴孔依次贯通并同轴；在钥匙没有插入时，所述外锁板上的第一径向钥槽、所述外锁板上的第二径向钥槽、所述锁芯上的第三径向钥槽在数量上和位置上呈一一对应关系；所述锁销周向滑动配置在所述内锁板和锁芯上，所述弹簧设置在所述锁壳的内孔中并套在所述锁芯的外圆周上，所述弹簧的一端与所述锁销第二端接触，所述弹簧的另一端与所述锁尾接触；所述钥匙包括钥轴和设置在所述钥轴外圆周上的至少一钥片，所述钥片与所述外锁板上的第一径向钥槽、所述内锁板上的第二径向钥槽、所述锁芯上的第三径向钥槽在数量上和位置上也呈一一对应关系；在所述钥匙穿过所述外锁板的第一钥轴孔和所述内锁板的第二钥轴孔插入到所述锁芯的第三钥轴孔中时，所述钥片推动所述锁销离开所述内锁板，从而使所述钥匙带动所述锁芯转动进行开锁；所述锁尾的第一端与所述锁芯的第二端固定连接，所述锁尾的第二端与五防联锁机构驱动连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述内锁板上开设有轴向贯通所述内锁板的第一锁销孔，所述第一锁销孔与所述内锁板中的第二径向钥槽钥轴孔在径向上贯通，在所述锁芯的第一端也开设有若干第二锁销孔，所述第一锁销孔与所述第二锁销孔在数量和位置上呈一一对应关系。

在本发明的一个优选实施例中，在所述锁芯的第一端与第二端之间设置有法兰盘，所述第二锁销孔轴向贯通所述法兰盘。

在本发明的一个优选实施例中，在所述内锁板相对所述法兰盘那一面上设置有至少一供所述钥匙上的钥片转动的扇形槽，当所述钥匙上的钥片转动至所述扇形槽内后，所述钥匙被所述内锁片的扇形槽的槽底限制不能被拔出，起到限位和自锁作用。

在本发明的一个优选实施例中，所述扇形槽的圆心角为90°。

在本发明的一个优选实施例中，所述外锁板的外圆周与所述锁壳的内孔过盈配合。

在本发明的一个优选实施例中，在所述内锁板的外圆周上设置有至少一凸耳，在所述锁壳的内孔的孔面上设置有至少一凸耳槽，所述凸耳与所述凸耳槽呈一一对应嵌合关系。

在本发明的一个优选实施例中，所述锁尾的一部分伸入到所述锁壳第二端的内孔中，所述锁尾伸入所述锁壳第二端的内孔中这一部分的外圆周与所述锁壳第二端的内孔的孔面之间间隙配合，以保证所述锁尾顺畅转动。

在本发明的一个优选实施例中，在所述锁壳固定在五防联锁机构的安装板上。

在本发明的一个优选实施例中，所述钥匙为两把，所述锁为四把，每一把钥匙配两把锁。

在本发明的一个优选实施例中，每把钥匙上的钥轴和钥片尺寸不相同，与这把钥匙对应的两把锁中的所述外锁板上的第一径向钥槽和所述锁芯上的第二径向钥槽与这把钥匙上的钥片在数量上和位置上以及尺寸上也呈一一对应关系，同时与这把钥匙对应的两把锁中的所述外锁板上的第一钥轴孔、所述内锁片上的第二钥轴孔、所述锁芯上的第三钥轴孔与这把钥匙上的钥轴尺寸上也呈一一对应关系。

在本发明的一个优选实施例中，两把钥匙和四把锁在外表面涂以不同的颜色加以区分。

由于采用了如上的设计方案，本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、能够安装在不同的联锁机构中实现环网柜五防联锁机构动能；

2、采用不同的两类二锁一钥匙配对使用，能保证开断电路的正确性；

3、当钥匙复位时，钥匙自动从锁孔中弹出，即保证锁芯成功定位，可操作性强；

4、结构简单紧凑，可靠性、安全性高，成本低；

5、锁中无弹子，克服了弹子锁固有的缺点。

附图说明

图1为本发明开关柜五防联锁机械锁的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明开关柜五防联锁机械锁的立体示意图。

图4为本发明开关柜五防联锁机械锁中的内锁片结构示意图。

图5为本发明开关柜五防联锁机械锁中的内锁片立体示意图。

图6为本发明开关柜五防联锁机械锁中的钥匙插入锁中第一位置示意图。

图7为本发明开关柜五防联锁机械锁中的钥匙插入锁中第二位置示意图。

图8为本发明开关柜五防联锁机械锁中的钥匙100A的尺寸示意图。

图9为本发明开关柜五防联锁机械锁中的两把锁200A的尺寸示意图。

图10为本发明开关柜五防联锁机械锁中的钥匙100B的尺寸示意图。

图11为本发明开关柜五防联锁机械锁中的两把锁200B的尺寸示意图。

图12为本发明开关柜五防联锁机械锁中一把锁A和一把锁B安装在左进线柜上的使用状态示意图。

图13为本发明开关柜五防联锁机械锁中一把锁100A和一把锁100B安装在右进线柜上的使用状态示意图。

具体实施方式

参见图1至图3，图中所示的一种开关柜五防联锁机械锁，包括钥匙100和锁200。

钥匙100包括钥轴110和均布设置在钥轴110外圆周上的两片钥片120。

锁200包括外锁板210、内锁板220、锁芯230、锁壳240、弹簧250、两个锁销260和一个锁尾270。

锁壳240具有一内孔241，内孔241根据安装外锁板210、内锁板220、锁芯230以及锁尾270的需要设置在台阶孔。在锁壳240的外圆周上设置有螺纹或半式，可用螺母固定在五防联锁机构的安装板上。

外锁板210、内锁板220、锁芯230和锁尾270的一部分由锁壳240的第一端242向锁壳240的第二端243方向依次配置在锁壳240的内孔241中，其中外锁板210的外圆周和内锁板220的外圆周与锁壳240的内孔过盈配合。另外在内锁板220的外圆周上均布设置有两个凸耳221(结合参见图4和图5)，在锁壳240的内孔的孔面上也均布设置有两个凸耳槽244，两个凸耳221与两个凸耳槽244呈一一对应嵌合关系。

在外锁板210内设置有第一钥轴孔211和均布设置在第一钥轴孔211周向并与第一钥轴孔211贯通的两条第一径向钥槽212。

在内锁板220内设置有第二钥轴孔222和均布设置在第二钥轴孔222周向并与第二钥轴孔222贯通的两条第二径向钥槽223。在内锁板220上还开设有轴向贯通内锁板220的两个第一锁销孔224，两个第一锁销孔224分别与两个第二径向钥槽223在径向上贯通。另外在内锁板220相对法兰盘(后面会详细描述)那一面上均布设置有两个供钥匙100上的两个钥片120转动的两个扇形槽225，当钥匙100上的两个钥片120转动至两个扇形槽225内后，钥匙100上的两片钥片120被内锁片220上的两个扇形槽225的槽底限制不能被拔出，起到限位和自锁作用。每个扇形槽224的圆心角为90°(参见图4和图5)。

锁芯230与锁壳240的第一端242相同方向的第一端231穿过内锁板220中的第二钥轴孔222并延伸进外锁板210的第一钥轴孔211内，在锁芯230的第一端231内开设有第三钥轴孔232并在第三钥轴孔232的周向均布地开设有两条第三径向钥槽233。两条第三径向钥槽233均与第三钥轴孔232在径向上贯通。

在钥匙100没有插入时，外锁板210上的两条第一径向钥槽212与锁芯230上的两条第二径向钥槽233在数量上和位置上呈一一对应关系。

在锁芯230的第一端231与第二端234之间设置有一法兰盘235，在法兰盘235上均布地开设有两个轴向贯通法兰盘235的第二锁销孔236。两个第二锁销孔236与两个第一锁销孔223在位置和尺寸上呈一一对应关系。

两个锁销260分别各自穿过一个第二锁销孔236和一个第一锁销孔223并与第二锁销孔236和第一锁销孔223滑动配合。

弹簧250设置在锁壳240的内孔241中并套在锁芯230的外圆周上，弹簧250的一端与两个锁销260第二端261接触，弹簧250的另一端与锁尾270接触。

锁尾270的一部分271伸入到锁壳240第二端243的内孔241中，锁尾270伸入锁壳240第二端243的内孔241中这一部分271的外圆周与锁壳240第二端243的内孔241的孔面之间间隙配合，以保证锁尾270顺畅转动。

锁尾270的第一端272与锁芯230的第二端234之间通过一内六角螺钉280固定连接，锁尾270的第二端273与五防联锁机构驱动连接。

钥匙100上的两个钥片120与外锁板210上的两个第一径向钥槽212、内锁板220上的两个第二径向钥槽223、锁芯230上的第三径向钥槽233在数量上和位置上也呈一一对应关系；

外锁板210上的第一钥轴孔211、内锁板220上的第二钥轴孔222、锁芯230上的第三钥轴孔232依次贯通并同轴，钥匙100上的钥轴110与外锁板210上的第一钥轴孔211、内锁板220上的第二钥轴孔222、锁芯230上的第三钥轴孔232的尺寸相匹配。

本发明的工作原理如下：

参见图6和图7，在钥匙100中的钥销110穿过外锁板210的第一钥轴孔211和内锁板220的第二钥轴孔222插入到锁芯230的第三钥轴孔232的过程中，钥匙100上的两片钥片120推动两个锁销260离开内锁板220，从而使钥匙100带动锁芯230转动进行开锁；开锁时，将钥匙100转动90°，钥匙100通过锁芯230带动锁尾270转动90°，驱动五防联锁机构动作。在钥匙100转动90°后，钥匙100上的两片钥片120被内锁片220上的两个扇形槽225的槽底限制不能被拔出，起到限位和自锁作用。

五防联锁机构操作完毕后，向相反方向转动钥匙100至90°，此时钥匙100上的两个钥片120与外锁板210上的两个第一径向钥槽212、内锁板220上的两个第二径向钥槽223对齐，拔出钥匙100即可。钥匙100拔出后，弹簧250重组推动两个锁销260复位，插入到内锁板220上的两个第一锁销孔224内，使锁芯230不能转动，保证了五防联锁机构不会误动作。

本发明的钥匙100在钥片110的宽度和钥轴120的直径上有不同的设计参数，不同的设计参数组合，可制造出多种钥匙及相应的锁。

本发明设计了四锁二钥匙的方案，参见图8至图11，图中D和d为外锁板中的第一钥轴孔直径尺寸；B和b─外锁板的第一径向钥槽宽度尺寸；(D-0.5)和(d-0.5)为钥匙的钥轴直径尺寸；(B-0.5)和(b-0.5)为钥匙上的钥片宽度尺寸。注：D尺寸大于d尺寸，B尺寸大于b尺寸。

二把钥匙分为钥匙100A和100B，四把锁分为两把锁200A和两把200B。要求钥匙100A开两把锁200A,钥匙100b开两把锁200B,即开两把锁200A的钥匙100A不能开另外两把锁200B，反之同理。

两把锁200A中的锁芯上的第三钥轴孔的直径和外锁板上的两条第一径向钥槽宽度尺寸大小应与钥匙100A中的钥轴的直径和钥片的宽度相适应。两把锁200A是大孔配短钥槽，两把锁200B是小孔配长钥槽，用此方法从设计角度保证二把钥匙100A、100B无法通用。实际使用时，一把钥匙100A和两把锁200A与一把钥匙100B和两把锁200B通过表面处理成不同颜色，实现视觉上的区分。

参见图12和图13，是双进线环网柜的分段隔离柜的四锁二钥匙方案，左进线柜A和右进线柜B上分别装锁200A和锁200B各1把，二把锁200A控制左进线柜A的接地开关的锁和右进线柜B的负荷开关，二把锁200A控制左进线柜B的负荷开关的锁和右进线柜B的接地开关。

四锁二钥匙机械联锁实现方法：

a)无论是负荷开关(或接地开关)的合闸必须有钥匙100A、100B插入相对应的锁200A、200B内，逆时针旋转钥匙100A、100B至90°打开联锁，才能进行合闸操作。合闸后，钥匙100A、100B锁定在锁200A、200B内无法拔出。只有分闸操作后，顺时针旋转钥匙200A、200B至初始位置才能拔出钥匙200A、200B。

b)钥匙100B插入左进线柜A上的锁200B内并旋转至被锁定位置后可进行负荷开关的合闸操作，在左进线柜A的负荷开关合闸后，锁200B由于自锁作用，钥匙100B被固定在锁200B内，无法拔出，也就无法用锁-2的钥匙100B操作右进线柜B上控制接地开关的锁200B，防止了左进线柜A的负荷开关合闸时右进线柜B误接地。

c)同理，当右进线柜B的负荷开关合闸时也无法操作左进线柜A中的接地开关，但并不妨碍两柜同时接地或同时负荷开关合闸。起到防止带电挂(合)接地线(接地开关)、防止带接地线(开关)合闸的作用。

d)另外，本发明还可以用在站用变上，两路进线分别采用锁200A和锁200B的二锁一钥匙100A、100B结构，左进线站用变若采用锁100A，一把锁100A控制接地开关，另一把锁100A控制变压器室门，配合上操纵机构，保证接地开关合闸和变压器室门打开时钥匙才能拔出，接地开关断开时钥匙被锁在控制接地开关的锁内无法控打开变压器室门，变压器室门打开时钥匙被锁在控制变压器室门的锁内无法开断接地开关，右进线站用变采用锁200B同理，起到防止误入带电间隔的作用等。

Claims (9)

1.一种开关柜五防联锁机械锁，包括钥匙和锁，所述锁包括外锁板、内锁板、锁芯、锁壳、弹簧、若干锁销和锁尾，所述锁壳具有一内孔，所述外锁板、内锁板、锁芯和所述锁尾的一部分由所述锁壳的第一端向所述锁壳的第二端方向依次配置在所述锁壳的内孔中，其中所述外锁板和内锁板固定在所述锁壳的内孔中，在所述外锁板内设置有第一钥轴孔和设置在所述第一钥轴孔周向的至少一与所述第一钥轴孔贯通的第一径向钥槽，在所述内锁板内设置有第二钥轴孔和设置在所述第二钥轴孔周向的至少一与所述第二钥轴孔贯通的第二径向钥槽；所述锁芯与所述锁壳的第一端相同方向的第一端穿过所述内锁板中的第二钥轴孔并延伸进所述外锁板的第一钥轴孔内，在所述锁芯的第一端内开设有第三钥轴孔并在所述第三钥轴孔的周向开设有至少一与所述第三钥轴孔贯通的第三径向钥槽；所述第一钥轴孔、所述第二钥轴孔、所述第三钥轴孔依次贯通并同轴；在钥匙没有插入时，所述外锁板上的第一径向钥槽、所述外锁板上的第二径向钥槽、所述锁芯上的第三径向钥槽在数量上和位置上呈一一对应关系；所述锁销周向滑动配置在所述内锁板和锁芯上，所述弹簧设置在所述锁壳的内孔中并套在所述锁芯的外圆周上，所述弹簧的一端与所述锁销第二端接触，所述弹簧的另一端与所述锁尾接触；所述钥匙包括钥轴和设置在所述钥轴外圆周上的至少一钥片，所述钥片与所述外锁板上的第一径向钥槽、所述内锁板上的第二径向钥槽、所述锁芯上的第三径向钥槽在数量上和位置上也呈一一对应关系；在所述钥匙穿过所述外锁板的第一钥轴孔和所述内锁板的第二钥轴孔插入到所述锁芯的第三钥轴孔中时，所述钥片推动所述锁销离开所述内锁板，从而使所述钥匙带动所述锁芯转动进行开锁；所述锁尾的第一端与所述锁芯的第二端固定连接，所述锁尾的第二端与五防联锁机构驱动连接；

在所述内锁板上开设有轴向贯通所述内锁板的第一锁销孔，所述第一锁销孔与所述内锁板中的第二径向钥槽钥轴孔在径向上贯通，在所述锁芯的第一端也开设有若干第二锁销孔，所述第一锁销孔与所述第二锁销孔在数量和位置上呈一一对应关系；

所述锁芯的第一端与第二端之间设置有法兰盘，所述第二锁销孔轴向贯通所述法兰盘；

在所述内锁板相对所述法兰盘那一面上设置有至少一供所述钥匙上的钥片转动的扇形槽，当所述钥匙上的钥片转动至所述扇形槽内后，所述钥匙被所述内锁片的扇形槽的槽底限制不能被拔出，起到限位和自锁作用。

2.如权利要求1所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，所述扇形槽的圆心角为90°。

3.如权利要求1所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，所述外锁板的外圆周与所述锁壳的内孔过盈配合。

4.如权利要求1所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，在所述内锁板的外圆周上设置有至少一凸耳，在所述锁壳的内孔的孔面上设置有至少一凸耳槽，所述凸耳与所述凸耳槽呈一一对应嵌合关系。

5.如权利要求1所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，所述锁尾的一部分伸入到所述锁壳第二端的内孔中，所述锁尾伸入所述锁壳第二端的内孔中这一部分的外圆周与所述锁壳第二端的内孔的孔面之间间隙配合，以保证所述锁尾顺畅转动。

6.如权利要求1所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，在所述锁壳固定在五防联锁机构的安装板上。

7.如权利要求1所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，所述钥匙为两把，所述锁为四把，每一把钥匙配两把锁。

8.如权利要求7所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，每把钥匙上的钥轴和钥片尺寸不相同，与这把钥匙对应的两把锁中的所述外锁板上的第一径向钥槽和所述锁芯上的第二径向钥槽与这把钥匙上的钥片在数量上和位置上以及尺寸上也呈一一对应关系，同时与这把钥匙对应的两把锁中的所述外锁板上的第一钥轴孔、所述内锁片上的第二钥轴孔、所述锁芯上的第三钥轴孔与这把钥匙上的钥轴尺寸上也呈一一对应关系。

9.如权利要求8所述的一种开关柜五防联锁机械锁，其特征在于，两把钥匙和四把锁在外表面涂以不同的颜色加以区分。

Images