真空灭弧室镀银装置及真空灭弧室镀银工装
技术领域
本发明涉及真空灭弧室镀银装置及真空灭弧室镀银工装。
背景技术
与SF6断路器相比,真空断路器具有环境友好、寿命长、免维护等特点,真空灭弧室是真空开关的心脏,其性能决定了真空开关的综合性能,现有技术中真空灭弧室的结构如图1所示,包括动端盖板1、静端盖板2和由陶瓷材料制成的外壳3,真空灭弧室的生产工序包括对图1中所示的动端镀银面4和静端镀银面5进行镀银的镀银工序,且镀银工序是关键的工序之一,目前,真空灭弧室主要采用进口的自动化镀银生产线完成。
而对于目前正处于研发阶段的真空灭弧室,如果投入大量资金引进此电压等级真空灭弧室镀银生产线,势必会造成设备闲置浪费,造成研发推广成本较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空灭弧室镀银工装,以适用于处于研发阶段的真空灭弧室的镀银;本发明的目的还在于提供一种真空灭弧室镀银装置,以适用于处于研发阶段的真空灭弧室的镀银。
本发明的真空灭弧室镀银工装采用如下技术方案:
真空灭弧室镀银工装包括吊装架和灭弧室夹具;
灭弧室夹具,其上设有容纳空间,用于容纳真空灭弧室;
容纳空间具有与容纳其中的真空灭弧室的轴线延伸方向对应的轴向,容纳空间的轴向两端分别设有盖板挡止结构,两盖板挡止结构分别用于与真空灭弧室的静端盖板和动端盖板沿真空灭弧室轴向挡止配合;
两盖板定位结构上均设有开口,分别供真空灭弧室静端和动端的待镀银部位暴露以与镀银液接触;
吊装架,其上设有用于与升降装置连接的连接结构,还设有供灭弧室夹具铰接的铰接结构,灭弧室夹具通过所述铰接结构铰接在吊装架上,灭弧室夹具的铰接轴线垂直于容纳空间的轴向。
本发明的有益效果是:真空灭弧室放置在灭弧室夹具围成的容纳空间内,同时通过两盖板定位结构与真空灭弧室的静端盖板、动端盖板沿轴向挡止,实现对真空灭弧室的轴向限位;动端和静端待镀银部位能在盖板定位结构的开口处暴露,而与镀银液接触;吊装架与升降装置连接,通过升降装置能实现真空灭弧室的吊装及高度调节,使待镀银部位与镀银液接触;在完成静端或动端待镀银部位的镀银操作后,沿铰接轴线翻转灭弧室夹具实现静端和动端位置的调整,以对另一待镀银部位进行镀银操作,在翻转灭弧室夹具时,由于两盖板定位结构能对真空灭弧室进行轴向挡止,因此,可避免真空灭弧室沿轴向移动,防止真空灭弧室与灭弧室夹具发生碰撞、损坏真空灭弧室。在对真空灭弧室进行镀银操作时,操作人员只需将真空灭弧室装入容纳空间内、控制升降装置的升降及翻转,以及将镀银完成的真空灭弧室取出即可,镀银操作方便,且真空灭弧室镀银工装的结构简单,设计加工成本低,能够满足处于研发阶段的真空灭弧室的镀银需求。
为方便真空灭弧室装配在容纳空间内,提高镀银效率,本方案中所述灭弧室夹具包括两个可开合的夹具模块,所述容纳空间由两夹具模块对合形成,各夹具模块上均设有避让口,所述开口由两夹具模块的避让口对合形成,两夹具模块能形成较大的开口,方便真空灭弧室放入夹具模块内,从而提高真空灭弧室的装入效率,进而提高镀银效率。
为进一步提高镀银效率,本方案中所述吊装架包括沿夹具模块的对合方向间隔布置的两连接臂,两夹具模块为相互分离的独立模块,两连接臂上分别具有夹持部,两夹持部与夹具模块的对合方向尺寸对应,用于夹持两夹具模块以使两夹具模块保持对合状态,在将真空灭弧室放入两夹具模块内后,只需通过吊装架的连接臂的夹持部夹持在夹具模块上,并同时实现两夹具模块的相对固定,以及灭弧室夹具与吊装架的连接,提高了真空灭弧室的安装效率,进而提高了镀银效率。
为方便夹具模块的设计加工,同时保证动端盖板、静端盖板的不受损,本方案中所述夹具模块包括沿轴向间隔布置的两端板和连接两端板的连接杆,在两夹具模块对合时相对合的两端板构成所述的盖板挡止结构,各端板上均设有所述避让口,夹具模块的结构简单,设计加工方便,且端板与动端盖板、静端盖板挡止配合时具有较大的接触面积,可避免动端盖板、静端盖板承受较大的载荷而发生损坏。
为更好的对真空灭弧室进行限位,防止镀银操作过程发生磕碰,本方案中所述灭弧室夹具上还设有用于与真空灭弧室的外壳的外周面定位配合,以对真空灭弧室进行径向定位的定位件,通过定位件对真空灭弧室的外壳外周面进行定位,防止在翻转灭弧室夹具时真空灭弧室的外壳发生磕碰。
为方便镀银操作,本方案中所述吊装架上偏离灭弧室夹具的铰接轴线位置处设有用于插装在灭弧室夹具上的定位销,通过定位销能将真空灭弧室稳定的定位在真空灭弧室镀银工装上,在升降装置进行升降操作时不需要对真空灭弧室镀银工装进行扶正,方便镀银操作。
为方便吊装架的设计加工,本方案中所述吊装架包括平行于容纳空间轴向设置的两竖直吊臂,还包括连接两竖直吊臂的水平连接臂,所述铰接结构设置在两竖直吊臂上,所述连接结构设置在水平连接臂上。
本发明的真空灭弧室镀银装置采用如下技术方案:
真空灭弧室镀银装置包括升降装置和真空灭弧室镀银工装;
真空灭弧室镀银工装包括吊装架和灭弧室夹具;
灭弧室夹具,其上设有容纳空间,用于容纳真空灭弧室;
容纳空间具有与容纳其中的真空灭弧室的轴线延伸方向对应的轴向,容纳空间的轴向两端分别设有盖板挡止结构,两盖板挡止结构分别用于与真空灭弧室的静端盖板和动端盖板沿真空灭弧室轴向挡止配合;
两盖板定位结构上均设有开口,分别供真空灭弧室静端和动端的待镀银部位暴露以与镀银液接触;
吊装架,其上设有与升降装置连接的连接结构,还设有供灭弧室夹具铰接的铰接结构,灭弧室夹具通过所述铰接结构铰接在吊装架上,灭弧室夹具的铰接轴线垂直于容纳空间的轴向;
升降装置,与吊装架连接,以吊装真空灭弧室。
本发明的有益效果是:真空灭弧室放置在灭弧室夹具围成的容纳空间内,同时通过两盖板定位结构与真空灭弧室的静端盖板、动端盖板沿轴向挡止,实现对真空灭弧室的轴向限位;动端和静端待镀银部位能在盖板定位结构的开口处暴露,而与镀银液接触;吊装架与升降装置连接,通过升降装置能实现真空灭弧室的吊装及高度调节,使待镀银部位与镀银液接触;在完成静端或动端待镀银部位的镀银操作后,沿铰接轴线翻转灭弧室夹具实现静端和动端位置的调整,以对另一待镀银部位进行镀银操作,在翻转灭弧室夹具时,由于两盖板定位结构能对真空灭弧室进行轴向挡止,因此,可避免真空灭弧室沿轴向移动,防止真空灭弧室与灭弧室夹具发生碰撞、损坏真空灭弧室。在对真空灭弧室进行镀银操作时,操作人员只需将真空灭弧室装入容纳空间内、控制升降装置的升降及翻转,以及将镀银完成的真空灭弧室取出即可,镀银操作方便,且真空灭弧室镀银工装的结构简单,设计加工成本低,能够满足处于研发阶段的真空灭弧室的镀银需求。
为方便真空灭弧室装配在容纳空间内,提高镀银效率,本方案中所述灭弧室夹具包括两个可开合的夹具模块,所述容纳空间由两夹具模块对合形成,各夹具模块上均设有避让口,所述开口由两夹具模块的避让口对合形成,两夹具模块能形成较大的开口,方便真空灭弧室放入夹具模块内,从而提高真空灭弧室的装入效率,进而提高镀银效率。
为进一步提高镀银效率,本方案中所述吊装架包括沿夹具模块的对合方向间隔布置的两连接臂,两夹具模块为相互分离的独立模块,两连接臂上分别具有夹持部,两夹持部与夹具模块的对合方向尺寸对应,用于夹持两夹具模块以使两夹具模块保持对合状态,在将真空灭弧室放入两夹具模块内后,只需通过吊装架的连接臂的夹持部夹持在夹具模块上,并同时实现两夹具模块的相对固定,以及灭弧室夹具与吊装架的连接,提高了真空灭弧室的安装效率,进而提高了镀银效率。
为方便夹具模块的设计加工,同时保证动端盖板、静端盖板的不受损,本方案中所述夹具模块包括沿轴向间隔布置的两端板和连接两端板的连接杆,在两夹具模块对合时相对合的两端板构成所述的盖板挡止结构,各端板上均设有所述避让口,夹具模块的结构简单,设计加工方便,且端板与动端盖板、静端盖板挡止配合时具有较大的接触面积,可避免动端盖板、静端盖板承受较大的载荷而发生损坏。
为更好的对真空灭弧室进行限位,防止镀银操作过程发生磕碰,本方案中所述灭弧室夹具上还设有用于与真空灭弧室的外壳的外周面定位配合,以对真空灭弧室进行径向定位的定位件,通过定位件对真空灭弧室的外壳外周面进行定位,防止在翻转灭弧室夹具时真空灭弧室的外壳发生磕碰。
为方便镀银操作,本方案中所述吊装架上偏离灭弧室夹具的铰接轴线位置处设有用于插装在灭弧室夹具上的定位销,通过定位销能将真空灭弧室稳定的定位在真空灭弧室镀银工装上,在升降装置进行升降操作时不需要对真空灭弧室镀银工装进行扶正,方便镀银操作。
为方便吊装架的设计加工,本方案中所述吊装架包括平行于容纳空间轴向设置的两竖直吊臂,还包括连接两竖直吊臂的水平连接臂,所述铰接结构设置在两竖直吊臂上,所述连接结构设置在水平连接臂上。
为进一步方便镀银操作,本方案中所述真空灭弧室镀银装置还包括放置镀银槽的水平放置平台,所述升降装置安装在支撑架上,所述支撑架导向滑动装配在水平放置平台上,水平放置平台上具有用于取放真空灭弧室的取放工位,通过升降装置及支撑架可实现真空灭弧室在横向和竖向的移动,方便根据需要调整真空灭弧室位置。
为提高真空灭弧室镀银质量,本方案中所述支撑架为龙门架,升降装置包括安装在龙门架中部的螺旋传动机构,通过螺旋传动机构使待镀银部位可靠稳定的与镀银液接触,提高真空灭弧室镀银质量。
附图说明
图1为现有技术中真空灭弧室的结构示意图;
图2为本发明的真空灭弧室镀银装置的具体实施例的结构示意图;
图3为图2中支撑架和水平放置平台的装配结构示意图;
图4为图2中升降装置的结构示意图
图5为图2中真空灭弧室安装在真空灭弧室镀银工装上的结构示意图;
图6为图5中灭弧室夹具的结构示意图;
图7为图5中吊装架的结构示意图;
图8为图5中将真空灭弧室装入灭弧室夹具过程的状态图。
图中:1-动端盖板;2-静端盖板;3-外壳;4-动端镀银面;5-静端镀银面;10-真空灭弧室;11-水平放置平台;12-镀银槽;13-滚轮;14-龙门架;15-驱动电机;16-斜撑;17-丝杠;18-灭弧室夹具;19-吊装架;20-吊钩;21-安装板;22-定位销;23-紧固件;111-取放工位;112-镀银槽放置位;113-滑轨;141-滑块;181-夹具模块;1811-连接杆;1812-端板;1813-定位环;1814-安装孔;1815-螺母;191-吊装孔;192-竖直吊臂;193-水平连接臂;194-连接孔。
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。
本发明的真空灭弧室镀银装置的具体实施例,如图2所示,真空灭弧室镀银装置包括升降装置、水平放置平台11和真空灭弧室镀银工装,水平放置平台11下方设有滚轮13。如图3和图4所示,本实施例中的升降装置为蜗轮丝杠升降机,蜗轮丝杠升降机包括驱动电机15和传动机构,驱动电机15和传动机构分别固定在相应的安装板21上,并通过相应的安装板21固定在龙门架14的横梁上。龙门架14的横梁上具有供传动机构的丝杠17穿过的丝杠穿孔,丝杠17靠近水平放置平台11的端面上固定有连接块,连接块上设有开口朝向水平方向一侧的通槽,通槽的下侧槽壁中部具有豁口,豁口的水平方向的两侧部分作为升降装置的吊钩20使用。龙门架14构成本实施例中的支撑架,为保证龙门架14的结构强度,龙门架14的横梁与立柱之间还设有斜撑16。
龙门架14下端固定滑块141,水平放置平台11上设有与滑块141滑动配合的滑轨113,龙门架14通过滑块141导向滑动装配在水平放置平台11上。水平放置平台11具有镀银槽放置位112和取放工位111,镀银槽12放置在镀银槽放置位112处,龙门架14处于取放工位111时可在水平放置平台11上行进行真空灭弧室10的取放。
真空灭弧室镀银工装包括吊装架19和灭弧室夹具18,如图5至图7所示,本实施例中的吊装架19包括两竖直吊臂192和连接两竖直吊臂192的水平连接臂193,水平连接臂193上设有与升降装置的吊钩20对应的两吊装孔191。吊装孔191构成本实施例中吊装架19的连接结构,吊装架19与升降装置通过吊装孔191和吊钩20连接,以通过升降装置吊装真空灭弧室10。
灭弧室夹具18包括两个相互分离的独立夹具模块181,本实施例中,两夹具模块181的结构完全相同,两夹具模块181对合形成用于容纳真空灭弧室10的容纳空间,容纳空间具有与容纳其中的真空灭弧室10的轴线延伸方向对应的轴向。本实施例中的夹具模块181包括沿对合方向间隔布置的两端板1812和连接两端板1812的连接杆1811。各端板1812上均设有截面为半圆形的避让口,避让口在两夹具模块181对合时形成开口,两端的开口分别供真空灭弧室10的静端和动端的待镀银部位暴露以与镀银液接触。吊装架19的两竖直吊臂192上分别设有连接孔194,两连接孔194与两夹具模块181的对合方向尺寸相对应。
具体的,位于各夹具模块181上周向方向的中部的连接杆1811作为铰接杆,两铰接杆上均设有安装孔1814,安装孔1814靠近径向内侧的孔口处固定有螺母1815,在安装真空灭弧室10时,两夹具模块181相对合将真空灭弧室10夹装在两夹具模块181围成的容纳空间内,然后将两竖直吊臂192的连接孔194分别与相应的安装孔1814相对应,并通过紧固件23将吊装架19的两竖直吊臂192和相应的夹具模块181连接,使两夹具模块181保持对合状态。需要说明的是,在夹具模块181处于对合状态时,位于对合方向两侧的相对合的两端板1812分别构成与动端盖板、静端盖板沿轴向挡止配合的盖板挡止结构。上述紧固件23包括螺纹段和光轴段,螺纹段与螺母1815螺纹连接,光轴段与连接孔194转动配合,以实现灭弧室夹具18与吊装架19的铰接。
上述安装孔1814和连接孔194的轴向均垂直于容纳空间的轴向,以使灭弧室夹具18的铰接轴线垂直于容纳空间的轴向。需要说明的是,竖直吊臂192与夹具模块181之间应具有一定的间隙,以在两竖直吊臂192抱紧两夹具模块181的同时,使灭弧室夹具18可绕铰接轴线翻转。上述竖直吊臂192构成本实施例中吊装架19的连接臂。
此外,由于真空灭弧室10的外壳为陶瓷材料制成,为更好的避免瓷壳发生磕碰、损坏,本实施例中的灭弧室夹具18上还设有定位件,定位件具体的为固定在夹具模块181的端板1812上的截面为半圆形的定位环1813。在夹具模块181对合时,定位环1813与真空灭弧室10的外壳的外周面定位配合,以对真空灭弧室10进行径向定位,从而防止在翻转灭弧室夹具18时,真空灭弧室10的外壳与灭弧室夹具18发生碰撞,损坏真空灭弧室10的外壳。
为更好的对翻转到位的灭弧室夹具18进行定位,吊装架19上偏离灭弧室夹具18的铰接轴线位置处设有用于插装在铰接杆上的定位销22。在需要翻转真空灭弧室10时,拔出定位销22,则灭弧室夹具18可绕铰接轴线翻转,在灭弧室夹具18翻转到位后,定位销22插装在铰接杆上以将真空灭弧室10稳定的定位在真空灭弧室镀银工装上,在升降装置进行升降操作时不需要对真空灭弧室镀银工装进行扶正,方便真空灭弧室10镀银操作。
使用本发明的真空灭弧室镀银装置的具体操作过程:
(1)、按图8中箭头方向将两夹具模块181对合,将真空灭弧室10装入灭弧室夹具18的容纳空间内;
(2)、通过吊装架19将两夹具模块夹持,并插入定位销22,同时通过紧固件23紧固,完成真空灭弧室10在真空灭弧室镀银工装上的装配;
(3)、将装配在真空灭弧室镀银工装上的真空灭弧室10放置于移动平台的取放工位111处,启动驱动电机15,降低吊钩20,吊钩20与吊装架19的吊装孔191连接,起吊真空灭弧室10;
(4)、依次手动移动龙门架14至第一清洗槽、预镀银槽、第二清洗槽和二次镀银槽上部,并启动驱动电机15,降低真空灭弧室10直至合适高度,依次完成各个工步,完成对真空灭弧室10的静端待镀银面的镀银;
(5)、起吊真空灭弧室10至合适高度、手动移动龙门架14至取放工位111,然后拔出定位销22,翻转灭弧室夹具18使真空灭弧室10的动端待镀银面朝向正下方,此时真空灭弧室10翻转到位,插入定位销22,重复步骤(4),完成对真空灭弧室10的动端待镀银面的镀银;
(5)、镀银结束后,移动龙门架14,将装配在真空灭弧室镀银工装上的真空灭弧室10放置于取放工位111,去除真空灭弧室镀银工装,取出真空灭弧室10,完成镀银。
上述镀银槽12配备有相关电压、电流设备及镀银液,以实现对真空灭弧室10待镀银部位的镀银操作。龙门架14结构稳固,能保证镀银过程的稳定性,滑轨113作为运动导轨,能保证真空灭弧室10在各个工步之间移动时与镀银槽12的相对位置不变;采用蜗轮丝杠作为动力来源,实现灭弧室起吊、下放及上下位置调节;灭弧室夹具18采用分体式结构,方便灭弧室安装。
此真空灭弧室镀银装置的应用,在不投入自动化生产线前提下,可实现研发阶段真空灭弧室10的半自动化镀银,提高镀银效率,降低生产成本。
本实施例中的两夹具模块181为相互分离的独立模块;在其他实施例中,两夹具模块周向方向的两端分别为铰接端和活动端,两夹具模块的的铰接端铰接连接,活动端可绕铰接端翻转以实现夹具模块的开合。
本实施例中的吊装架上具有夹持部,并通过夹持部夹持两夹具模块181使两夹具模块181保持对合状态。在其他实施例中,可在两夹具模块相对合处设置连接板,同时在连接板上设置连接孔,两夹具模块通过穿过连接孔的螺栓固定连接保持对合状态;两夹具模块也可通过环形抱箍紧固以保持对合状态。在两夹具模块通过螺栓或抱箍固定连接时,吊装架可仅具有一个连接臂,灭弧室夹具与该连接臂铰接。
本实施例中两夹具模块181的结构相同,各夹具模块的端板均为半环形,在其他实施例中,两夹具模块的结构也可不相同,例如,其中一个夹具模块为包括两端板和连接两端板的连接杆,端板上的避让口为U形口,另一夹具模块为板状结构,在真空灭弧室夹具放入由端板和连接杆组成的夹具模块内后,另一夹具模块封堵在U形口及两端板之间防止真空灭弧室脱出夹具模块,U形口的底部可为弧形或直线形;或者,两夹具模块上相对合的其中一端的端板铰接在连接杆上,通过翻转端板打开容纳空间,将真空灭弧室装入容纳空间内,待真空灭弧室装入后再通过紧固件将端板与连接杆固定连接。
考虑到真空灭弧室的动端盖板、静端盖板一般为薄壁不锈钢板,不能承受较大的载荷,本实施例中的夹具模块181包括两端板1812和连接两端板1812的连接杆1811,使用时,端板1812与动端盖板、静端盖板挡止配合;在其他实施例中,夹具模块的连接杆可替换为截面为半圆形的筒体;或者,将端板替换为由多根杆体组成的框架结构,同时保证框架结构与相应端板挡止配合时具有足够的接触面积,避免动端盖板、静端盖板受损。
本实施例中的端板1812上均固定有定位环1813,定位环1813构成定位件,通过定位环1813与真空灭弧室10的外壳定位配合,在其他实施例中,定位环可由环形的定位筒代替;也可在端板上沿周向间隔固定有定位块,在夹具模块对合时,相对合的两端板上的定位块对真空灭弧室的外壳定位配合。
本实施例中的吊装架19上设有定位销22,通过定位销22对翻转到位的灭弧室夹具18进行固定;在其他实施例中,可通过外力对翻转到位的灭弧室夹具进行定位,例如,可通过镀银槽的槽口对真空灭弧室待镀银部位的挡止实现真空灭弧室的定位。
本实施例中的连接臂为竖直吊臂192,在其他实施例中,连接臂可为水平吊臂,水平吊臂的延伸方向与真空灭弧室轴向垂直,并与水平连接臂在同一平面内,此时,升降装置设置在吊装架的靠近水平连接臂的一侧,升降装置仍与水平连接臂连接。
在其他实施例中支撑架可为导向滑动装配在水平放置平台上的L形架,升降装置设置在L形架的水平边上,L形架的竖直边的底部设有与滑轨滑动配合的滑块;也可将镀银槽放置在水平地面上,升降装置固定在装有滚轮的小车上,通过推动小车实现真空灭弧室在水平方向的移动。
本实施例中,升降装置为蜗轮丝杠升降机,在其他实施例中,升降装置可为丝杠螺母机构;升降装置可为通过气缸或液压缸驱动的伸缩杆,由伸缩杆的伸缩实现真空灭弧室镀银工装的下降、上升。
本发明的真空灭弧室镀银工装的具体实施例,本实施例中的真空灭弧室镀银工装与上述真空灭弧室镀银装置的具体实施例中所述的真空灭弧室镀银工装的结构相同,不再赘述。