CN110260009A - 一种可透气泄压机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可透气泄压机构，包括衔接组件、底盖组件、活塞组件以及封盖组件；所述衔接组件包括竖直筒体以及位于所述竖直筒体外围的固定环，所述固定环的内边缘通过衔接区与所述竖直筒体的顶部进行连接，所述衔接区上分布有透气孔，所述竖直筒体的顶部设置有顶板；所述底盖组件包括与所述竖直筒体的下端进行可拆卸连接的连接环以及衔接在所述连接环下端的变径区；所述活塞组件包括位于所述竖直筒体内部的活塞头以及固定在所述活塞头上端的活塞杆，所述活塞杆的上端穿过所述顶板；所述封盖组件封盖在所述固定环上部。本发明能够对开关柜内的高温高压气体进行有效地疏散和排泄，起到快速、及时的泄压防爆的作用，具备优异的安全性。

Description

一种可透气泄压机构
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别是一种可透气泄压机构。
背景技术
开关柜是一种适用于用电场合的开关设备，它的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中进行开合、控制和保护，主要应用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。
开关柜在使用的过程中，内部电弧故障是种种原因造成的回路短路，是开关柜最严重的故障，电弧产生热效应和压力效应，若高温高压气体在狭窄的柜体内不能在极短时间内有效释放，会造成开关柜炸裂，伤及人身安全。
现有的泄压装置是在开关柜的顶部设置盖板，盖板的一端通过铰链连接在开关柜上，另一端通过尼龙螺丝固定，当开关柜内发生短路事故时，开关柜内内的气体温度和压力升高，尼龙螺丝因开关柜内的高温气体而融化，开关柜内的高压气体将盖板冲击弹起泄压，但这种传统的泄压装置受到盖板尺寸的影响，往往会因泄压通道较小，造成高温高压气体不能及时排除致使开关柜变形，甚至发生炸裂的危险；此外，这种传统的泄压装置在尼龙螺丝融化的这段时间里，开关柜内的高温高压气体进一步蓄积，当高温高压气体蓄积过快时，会发生虽然龙螺丝还未完全融化，但开关柜已不能承受内部高温高压气体的压力而发生爆炸，即使尼龙螺丝能够完全熔化，高温高压气体已在开关柜内部蓄积了一段时间，其压力仍然很大，此时高温高压气体会将盖板高速弹起，盖板绕铰链高速旋转，很容易使铰链断裂，从而盖板飞出，容易误伤工作人员，存在安全隐患；另外，无法在盖板边框处设置密封胶条之类的封堵措施，较易使灰尘进入高压隔室污染高压导电体，影响内部绝缘强度，增加短路故障。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的开关柜泄压装置中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中的一个目的是提供一种可透气泄压机构，其能够对开关柜内的高温高压气体进行快速、有效地疏散和排泄。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种可透气泄压机构，其包括衔接组件、底盖组件、活塞组件以及封盖组件；所述衔接组件包括竖直筒体以及位于所述竖直筒体外围的固定环，所述固定环的内边缘通过衔接区与所述竖直筒体的顶部进行连接，所述衔接区上分布有透气孔，所述竖直筒体的顶部设置有顶板；所述底盖组件包括与所述竖直筒体的下端进行可拆卸连接的连接环以及衔接在所述连接环下端的变径区，所述变径区的下端内径小于上端内径；所述活塞组件包括位于所述竖直筒体内部的活塞头以及固定在所述活塞头上端的活塞杆，所述活塞杆的上端穿过所述顶板；所述封盖组件的下表面的中心处与所述活塞杆的上端进行可拆卸连接，且所述封盖组件封盖在所述固定环上部。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：所述固定环区分为内圈和外圈，所述内圈相对于所述外圈下凹，形成固定位，所述封盖组件嵌入所述固定位的上部。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：所述连接环的内侧面上具有内螺纹，所述竖直筒体的外侧面上具有与之配合的外螺纹，所述底盖组件通过螺纹的配合与所述竖直筒体的下端进行可拆卸连接。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：所述变径区的下端具有进气口，所述进气口使得所述竖直筒体的内部与所述外部空间形成连通。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：还包括封堵球，所述封堵球的外径大于所述进气口的内径；所述封堵球设置于所述竖直筒体内，且位于所述活塞头的正下方。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：所述变径区上设置有节流孔。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：还包括弹性组件，所述弹性组件套于所述活塞杆的外围，所述弹性组件的上端与抵住所述顶板的下表面，所述所述弹性组件的下端抵住所述活塞头的上表面。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：所述活塞头的外侧面上设置有竖直的滑槽，所述竖直筒体的内侧面上设置有配合于所述滑槽的条形凸起，所述条形凸起嵌入对应的所述滑槽内，并能够发生相对的竖直滑动。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：所述封盖组件下表面的中心处外伸有竖直向下的螺杆，所述活塞杆的上端具有配合于所述螺杆的螺孔，所述封盖组件通过所述螺杆与所述活塞杆的上端进行可拆卸连接。
作为本发明所述可透气泄压机构的一种优选方案，其中：所述封盖组件的中心处相对于边缘处形成上凸，使得所述顶板与所述封盖组件之间形成压力腔室。
本发明的有益效果：本发明能够对开关柜内的高温高压气体进行有效地疏散和排泄，起到快速、及时的泄压防爆的作用，具备优异的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为所述可透气泄压机构的上部结构图。
图2为所述可透气泄压机构的底部结构图。
图3为所述可透气泄压机构的内部结构图。
图4为所述可透气泄压机构的爆炸图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
参照图1～4，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种可透气泄压机构，其能够安装在开关柜的顶部，并能够有效、快速排放柜体内部短时间内产生的高温高压气体。
所述可透气泄压机构包括衔接组件100、底盖组件200、活塞组件300以及封盖组件400。开关柜的顶部需要开设一个通透的安装孔，可透气泄压机构整体通过衔接组件100固定在安装孔上，底盖组件200连接在衔接组件100的底部，而封盖组件400封盖在衔接组件100的上部，活塞组件300能够在衔接组件100的内部发生相对运动，并对封盖组件400具有复位的作用。
具体的，衔接组件100包括竖直筒体101以及位于竖直筒体101外围的固定环102，竖直筒体101为空心筒体结构，固定环102可以为环绕竖直筒体101一圈的水平环形结构。固定环102的内边缘通过衔接区103与竖直筒体101的顶部进行连接，衔接区103为处于固定环102与竖直筒体101之间的环形衔接结构，衔接区103沿其一周均匀分布有多个透气孔103a。衔接组件100可以通过固定环102安装在开关柜的安装孔上，较佳的，固定环102与安装孔的边缘可以通过螺栓进行连接或者螺纹进行连接，以实现整体机构的可拆卸，便于机构整体的安装、拆卸维修或更换。
优选的，固定环102区分为内圈102a和外圈102b，内圈102a相对于外圈102b下凹，形成圆形区域的固定位102c，封盖组件400正好能够嵌入固定位102c的上部。此外，下凹的内圈102a能够正好嵌入开关柜的安装孔内，而外圈102b能够搁置在安装孔的边缘，最后可以通过螺栓连接。
竖直筒体101的顶部设置有顶板104，顶板104能够对竖直筒体101的上端形成封盖。竖直筒体101的下端连接有底盖组件200，底盖组件200能够竖直筒体101的下端形成封盖。
具体的，底盖组件200包括与竖直筒体101的下端进行可拆卸连接的连接环201以及衔接在连接环201下端的变径区202，变径区202的下端内径小于上端内径。较佳的，连接环201的内侧面上具有内螺纹201a，竖直筒体101的外侧面上具有与之配合的外螺纹101a，底盖组件200通过螺纹的配合实现与竖直筒体101的下端进行可拆卸连接。变径区202为漏斗状的空心结构。
活塞组件300包括位于竖直筒体101内部的活塞头301以及固定在活塞头301上端的活塞杆302，活塞头301能够在顶板104与变径区202之间的空间内进行竖直滑动，而活塞杆302的上端穿过顶板104。顶板104的中心处具有配合于所述活塞杆302的穿孔104a，活塞杆302穿过穿孔104a并能够发生相对滑动。
封盖组件400下表面的中心处与活塞杆302的上端进行可拆卸连接，且封盖组件400封盖在固定环102上部。因此，竖直滑动的活塞组件300能够带动封盖组件400进行上下运动，实现开关柜的泄压或封闭。
当开关柜的内部产生高压气体之后，气体能够通过透气孔103a进入封盖组件400的底部，并向上顶开封盖组件400，实现泄压；泄压完成后，活塞杆302对封盖组件400产生向下的复位作用，该复位作用的作用力可以完全依赖于活塞组件300自身的重力。为了不造成活塞头301向上运动的行程阻碍，顶板104上可以设置穿孔(或增大穿孔104a的口径)，以防活塞头301上部的空气受压后无法顺利排泄而导致活塞头301难以快速上升的问题。
优选的，封盖组件400的中心处相对于边缘处形成上凸，且上凸结构为平滑曲面(或球面)，因此顶板104与封盖组件400之间能够形成空心的压力腔室Q。在泄压过程中，来自透气孔103a的急速气流能够首先进入压力腔室Q，并直接冲击到封盖组件400的内侧面上，上凸的结构能够有助于气流对封盖组件400的顶撑效果，使得气流更容易将封盖组件400撑开泄压。
进一步的，变径区202的下端具有进气口203，进气口203使得竖直筒体101的内部与外部空间形成连通。所述可透气泄压机构还包括封堵球500，封堵球500为球体结构，其外径大于进气口203的内径。封堵球500设置于竖直筒体101内，并独立存在，不与其他结构连接。封堵球500位于活塞头301的正下方，在自然状态下能够封堵在进气口203的上部。较佳的，活塞头301的下端具有配合于封堵球500的凹口301b。
变径区202上设置有节流孔202a，本发明定义：竖直筒体101内位于活塞头301下部的空间(也即活塞头301与变径区202之间的空间)为“活动腔室”，节流孔202a能够将活动腔室与外部空间进行连通，节流孔202a的孔径较小，能够允许活动腔室内的气体缓慢排放至与之连通的外部空间。
进一步的，活塞头301的外侧面上设置有竖直的滑槽301a，竖直筒体101的内侧面上设置有配合于滑槽301a的条形凸起101b，条形凸起101b嵌入对应的滑槽301a内，并能够发生相对的竖直滑动，便于活塞组件300的滑动导向。
进一步的，还包括弹性组件600(采用压缩弹簧)，弹性组件600套于活塞杆302的外围，弹性组件600的上端与抵住顶板104的下表面，弹性组件600的下端抵住活塞头301的上表面，能够对活塞头301产生向下的复位作用力，也即间接对封盖组件400产生复位作用。本发明可以根据需要预先设置所需强度的弹性组件600，以改变开关柜内的泄压预警阈值，也即，只有当开关柜内气压增大到该阈值后，气体才能抵抗弹性组件600并推动封盖组件400发生运动。
进一步的，封盖组件400与活塞杆302之间以为可拆卸连接。具体的，封盖组件400下表面的中心处外伸有竖直向下的螺杆401，活塞杆302的上端具有配合于螺杆401的螺孔302a，封盖组件400通过螺杆401与活塞杆302的上端进行可拆卸连接。由于底盖组件200能够拆卸打开，且活塞组件300也能够从封盖组件400上拆卸下来，因此本发明不但可以更换不同强度的弹簧来改变泄压预警阈值，也可以不设置弹性组件600，仅仅靠更换不同重量的活塞组件300来调节泄压预警阈值。因此，本发明可以配套不同强度规格的多个弹性组件600或者不同密度的多个活塞组件300来灵活搭配使用。
综上所述，本发明的可透气泄压机构在泄压过程中，不但能够保证封盖组件400的开启过程不受影响、快速完成(以适应气压的急剧膨胀，降低风险)，同时还能够保证封盖组件400在复位过程中缓慢完成，防止短时间内的电弧高频、频繁产生的风险，因此增加了封盖组件400的开启时间、增长泄压的时间段，更具安全性。
基于上述，所述可透气泄压机构的泄压过程及原理如下：
当开关柜内产生高温高压气体时，气体通过透气孔103a进入压力腔室Q，并直接冲击到封盖组件400的内侧面上，推动封盖组件400向上运动。向上运动的封盖组件400通过活塞杆302带动活塞头301向上抽拔，此时，开关柜内的空气能够通过进气口203冲击封堵球500，将其顶开，并进入“活动腔室”，由于进气口203口径较大，因此气流能够顺利进入，保证活塞头301向上的抽拔过程快速、顺利，也即：封盖组件400向上运动的过程能够快速顺利地完成，保证泄压的及时性。上述过程中还伴随着弹性组件600的挤压收缩。
当泄压完成后，活塞组件300以及封盖组件400受到弹性组件600的拉力或活塞组件300的自重逐渐复位(向下运动)，因此，“活动腔室”内的空气将受到挤压，导致封堵球500紧密封堵在进气口203的上端，因此“活动腔室”内的空气只能从节流孔202a中排入到外部空间内。由于节流孔202a的孔径较小，仅能够允许“活动腔室”内的气体缓慢排放至外部空间，因此，活塞组件300向下运动的过程为缓慢的过程，增加了封盖组件400的开启时间、延长了泄压的时间段，使得开关柜的泄压功能更具可靠性和安全性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种可透气泄压机构，其特征在于：包括，
衔接组件(100)，包括竖直筒体(101)以及位于所述竖直筒体(101)外围的固定环(102)，所述固定环(102)的内边缘通过衔接区(103)与所述竖直筒体(101)的顶部进行连接，所述衔接区(103)上分布有透气孔(103a)，所述竖直筒体(101)的顶部设置有顶板(104)；
底盖组件(200)，包括与所述竖直筒体(101)的下端进行可拆卸连接的连接环(201)以及衔接在所述连接环(201)下端的变径区(202)，所述变径区(202)的下端内径小于上端内径；
活塞组件(300)，包括位于所述竖直筒体(101)内部的活塞头(301)以及固定在所述活塞头(301)上端的活塞杆(302)，所述活塞杆(302)的上端穿过所述顶板(104)；以及，
封盖组件(400)，其下表面的中心处与所述活塞杆(302)的上端进行可拆卸连接，且所述封盖组件(400)封盖在所述固定环(102)上部。
2.如权利要求1所述的可透气泄压机构，其特征在于：所述固定环(102)区分为内圈(102a)和外圈(102b)，所述内圈(102a)相对于所述外圈(102b)下凹，形成固定位(102c)，所述封盖组件(400)嵌入所述固定位(102c)的上部。
3.如权利要求1或2所述的可透气泄压机构，其特征在于：所述连接环(201)的内侧面上具有内螺纹(201a)，所述竖直筒体(101)的外侧面上具有与之配合的外螺纹(101a)，所述底盖组件(200)通过螺纹的配合与所述竖直筒体(101)的下端进行可拆卸连接。
4.如权利要求3所述的可透气泄压机构，其特征在于：所述变径区(202)的下端具有进气口(203)，所述进气口(203)使得所述竖直筒体(101)的内部与所述外部空间形成连通。
5.如权利要求4所述的可透气泄压机构，其特征在于：还包括封堵球(500)，所述封堵球(500)的外径大于所述进气口(203)的内径；
所述封堵球(500)设置于所述竖直筒体(101)内，且位于所述活塞头(301)的正下方。
6.如权利要求1、2、4或5任一所述的可透气泄压机构，其特征在于：所述变径区(202)上设置有节流孔(202a)。
7.如权利要求6所述的可透气泄压机构，其特征在于：还包括弹性组件(600)，所述弹性组件(600)套于所述活塞杆(302)的外围，所述弹性组件(600)的上端与抵住所述顶板(104)的下表面，所述所述弹性组件(600)的下端抵住所述活塞头(301)的上表面。
8.如权利要求1、2、4、5或7任一所述的可透气泄压机构，其特征在于：所述活塞头(301)的外侧面上设置有竖直的滑槽(301a)，所述竖直筒体(101)的内侧面上设置有配合于所述滑槽(301a)的条形凸起(101b)，所述条形凸起(101b)嵌入对应的所述滑槽(301a)内，并能够发生相对的竖直滑动。
9.如权利要求8所述的可透气泄压机构，其特征在于：所述封盖组件(400)下表面的中心处外伸有竖直向下的螺杆(401)，所述活塞杆(302)的上端具有配合于所述螺杆(401)的螺孔(302a)，所述封盖组件(400)通过所述螺杆(401)与所述活塞杆(302)的上端进行可拆卸连接。
10.如权利要求1、2、4、5、7或9任一所述的可透气泄压机构，其特征在于：所述封盖组件(400)的中心处相对于边缘处形成上凸，使得所述顶板(104)与所述封盖组件(400)之间形成压力腔室(Q)。
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