CN111769010A - 一种弹簧操动机构传动储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹簧操动机构传动储能装置，包括储能轴和壳体框架，储能轴的两端转动连接在壳体框架内，壳体框架内还连接有原动装置，储能轴上活动连接有大齿轮，大齿轮的侧面连接有棘爪，储能轴上连接有圆轮和挂簧拐臂，棘爪和圆轮相连接，挂簧拐臂的输出端上连接有合闸弹簧；原动装置上的输出齿轮转动带动大齿轮转动，大齿轮上的棘爪通过圆轮带动储能轴转动，储能轴带动挂簧拐臂转动压缩合闸弹簧实现储能；本装置通过优化布局及齿轮传动优化设计，采用二级齿轮传动，结构紧凑、布局合理，减少了零件数量，与传统弹簧操动机构储能装置相比零件数量压降20%，减少故障点，提高了机构的可靠性。

Description

一种弹簧操动机构传动储能装置

技术领域

本发明涉及开关设备控制技术领域，具体涉及一种弹簧操动机构传动储能装置。

背景技术

断路器作为电力系统中重要的开关元件，起着控制和保护作用，其动作的可靠性和智能化水平直接决定了电力系统供配电的可靠性和自动化水平。断路器主要由断路器本体和操动机构两部分组成，断路器本体的功能是切断负载或短路电流；操动机构的功能是通过电动或手动方式实现断路器触头的开合及满足触头开合特性的各种要求。

目前国内大量使用的一体化弹簧操动机构及单模块弹簧操动机构大多采用三级或四级齿轮传动，零部件数量较多，结构复杂，产品稳定性及可靠性较低，焊接框架结构，容易产生焊接变形，定位精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹簧操动机构传动储能装置，以解决现有技术弹簧操动机构采用三级或四级传动齿轮零部件数量多、传动效率低、可靠性低的问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种弹簧操动机构传动储能装置，包括储能轴和壳体框架，所述储能轴的两端转动连接在所述壳体框架内，所述壳体框架内还连接有原动装置；

所述储能轴上活动连接有大齿轮，所述大齿轮的侧面连接有棘爪，所述储能轴上连接有圆轮和挂簧拐臂，所述棘爪和所述圆轮相连接，所述挂簧拐臂的输出端上连接有合闸弹簧；

所述原动装置上的输出齿轮转动带动所述大齿轮转动，所述大齿轮上的棘爪带动圆轮转动，所述圆轮带动所述储能轴转动，所述储能轴带动所述挂簧拐臂转动压缩所述合闸弹簧实现储能。

进一步地，还包括合闸半轴，所述合闸半轴上连接有储能保持掣子；

所述储能轴上连接有凸轮，所述凸轮的侧面连接有滚轮，所述储能轴转动带动所述凸轮上的滚轮和所述储能保持掣子接触连接实现储能保持。

进一步地，所述储能轴上还连接有用于驱动行程开关的行程开关驱动拐臂。

进一步地，所述储能轴通过深沟球轴承和所述壳体框架转动连接。

进一步地，所述壳体框架为铝合金铸造的框架。与常规弹簧操动机构采用焊接框架相比，本机构采用铸铝机构壳体框架，一体成形、壳体框架刚度好，定位精度高，产品一致性好，避免了常规框架焊接导致的变形，减少装配误差。

进一步地，所述圆轮内为六方轴孔，所述圆轮通过六方轴孔套接在所述储能轴的外周。

进一步地，所述储能轴上还连接有用于分闸的分闸的分闸掣子。

进一步地，所述原动装置为电机。电机作为原动装置便于控制，且其体积较小便于其它装置的布局。

进一步地，所述储能轴右侧连接有行程开关驱动拐臂，储能过程中，储能轴转动，带动行程开关驱动拐臂转动，压缩行程开关，实现信号切换。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1、本装置通过优化布局及齿轮传动优化设计，采用二级齿轮传动，电机减速箱齿轮直接带动储能轴上的大齿轮运动，结构紧凑、布局合理，减少了零件数量，与传统弹簧操动机构储能装置相比零件数量压降20%，减少故障点，提高了机构的可靠性，减少了机构的占用空间，（多的空间可以合理的布线或者增加一些客户需要的配置，使电机有足够的降温空间）；

2、本装置通过优化布局及齿轮传动优化设计，采用二级齿轮传动减少了能量损失，具有传动效率高的优点；

3、本装置通过结构优化设计，将储能组件、齿轮传动组件、凸轮组件、分闸掣子组件等集成在储能轴上，具有结构紧凑，布局合理的优点。

4、采用铸铝壳体框架，一体成型铸造，减少了焊接件，定位精度高，减少装配误差，产品一致性好、可靠性高。

附图说明

图1为本发明具体实施方式储能装置的整体主视图；

图2为本发明具体实施方式储能装置的整体俯视图；

图3为本发明具体实施方式储能装置的左视图。

其中：1、挂簧杆；2、合闸弹簧；3、挂簧拐臂；4、合分指示板；5、棘爪；6、圆轮；7、大齿轮；8、滚轮；9、凸轮；10、储能轴；11、壳体框架；12、电机； 13、分闸掣子；14、输出齿轮；15、深沟球轴承；16、行程开关驱动拐臂。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图3所示，一种弹簧操动机构传动储能装置，包括储能轴10和壳体框架11，储能轴10的两端转动连接在壳体框架11内，壳体框架11内还连接有原动装置；储能轴10上活动连接有大齿轮7，大齿轮7的侧面连接有棘爪5，储能轴10上连接有圆轮6和挂簧拐臂3，棘爪5和圆轮6相连接，挂簧拐臂3的输出端上连接有合闸弹簧2；原动装置上的输出齿轮14转动带动大齿轮7转动，大齿轮7上的棘爪5通过圆轮6带动储能轴10转动，储能轴10带动挂簧拐臂3转动压缩合闸弹簧2实现储能。

如图1所示，壳体框架11包括两侧的壳体框架板和位于两侧壳体框架板之间的电机安装板。储能轴10通过深沟球轴承15转动连接在两侧的壳体框架板之间，储能轴10上转动连接有大齿轮7，大齿轮左侧面连接有一棘爪，圆轮6的中心为六方孔，圆轮6通过中心六方孔连接在储能轴10上。圆轮6位于大齿轮7的左侧，且圆轮6和棘爪相配合，棘爪转动带动圆轮6转动。储能轴10的左端贯穿至壳体框架的左侧，储能轴10的左端连接有挂簧拐臂3，挂簧拐臂3和合闸弹簧2的一端相连接，合闸弹簧2的另一端和连接在壳体框架板上的挂簧杆1相连接。

如图1所示，储能轴10上还连接有凸轮9，凸轮9位于大齿轮7的右侧凸轮9的左侧面上连接有第一滚轮8。

如图1所示，储能轴上还连接有分闸掣子13和合闸保持掣子。具体的，分闸掣子13的顶端为长方形板状结构，底端为圆柱形连接座结构，合闸保持掣子通过销轴转动连接在分闸掣子13的底端，分闸掣子13的圆柱形连接座上设有连接孔，通过连接孔连接在储能轴10上。分闸掣子13位于凸轮9的右侧。

如图3所示，行程开关驱动拐臂16所在的轴孔为储能轴安装孔，其右侧三个孔自上而下分别是分闸半轴安装孔、合闸半轴安装孔和输出轴安装孔。

合闸半轴通过轴承转动连接在两侧的壳体框架板之间，合闸半轴上焊接有储能保持掣子，合闸半轴带动储能保持掣子转动。凸轮9在随着储能轴10转动时，其上连接的滚轮8会和储能保持掣子接触连接。

合闸半轴的左端贯穿至壳体框架板的左侧，合闸半轴的左端连接有合闸脱扣板，合闸脱扣板的顶部和合闸推杆在同一水平面，合闸推杆伸长推动合闸脱扣板运动，合闸脱扣板运动带动合闸半轴转动。

分闸半轴通过轴承连接在两侧的壳体框架板之间。分闸半轴的左侧贯穿至壳体框架板的左侧，分闸半轴的左端连接有分闸脱扣板，分闸脱扣板的顶部和分闸推杆在同一水平面，分闸推杆伸长推动分闸脱扣板运动，分闸脱扣板运动带动分闸半轴转动。

分闸半轴开设有凹槽，储能轴10上的分闸掣子13在转动过程中会卡在凹槽内。

输出轴通过轴承连接在两侧的壳体框架板之间，输出轴上连接有输出拐臂，输出拐臂为V型，包括一连接座和两个伸出端，连接座和输出轴相连接。其中一个伸出端上连接有第二滚轮和第三滚轮。第二滚轮和凸轮9在同一平面内，第三滚轮和合闸保持掣子在同一平面内。

本发明的工作状态如下：如图1至图3所示，储能时，电机12的输出齿轮14与大齿轮7啮合，带动大齿轮7转动，大齿轮上的棘爪带动圆轮6转动，圆轮6内部为六方孔，与储能轴10配合，带动储能轴10转动，压缩合闸弹簧2，实现储能。凸轮9内部为六方孔，储能轴10转动时，带动凸轮9转动，储能完成时，凸轮9上的滚轮8与储能保持掣子接触，储能保持掣子限制了储能轴10的运动，实现储能保持。

合闸时，按动合闸推杆，推动合闸脱扣板转动，合闸脱扣板转动带动合闸半轴转动，储能保持掣子与合闸半轴焊接为一体，合闸半轴转动时，带动储能保持掣子转动，储能保持掣子与滚轮8脱离接触，合闸弹簧2释放，带动凸轮9转动，凸轮9冲击第二滚轮，带动输出拐臂转动，输出拐臂通过连板带动铸铝基座模块中的连杆传动组件转动，推动绝缘拉杆实现合闸。合闸过程中，合分指示板4转动到合闸标识位置，此时第三滚轮与合闸保持掣子接触，处于合闸保持状态。

分闸时，按动分闸推杆，推动分闸脱扣板转动，分闸脱扣板带动分闸半轴转动，分闸半轴上的凹槽脱离分闸掣子13，分闸掣子13转动，带动分闸掣子13底端的合闸保持掣子转动，合闸保持掣子与第三滚轮脱离接触，使输出拐臂转动，实现分闸。分闸过程中，合分指示板4转动到分闸标识位置，合分指示板4安装在输出轴上。

本发明的电器控制装置通过螺钉安装在壳体框架板的一侧，电器控制装置包括电器安装板和安装在电器安装板上的行程开关，储能轴10的上连接有行程开关驱动拐臂，合闸弹簧2储能过程中，行程开关驱动拐臂16在储能轴10的带动下转动，储能到位时，行程开关驱动拐臂16接触行程开关，从而实现储能信号传输。

本装置通过优化布局及齿轮传动优化设计，采用二级齿轮传动，电机减速箱齿轮直接带动储能轴上的大齿轮运动，结构紧凑、布局合理，减少了零件数量，与传统弹簧操动机构储能装置相比零件数量压降20%，减少故障点，提高了机构可靠性。

本装置采用二级齿轮传动，减少了能量损失，传动效率高。

本装置的储能轴10、输出轴、分闸半轴和合闸半轴过深沟球轴承固定在铸铝机构壳体框架上，定位精度高。

本真空断路器弹簧操动机构齿轮传动储能装置实现模块化及集成化，大齿轮7、圆轮6、凸轮9和分闸掣子13等模块化装配，集成在储能轴10上，实现机构储能、储能保持、合闸、分闸、储能信号、合分信号传输等功能。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (9)

1.一种弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，包括储能轴(10)和壳体框架(11)，所述储能轴(10)的两端转动连接在所述壳体框架(11)内，所述壳体框架(11)内还连接有原动装置；

所述储能轴(10)上活动连接有大齿轮(7)，所述大齿轮(7)的侧面连接有棘爪(5)，所述储能轴(10)上连接有圆轮(6)和挂簧拐臂(3)，所述棘爪(5)和所述圆轮(6)相连接，所述挂簧拐臂(3)的输出端上连接有合闸弹簧(2)；

所述原动装置上的输出齿轮(14)转动带动所述大齿轮(7)转动，所述大齿轮(7)上的棘爪(5)带动圆轮(6)转动，所述圆轮(6)带动所述储能轴(10)转动，所述储能轴(10)带动所述挂簧拐臂(3)转动压缩所述合闸弹簧(2)实现储能。

2.根据权利要求1所述的弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，还包括合闸半轴，所述合闸半轴上连接有储能保持掣子；

所述储能轴(10)上连接有凸轮(9)，所述凸轮(9)的侧面连接有滚轮(8)，所述储能轴(10)转动带动所述凸轮(9)上的滚轮(8)和所述储能保持掣子接触连接实现储能保持。

3.根据权利要求1所述的弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，所述储能轴(10)上还连接有用于驱动行程开关的行程开关驱动拐臂(16)。

4.根据权利要求1所述的弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，所述储能轴(10)通过深沟球轴承(15)和所述壳体框架(11)转动连接。

5.根据权利要求1所述的弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，所述壳体框架(11)为铝合金铸造的框架。

6.根据权利要求1所述的弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，所述圆轮(6)内为六方轴孔，所述圆轮(6)通过六方轴孔套接在所述储能轴(10)的外周。

7.根据权利要求1所述的弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，所述储能轴(10)上还连接有分闸掣子(35)。

8.根据权利要求1所述的弹簧操动机构传动储能装置，其特征在于，所述原动装置为电机(12)。

9.根据权利要求1所述的所述储能轴(10)右侧连接有行程开关驱动拐臂(16)，储能过程中，储能轴(10)转动，带动行程开关驱动拐臂(16)转动，压缩行程开关，实现信号切换。

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