CN111952109A - 一种等距伸缩波纹管及真空灭弧室 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种等距伸缩波纹管及真空灭弧室，属于电真空器件技术领域，包括波纹管，波纹管内侧设有刚性等距伸缩组件，刚性等距伸缩组件包括固定连接于波纹管的每波波谷内壁上的环形连接件，相邻的环形连接件间连接有限位组件，限位组件对波纹管每波的伸缩量限位。波纹管一端与动端盖板固定连接，另一端与动触头固定连接。通过刚性的环形连接件和限位组件对伸缩力的传递与柔性的波纹管的弹力，实现波纹管极限伸缩量的限位，保证快速合分闸时，延长波纹管整体的疲劳寿命，从而提高真空灭弧室的机械寿命，整体结构简单，使用便捷，实用性好。

Description

一种等距伸缩波纹管及真空灭弧室
技术领域
本发明属于电真空器件技术领域，具体地说是一种等距伸缩波纹管及真空灭弧室。
背景技术
在中高压电气技术领域，涉及到快速开关的合分闸，往往是采用真空灭弧室代替传统的机械开关。真空灭弧室中的动触头利用金属制成的波纹管与操动机构联动伸缩操作。目前真空灭弧室的速度限定是平均分闸速度不超过1.3m/s，平均合闸速度不超过0.8m/s。在分闸时，波纹管在动触头杆的作用下联动下行，在力的作用下首先传递到波纹管的第一波，然后第二波，以此类推传递到最后一波。在速度较低的情况下，波纹管靠自身的弹性，在第一波尚未压缩到极限时第二波就开始承力，合闸时的拉伸情况也相似；每波的形变均匀、受力和缓。波纹管的每波变形都处于弹性变形范围以内，符合设计的机械寿命。
然而随着分闸速度的提高，第一波承受的是冲击力，第一波和第二波是以碰撞的形式来实现压缩。高速合闸时，波纹管是以极限变形而产生的强度进行力的传导。显然高速合分闸时，波纹管的疲劳受损严重加剧。由于波纹管的弹性滞后特性，通常情况下最先破坏的是第一、二波波谷处和第一波的波峰处，严重影响其疲劳寿命，而波纹管的寿命直接决定真空灭弧室整体的机械寿命。
动触头的合闸弹跳和分闸反弹是一个高速下的突然逆向运动，此时波纹管承受的是一个剪切力，这个动作也是波纹管受损的重要成因。这个原因也是导致第一波是最先失效的；由于震荡现象的存在，同样装置下匹配不同的速度也可导致最后一波最先损坏。
现行的真空灭弧室用波纹管的弊端根本上是：通过减薄壁厚以增加柔性，然而高速施加外力又指望其产生刚性。在这个矛盾体里进行折中就大大限制了波纹管的性能。
目前尚无与高速真空灭弧室配套的波纹管，如使用现有常规产品，将导致产品寿命大打折扣，达不到产业化要求。
发明内容
为解决现今的真空灭弧室在高速合分闸中，波纹管的疲劳受损严重加剧，由于波纹管的弹性滞后特性，通常最先破坏的是第一波和第二波处，严重影响其疲劳寿命，进而直接缩短真空灭弧室整体的机械寿命的问题，本发明提供一种等距伸缩波纹管及真空灭弧室。
本发明一方面是通过下述技术方案来实现的。
一种等距伸缩波纹管，包括波纹管，所述波纹管内侧设有刚性等距伸缩组件，所述刚性等距伸缩组件包括固定连接于所述波纹管的每波波谷内壁上的环形连接件，相邻的环形连接件间连接有限位组件，所述限位组件对波纹管每波的伸缩量限位。
本发明的进一步改进还有，上述环形连接件包括环形的外接套圈，所述外接套圈呈开口向内的U型结构；所述限位组件包括开口向外的U型结构的内接套圈，所述内接套圈卡合于相邻外接套圈之间。
本发明的进一步改进还有，上述环形连接件包括环形的限位板，所述限位组件包括设置于相邻限位板上的伸缩节和伸缩槽，所述伸缩槽对伸缩节滑动导向并伸缩限位。
本发明的进一步改进还有，上述伸缩节包括滑杆和限位座，所述滑杆一端与限位板固定连接，另一端与限位座固定连接；所述伸缩槽包括滑动导向所述滑杆的滑槽和滑动导向并限位所述限位座的限位槽。
本发明的进一步改进还有，上述限位板的两侧均间隔设有伸缩节，相邻伸缩节之间形成伸缩槽。
本发明的进一步改进还有，上述限位座呈长方形结构，所述滑杆与所述限位座的中部固定连接，所述限位座的宽度大于滑槽的宽度。
本发明的进一步改进还有，上述环形连接件与波纹管的波谷内壁为焊接固定。
本发明另一方面是通过下述技术方案来实现的。
一种真空灭弧室，包括壳体、静触头、动触头、静端盖板、动端盖板和等距伸缩波纹管，所述静触头通过静端盖板固定安装在壳体的一端，所述动端盖板固定安装在壳体的另一端，所述动触头通过导向套与所述动端盖板滑动安装；所述等距伸缩波纹管的波纹管一端与动端盖板固定连接，另一端与动触头固定连接。
本发明的进一步改进还有，上述静触头与动触头接触位置环绕包裹有屏蔽罩。
从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：1、波纹管的波谷内壁上固定连接环形连接件，相邻环形连接件间通过限位组件限位，其限位距离大小均远小于波纹管每波的最大伸缩值；在波纹管快速压缩(或拉伸)时，波纹管的第一波首先承受压缩(或拉伸)冲击，通过限位组件对环形连接件的限位，实现第一波的最大压缩(或拉伸)量等于其刚性限位距离，然后通过相邻的环形连接件依次向后传递压缩力(拉伸力)，保证在快速压缩或拉伸时，波纹管每波的最大伸缩量均等于限位组件的限位距离，避免超过其极限伸缩量，延长波纹管每波的疲劳寿命，从而提高波纹管整体的使用寿命，延长真空灭弧室的机械寿命。2、通过开口向内U型结构的外接套圈和开口向外的U型结构的内接套圈相互卡合，内接套圈的两侧板分别设置于相邻的外接套圈的U型结构内，波纹管每波的最大压缩距离通过相邻外接套圈间的距离限位，而波纹管每波的最大拉伸距离通过内接套圈的U型结构对相邻外接套圈的侧板进行限位。3、通过伸缩节在相邻的限位板上的伸缩槽内滑动导向并伸缩限位，伸缩节在伸缩槽内的滑动限位距离即为波纹管每波的最大伸缩量，保证波纹管的单波均为等距伸缩，提高其综合使用寿命。4、通过较宽的限位座在限位槽滑动导向，并通过较窄的滑杆在滑槽内滑动导向，使限位座在限位槽内上下导向并限位，限位座在限位槽内的可滑动导向的限位距离即为波纹管每波的最大伸缩量，保证波纹管的综合使用寿命。5、在限位板两侧的每一侧均间隔设有伸缩节和伸缩槽，通过与相邻限位板上的伸缩节和伸缩槽交错卡合，实现相邻限位板的完美契合，其契合面更大，有效保证卡合的结构强度，保证使用中的稳定性和可靠性。6、波纹管为金属波纹管，刚性的限位板焊接在金属波纹管的波谷内壁，与金属波纹管固定连接牢靠。7、通过外部的操动机构带动动触头下拉或上推，实现动触头和静触头的开闸或合闸，实现真空灭弧室的灭弧通断功能，通过刚性的环形连接件和限位组件对伸缩力的传递与柔性的波纹管的弹力，实现波纹管极限伸缩量的限位，保证快速合分闸时，延长波纹管整体的疲劳寿命，从而提高真空灭弧室的机械寿命。8、通过屏蔽罩对动触头与静触头开闸时产生的电弧进行屏蔽，保证使用的安全可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式的波纹管实施例一结构示意图。
图2为图1中B的局部放大结构示意图。
图3为本发明具体实施方式的波纹管实施例二结构示意图。
图4为图3中A的局部放大结构示意图。
图5为本发明具体实施方式的真空灭弧室结构示意图。
附图中：1、波纹管，2、外接套圈，3、内接套圈，4、限位板，41、伸缩节，411、滑杆，412、限位座，42、伸缩槽，421、滑槽，422、限位槽，5、壳体，6、屏蔽罩，7、静触头，8、动触头，9、导向套，10、静端盖板，11、动端盖板。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
实施例一
一种等距伸缩波纹管，包括波纹管1，所述波纹管1的内圈设有刚性等距伸缩组件，所述刚性等距伸缩组件包括固定连接于所述波纹管1的每波波谷内壁上的环形连接件，相邻的环形连接件之间连接有限位组件，所述限位组件对波纹管1每波的伸缩量限位。波纹管1的波谷内壁上固定连接环形连接件，相邻环形连接件间通过限位组件限位，其限位距离大小均远小于波纹管1每波的最大伸缩值；在波纹管1快速压缩(或拉伸)时，波纹管1的第一波首先承受压缩(或拉伸)冲击，通过限位组件对环形连接件的限位，实现第一波的最大压缩(或拉伸)量等于其刚性限位距离，然后通过相邻的环形连接件依次向第二波、第三波等，向后传递压缩力(拉伸力)，保证在快速压缩或拉伸时，波纹管1每波的最大伸缩量均等于限位组件的限位距离，避免超过其极限伸缩量，延长波纹管1每波的疲劳寿命，从而提高波纹管1整体的使用寿命，延长真空灭弧室的机械寿命。整体结构简单，使用便捷，通过刚性的环形连接件和限位组件对伸缩力的传递与柔性的波纹管1的弹力，使波纹管1更好的应用于快速合分闸的真空灭弧室，实用性好。
具体地，如图1和图2所示，所述环形连接件包括环形的限位板4，所述限位组件包括分别设置于相邻限位板4上的伸缩节41和伸缩槽42，所述伸缩槽42对伸缩节41滑动导向并伸缩限位。通过伸缩节41在相邻的限位板4上的伸缩槽42内滑动导向并伸缩限位，伸缩节41在伸缩槽42内的滑动限位距离即为波纹管1每波的最大伸缩量，保证波纹管1的单波均为等距伸缩，提高其综合使用寿命。
具体地，所述伸缩节41包括滑杆411和限位座412，所述滑杆411一端与限位板4固定连接，另一端与限位座412固定连接；所述伸缩槽42包括滑动导向所述滑杆411的滑槽421和滑动导向并限位所述限位座412的限位槽422。所述限位座412呈长方形结构，所述滑杆411与所述限位座412的中部固定连接，所述限位座412的宽度大于滑槽421的宽度。通过较宽的限位座412在限位槽422滑动导向，并通过较窄的滑杆411在滑槽421内滑动导向，使限位座412在限位槽422内上下导向并限位，限位座412在限位槽422内的可滑动导向的限位距离即为波纹管1每波的最大伸缩量，保证波纹管1的综合使用寿命。
所述限位板4的两侧均间隔设有伸缩节41，相邻伸缩节41之间形成伸缩槽42。在限位板4两侧的每一侧均间隔设有伸缩节41和伸缩槽42，通过与相邻限位板4上的伸缩节41和伸缩槽42交错卡合，实现相邻限位板4的完美契合，其契合面更大，有效保证卡合的结构强度，保证使用中的稳定性和可靠性。
所述环形连接件与波纹管1的波谷内壁为焊接固定。波纹管1为金属波纹管，刚性的限位板4焊接在金属波纹管的波谷内壁，与金属波纹管固定连接牢靠。
实施例二
一种等距伸缩波纹管，如图3和图4所示，其结构与实施例一基本相同，不同点在于：所述环形连接件包括环形的外接套圈2，所述外接套圈2呈开口向内的U型结构；所述限位组件包括开口向外的U型结构的内接套圈3，所述内接套圈3卡合于相邻外接套圈3之间。通过开口向内U型结构的外接套圈2和开口向外的U型结构的内接套圈3相互卡合，具体结构如图4所示，内接套圈3的两侧板分别设置于相邻的外接套圈2的U型结构内，波纹管1每波的最大压缩距离通过相邻外接套圈2间的距离限位，而波纹管1每波的最大拉伸距离通过内接套圈3的U型结构对相邻外接套圈2的侧板进行限位，整体结构简单，实现容易。
如图5所示，一种真空灭弧室，包括筒型的壳体5、静触头7、动触头8、导向套9、静端盖板10、动端盖板11和所述的等距伸缩波纹管，所述静触头7贯穿静端盖板10，并通过静端盖板10密封固定安装在壳体5的一端，所述动端盖板11密封固定安装在壳体5的另一端，所述导向套9安装在动端盖板11中部，所述动触头8通过导向套9内圈配合滑动导向，所述等距伸缩波纹管的波纹管1的一端与动端盖板11焊接固定，另一端与动触头8中部焊接固定。通过外部的操动机构带动动触头8下拉或上推，实现动触头8和静触头7的开闸或合闸，实现真空灭弧室的灭弧通断功能，在波纹管1极限伸缩量的限位下，保证快速合分闸时，延长波纹管1整体的疲劳寿命，从而提高真空灭弧室的机械寿命。
所述静触头7与动触头8接触位置环绕包裹有屏蔽罩6。通过屏蔽罩6对动触头8与静触头7开闸时产生的电弧进行屏蔽，保证使用的安全可靠性。
本等距伸缩波纹管及真空灭弧室，整体结构简单，使用便捷，实用性好，波纹管的波谷内壁上固定连接环形连接件，相邻环形连接件间通过限位组件限位，其限位距离大小均远小于波纹管每波的最大伸缩值；在波纹管快速压缩(或拉伸)时，波纹管的第一波首先承受压缩(或拉伸)冲击，通过限位组件对环形连接件的限位，实现第一波的最大压缩(或拉伸)量等于其刚性限位距离，然后通过相邻的环形连接件依次向后传递压缩力(拉伸力)，保证在快速压缩或拉伸时，波纹管每波的最大伸缩量均等于限位组件的限位距离，避免超过其极限伸缩量，延长波纹管每波的疲劳寿命，从而提高波纹管整体的使用寿命，延长真空灭弧室的机械寿命。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种等距伸缩波纹管，其特征在于，包括波纹管(1)，所述波纹管(1)内侧设有刚性等距伸缩组件，所述刚性等距伸缩组件包括固定连接于所述波纹管(1)的每波波谷内壁上的环形连接件，相邻的环形连接件间连接有限位组件，所述限位组件对波纹管(1)每波的伸缩量限位。
2.根据权利要求1所述的等距伸缩波纹管，其特征在于，所述环形连接件包括环形的外接套圈(2)，所述外接套圈(2)呈开口向内的U型结构；所述限位组件包括开口向外的U型结构的内接套圈(3)，所述内接套圈(3)卡合于相邻外接套圈(3)之间。
3.根据权利要求1所述的等距伸缩波纹管，其特征在于，所述环形连接件包括环形的限位板(4)，所述限位组件包括设置于相邻限位板(4)上的伸缩节(41)和伸缩槽(42)，所述伸缩槽(42)对伸缩节(41)滑动导向并伸缩限位。
4.根据权利要求3所述的等距伸缩波纹管，其特征在于，所述伸缩节(41)包括滑杆(411)和限位座(412)，所述滑杆(411)一端与限位板(4)固定连接，另一端与限位座(412)固定连接；所述伸缩槽(42)包括滑动导向所述滑杆(411)的滑槽(421)和滑动导向并限位所述限位座(412)的限位槽(422)。
5.根据权利要求3所述的等距伸缩波纹管，其特征在于，所述限位板(4)的两侧均间隔设有伸缩节(41)，相邻伸缩节(41)之间形成伸缩槽(42)。
6.根据权利要求4所述的等距伸缩波纹管，其特征在于，所述限位座(412)呈长方形结构，所述滑杆(411)与所述限位座(412)的中部固定连接，所述限位座(412)的宽度大于滑槽(421)的宽度。
7.根据权利要求1所述的等距伸缩波纹管，其特征在于，所述环形连接件与波纹管(1)的波谷内壁为焊接固定。
8.一种真空灭弧室，其特征在于，包括壳体(5)、静触头(7)、动触头(8)、静端盖板(10)、动端盖板(11)和权利要求1-7任一项所述的等距伸缩波纹管，所述静触头(7)通过静端盖板(10)固定安装在壳体(5)的一端，所述动端盖板(11)固定安装在壳体(5)的另一端，所述动触头(8)通过导向套(9)与所述动端盖板(11)滑动安装；所述等距伸缩波纹管的波纹管(1)一端与动端盖板(11)固定连接，另一端与动触头(8)固定连接。
9.根据权利要求8所述的真空灭弧室，其特征在于，所述静触头(7)与动触头(8)接触位置环绕包裹有屏蔽罩(6)。
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