CN113873790B - 开关柜全密封塑壳操动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种开关柜全密封塑壳操动机构，包括背板和塑料材质的罩壳，罩壳固定于背板并与背板密封配合，罩壳与背板之间形成密封安装腔。采用上述方案，本发明提供一种减少工作环境对内部元件影响的开关柜全密封塑壳操动机构，从而保证操动机构长时间、可靠运行。

Description

开关柜全密封塑壳操动机构
技术领域
本发明涉及开关柜领域，具体涉及一种开关柜全密封塑壳操动机构。
背景技术
开关柜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、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操动机构、互感器以及各种保护装置等组成。
随着社会进步发展、技术实力的提升，开关柜的要求也是逐步在提高，例如可靠性、免维护、智能化、物联网、环保等等，这些功能需要在开关柜稳定运行的基础上，而开关柜的稳定运行则依赖于内部元件具有良好的性能，但市场上开关柜的操动机构均裸露在外界，一旦应用于湿气较大的环境或沿海腐蚀环境，无疑会大大影响电镀件、电气元件的性能，进而令功能运行受碍且严重降低产品使用周期。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种减少工作环境对内部元件影响的开关柜全密封塑壳操动机构，从而保证操动机构长时间、可靠运行。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括背板和塑料材质的罩壳，所述的罩壳固定于背板并与背板密封配合，所述的罩壳与背板之间形成密封安装腔。
通过采用上述技术方案，由罩壳与背板形成密封安装腔，减少外界对操动机构内部的影响，从而使操动机构能够长时间稳定运行，同时，选择塑料作为罩壳的材质，相对金属，更易于加工复杂结构，可降低加工难度、避免金属在工作过程中形变对密封所造成的影响、降低成本等。
本发明进一步设置为：所述的罩壳包括中壳和前罩，所述的中壳围绕密封安装腔且固定于背板与前罩之间，所述的中壳前端与前罩密封配合，后端与背板密封配合。
通过采用上述技术方案，将罩壳分为中壳和前罩，降低加工难度，在装配及调试时只需取下前罩即可，降低装配及调试难度，提高装配及调试效率，同时，也降低了塑料材质的背板与前罩的结构复杂程度，即降低了加工难度。
本发明进一步设置为：所述的密闭安装腔内转动设置有传动轴，所述的传动轴包括位于前罩内的传动主体和与前罩转动密封配合的传动转动体，所述的传动转动体一端位于密封安装腔内且与传动主体插接联动，另一端位于前罩前方且将传动主体的扭矩输出或将扭矩输入至传动主体。
通过采用上述技术方案，在前罩上设置传递扭矩的传动转动体，一方面，相对传动轴直接伸出前壳并活动密封，该种结构的装配更为便捷，另一方面，由插接的方式联动，在拆下前罩时自动分离，装上前罩时恢复联动，使反复拆卸前罩的调试过程更为高效、便捷。
本发明进一步设置为：还包括插座，所述的前罩侧面设置有插接平台，所述的插接平台设置有插座安装孔，所述的插座从前罩内侧伸出穿过插座安装孔至插接平台前方并与插座安装孔密封配合，所述的插座通过插头构成密封安装腔内的元件与外界元件的电连接，所述的插座设置有与前罩内侧相抵的固定盘，所述的前罩外侧设置有穿过前罩并将固定盘与前罩固定的螺纹件，所述的插接平台前端面位于前罩前端面后方。
通过采用上述技术方案，设置有插座的插接平台，形成完全封闭的电连接环境，降低导线直接伸出罩壳所带来的密封难度，同时，由于插座连接有与内部元件连接的导线，旋转螺纹件即可使其与前罩分离，避免因插座阻碍装配及调试，此外，合理利用侧面空间并使插接平台前端面位于前罩前端面后方，使结构更为紧凑。
本发明进一步设置为：所述的中壳前端和后端均设置有与轮廓一致的密封槽及与密封槽形状相适配的密封圈。
通过采用上述技术方案，与中壳轮廓一致的密封圈，使密封效果更为全面。
本发明进一步设置为：所述的罩壳设置有用于将密封安装腔抽真空并通入干燥空气或干燥氮气的充气接头。
通过采用上述技术方案，增设充气接头，在密封安装腔内形成干燥环境，进一步避免内部元件生锈的情况发生。
本发明进一步设置为：所述的密闭安装腔内转动设置有输出轴，所述的背板设置有与背板转动密封配合的输出转动体，所述的输出转动体一端位于密封安装腔内与输出轴插接联动，另一端位于背板外侧将传动轴的扭矩输出至气箱内。
通过采用上述技术方案，由输出转动体将输出轴的扭矩输出至气箱，与输出轴分体设置的结构使装配更为便捷。
本发明进一步设置为：还包括按钮防水罩、防水罩固定套及固定螺母，所述的密封安装腔设置有从罩壳前端面伸出的按钮，所述的罩壳前端设置有供按钮伸出的按钮孔，所述的按钮防水罩为弹性材质，所述的按钮防水罩位于罩壳外侧并罩于按钮孔，所述的按钮防水罩设置有向内侧折弯的折边，所述的防水罩固定套穿过按钮孔内并环绕按钮，所述的防水罩固定套设置有将折边向罩壳挤压形成按钮防水罩与罩壳固定配合的挤压块，所述的固定螺母位于罩壳内并与防水罩固定套外周螺纹配合，构成防水罩固定套与罩壳的固定配合。
通过采用上述技术方案，按钮防水罩能够防止灰尘或水汽从按钮与按钮孔的间隙处进入密封安装腔内，同时，由防水罩固定套的挤压块挤压按钮防水罩的折边形成密封配合的同时形成按钮防水罩与罩壳固定配合，使防水罩固定套的安装结构更为稳定，此外，固定螺母位于罩壳内并与防水罩固定套外周螺纹配合构成防水罩固定套与罩壳的固定配合，而且，在密封性能降低时，可通过旋紧固定螺母进行补偿，延长密封安装腔的密封时长。
本发明进一步设置为：还包括断路器操动机构和隔离操动机构，所述的罩壳数量为两个，所述的背板的数量为一个或与罩壳一一对应，所述的背板与不同罩壳形成分别用于安装断路器操动机构或隔离操动机构的密封安装腔。
通过采用上述技术方案，背板的数量为一个或与罩壳一一对应，可根据需求进行选择，两个独立的密封安装腔，保证安装断路器操动机构或隔离操动机构不会相互影响性能及密封。
本发明进一步设置为：所述的断路器操动机构包括电磁铁、断路器控制轴和过渡板，所述的断路器控制轴转动设置于密封安装腔，所述的过渡板转动设置于密封安装腔并位于电磁铁与断路器控制轴之间，所述的断路器控制轴设置有受到挤压时驱动其旋转的受压板，所述的电磁铁通电挤压过渡板其中一端，过渡板的另一端挤压受压板。通过采用上述技术方案，
通过采用上述技术方案，由于电磁铁具有一定体积，由过渡板将电磁铁的驱动力传递至断路器控制轴，可调整电磁铁位置至密封安装腔内的其他位置，使结构更为紧凑的同时使罩壳结构更为规则，更易于加工。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的立体图；
图2为本发明具体实施方式中中壳的立体图；
图3为本发明具体实施方式中前罩的立体图；
图4为本发明具体实施方式中前罩与插座的爆炸图；
图5为本发明具体实施方式中传动轴的结构示意图；
图6为本发明具体实施方式中输出轴的结构示意图；
图7为本发明具体实施方式中按钮的结构示意图；
图8为本发明具体实施方式中断路器操动机构内部的局部示意图；
图9为本发明具体实施方式中按钮的立体图；
图10为本发明具体实施方式中联锁结构的立体图；
图11为本发明具体实施方式中接地操作轴的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上” 、“下” 、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语 “第一”、“第二”、“第三” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明公开了一种开关柜全密封塑壳操动机构，包括背板1和塑料材质的罩壳2，背板1一般固定于开关柜的气箱，罩壳2固定于背板1并与背板1密封配合，罩壳2与背板1之间形成密封安装腔，其中，罩壳2包括中壳21和前罩22，中壳21围绕密封安装腔且固定于背板1与前罩22之间，中壳21前端与前罩22密封配合，后端与背板1密封配合，罩壳2数量为两个，背板1的数量为一个或与罩壳2一一对应，具体实施方式中为背板1数量为两个，背板1与不同罩壳2形成分别用于安装断路器操动机构3或隔离操动机构4的密封安装腔，罩壳2设置有可破坏的区域23，在需要时将其破坏安装部件，此外，罩壳设置有用于将密封安装腔抽真空并通入干燥空气或干燥氮气的充气接头13。
如图2所示，其中，中壳21前端和后端均设置有与轮廓一致的密封槽211及与密封槽211形状相适配的密封圈212，如图3所示，前罩22一体设置有与密封槽211形状一致并挤压密封圈212的凸圈221。
如图4所示，还包括插座24，该插座24一般为航空插座，并符合IP67等级，前罩22侧面设置有插接平台222，插接平台222设置有插座安装孔223，插座24从前罩22内侧伸出穿过插座安装孔223至插接平台222前方并与插座安装孔223密封配合，插座24通过插头构成密封安装腔内的元件与外界元件的电连接，插座24设置有与前罩22内侧相抵的固定盘241，前罩22外侧设置有穿过前罩22并将固定盘241与前罩22固定的螺纹件224，螺纹件224一般为螺栓，插接平台222前端面位于前罩22前端面后方。
如图1所示，断路器操动机构3的传动轴包括断路器指示轴31、储能轴32、齿轮轴33等，隔离操动机构4的传动轴包括隔离指示轴41、隔离操作轴42和接地操作轴43，如图5所示，以断路器指示轴31举例，传动轴包括位于前罩22内的传动主体311和与前罩22转动密封配合的传动转动体312，传动转动体312一端位于密封安装腔内且与传动主体311插接联动，另一端位于前罩前方且将传动主体311的扭矩输出或将扭矩输入至传动主体311，转动密封一般由骨架密封圈实现。
断路器操动机构3和隔离操动机构4均具有输出至气箱的输出轴34，输出轴34包括位于背板1内的输出主体341与背板1转动密封配合的输出转动体342，输出转动体342一端位于密封安装腔内与输出主体341插接联动，另一端位于背板1外侧将输出主体341的扭矩输出至气箱内，转动密封一般由骨架密封圈实现，此外，背板1还设置有用于安装输出转动体342的转动座11，转动座11与背板1内侧壁密封配合，转动座11设置有旋转套111，为了使输出轴34准确与气箱对位，背板1外侧固定设置有环绕输出轴34的定位环12。
断路器操动机构3的按钮包括合闸按钮35和分闸按钮36，如图7所示，以合闸按钮35为例，还包括按钮防水罩351、防水罩固定套352及固定螺母353，罩壳2前端设置有供合闸按钮35伸出的按钮孔225，按钮防水罩351为弹性材质，按钮防水罩351位于罩壳2外侧并罩于按钮孔25，按钮防水罩351设置有向内侧折弯的折边3511，防水罩固定套352穿过按钮孔25内并环绕合闸按钮35，防水罩固定套352设置有将折边3511向罩壳2挤压形成按钮防水罩351与罩壳2固定配合的挤压块3521，固定螺母353位于罩壳2内并与防水罩固定套352外周螺纹配合，构成防水罩固定套352与罩壳2的固定配合。
上述防水防尘结构相组合，使操动机构符合IP65等级。
如图8所示，为了使结构更为紧凑，断路器操动机构3包括合闸电磁铁37、断路器控制轴32和过渡板38，断路器控制轴32转动设置于密封安装腔，过渡板38转动设置于密封安装腔并位于合闸电磁铁37与断路器控制轴32之间，断路器控制轴32设置有受到挤压时驱动其旋转的受压板321，合闸电磁铁37通电挤压过渡板38其中一端，过渡板38的另一端挤压受压板321，同时，密封安装腔滑移设置有位于过渡板38后方的滑板39，合闸按钮35设置有操作凸起351，滑板39设置有与操作凸起351相抵的滚轮391，操作凸起351的弧形面挤压滚轮391，使滑板39滑移挤压受压板321，同样实现驱动断路器控制轴32转动的功能，且结构更为紧凑，此外，受压板321另一端延伸至联锁板352，联锁板352会受到联锁电磁铁30的限位，只有与该操动机构联锁的另一个操动机构的断路器机构断开时，该联锁电磁铁30才会解除对联锁板352的限位。为了使罩壳2内的导线排布更为规则，设置有引导并固定导向的导线板26，罩壳2内设置有用于安装元件的中板27和前板28，导线板26位于中板27，合闸电磁铁37、过渡板38位于前板28。
如图9所示，以合闸按钮35为例，合闸按钮35下方设置有与按钮滑移配合的导杆354，按钮侧面向外侧延伸设置有U形导块355，U形导块355内设置有与导杆354固定配合的螺栓356，螺栓356头部滑移于U形导块355，装配结构精简的同时滑移稳定。
如图1所示，为了清晰表达断路器操动机构3工作状态，断路器指示轴31和隔离指示轴41位于罩壳2外设置有指针313，罩壳2外侧壁设置有与指针对应且位于外罩22的刻度226。
为了保证隔离操作的安全性，避免手操时电动启动，当手柄套于隔离操作轴42后，靠近隔离操作轴42的微动开关421被手柄挤压触发，从而使电动驱动的部件失电。
如图10所示，为了保证整体操作的安全性，还具有联锁结构，即第一联锁杆51和第二联锁杆52，第一联锁杆51和第二联锁杆52直线移动于两个罩壳2之间，断路器指示轴31设置有同步旋转的断路器凸轮314，隔离操作轴42设置有同步旋转的隔离凸轮422，第一联锁杆51设置有将其向断路器凸轮314复位的第一拉簧511，罩壳2设置有引导第一联锁杆51的第一导柱512，第一拉簧511固定于第一导柱512和第一联锁杆51之间，第二联锁杆52设置有将其向断路器凸轮314复位的第二拉簧521，罩壳2设置有引导第二联锁杆52的第二导柱522，第二拉簧521固定于第二导柱522和第二联锁杆51之间，当断路器处于断开状态、隔离开关处于断开状态时，断路器凸轮314的小半径位置抵于第一联锁杆51，使第一联锁杆51与隔离操作轴42位置相错，隔离凸轮422的大半径位置抵于第二联锁杆52，使第二联锁杆52阻挡于合闸按钮35；当旋转隔离操作轴42使隔离开关闭合时隔离凸轮422的小半径位置抵于第二联锁杆52，使第二联锁杆52于合闸按钮35位置相错；当合闸按钮35按下，断路器合闸时断路器凸轮314的大半径位置抵于第一联锁杆51，使第一联锁杆51阻挡于隔离操作轴42；当分闸按钮36按下，断路器凸轮314的小半径位置抵于第一联锁杆51，使第一联锁杆51与隔离操作轴42位置相错。
如图11所示，罩壳2内设置有弹簧支撑轴29，接地操作轴43设置有旋转时进行摆动的接地驱动板431，接地驱动板431偏心设置有驱动轴432，弹簧支撑轴29与驱动轴432之间设置有驱动弹簧291，弹簧支撑轴29设置有伸入驱动弹簧291的第一配合板292，接地驱动板431设置有伸入驱动弹簧291的两个第二配合板433，两个第二配合板433之间设置有与第一配合板292形状相适配并供第一配合板292伸缩的导向腔434，当接地操作轴43操作至中位时，第一配合板292和第二配合板433的总长度最短，驱动弹簧291压缩程度最大，相对弹簧支撑轴29设置有一个与弹簧支撑轴29滑移配合的配合板，该种结构使锁壳2与弹簧支撑轴29的弹簧驱动结构更为精简。

Claims (9)

1.一种开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：包括背板和塑料材质的罩壳，所述的罩壳固定于背板并与背板密封配合，所述的罩壳与背板之间形成密封安装腔；
还包括断路器操动机构和隔离操动机构，所述的罩壳数量为两个，所述的背板的数量为一个或与罩壳一一对应，所述的背板与不同罩壳形成分别用于安装断路器操动机构和隔离操动机构的密封安装腔；
还包括联锁结构，第一联锁杆和第二联锁杆，第一联锁杆和第二联锁杆直线移动于两个罩壳之间，断路器指示轴设置有同步旋转的断路器凸轮，隔离操作轴设置有同步旋转的隔离凸轮，第一联锁杆设置有将其向断路器凸轮复位的第一拉簧，罩壳设置有引导第一联锁杆第一导柱，第一拉簧固定于第一导柱和第一联锁杆之间，第二联锁杆设置有将其向断路器凸轮复位的第二拉簧，罩壳设置有引导第二联锁杆的第二导柱，第二拉簧固定于第二导柱和第二联锁杆之间。
2.根据权利要求1所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：所述的罩壳包括中壳和前罩，所述的中壳围绕密封安装腔且固定于背板与前罩之间，所述的中壳前端与前罩密封配合，后端与背板密封配合。
3.根据权利要求2所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：所述的密封安装腔内转动设置有传动轴，所述的传动轴包括位于前罩内的传动主体和与前罩转动密封配合的传动转动体，所述的传动转动体一端位于密封安装腔内且与传动主体插接联动，另一端位于前罩前方且将传动主体的扭矩输出或将扭矩输入至传动主体。
4.根据权利要求2所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：还包括插座，所述的前罩侧面设置有插接平台，所述的插接平台设置有插座安装孔，所述的插座从前罩内侧伸出穿过插座安装孔至插接平台前方并与插座安装孔密封配合，所述的插座通过插头构成密封安装腔内的元件与外界元件的电连接，所述的插座设置有与前罩内侧相抵的固定盘，所述的前罩外侧设置有穿过前罩并将固定盘与前罩固定的螺纹件，所述的插接平台前端面位于前罩前端面后方。
5.根据权利要求2所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：所述的中壳前端和后端均设置有与轮廓一致的密封槽及与密封槽形状相适配的密封圈。
6.根据权利要求1所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：所述的罩壳设置有用于将密封安装腔抽真空并通入干燥空气或干燥氮气的充气接头。
7.根据权利要求1所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：所述的密封安装腔内转动设置有输出轴，所述的输出轴包括位于背板内的输出主体与背板转动密封配合的输出转动体，所述的输出转动体一端位于密封安装腔内与输出主体插接联动，另一端位于背板外侧将输出主体的扭矩输出至气箱内。
8.根据权利要求1所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：还包括按钮防水罩、防水罩固定套及固定螺母，所述的密封安装腔设置有从罩壳前端面伸出的按钮，所述的罩壳前端设置有供按钮伸出的按钮孔，所述的按钮防水罩为弹性材质，所述的按钮防水罩位于罩壳外侧并罩于按钮孔，所述的按钮防水罩设置有向内侧折弯的折边，所述的防水罩固定套穿过按钮孔内并环绕按钮，所述的防水罩固定套设置有将折边向罩壳挤压形成按钮防水罩与罩壳固定配合的挤压块，所述的固定螺母位于罩壳内并与防水罩固定套外周螺纹配合，构成防水罩固定套与罩壳的固定配合。
9.根据权利要求1所述的开关柜全密封塑壳操动机构，其特征在于：所述的断路器操动机构包括电磁铁、断路器控制轴和过渡板，所述的断路器控制轴转动设置于密封安装腔，所述的过渡板转动设置于密封安装腔并位于电磁铁与断路器控制轴之间，所述的断路器控制轴设置有受到挤压时驱动其旋转的受压板，所述的电磁铁通电挤压过渡板其中一端，过渡板的另一端挤压受压板。
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