CN114334528A - 空气开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气开关，包括空气开关壳体、手柄转轴、导向筒、传动轮、驱动电机和轴向位置调节器，所述传动轮套设在所述手柄转轴上并与所述导向筒圆柱副连接，所述导向筒与所述手柄转轴共轴设置并与所述空气开关壳体固定连接，所述手柄转轴的轴向上分别设有正向棘齿和反向棘齿，所述传动轮的内壁设有用于与所述正向棘齿和所述反向棘齿配合的棘爪，所述轴向位置调节器与所述空气开关壳体固定连接，用于设置所述棘爪在与所述正向棘齿配合的位置和设置所述棘爪在与所述反向棘齿配合的位置。其结构可以满足在不影响空气开关自动断路的条件下实现空气开关的合闸与分闸操作。

Description

空气开关

技术领域

本发明涉及空气开关技术领域，具体涉及一种空气开关。

背景技术

电路使用中，采集电路的工作参数有助于了解电路的运行状态。比如专利文献CN106154891A记载的一种智能空气开关装置通过采集空气开关的电流、电压、温度等数据辅助确认空气开关的工作状态，以通过保护空气开关，保证电路的安全运行。

变电站中，一次电路是直接与交流电网电源连接的电路，二次电路是对主电路进行控制、保护、监视、测量的电路。较为常见的，一次电路内的设备包括与交流电网电源连接的装置、变压器的初级绕组、电动机及其他负载装置，二次电路内的设备包括各种控制开关(如按钮等)、继电器、接触器的线圈和辅助触点、信号灯、测量仪表等。

在倒母线操作及停运电压互感器操作时，需要操作二次电路内设备，比如合闸或分闸操作二次电路内空气开关。目前，主要通过运维人员现场操纵空气开关合闸或分闸。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气开关，其结构可以满足在不影响空气开关自动断路的条件下实现空气开关的合闸与分闸操作。

本发明的技术方案是：

一种空气开关，包括空气开关壳体、手柄转轴、导向筒、传动轮、驱动电机和轴向位置调节器，所述传动轮套设在所述手柄转轴上并与所述导向筒圆柱副连接，所述导向筒与所述手柄转轴共轴设置并与所述空气开关壳体固定连接，所述手柄转轴的轴向上分别设有正向棘齿和反向棘齿，所述传动轮的内壁设有用于与所述正向棘齿和所述反向棘齿配合的棘爪，所述轴向位置调节器与所述空气开关壳体固定连接，用于设置所述棘爪在与所述正向棘齿配合的位置和设置所述棘爪在与所述反向棘齿配合的位置。

优选的，所述反向棘齿转动形成的外周大于所述正向棘齿转动形成的外周，所述棘爪包括连接臂、爪部和增强部，所述爪部设有与所述正向棘齿配合的第一导向斜面，所述增强部设置在所述连接臂和所述爪部的连接处，所述增强部设置在所述正向棘齿转动形成的外周之外且设置在所述反向棘齿转动形成的外周之内，所述增强部设有与所述反向棘齿配合的第二导向斜面。

优选的，所述轴向位置调节器包括导向杆、第一电磁铁、第二电磁铁、软磁环和拨环，所述导向杆的轴线与所述手柄转轴的轴线平行设置，所述软磁环活动套设在所述导向杆上，所述传动轮的周面上设有第一环形槽，所述拨环设置在所述第一环形槽内并与所述软磁环固定连接。

优选的，所述传动轮的内壁还设有第二环形槽，所述导向筒上还设有轴向限位块，所述轴向限位块设置在所述第二环形槽内。

优选的，还包括用于检测所述空气开关手柄位置的手柄位置检测开关，所述手柄位置检测开关与所述空气开关壳体固定连接。

进一步优选的，所述手柄位置检测开关为限位开关，所述空气开关的手柄设置在所述空气开关的分断位置时，所述手柄激发所述限位开关的动触头动作。

本发明的有益效果是：

1.设空气开关的手柄从合闸位置移动到分断位置为顺时针旋转，棘爪与正向棘齿配合时，手柄转轴仅能顺时针旋转，棘爪与反向棘齿配合时，手柄转轴仅能逆时针旋转，则常态下，轴向位置调节器设置棘爪在与正向棘齿配合的位置，如若空气开关需要从合闸状态切换为分断状态，则空气开关的手柄从合闸位置移动到分断位置，同时手柄转轴顺时针旋转，由于棘爪并不影响手柄转轴及正向棘齿顺时针旋转，所以其结构并不影响空气开关自动断路功能。在需要将空气开关的手柄从合闸位置切换为分断位置时，轴向位置调节器设置棘爪在与正向棘齿配合的位置，顺时针转动传动轮，则棘爪推动正向棘齿顺时针转动，正向棘齿带动手柄转轴顺时针转动，实现将空气开关的手柄从合闸位置切换为分断位置的目的。在需要将空气开关的手柄从分断位置切换为合闸位置时，轴向位置调节器设置棘爪在与反向棘齿配合的位置，逆时针转动传动轮，则棘爪推动反向棘齿顺时针转动，反向棘齿带动手柄转轴顺时针转动，实现将空气开关的手柄从分断位置切换为合闸位置的目的，之后，轴向位置调节器设置棘爪在与正向棘齿配合的位置，以免影响空气开关自动断路功能。

2.棘爪设置在与正向棘齿配合的位置时，棘爪的增强部不影响爪部前端的弹性，即不影响手柄转轴及正向棘齿顺时针旋转；棘爪设置在与反向棘齿配合的位置时，棘爪的增强部又可以反向拨动反向棘齿带动手柄转轴转动。

3.传动轮的周面上设有环形槽，拨环设置在环形槽内并与软磁环固定连接，这样，通过轴向移动拨环，可以带动棘爪在与反向棘齿配合的位置和与正向棘齿配合的位置切换，又不影响传动轮的转动。

附图说明

图1为一种空气开关的左视图。

图2为图1的右视图。

图3为一种空气开关的导向筒、传动轮和轴向位置调节器的局部放大图。

图4为图3的右视图。

附图标记说明，1-空气开关壳体，11-手柄，12-手柄转轴，121-正向棘齿，122-反筒棘齿，31-传动轮，311-棘爪，312-直齿牙，313-第一环形槽，314-第二环形槽，32-导向筒，321-轴向限位部，41-拨动器，411-拨环，412-连接臂，413-软磁环，421-导向杆，422-第一电磁铁，423-第二电磁铁，42-轴向位置调节器，5-驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。

实施例1：一种空气开关，参见图1-4，包括空气开关壳体、手柄转轴12、导向筒32、传动轮31、驱动电机5和轴向位置调节器42，手柄转轴12与手柄11固定连接。

参见图3-4，传动轮31套设在手柄转轴12上，传动轮31与导向筒32圆柱副连接。导向筒32与手柄转轴12共轴设置，导向筒32与手柄转轴12之间设有间隙，以避免阻碍手柄转轴12转动，导向筒32与空气开关壳体1固定连接。手柄转轴12的轴向上的不同位置分别设有正向棘齿121和反向棘齿122，传动轮31的内壁设有用于与正向棘齿121和反向棘齿122配合的棘爪311，轴向位置调节器42与空气开关壳体1固定连接，用于设置棘爪311在与正向棘齿121配合的位置和设置棘爪311在与反向棘齿122配合的位置。驱动电机5与空气开关壳体1固定连接，驱动电机5的输出轴上安装有用于与传动轮31啮合连接的齿轮。

参见图3，本实施例中，反向棘齿122转动形成的外周大于正向棘齿121转动形成的外周，棘爪311包括连接臂、爪部和增强部，爪部设有与正向棘齿121配合的第一导向斜面，增强部设置在连接臂和爪部的连接处，增强部设置在正向棘齿121转动形成的外周之外且设置在反向棘齿122转动形成的外周之内，增强部设有与反向棘齿122配合的第二导向斜面。

参见图4，本实施例中，轴向位置调节器42包括导向杆421、第一电磁铁422、第二电磁铁423、软磁环413和拨环411，导向杆421的轴线与手柄转轴12的轴线平行设置，软磁环413活动套设在导向杆421上，传动轮31的周面上设有第一环形槽313，拨环411设置在第一环形槽313内，拨环411与软磁环413固定连接。软磁环413使用软磁材料制作。第一电磁铁422的N磁极S磁极连线最好平行于导向杆421的轴线，第二电磁铁423的N磁极S磁极连线最好平行于导向杆421的轴线。由于软磁环413磁性易消失，故而第一电磁铁422与第二电磁铁423的磁极并不需相吸或相斥设置。第一电磁铁通电422且第二电磁铁423断电时，第一电磁铁422吸拉软磁环413向其靠近，软磁环413带动拨环411拨动传动轮31移向左移动，当第一电磁铁422吸附软磁环413时，传动轮31移至最左端，棘爪311设置在与正向棘齿121配合的位置。第一电磁铁422断电且第二电磁铁423通电时，第二电磁铁423吸拉软磁环413向其靠近，软磁环413带动拨环411拨动传动轮31移向右移动，当第二电磁铁423吸附软磁环413时，传动轮31移至最右端，棘爪311设置在与反向棘齿122配合的位置。

参见图4，本实施例中，传动轮31的内壁还设有第二环形槽314，导向筒32上还设有轴向限位块321，轴向限位块321设置在第二环形槽314内。当传动轮31移至最左端时，轴向限位块321与第二环形槽314的左壁连接，当传动轮31移至最右端时，轴向限位块321与第二环形槽314的右壁连接。当然，轴向限位块321的设置目的是避免传动轮31从导向筒32上脱落，故而，当传动轮31移至最左端时，轴向限位块321与第二环形槽314的左壁之间可以设置间隙，当传动轮31移至最右端时，轴向限位块321与第二环形槽314的右壁也可以设置间隙。

由于空气开关的手柄从分断位置切换为合闸位置时，手柄转轴的转动角小于360°，故而需要设置驱动电机的输出轴的旋转角，以在手柄从合闸位置运动到分断位置，或从分断位置运动到合闸位置时及时停止旋转。一种方式是选择步进电机，但其体积不适合；一种方式是安装位置传感器，位置传感器可以感测手柄位置；一种方式是安装角度传感器，角度传感器检测传动轮31转动的角度；一种方式是通过设置传动件，使手柄从合闸位置运动到分断位置，或从分断位置运动到合闸位置后，驱动电机的输出轴与传动轮31的传动连接断开。

实施例2：一种空气开关，参见图1-4，包括空气开关壳体、手柄转轴12、导向筒32、传动轮31、驱动电机5和轴向位置调节器42，手柄转轴12与手柄11固定连接。本实施例中，空气开关还附加了用于检测空气开关手柄11位置的手柄位置检测开关(未画)，手柄位置检测开关与空气开关壳体1固定连接。本实施例中，手柄位置检测开关为限位开关，空气开关的手柄设置在空气开关的分断位置时，手柄激发限位开关的动触头动作。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽地说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能的阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施例，均应属于为本发明隐含公开的内容。

Claims (6)

1.一种空气开关，包括空气开关壳体、手柄转轴，其特征在于，还包括导向筒、传动轮、驱动电机和轴向位置调节器，所述传动轮套设在所述手柄转轴上并与所述导向筒圆柱副连接，所述导向筒与所述手柄转轴共轴设置并与所述空气开关壳体固定连接，所述手柄转轴的轴向上分别设有正向棘齿和反向棘齿，所述传动轮的内壁设有用于与所述正向棘齿和所述反向棘齿配合的棘爪，所述轴向位置调节器与所述空气开关壳体固定连接，用于设置所述棘爪在与所述正向棘齿配合的位置和设置所述棘爪在与所述反向棘齿配合的位置。

2.如权利要求1所述的空气开关，其特征在于，所述反向棘齿转动形成的外周大于所述正向棘齿转动形成的外周，所述棘爪包括连接臂、爪部和增强部，所述爪部设有与所述正向棘齿配合的第一导向斜面，所述增强部设置在所述连接臂和所述爪部的连接处，所述增强部设置在所述正向棘齿转动形成的外周之外且设置在所述反向棘齿转动形成的外周之内，所述增强部设有与所述反向棘齿配合的第二导向斜面。

3.如权利要求1所述的空气开关，其特征在于，所述轴向位置调节器包括导向杆、第一电磁铁、第二电磁铁、软磁环和拨环，所述导向杆的轴线与所述手柄转轴的轴线平行设置，所述软磁环活动套设在所述导向杆上，所述传动轮的周面上设有第一环形槽，所述拨环设置在所述第一环形槽内并与所述软磁环固定连接。

4.如权利要求1所述的空气开关，其特征在于，所述传动轮的内壁还设有第二环形槽，所述导向筒上还设有轴向限位块，所述轴向限位块设置在所述第二环形槽内。

5.如权利要求1所述的空气开关，其特征在于，还包括用于检测所述空气开关手柄位置的手柄位置检测开关，所述手柄位置检测开关与所述空气开关壳体固定连接。

6.如权利要求5所述的空气开关，其特征在于，所述手柄位置检测开关为限位开关，所述空气开关的手柄设置在所述空气开关的分断位置时，所述手柄激发所述限位开关的动触头动作。

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