CN114639571A - 一种真空断路器用可调压力式触头簧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空断路器用可调压力式触头簧装置，它包括安装固定架、安装导杆、上盖板、触头簧、下盖板、螺母、三维力传感器、轴承、拐臂、轴销，固定架设置有竖长孔；安装导杆上端设置有竖向的长圆孔Ⅰ，拐臂设置有横向的长圆孔Ⅱ,轴销穿过竖长孔、轴承、长圆孔Ⅱ、长圆孔Ⅰ，拐臂通过轴销与安装导杆铰接；触头簧的上下端分别与上盖板和下盖板接触连接，下盖板的下端与螺母接触连接，上盖板的上端与轴承接触连接，轴销外套置三维力传感器，轴承固定安装在三维力传感器外，当上盖板受到触头簧的挤压时，会通过轴承将力传递到传感器，本装置提高了产品安装效率，同时触头簧产生的预压力可精确调控，提高了触头簧机构的精度及性能。
Description
技术领域
本发明涉及真空断路器设备领域，具体为一种真空断路器用可调压力式触头簧装置。
背景技术
目前户内高压真空断路器已大量使用并日趋成熟。断路器的核心部件真空灭弧室，在工作时需借助触头簧的作用在灭弧室的动、静触头上产生并维持一定压力值F（一般由弹簧复位状态的预压力F1+拐臂动作压迫弹簧产生的变形压力ΔF），方能保证真空断路器在开断短路电流时产生足够的分闸速度，实现可靠开断，以达到断路器切断线路的功能。
目前，真空灭弧室动、静触头压力值F的实现都是依靠触头簧的做功来实现，触头簧装置在真空断路器领域属于成熟设计，其功能实现就是依靠外部的动力机构——弹簧机构来提供输入能量，弹簧机构合闸释放后，会通过绝缘拉杆带动拐臂传递能量，对触头簧进行运动压缩，从而将力F（预压力F1+变形压力ΔF）传递到真空灭弧室的动、静触头上并长时间维持这种状态。当弹簧机构分闸释放时，再次通过绝缘拉杆反方向带动触头簧运动，释放压力值，带动灭弧室的动触头快速运动，实现分闸。触头簧就是在这一过程中提供合闸压力和分闸动力的关键部件。
现有的触头簧结构组成一般包括安装导杆、触头簧，安装导杆的中下端固定设置有台阶用以限定触头簧的下端，安装导杆的上端设置有长孔用以连接拐臂，这种结构的缺陷在于：由于触头簧下端限定位置固定，会导致安装时需借助专用工装克服预压力F1后才能安装拐臂，存在安装不便和预压力不可调节的问题，触头簧安装时，借助专用工装提前将触头簧压至一定程度（此时产生预压力F1）腾出安装空间，然后将安装导杆、拐臂等用轴销铰接，完成后拿下专用工装，触头簧释放开，弹簧的上盖板与拐臂、轴承连接在一起，从而维持预压力F1，整个安装过程费时费力，安装效率得不到提升。
另外，每种开断电流的断路器所需要的触头簧压力F也不一样，由于上述常规设计思路的存在，在面对不同开断电流时，要设计各种不同形状的安装导杆，且每种导杆只能提供固定的压力值范围，局限性大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种真空断路器用可调压力式触头簧装置，通过对该结构进行改进，提高了该结构的安装效率，同时触头簧产生的预压力可精确调控，提高了触头簧机构的精度及性能。
为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：
一种真空断路器用可调压力式触头簧装置，它包括安装固定架、安装导杆、上盖板、触头簧、下盖板、螺母、三维力传感器、轴承、拐臂、轴销，所述的安装固定架起所有部件的安装固定之用，固定架设置有垂直方向的竖长孔，对轴销起导向的作用；所述的安装导杆上端设置有竖向的长圆孔Ⅰ，与安装固定架的长孔在一个方向上，拐臂与轴销铰接处设置有横向的长圆孔Ⅱ,轴销穿过竖长孔、轴承、长圆孔Ⅱ、长圆孔Ⅰ，拐臂通过轴销与安装导杆铰接，竖长孔与长圆孔Ⅱ形成一个可上下运动的交错空间，保证安装导杆的运动始终在上下垂直方向，便于实现拐臂转动时的作用力传递方向保持上下方向，不会产生纯圆弧运动；安装导杆下端设置有外螺纹，与灭弧室内动触头端部的导电杆连接；所述的上盖板、触头簧、下盖板按照上下顺序套置在安装导杆上，螺母与安装导杆下端螺纹连接，触头簧的上下端分别与上盖板和下盖板接触连接，下盖板的下端与螺母接触连接，上盖板的上端与轴承接触连接，所述的轴销外套置安装有三维力传感器，轴承固定安装在三维力传感器外，当上盖板受到触头簧的挤压时，会通过轴承将力传递到三维力传感器。
所述的安装导杆上半部分为圆柱形杆，下半部分为圆形丝杆，安装导杆上端长圆孔Ⅰ处两侧部分铣扁，方便与拐臂配合，轴销在长圆孔Ⅰ内上下滑移。
所述的安装固定架位置固定，具体与断路器的本体固定连接，安装固定架设置有固定铰孔，与拐臂的中部铰接。
采用本装置后，触头簧机构的安装方法为：先将螺母旋入安装导杆下端，暂时固定住螺母即可，然后将安装导杆下端旋入灭弧室动触头端的导电杆内螺纹上，然后依次将下盖板、触头簧、上盖板套入安装导杆，接着依次将拐臂、带有可视化压力传感器的轴承、安装固定架用轴销与安装导杆铰接在一起，此时触头簧是没有预压力F1的；上述动作完成后，通过紧固下方螺母使触头簧变形产生预压力F1，在可视化压力传感器可以读取力值大小，然后再通过合闸操作，使得触头簧产生变形压力ΔF，完成压力值F，可通过可视化压力传感器读取力值大小。
本发明的有益效果为：
通过改变安装触头簧的安装导杆结构，由机加工后的固定形状改为弹簧限定距离可调方案，组装时不再依靠工装器具等，单人、单套工具即可实现安装；增加可视化压力传感器，实现力值的实时读取，快速精确地实现安装调试；可根据不同的短路开断电流，通过调整触头簧的压缩长度即可变换压力值，达到有效的参数要求，无需更换触头簧即可实现所需功能。
附图说明
图1为发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例轴销处俯视结构示意图；
图3为本发明实施例使用状态示意图；
图4为传统的触头簧结构安装示意图；
图5为现有断路器动作原理结构示意图；
1-安装固定架，2-拐臂，3-安装导杆，4-上盖板，5-下盖板，6-触头簧，7-螺母，8-轴承，9-轴销，11-竖长孔，21-长圆孔Ⅱ，31-长圆孔Ⅰ。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1-3所示一种真空断路器用可调压力式触头簧6装置，它包括安装固定架1、安装导杆3、上盖板4、触头簧6、下盖板5、螺母7、三维力传感器、轴承8、拐臂2、轴销9，所述的安装固定架1起所有部件的安装固定之用，固定架设置有垂直方向的竖长孔11，对轴销9起导向的作用；所述的安装导杆3上端设置有竖向的长圆孔Ⅰ31，与安装固定架1的长孔在一个方向上，拐臂2与轴销9铰接处设置有横向的长圆孔Ⅱ21,轴销9穿过竖长孔11、轴承8、长圆孔Ⅱ21、长圆孔Ⅰ31，拐臂2通过轴销9与安装导杆3铰接，竖长孔11与长圆孔Ⅱ21形成一个可上下运动的交错空间，保证安装导杆3的运动始终在上下垂直方向，便于实现拐臂2转动时的作用力传递方向保持上下方向，不会产生纯圆弧运动；安装导杆3下端设置有外螺纹，具体与灭弧室内动触头端部的导电杆上的内螺纹连接；所述的上盖板4、触头簧6、下盖板5按照上下顺序套置在安装导杆3上，螺母7与安装导杆3下端螺纹连接，触头簧6的上下端分别与上盖板4和下盖板5接触连接，下盖板5的下端与螺母7接触连接，上盖板4的上端与轴承8接触连接，所述的轴销9外套置安装有三维力传感器，轴承8固定安装在三维力传感器外，当上盖板4受到触头簧6的挤压时，会通过轴承8将力传递到三维力传感器。
所述的安装导杆3上半部分为圆柱形杆，下半部分为圆形丝杆，安装导杆3上端长圆孔Ⅰ31处两侧部分铣扁，方便与拐臂2配合，轴销9在长圆孔Ⅰ31内上下滑移。
所述的安装固定架1位置固定，具体与断路器的本体的支撑绝缘子固定连接，安装固定架1设置有固定铰孔，与拐臂2的中部铰接。
所述的三维力传感器可选用合肥力智品牌的型号为LZ-SWF40无线型三维力传感器，其外圈尺寸与轴承内圈尺寸相匹配，三维力传感器与轴承8内圈固定连接，具体为过盈配合连接。
安装固定架1包括两个平行的固定板，固定板上开设有竖长孔11用以轴销9导向，为便于方便读取测试出的压力数值，断路器操作面板上安装与三维力传感器配套的LZY1数字显示屏，便于观察、读取压力数值；所述的轴承8和三维力传感器为两组，分设安装导杆3两侧，两个轴承8均与上盖板4接触，测量更精确。
采用本装置后，触头簧6机构的安装方法为：先将螺母7旋入安装导杆3下端，暂时固定住螺母7即可，然后将安装导杆3下端旋入灭弧室动触头端的导电杆内螺纹上，然后依次将下盖板5、触头簧6、上盖板4套入安装导杆3，接着依次将拐臂2、带有可视化压力传感器的轴承8、安装固定架1用轴销9与安装导杆3铰接在一起，此时触头簧6是没有预压力F1的；上述动作完成后，通过紧固下方螺母7使触头簧6变形产生预压力F1，在可视化压力传感器可以读取力值大小，然后再通过合闸操作，使得触头簧6产生变形压力ΔF，完成压力值F，可通过可视化压力传感器读取力值大小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种真空断路器用可调压力式触头簧装置，其特征在于：它包括安装固定架、安装导杆、上盖板、触头簧、下盖板、螺母、三维力传感器、轴承、拐臂、轴销，固定架设置有垂直方向的竖长孔；所述的安装导杆上端设置有竖向的长圆孔Ⅰ，拐臂与轴销铰接处设置有横向的长圆孔Ⅱ,轴销穿过竖长孔、轴承、长圆孔Ⅱ、长圆孔Ⅰ，拐臂通过轴销与安装导杆铰接；安装导杆下端设置有外螺纹，与灭弧室内动触头端部的导电杆连接；所述的上盖板、触头簧、下盖板按照上下顺序套置在安装导杆上，螺母与安装导杆下端螺纹连接，触头簧的上下端分别与上盖板和下盖板接触连接，下盖板的下端与螺母接触连接，上盖板的上端与轴承接触连接，所述的轴销外套置安装有三维力传感器，轴承固定安装在三维力传感器外，当上盖板受到触头簧的挤压时，会通过轴承将力传递到三维力传感器。
2.根据权利要求1所述的真空断路器用可调压力式触头簧装置，其特征在于：所述的安装导杆上半部分为圆柱形杆，下半部分为圆形丝杆，安装导杆上端长圆孔Ⅰ处两侧部分铣扁，方便与拐臂配合，轴销在长圆孔Ⅰ内上下滑移。
3.根据权利要求1所述的真空断路器用可调压力式触头簧装置，其特征在于：所述的安装固定架位置固定，与断路器的本体固定连接，安装固定架设置有固定铰孔，与拐臂的中部铰接。
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