CN115512998A - 双操作轴三工位操动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及开关柜领域,本发明提供一种双操作轴三工位操动装置,包括壳体、操作机构和切变机构;操作机构设置在壳体内,其包括第一操作转轮、第二操作转轮、限位块和转动设置的限位挡板;切变机构设置在壳体内,其包括解锁结构、锁合结构、用于驱动闸刀的驱动结构和弹性蓄能杆,所述解锁结构和驱动结构分别设置在所述弹性蓄能杆两端,所述驱动结构通过锁合结构设置成常闭锁状态使解锁结构和驱动结构可相对运动,所述第一操作转轮、第二操作转轮与所述解锁结构传动连接;所述限位块设置在所述解锁结构上,通过转动所述限位挡板使其与限位块配合形成第一状态和第二状态。本发明的一种双操作轴三工位操动装置,结构紧凑,体积小和操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及开关柜领域,尤其是指一种双操作轴三工位操动装置。
背景技术
为了简化开关柜的内部结构,常见的中压开关柜(如常压密封空气绝缘中压开关柜)内的隔离开关操动装置和接地开关操动装置被集成为一体,组成三工位操动机构(即隔离开关操动和接地开关操动合为一个操动装置),三工位操动机构通过开关轴控制与开关轴连接的闸刀(开关柜内的闸门机构的部件)的状态,从而使闸门机构在合闸状态、接地状态和隔离状态之间切换(闸门机构初始状态下为隔离状态),以控制开关柜的接电状态。而上述三工位操动机构设有两个操作轴,以分别控制与开关轴连接的合闸开关操动连杆组件及接地开关操动连杆组件,实现闸门机构的合闸开关操动和接地开关操动,故现有的三工位机构零部件数量多,结构复杂,体积较大和操作繁琐。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的三工位机构存在零部件数量多,结构复杂,体积较大和操作繁琐的不足,提供一种双操作轴三工位操动装置,包括操作机构和切变机构,零部件数量相对较少,结构紧凑,体积小和操作简单。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
双操作轴三工位操动装置,包括壳体、操作机构和切变机构;操作机构设置在壳体内,其包括第一操作转轮、第二操作转轮、限位块和转动设置的限位挡板;切变机构设置在壳体内,其包括解锁结构、锁合结构、用于驱动闸刀的驱动结构和内部设有蓄能结构的弹性蓄能杆,所述解锁结构和驱动结构分别设置在所述弹性蓄能杆两端,所述驱动结构通过锁合结构设置成常闭锁状态使解锁结构和驱动结构可相对运动,所述第一操作转轮、第二操作转轮与所述解锁结构传动连接;所述限位块设置在所述解锁结构上,通过转动所述限位挡板使其与限位块配合形成第一状态和第二状态;当所述限位挡板和限位块位于第一状态时,所述第一操作转轮向第一方向转动并带动所述解锁结构转动使所述弹性蓄能杆扭转持续蓄能,待解锁结构触发所述锁合结构解锁驱动结构,弹性蓄能杆释放弹性势能带动所述驱动结构转动进入合闸工位位置;当所述限位挡板和限位块位于第二状态时,所述第二操作转轮向第二方向转动并带动所述解锁结构转动使所述弹性蓄能杆扭转持续蓄能,待解锁结构触发所述锁合结构解锁驱动结构,弹性蓄能杆释放弹性势能带动所述驱动结构转动进入接地工位位置;当所述第一操作转轮沿第一方向的相反方向转动并带动所述解锁结构再次触发锁合结构解锁驱动结构时,或,所述第二操作转轮沿第二方向的相反方向转动并带动所述解锁结构再次触发锁合结构解锁驱动结构时,所述驱动结构复位进入隔离工位位置。
与现有技术相比,本发明的一种双操作轴三工位操动装置,具有以下有益效果:
(1)本发明的隔离操作、合闸操作和接地操作均由切变机构完成,从而精简零部件数量,简化内部结构,提高结构的紧凑程度,缩小机构体积,降低生产成本,且便于安装,能提高生产效率,使本发明适用于常压密封空气绝缘开关柜等中压开关柜;
(2)本发明的操作机构中,操作驱动结构转动使闸刀合闸和操作驱动结构转动使闸刀接地的部件(第一操作转轮、第二操作转轮)采用分离式设计,从而避免误操作,另外,通过操作第一操作转轮、第二操作转轮以控制驱动结构向指定范围旋转,带动开关柜内的闸刀在隔离状态、合闸状态和接地状态之间切换,分别实现三工位操动装置的合闸、接地独立操作的方式(即采用双操作转轮方式),具有灵活快速、省力、稳定可靠的优势,从而确保开关柜运行稳定,符合国标、电力行业相关标准;
(3)本发明操作闸刀涉及的部件由解锁结构、驱动结构和弹性蓄能杆组成,解锁结构、驱动结构同轴设置且可相对转动,弹性蓄能杆两端分别与解锁结构、驱动结构固定连接,利用弹性蓄能杆弹性形变储能,在弹性蓄能杆储能过程中,锁合结构锁定驱动结构,被锁定的驱动结构相对壳体静止不转动;当解锁结构旋转到预定位置时,解锁结构解除锁合结构对驱动结构的锁定,驱动结构被解除锁定后,弹性蓄能杆的扭矩能量能传递到驱动结构上,驱动结构转动以驱动开关柜内的闸刀摆动,开创了应用于常压空气绝缘密封中压开关柜的三工位操动装置的新型驱动方式,可靠性及通用性高,从而确保开关柜运行稳定。
进一步的,所述限位挡板设置在切变机构侧部,所述限位块设有两个,两限位块呈轴对称地分布在操动装置处于隔离工位位置时所述解锁结构远离限位挡板的一侧;所述限位挡板包括第一限位臂和第二限位臂;转动所述限位挡板可使第一限位臂、第二限位臂依次与所述两限位块配合;当转动所述限位挡板至第一限位臂靠近解锁结构,所述第一限位臂与两限位块配合时为所述第一状态;当转动所述限位挡板至第二限位臂靠近解锁结构,所述第二限位臂与两限位块配合时为所述第二状态。
限位挡板呈蝴蝶状,其通过第一限位臂和第二限位臂限制相对解锁结构固定设置的限位块的旋转范围,从而对解锁结构起到限位作用,同时起到合闸、接地互相联锁锁定的作用。
进一步的,所述第一限位臂和第二限位臂均设有外限位部和内限位部,第一限位臂和第二限位臂呈轴对称设置并且两外限位部向外侧延展;所述第一限位臂被设置成第一状态时,相对靠近第一限位臂的限位块向第一限位臂外限位部转动的行程小于其向第一限位臂内限位部转动的行程;所述第二限位臂被设置成第二状态时,相对靠近第二限位臂的限位块向第二限位臂外限位部转动的行程小于其向第二限位臂内限位部转动的行程。
第一状态时,若相对靠近第一限位臂的限位块向第一限位臂的外限位部转动,由于其行程相对较小,从而无法使弹性蓄能杆进行有效储能,且解锁结构也未转动到能触发锁合结构的位置,而当相对靠近第一限位臂的限位块向第一限位臂的内限位部转动,由于其行程相对较大,从而使弹性蓄能杆能进行有效储能,以便后续(解锁结构转动到能触发锁合结构的位置时)弹性蓄能杆驱动驱动结构转动,第二状态时,同理,即本发明通过确保解锁结构向错误方向旋转的行程要短于其向正确方向旋转的行程,起到防止错误操作的效果。
进一步的,限位挡板和壳体之间设有第一限位结构,所述第一限位结构包括设置在限位挡板上的第一滑道,以及第一定位件,所述第一定位件相对壳体固定设置且位于第一滑道内,第一滑道设置成匹配限位挡板的旋转轨迹。
第一限位结构用于限定限位挡板的摆动范围。
进一步的,限位挡板和壳体之间设有定位结构,所述定位结构包括设置在限位挡板上的若干定位孔,以及弹性滚珠,若干定位孔的排列位置设置成匹配限位挡板的旋转轨迹,所述弹性滚珠相对壳体固定设置,所述弹性滚珠设置成限位挡板旋转到位时卡入对应定位孔内。
当限位挡板旋转至一预定位置时,所述弹性滚珠卡入对应定位孔内,从而对限位挡板起到定位作用,确保限位挡板在预定位置对限位块进行限位。
进一步的,所述解锁结构包括从动轮、储能解锁板和套设在弹性蓄能杆外的驱动轴,从动轮、储能解锁板固定设置在驱动轴上,两个限位块设置在从动轮上,从动轮分别与第一操作转轮、第二操作转轮啮合;所述储能解锁板两侧向外凸出形成第一弧形推顶部和第二弧形推顶部,储能解锁板旋转时,第一弧形推顶部和第二弧形推顶部触发锁合结构解除对驱动结构的锁定。
所述储能解锁板外形呈多段不同半径组成的椭圆状,第一弧形推顶部和第二弧形推顶部的设置除了用于触发锁合结构外,还使得储能解锁板边缘形成圆弧过渡,在解锁驱动结构时减少储能解锁板对锁合结构造成的损耗。
进一步的,所述驱动结构包括开关轴和输出板,所述开关轴一端连接所述弹性蓄能杆后端,另一端连接闸刀,所述输出板设置在所述开关轴连接所述弹性蓄能杆的一端上,所述输出板的直径小于第一弧形推顶部和第二弧形推顶部之间的距离,所述输出板外侧设有供锁合结构锁定的V形部;所述锁合结构包括若干挚子组件,若干挚子组件通过卡入V形部限制输出板转动;解锁结构转动时,储能解锁板通过推离挚子组件解除挚子组件对输出板的锁定。
驱动结构的具体动作为当解锁结构旋转到预定位置时,储能解锁板抬起挚子组件以解除挚子组件对输出板的锁定(使输出板脱扣),输出板被解除锁定后,弹性蓄能杆的扭矩能量传递到开关轴上,因此将所述输出板的直径设置成小于第一弧形推顶部和第二弧形推顶部之间的距离,便于在弹性蓄能杆释能时,利用直径较大的储能解锁板(第一弧形推顶部和第二弧形推顶部)推开锁定输出板外侧的若干挚子组件,使锁定输出板的阻力失衡(至少两个挚子组件锁定输出板才能达到受力平衡以限制输出板转动),输出板得以进行旋转,实现储能解锁板的解锁脱扣作用。
进一步的,挚子组件设有四个,四个挚子组件对应设置在输出板四角,挚子组件包括弹性复位件和锁定件,锁定件设有锁定端,锁定端对应输出板设有锁定部,以及锁定端对应储能解锁板设有解锁部,所述弹性复位件用于使锁定端向输出板轴心方向复位;所述输出板外侧四角设有所述V形部;操动装置从隔离工位位置切换至合闸工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板右上方的挚子组件和位于输出板右下方的挚子组件对输出板进行锁定;操动装置从合闸工位位置切换至隔离工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板左上方的挚子组件和位于输出板左下方的挚子组件对输出板进行锁定;操动装置从隔离工位位置切换至接地工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板右上方的挚子组件和位于输出板右下方的挚子组件对输出板进行锁定;操动装置从接地工位位置切换至隔离工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板左上方的挚子组件和位于输出板左下方的挚子组件对输出板进行锁定。
通过在输出板四角设置V形部,从而能在弹性蓄能杆储能时,使用对应的两个挚子组件对输出板进行锁定,以及在双操作轴三工位操动装置在不同工位状态切换时(弹性蓄能杆释能后),使用对应的挚子组件锁扣输出板上对应的V形部,从而起到止动作用(限制转动),防止输出板过冲和反弹;本发明的挚子组件由于设置有弹性复位件,因而同时具有缓冲作用,能吸收输出板旋转时产生的瞬时撞击力。
进一步的,所述输出板外侧的V形部包括第一V形部和第二V形部;所述输出板两侧向外凸出形成第一扇形部和第二扇形部,所述第一扇形部的圆弧大于第二扇形部的圆弧,第一扇形部两侧与输出板边缘形成所述第一V形部,第二扇形部两侧与输出板边缘形成所述第二V形部。
所述输出板的两侧设有圆弧不同的第一扇形部和第二扇形部,其目的在于针对三个工位状态对应的闸刀的摆动幅度不相同,从而通过调整第一扇形部和第二扇形部的圆弧以控制开关轴的旋转角度,简单有效,可靠性强。
进一步的,第一操作转轮中部设有第一输入轴,第二操作转轮中部设有第二输入轴,壳体对应第一输入轴、第二输入轴分别设有第一操作孔和第二操作孔;壳体外侧设有可转动地位于第一操作孔和第二操作孔之间的遮孔板,遮孔板与限位挡板同轴设置,所述遮孔板两侧向外延伸形成第一展臂和第二展臂;所述遮孔板设置成操动装置处于合闸工位位置时通过第二展臂遮挡所述第二操作孔,以及操动装置处于接地工位位置时通过第一展臂遮挡所述第一操作孔。
通过设置遮孔板,从而能遮挡或打开第一操作孔和第二操作孔,使工作人员只能在指定的情况下操作第一输入轴/第二输入轴,避免人员误操作;本发明采用遮孔板遮挡操作孔和限位挡板限制驱动轴旋转角度两种技术手段对三工位操动装置起到双重防护作用,从而使本发明更安全稳定,提升产品安全性。
附图说明
图1是本发明中操动装置处于隔离工位位置时遮孔板处于合闸解锁状态(解锁第一操作孔)的示意图;
图2是本发明中操动装置处于隔离工位位置的侧视图;
图3是本发明中操动装置处于隔离工位位置时前板的示意图;
图4是本发明中操动装置处于隔离工位位置时操作机构的状态示意图;
图5是操作机构和解锁结构的组装示意图;
图6是操作机构的爆炸图;
图7是限位挡板的示意图;
图8是解锁结构、锁合结构和驱动结构的示意图;
图9是解锁结构和驱动结构的剖视图;
图10是挚子组件的示意图;
图11是挚子组件的爆炸图;
图12是本发明中操动装置处于隔离工位位置时储能解锁板的状态示意图;
图13是本发明中操动装置处于隔离工位位置时输出板的状态示意图;
图14是本发明中操动装置处于合闸工位位置的状态示意图;
图15是本发明中操动装置处于合闸工位位置并执行储能时操作机构处于合闸储能限位状态(对从动轮限位)的示意图;
图16是本发明中操动装置处于合闸工位位置并执行储能时储能解锁板(解锁输出板)的状态示意图;
图17是本发明中操动装置处于合闸工位位置并释放储能时输出板的状态示意图;
图18是本发明中操动装置处于接地工位位置时遮孔板处于接地解锁状态(解锁第二操作孔)的示意图;
图19是本发明中操动装置处于接地工位位置(未执行储能)时操作机构的状态示意图;
图20是本发明中操动装置处于接地工位位置并执行储能时操作机构处于接地储能限位状态(对从动轮限位)的示意图;
图21是本发明中操动装置处于接地工位位置并执行储能时储能解锁板(解锁输出板)的状态示意图;
图22是本发明中操动装置处于接地工位位置并释放储能时输出板的状态示意图。
标号说明:
遮孔板1,第一展臂10,第二展臂11,旋钮2,销轴30,限位块31,限位挡板32,第一限位臂321,第二限位臂322,外限位部323,内限位部324,第一滑道33,第一定位件34,第二滑道35,第二定位件36,定位孔37,弹性滚珠38,连接板39,壳体4,前板40,后板400,安装腔401,第一操作孔41,第二操作孔42,第一输入轴43,第二输入轴44,从动轮45,避空孔46,第一操作转轮47,第二操作转轮48,驱动结构5,开关轴51,驱动轴52,弹性蓄能杆53,套筒54,解锁结构6,输出板60,顶柱600,第一扇形部601,第二扇形部602,第一V形部603,第二V形部604,储能解锁板61,第一弧形推顶部611,第二弧形推顶部612,第三V形部613,第四V形部614,月牙孔62,指示转盘63,挚子组件7,安装轴70,锁定件71,弹性复位件72,卡爪73,锁定端74,锁定部75,解锁部76,挚子77。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的实施方式:
参见图1至图11,本实施例的双操作轴三工位操动装置,包括壳体4、操作机构和切变机构;所述壳体4包括前板40和后板400,前板40和后板400围合形成安装腔401;操作机构设置在安装腔401内,其包括第一操作转轮47、第二操作转轮48、限位块31和转动设置的限位挡板32;切变机构设置在安装腔401内,其包括解锁结构6、锁合结构、用于驱动闸刀(图中未示出)的驱动结构5和内部设有蓄能结构的弹性蓄能杆53,所述解锁结构6和驱动结构5分别设置在所述弹性蓄能杆53两端,所述驱动结构5通过锁合结构设置成常闭锁状态使解锁结构6和驱动结构5可相对运动,所述第一操作转轮47、第二操作转轮48与所述解锁结构6传动连接;所述限位块31设置在所述解锁结构6上,通过转动所述限位挡板32使其与限位块31配合形成第一状态和第二状态;当所述限位挡板32和限位块31位于第一状态时,所述第一操作转轮47向第一方向转动并带动所述解锁结构6转动使所述弹性蓄能杆53扭转持续蓄能,待解锁结构6触发所述锁合结构解锁驱动结构5,弹性蓄能杆53释放弹性势能带动所述驱动结构5转动进入合闸工位位置;当所述限位挡板32和限位块31位于第二状态时,所述第二操作转轮48向第二方向转动并带动所述解锁结构6转动使所述弹性蓄能杆53扭转持续蓄能,第二方向与第一方向的方向相反,待解锁结构6触发所述锁合结构解锁驱动结构5,弹性蓄能杆53释放弹性势能带动所述驱动结构5转动进入接地工位位置;当所述第一操作转轮47沿第一方向的相反方向(第二方向)转动并带动所述解锁结构6再次触发锁合结构解锁驱动结构5时,或,所述第二操作转轮48沿第二方向的相反方向(第一方向)转动并带动所述解锁结构6再次触发锁合结构解锁驱动结构5时,所述驱动结构5复位进入隔离工位位置。
第一操作转轮47中部设有第一输入轴43,第二操作转轮48中部设有第二输入轴44,第一输入轴43和第二输入轴44设置在切变机构的同一侧,壳体4对应第一输入轴43、第二输入轴44分别设有第一操作孔41和第二操作孔42,壳体4对应切变机构设有避空孔46。
参见图9和图16,所述解锁结构6包括从动轮45、储能解锁板61和套设在弹性蓄能杆53外的驱动轴52,从动轮45、储能解锁板61固定设置在驱动轴52上,两个限位块31设置在从动轮45上,从动轮45分别与第一操作转轮47、第二操作转轮48啮合;所述储能解锁板61两侧向外凸出形成第一弧形推顶部611和第二弧形推顶部612,储能解锁板61旋转时,第一弧形推顶部611和第二弧形推顶部612触发锁合结构解除对驱动结构5的锁定。
参见图12至图13,具体的,所述第一弧形推顶部611两侧形成圆弧状的第三V形部613,第二弧形推顶部612两侧形成圆弧状的第四V形部614。
所述储能解锁板61外形呈多段不同半径组成的椭圆状,第一弧形推顶部611和第二弧形推顶部612的设置除了用于触发锁合结构外,还使得储能解锁板61边缘形成圆弧过渡,在解锁驱动结构5时减少储能解锁板61对锁合结构造成的损耗。
参见图9、图16和图17,所述驱动结构5包括开关轴51和输出板60,所述开关轴51一端连接所述弹性蓄能杆53后端,另一端连接闸刀,所述输出板60设置在所述开关轴51连接所述弹性蓄能杆53的一端上,所述输出板60的直径小于第一弧形推顶部611和第二弧形推顶部612之间的距离,所述输出板60外侧设有供锁合结构锁定的V形部;所述锁合结构包括若干挚子组件7,若干挚子组件7通过卡入V形部限制输出板60转动;解锁结构6转动时,储能解锁板61通过推离挚子组件7解除挚子组件7对输出板60的锁定。
参见图9,具体的,开关轴51端部外侧固定设有套筒54,所述套筒54插入壳体4内,所述套筒54可相对壳体4旋转,输出板60固定设置在套筒54外侧;驱动轴52插入套筒54内并可相对套筒54旋转。
驱动结构5的具体动作为当解锁结构6旋转到预定位置时,储能解锁板61抬起挚子组件7以解除挚子组件7对输出板60的锁定(使输出板60脱扣),输出板60被解除锁定后,弹性蓄能杆53的扭矩能量传递到开关轴51上,因此将所述输出板60的直径设置成小于第一弧形推顶部611和第二弧形推顶部612之间的距离,便于在弹性蓄能杆53释能时,利用直径较大的储能解锁板61(第一弧形推顶部611和第二弧形推顶部612)推开锁定输出板60外侧的若干挚子组件7,使锁定输出板60的阻力失衡(至少两个挚子组件7锁定输出板60才能达到受力平衡以限制输出板60转动),输出板60得以进行旋转,实现储能解锁板61的解锁脱扣作用。
参见图5,所述限位挡板32设置在切变机构侧部,所述限位块31设有两个,两限位块31呈轴对称地分布在操动装置处于隔离工位位置时所述解锁结构6远离限位挡板32一侧,两个限位块31的外边缘形成的夹角为90-150°;所述限位挡板32包括第一限位臂321和第二限位臂322;转动所述限位挡板32可使第一限位臂321、第二限位臂322依次与所述两限位块31配合;当转动所述限位挡板32至第一限位臂321靠近解锁结构6,所述第一限位臂321与两限位块31配合时为所述第一状态(图4和图15);当转动所述限位挡板32至第二限位臂322靠近解锁结构6,所述第二限位臂322与两限位块31配合时为所述第二状态(图19和图20)。
限位挡板32呈蝴蝶状,其通过第一限位臂321和第二限位臂322限制相对解锁结构6固定设置的限位块31的旋转范围,从而对解锁结构6起到限位作用,同时起到合闸、接地互相联锁锁定的作用。
参见图5和图7,所述第一限位臂321和第二限位臂322均设有外限位部323和内限位部324,第一限位臂321和第二限位臂322呈轴对称设置并且两外限位部323向外侧延展;所述第一限位臂321被设置成第一状态时,相对靠近第一限位臂321的限位块31向第一限位臂321外限位部323转动的行程小于其向第一限位臂321内限位部324转动的行程;所述第二限位臂322被设置成第二状态时,相对靠近第二限位臂322的限位块31向第二限位臂322外限位部323转动的行程小于其向第二限位臂322内限位部324转动的行程。
第一状态时,若相对靠近第一限位臂321的限位块31向第一限位臂321的外限位部323转动,由于其行程相对较小,从而无法使弹性蓄能杆53进行有效储能,且解锁结构6也未转动到能触发锁合结构的位置,而当相对靠近第一限位臂321的限位块31向第一限位臂321的内限位部324转动,由于其行程相对较大,从而使弹性蓄能杆53能进行有效储能,以便后续(解锁结构6转动到能触发锁合结构的位置时)弹性蓄能杆53驱动驱动结构5转动,第二状态时,同理,即本发明通过确保解锁结构6向错误方向旋转的行程要短于其向正确方向旋转的行程,起到防止错误操作的效果。
参见图6至图7,限位挡板32通过销轴30可转动地设置在壳体4内,销轴30位于操动装置的第一输入轴43和第二输入轴44之间。
操动装置从隔离工位位置切换至合闸工位位置时,操作销轴30使第二限位臂322靠近第二输入轴44,第一限位臂321配合限位块31限制驱动轴52的旋转角度,解锁操动装置的合闸操作,且闭锁操动装置的接地操作;操动装置从隔离工位位置切换至接地工位位置时,操作销轴30使第一限位臂321靠近第一输入轴43,第二限位臂322配合限位块31限制驱动轴52的旋转角度,闭锁操动装置的合闸操作,且解锁操动装置的接地操作。
参见图6至图7,限位挡板32和壳体4之间设有第一限位结构,所述第一限位结构包括设置在限位挡板32靠近切变机构一端的第一滑道33,以及第一定位件34,所述第一定位件34相对壳体4固定设置且位于第一滑道33内,第一滑道33设置成匹配限位挡板32的旋转轨迹。
参见图6至图7,限位挡板32和壳体4之间设有第二限位结构,所述第二限位结构包括设置在限位挡板32远离切变机构一端的第二滑道35,以及第二定位件36,所述第二定位件36相对壳体4固定设置且位于第二滑道35内,第二滑道35设置成匹配限位挡板32的旋转轨迹。
具体的,所述第二定位件36设置在一相对壳体4固定设置的连接板39的上。
第一限位结构用于限定限位挡板32靠近解锁结构6的一端的摆动范围,第二限位结构用于限定限位挡板32远离解锁结构6的一端的摆动范围,第一限位结构和第二限位结构共同配合限制限位挡板32两端的摆动范围。
参见图6至图7,限位挡板32和壳体4之间设有定位结构,所述定位结构包括设置在限位挡板32上的若干定位孔37,以及弹性滚珠38,若干定位孔37的排列位置设置成匹配限位挡板32的旋转轨迹,所述弹性滚珠38相对壳体4固定设置,所述弹性滚珠38设置成限位挡板32旋转到位时卡入对应定位孔37内。
当限位挡板32旋转至一预定位置时,所述弹性滚珠38卡入对应定位孔37内,从而对限位挡板32起到定位作用,确保限位挡板32在预定位置对限位块31进行限位。
参见图12至图13,挚子组件7设有四个,四个挚子组件7对应设置在输出板60四角,挚子组件7包括弹性复位件72和锁定件71,锁定件71设有锁定端74,锁定端74对应输出板60设有锁定部75,以及锁定端74对应储能解锁板61设有解锁部76,所述弹性复位件72用于使锁定端74向输出板60轴心方向复位;所述输出板60外侧四角设有所述V形部;操动装置从隔离工位位置切换至合闸工位位置时,输出板60旋转至预定位置后位于输出板60右上方的挚子组件7和位于输出板60右下方的挚子组件7对输出板60进行锁定;操动装置从合闸工位位置切换至隔离工位位置时,输出板60旋转至预定位置后位于输出板60左上方的挚子组件7和位于输出板60左下方的挚子组件7对输出板60进行锁定;操动装置从隔离工位位置切换至接地工位位置时,输出板60旋转至预定位置后位于输出板60右上方的挚子组件7和位于输出板60右下方的挚子组件7对输出板60进行锁定;操动装置从接地工位位置切换至隔离工位位置时,输出板60旋转至预定位置后位于输出板60左上方的挚子组件7和位于输出板60左下方的挚子组件7对输出板60进行锁定。
具体的,所述弹性复位件72为扭簧,壳体4内设有挚子77限位所述弹性复位件72(避免移位)。
通过在输出板60四角设置V形部,从而能在弹性蓄能杆53储能时,使用对应的两个挚子组件7对输出板60进行锁定,以及在双操作轴三工位操动装置在不同工位状态切换时(弹性蓄能杆53释能后),使用对应的挚子组件7锁扣输出板60上对应的V形部,从而起到止动作用(限制转动),防止输出板60过冲和反弹;本发明的挚子组件7由于设置有弹性复位件72,因而同时具有缓冲作用,能吸收输出板60旋转时产生的瞬时撞击力。
参见图12、图13和图17,所述输出板60外侧的V形部包括第一V形部603和第二V形部604;所述输出板60两侧向外凸出形成第一扇形部601和第二扇形部602,所述第一扇形部601的圆弧大于第二扇形部602的圆弧,第一扇形部601两侧与输出板60两侧形成所述第一V形部603,第二扇形部602两侧形成所述第二V形部604。
所述输出板60的两侧设有圆弧不同的第一扇形部601和第二扇形部602,其目的在于针对三个工位状态对应的闸刀的摆动幅度不相同,从而通过调整第一扇形部601和第二扇形部602的圆弧以控制开关轴51的旋转角度,简单有效,可靠性强。
参见图11,具体的,所述挚子组件7还包括安装轴70,所述安装轴70设置在所述壳体4内,所述锁定件71可旋转的设置在所述安装轴70外,所述锁定件71设有向外延伸的卡爪73,所述卡爪73外端为所述锁定端74,所述弹性复位件72用于使卡爪73向输出板60轴心方向复位。
参见图10至图11,具体的,所述锁定部75为直角状,所述解锁部76为圆弧状,从而确保锁定部75能卡紧第一V形部603/第二V形部604,以及第三V形部613和第四V形部614在储能解锁板61旋转时流畅推开解锁部76。
上述设置方式中,利用卡爪73上的锁定部75对输出板60进行锁扣固定,以及利用卡爪73上的解锁部76供储能解锁板61接触以抬起锁定件71,实现解除锁定件71对输出板60的锁定,从而能有效完成对输出板60的脱扣和锁扣。
参见图1和图6,壳体4外侧设有可转动地位于第一操作孔41和第二操作孔42之间的遮孔板1,遮孔板1与限位挡板32同轴设置,所述遮孔板1两侧向外延伸形成第一展臂10和第二展臂11;所述遮孔板1设置成操动装置处于合闸工位位置时通过第二展臂11遮挡所述第二操作孔42,以及操动装置处于接地工位位置时通过第一展臂10遮挡所述第一操作孔41。
参见图1和图6,所述遮孔板1外侧设有旋钮2,旋钮2与销轴30固定连接;操动装置从合闸工位状态切换至隔离工位状态时,第二展臂11遮挡所述第二操作孔42;操动装置从隔离状态切换至接地状态之前,操作旋钮2使遮孔板1旋转,取消第二展臂11对所述第二操作孔42的遮挡。
具体的,所述销轴30采用分体式设置,其由前后可拆卸连接的两个部件组成,从而实现限位挡板32、遮孔板1和旋钮2的联动。
通过设置遮孔板1,从而能遮挡或打开第一操作孔41和第二操作孔42,使工作人员只能在指定的情况下操作第一输入轴43/第二输入轴44,避免人员误操作;本发明采用遮孔板1遮挡操作孔和限位挡板32限制驱动轴52旋转角度两种技术手段对三工位操动装置起到双重防护作用,从而使本发明更安全稳定,提升产品安全性。
参见图1和图8,为了便于操作者从外部了解解锁结构6的状态,所述壳体4外侧设有指示转盘63,所述指示转盘63与所述储能解锁板61同轴设置,所述指示转盘63可相对驱动轴52旋转,所述指示转盘63上设有标识,标识为隔离、合闸、接地三个工位的标记线条;所述储能解锁板61上位于第三V形部613和第四V形部614之间且绕储能解锁板61轴心处设置有月牙孔62,所述输出板60靠近第一扇形部601一侧设有顶柱600,顶柱600依次穿过所述月牙孔62和避空孔46与指示转盘63固定连接。
本发明的工作过程:
(1)参见图1、图12和图13,初始状态时,操动装置处于隔离工位位置,第一操作孔41处于打开状态(没有被遮孔板1挡住),第二操作孔42处于封闭状态(被遮孔板1挡住),位于驱动轴52左上方和左下方的挚子组件7对输出板60进行锁定。
(2)参见图14至图17,操动装置从隔离工位位置切换至合闸工位位置时,操作第一输入轴43使驱动轴52顺时针旋转,弹性蓄能杆53形变储能(弹性蓄能杆53连接驱动轴52一端发生扭转弹性形变);弹性蓄能杆53连接驱动轴52一端旋转至储能完成位置,储能解锁板61解除位于驱动轴52左上方和左下方的挚子组件7对输出板60的锁定;弹性蓄能杆53释放储能,输出板60顺时针旋转,开关轴51驱动开关柜的闸门机构合闸;输出板60旋转至预定位置时,位于驱动轴52右上方的挚子组件7的锁定部75卡入对应第一V形部603,以及位于驱动轴52右下方的挚子组件7的锁定部75卡入对应第二V形部604对输出板60进行锁定;
(3)操动装置从合闸工位位置切换至隔离工位位置时,操作第一输入轴43使驱动轴52逆时针旋转,弹性蓄能杆53形变储能;弹性蓄能杆53连接驱动轴52一端旋转至储能完成位置,储能解锁板61解除位于驱动轴52右下方的挚子组件7对输出板60的锁定;弹性蓄能杆53释放储能,输出板60逆时针旋转,开关轴51驱动开关柜的闸门机构分闸;输出板60旋转至预定位置时,位于驱动轴52左上方和左下方的挚子组件7的锁定部75卡入对应第一V形部603对输出板60进行锁定;
(4)参见图18,由于第一操作孔41处于打开状态(合闸操作处于解锁状态),第二操作孔42处于封闭状态(接地操作处于闭锁状态),需要先对接地操作进行解锁,旋转旋钮2带动遮孔板1逆时针旋转,使第一操作孔41处于封闭状态(合闸操作处于闭锁状态),第二操作孔42处于打开状态(接地操作处于解锁状态);
(5)参见图18至图22,操动装置从隔离工位位置切换至接地工位位置时,操作第二输入轴44使驱动轴52逆时针旋转,弹性蓄能杆53形变储能;弹性蓄能杆53连接驱动轴52一端旋转至储能完成位置,储能解锁板61解除位于驱动轴52左下方的挚子组件7对输出板60的锁定;弹性蓄能杆53释放储能,输出板60逆时针旋转,开关轴51驱动开关柜的闸门机构接地;输出板60旋转至预定位置时,位于驱动轴52右上方的挚子组件7的锁定部75卡入对应第二V形部604,以及位于驱动轴52右下方的挚子组件7的锁定部75卡入对应第一V形部603对输出板60进行锁定;此时开关柜及三工位操动装置处于安全状态(不带电);此时可通过操作遮孔板1使第二操作孔42处于封闭状态,防止误操作,进而对开关柜进行维护(若不维护,则无需进行此操作);
(6)操动装置从接地工位位置切换至隔离工位位置时,操作第二输入轴44使驱动轴52顺时针旋转,弹性蓄能杆53形变储能;弹性蓄能杆53连接驱动轴52一端旋转至储能完成位置,储能解锁板61解除位于驱动轴52右上方的挚子组件7对输出板60的锁定;弹性蓄能杆53释放储能,输出板60顺时针旋转,开关轴51驱动开关柜的闸门机构分闸;输出板60旋转至预定位置时,位于驱动轴52左上方和左下方的挚子组件7的锁定部75卡入对应第一V形部603对输出板60进行锁定。
与现有技术相比,本发明的一种双操作轴三工位操动装置,具有以下有益效果:
(1)本发明的隔离操作、合闸操作和接地操作均由切变机构完成,从而精简零部件数量,简化内部结构,提高结构的紧凑程度,缩小机构体积,降低生产成本,且便于安装,能提高生产效率,使本发明适用于常压密封空气绝缘开关柜等中压开关柜;
(2)本发明的操作机构中,操作驱动结构5转动使闸刀合闸和操作驱动结构5转动使闸刀接地的部件(第一操作转轮47、第二操作转轮48)采用分离式设计,从而避免误操作,另外,通过操作第一操作转轮47、第二操作转轮48以控制驱动结构5向指定范围旋转,带动开关柜内的闸刀在隔离状态、合闸状态和接地状态之间切换,分别实现三工位操动装置的合闸、接地独立操作的方式(即采用双操作转轮方式),具有灵活快速、省力、稳定可靠的优势,从而确保开关柜运行稳定,符合国标、电力行业相关标准;
(3)本发明操作闸刀涉及的部件由解锁结构6、驱动结构5和弹性蓄能杆53组成,解锁结构6、驱动结构5同轴设置且可相对转动,弹性蓄能杆53两端分别与解锁结构6、驱动结构5固定连接,利用弹性蓄能杆53弹性形变储能,在弹性蓄能杆53储能过程中,锁合结构锁定驱动结构5,被锁定的驱动结构5相对壳体4静止不转动;当解锁结构6旋转到预定位置时,解锁结构6解除锁合结构对驱动结构5的锁定,驱动结构5被解除锁定后,弹性蓄能杆53的扭矩能量能传递到驱动结构5上,驱动结构5转动以驱动开关柜内的闸刀摆动,开创了应用于常压空气绝缘密封中压开关柜的三工位操动装置的新型驱动方式,可靠性及通用性高,从而确保开关柜运行稳定。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.双操作轴三工位操动装置,其特征在于,包括:
壳体;
操作机构,设置在壳体内,其包括第一操作转轮、第二操作转轮、限位块和转动设置的限位挡板;
切变机构,设置在壳体内,其包括解锁结构、锁合结构、用于驱动闸刀的驱动结构和内部设有蓄能结构的弹性蓄能杆,所述解锁结构和驱动结构分别设置在所述弹性蓄能杆两端,所述驱动结构通过锁合结构设置成常闭锁状态使解锁结构和驱动结构可相对运动,所述第一操作转轮、第二操作转轮与所述解锁结构传动连接;所述限位块设置在所述解锁结构上,通过转动所述限位挡板使其与限位块配合形成第一状态和第二状态;
当所述限位挡板和限位块位于第一状态时,所述第一操作转轮向第一方向转动并带动所述解锁结构转动使所述弹性蓄能杆扭转持续蓄能,待解锁结构触发所述锁合结构解锁驱动结构,弹性蓄能杆释放弹性势能带动所述驱动结构转动进入合闸工位位置;
当所述限位挡板和限位块位于第二状态时,所述第二操作转轮向第二方向转动并带动所述解锁结构转动使所述弹性蓄能杆扭转持续蓄能,待解锁结构触发所述锁合结构解锁驱动结构,弹性蓄能杆释放弹性势能带动所述驱动结构转动进入接地工位位置;
当所述第一操作转轮沿第一方向的相反方向转动并带动所述解锁结构再次触发锁合结构解锁驱动结构时,或,所述第二操作转轮沿第二方向的相反方向转动并带动所述解锁结构再次触发锁合结构解锁驱动结构时,所述驱动结构复位进入隔离工位位置。
2.根据权利要求1所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,所述限位挡板设置在切变机构侧部,所述限位块设有两个,两限位块呈轴对称地分布在操动装置处于隔离工位位置时所述解锁结构远离限位挡板的一侧;所述限位挡板包括第一限位臂和第二限位臂;转动所述限位挡板可使第一限位臂、第二限位臂依次与所述两限位块配合;
当转动所述限位挡板至第一限位臂靠近解锁结构,所述第一限位臂与两限位块配合时为所述第一状态;当转动所述限位挡板至第二限位臂靠近解锁结构,所述第二限位臂与两限位块配合时为所述第二状态。
3.根据权利要求2所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,所述第一限位臂和第二限位臂均设有外限位部和内限位部,第一限位臂和第二限位臂呈轴对称设置并且两外限位部向外侧延展;
所述第一限位臂被设置成第一状态时,相对靠近第一限位臂的限位块向第一限位臂外限位部转动的行程小于其向第一限位臂内限位部转动的行程;所述第二限位臂被设置成第二状态时,相对靠近第二限位臂的限位块向第二限位臂外限位部转动的行程小于其向第二限位臂内限位部转动的行程。
4.根据权利要求1所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,限位挡板和壳体之间设有第一限位结构,所述第一限位结构包括设置在限位挡板上的第一滑道,以及第一定位件,所述第一定位件相对壳体固定设置且位于第一滑道内,第一滑道设置成匹配限位挡板的旋转轨迹。
5.根据权利要求1所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,限位挡板和壳体之间设有定位结构,所述定位结构包括设置在限位挡板上的若干定位孔,以及弹性滚珠,若干定位孔的排列位置设置成匹配限位挡板的旋转轨迹,所述弹性滚珠相对壳体固定设置,所述弹性滚珠设置成限位挡板旋转到位时卡入对应定位孔内。
6.根据权利要求2所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,所述解锁结构包括从动轮、储能解锁板和套设在弹性蓄能杆外的驱动轴,从动轮、储能解锁板固定设置在驱动轴上,两个限位块设置在从动轮上,从动轮分别与第一操作转轮、第二操作转轮啮合;所述储能解锁板两侧向外凸出形成第一弧形推顶部和第二弧形推顶部,储能解锁板旋转时,第一弧形推顶部和第二弧形推顶部触发锁合结构解除对驱动结构的锁定。
7.根据权利要求6所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,所述驱动结构包括开关轴和输出板,所述开关轴一端连接所述弹性蓄能杆后端,另一端连接闸刀,所述输出板设置在所述开关轴连接所述弹性蓄能杆的一端上,所述输出板的直径小于第一弧形推顶部和第二弧形推顶部之间的距离,所述输出板外侧设有供锁合结构锁定的V形部;所述锁合结构包括若干挚子组件,若干挚子组件通过卡入V形部限制输出板转动;解锁结构转动时,储能解锁板通过推离挚子组件解除挚子组件对输出板的锁定。
8.根据权利要求7所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,挚子组件设有四个,四个挚子组件对应设置在输出板四角,挚子组件包括弹性复位件和锁定件,锁定件设有锁定端,锁定端对应输出板设有锁定部,以及锁定端对应储能解锁板设有解锁部,所述弹性复位件用于使锁定端向输出板轴心方向复位;所述输出板外侧四角设有所述V形部;
操动装置从隔离工位位置切换至合闸工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板右上方的挚子组件和位于输出板右下方的挚子组件对输出板进行锁定;
操动装置从合闸工位位置切换至隔离工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板左上方的挚子组件和位于输出板左下方的挚子组件对输出板进行锁定;
操动装置从隔离工位位置切换至接地工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板右上方的挚子组件和位于输出板右下方的挚子组件对输出板进行锁定;
操动装置从接地工位位置切换至隔离工位位置时,输出板旋转至预定位置后位于输出板左上方的挚子组件和位于输出板左下方的挚子组件对输出板进行锁定。
9.根据权利要求8所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,所述输出板外侧的V形部包括第一V形部和第二V形部;所述输出板两侧向外凸出形成第一扇形部和第二扇形部,所述第一扇形部的圆弧大于第二扇形部的圆弧,第一扇形部两侧与输出板边缘形成所述第一V形部,第二扇形部两侧与输出板边缘形成所述第二V形部。
10.根据权利要求1所述的双操作轴三工位操动装置,其特征在于,第一操作转轮中部设有第一输入轴,第二操作转轮中部设有第二输入轴,壳体对应第一输入轴、第二输入轴分别设有第一操作孔和第二操作孔;
壳体外侧设有可转动地位于第一操作孔和第二操作孔之间的遮孔板,遮孔板与限位挡板同轴设置,所述遮孔板两侧向外延伸形成第一展臂和第二展臂;所述遮孔板设置成操动装置处于合闸工位位置时通过第二展臂遮挡所述第二操作孔,以及操动装置处于接地工位位置时通过第一展臂遮挡所述第一操作孔。
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