CN115910638B - 一种大电流回路通断转换机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大电流回路通断转换机构，由底座、支架、液压缸、压块组件和弹簧构成。两个支架相对固定在底座上，液压缸垂直地固定在两个支架上；液压缸的两个液压缸活塞杆各连接有一个压块组件，两个压块组件位于两个支架之间，且能在两个支架之间上下滑动；每个压块组件的左右两侧均设置有一个弹簧，弹簧一端与压块组件连接，另一端与缸筒法兰连接。液压缸可驱动上部的压块组件接通和断开输入、输出阳极板，驱动下部的压块组件接通和断开输入、输出阴极板。本发明利用一个回路通断转换机构能同时实现输入阳极板和输出阳极板的接通以及输入阴极板和输出阴极板的接通，简化了大电流开关的结构，降低了大电流开关的重量。

Description

一种大电流回路通断转换机构

技术领域

本发明属于脉冲大电流放电领域，具体涉及一种大电流回路通断转换机构。

背景技术

在脉冲大电流放电过程中，电源系统作为储能系统，经过调制后输出兆安级脉冲大电流，对负载进行供电。根据不同负载的通流要求，需要对相应的负载通路进行接通和断开。为满足上述要求，需要采用一种脉冲大电流回路通断转换装置，实现相应负载通路的接通和断开。脉冲大电流回路通断转换装置的核心机构是输入阳极板和输出阳极板以及输入阴极板和输出阴极板的接通和断开机构，即脉冲大电流回路通断转换装置的回路通断转换机构。

在大电流回路通断转换机构中，接通输入、输出阳极板的压块以及接通输入阴极板和输出阴极板的压块，在通流时要承受较大的电磁力，会使压块脱离极板，因此回路通断转换机构必须能对压块施加压紧力，以抵抗压块所受的电磁斥力，使压块不脱离极板。当要断开输入阳极板和输出阳极板以及断开输入阴极板和输出阴极板时，回路通断转换机构又要使压块脱离和这些极板的接触。

在以往的应用中，接通输入阳极板和输出阳极板的压块以及接通输入阴极板和输出阴极板的压块，采用两个独立的回路通断转换机构进行接通和断开，造成了脉冲大电流回路通断转换装置的结构复杂，重量增加。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大电流回路通断转换机构，采用该回路通断转换机构的脉冲大电流回路通断转换装置利用一个回路通断转换机构能同时实现输入阳极板和输出阳极板的接通以及输入阴极板和输出阴极板的接通，简化了大电流开关的结构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种大电流回路通断转换机构，包括底座、支架、液压缸、压块组件和弹簧；两个所述支架相对固定在底座上，液压缸垂直地固定在两个支架上；液压缸的两个液压缸活塞杆各连接有一个压块组件，两个压块组件位于两个支架之间，且只能在两个支架之间上下滑动和小角度转动；每个压块组件的左右两侧均设置有一个弹簧，弹簧一端与压块组件连接，另一端与液压缸的缸筒法兰连接；所述液压缸可驱动位于液压缸上部的压块组件接通和断开输入阳极板、输出阳极板，驱动位于液压缸下部的压块组件接通和断开输入阴极板、输出阴极板。

进一步地，所述压块组件由一个铜压块、一个绝缘块和一个钢垫板构成，所述绝缘块位于铜压块和钢垫板之间。

进一步地，所述压块组件具有钢垫板，其上加工有钢垫板球面。

进一步地，所述液压缸的液压缸活塞杆的端部加工有活塞杆球面和活塞杆环形槽。

进一步地，所述压块组件和液压缸活塞杆通过钢垫板球面和活塞杆球面配合形成球面副进行连接。

进一步地，压块组件上的压盖插入活塞杆环形槽内并固定在压块组件的钢垫板上，实现压块组件与液压缸活塞杆的连接。

进一步地，两个压块组件处于两个支架的中间；两个压块组件的钢垫板的凸台侧面与两个支架的侧面配合，允许两个压块组件在两个支架内进行上下滑动；所述压盖对压块组件进行限位，只允许压块组件在活塞杆球面上有微小的转动角度。

进一步地，在每个压块组件的钢垫板的左右两侧各固连有一个弹簧挂钩；在液压缸法兰上，在与每个压块组件上弹簧挂钩的对应位置上，也设置有弹簧挂钩；在液压缸法兰和压块组件之间设置有四根弹簧，弹簧的一端与压块组件上的弹簧挂钩连接，另一端与在液压缸法兰上对应的弹簧挂钩连接。

有益效果：

本发明的大电流回路通断转换机构只采用一个液压缸实现了驱动液压缸上部和下部的压块组件接通和断开输入阳极板与输出阳极板，接通和断开输入阴极板与输出阴极板，简化了开关机构的结构，可有效降低采用该回路通断转换机构的脉冲大电流回路通断转换装置的重量。

附图说明

图1为本发明实施例的大电流回路通断转换机构的示意图；

图2为本发明实施例的大电流回路通断转换机构的支架示意图；

图3为本发明实施例的大电流回路通断转换机构的支架安装在底座上的示意图；

图4为本发明实施例的大电流回路通断转换机构的液压缸结构示意图；

图5为本发明实施例的大电流回路通断转换机构的压块组件结构示意图；

图6为本发明实施例的大电流回路通断转换机构的侧视图；

图7为本发明实施例的大电流回路通断转换机构的剖视图；

图8为采用本发明实施例的脉冲大电流回路通断转换装置的输入、输出阳极板断开以及输入、输出阴极板断开时的示意图；

图9为采用本发明实施例的脉冲大电流回路通断转换装置的输入、输出阳极板接通以及输入、输出阴极板接通时的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明的一种大电流回路通断转换机构，包括一个底座1、两个支架2、一个液压缸3、两个压块组件4和四个弹簧5。所述底座1呈平板结构。如图2所示，所述支架2呈“L”形结构，如图3所示，两个支架2相对固定在底座1上，支架2包括侧面2-2。在支架2上加工有固定液压缸3的液压缸固定槽2-1。

如图4所示，所述液压缸3为双活塞和双活塞杆的液压缸，两个液压缸活塞杆3-1的端部加工有活塞杆球面3-2和活塞杆环形槽3-3。液压缸3的缸筒中部加工有缸筒法兰3-4。液压缸3位于两个支架2中间，并通过缸筒法兰3-4固定在两个支架2上。如图6所示，液压缸3的缸筒法兰3-4位于支架2的液压缸固定槽2-1，液压缸3通过缸筒法兰3-4固定在两个支架2上。液压缸3的轴线与底座垂直。

如图5所示，压块组件4由一个铜压块4-1、一个绝缘块4-2和一个钢垫板4-3构成，所述绝缘块4-2位于铜压块4-1和钢垫板4-3之间。钢垫板4-3侧面对称地加工有两个凸台4-5。钢垫板4-3中心加工有钢垫板球面4-4，钢垫板球面4-4的半径与活塞杆球面3-2的半径相同。

如图5、6、7所示，在液压缸3的上、下部各设置有一个压块组件4，每个压块组件4通过钢垫板球面4-4与液压缸活塞杆3-1上的活塞杆球面的配合形成球面副进行连接。压盖6插入活塞杆环形槽3-3内并固定在压块组件4的钢垫板4-3上，实现压块组件4与液压缸活塞杆3-1的连接。两个压块组件4位于两个支架2之间。两个压块组件4的钢垫板4-3的凸台侧面4-6与如图3所示的两个支架2的侧面2-2配合，允许两个压块组件4在两个支架2内进行上下滑动。每个压块组件4上的两个压盖6对压块组件4进行限位，只允许压块组件4在活塞杆球面3-2上有微小的转动角度。

如图1、6所示，在每个压块组件4的钢垫板4-3的左右两侧各固连有一个弹簧挂钩6；在液压缸法兰3-4上，在与每个压块组件4上弹簧挂钩6的对应位置上，也设置有弹簧挂钩6。在液压缸法兰3-4和压块组件4之间设置有四根弹簧5，弹簧5的一端与压块组件4上弹簧挂钩6连接，另一端与在液压缸法兰3-4上对应的弹簧挂钩6连接。

如图8所示，在底座1上，在支架2的左右两侧，在下部的压块组件4的下部，设置有输入阴极板8和输出阴极板9，输入阴极板8和输出阴极板9均通过一个下部绝缘板7与底座1连接；在输入阴极板8的上部设有输入阳极板11，输入阳极板11通过一个中间绝缘块10与输入阴极板8绝缘，输入阳极板11位于上部的压块组件4的上部；在输出阴极板9的上部设有输出阳极板12，输出阳极板12通过一个中间绝缘块10与输出阴极板9绝缘，输出阳极板12位于上部的压块组件4的上部；输入阳极板11和输出阳极板12之间的间距等于输入阴极板8和输出阴极板9之间的间距；上绝缘板13位于输入阳极板11和输出阳极板12的上部。

如图8，9所示，当液压缸3的两个液压缸活塞杆3-1没有伸出时，下部的压块组件4与输入阴极板8、输出阴极板9之间存在间隙，上部的压块组件4与输入阳极板11、输出阳极板12之间存在间隙。这时，输入阴极板8、输出阴极板9之间以及输入阳极板11、输出阳极板12之间没被接通。

当要接通输入阴极板8、输出阴极板9以及接通输入阳极板11、输出阳极板12时，液压缸3的无杆腔进入液压油，两个液压缸活塞杆3-1伸出，位于液压缸3上部的液压缸活塞杆3-1驱动与其连接的位于液压缸3上部的压块组件4压紧输入阳极板11、输出阳极板12；位于液压缸3下部的液压缸活塞杆3-1驱动与其连接的位于液压缸3下部的压块组件4压紧输入阴极板8、输出阴极板9。这时，输入阳极板11和输出阳极板12接通、输入阴极板8和输出阴极板9接通。四根弹簧5被拉伸。

当要断开输入阴极板8、输出阴极板9以及断开输入阳极板11、输出阳极板12时，液压缸3的两个有杆腔同时进入液压油，两个液压缸活塞杆3-1同时缩回；位于液压缸3上部的压块组件4，在液压缸3上部的液压缸活塞杆3-1的驱动下以及两根弹簧5的拉力和重力作用下，脱离输入阳极板11和输出阳极板12；位于液压缸3下部的压块组件4在液压缸3下部的液压缸活塞杆3-1的驱动下和两根弹簧5的拉力作用下，脱离输入阴极板8、输出阴极板9。这时，输入阳极板11、输出阳极板12断开，输入阴极板8、输出阴极板9断开。

如果输入阳极板11和输出阳极板12以及输入阴极板8和输出阴极板9之间存微小的不平面度，由于压块组件4和液压缸活塞杆3-1之间，存在球面副连接，压块组件4在支架2之间可进行微小角度的转动，因此可以补偿这些不平面度，保证上部的压块组件4与输入阳极板11、输出阳极板12，以及下部的压块组件4与输入阴极板8、输出阴极板9的充分接触。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大电流回路通断转换机构，其特征在于：包括底座（1）、支架（2）、液压缸（3）、压块组件（4）和弹簧（5）；两个所述支架（2）相对固定在底座（1）上，液压缸（3）垂直地固定在两个支架（2）上；液压缸（3）的两个液压缸活塞杆（3-1）各连接有一个压块组件（4），两个压块组件（4）位于两个支架（2）之间，且只能在两个支架（2）之间上下滑动和小角度转动；每个压块组件（4）的左右两侧均设置有一个弹簧（5），弹簧（5）一端与压块组件（4）连接，另一端与液压缸（3）的缸筒法兰（3-4）连接；所述液压缸（3）可驱动位于液压缸（3）上部的压块组件（4）接通和断开输入阳极板（11）、输出阳极板（12），驱动位于液压缸（3）下部的压块组件（4）接通和断开输入阴极板（8）、输出阴极板（9）；

所述液压缸为双活塞和双活塞杆的液压缸；当要接通输入阴极板 、输出阴极板以

及接通输入阳极板、输出阳极板时，液压缸的无杆腔进入液压油，两个液压缸活塞杆伸出，位于液压缸上部的液压缸活塞杆驱动与其连接的位于液压缸上部的压块组件压紧输入阳极板、输出阳极板；位于液压缸下部的液压缸活塞杆驱动与其连接的位于液压缸下部的压块组件压紧输入阴极板、输出阴极板；当要断开输入阴极板、输出阴极板以及断开输入阳极板、输出阳极板时，液压缸的两个有杆腔同时进入液压油，两个液压缸活塞杆同时缩回。

2.如权利要求1所述的一种大电流回路通断转换机构，其特征在于，所述压块组件（4）由一个铜压块（4-1）、一个绝缘块（4-2）和一个钢垫板（4-3）构成，所述绝缘块（4-2）位于铜压块（4-1）和钢垫板（4-3）之间。

3.如权利要求2所述的一种大电流回路通断转换机构，其特征在于，所述压块组件（4）具有钢垫板（4-3），其上加工有钢垫板球面（4-4）。

4.如权利要求3所述的一种大电流回路通断转换机构，其特征在于，所述液压缸（3）的液压缸活塞杆（3-1）的端部加工有活塞杆球面（3-2）和活塞杆环形槽（3-3）。

5.如权利要求4所述的一种大电流回路通断转换机构，其特征在于，所述压块组件（4）和液压缸活塞杆（3-1）通过钢垫板球面（4-4）和活塞杆球面（3-2）配合形成球面副进行连接。

6.如权利要求4所述的一种大电流回路通断转换机构，其特征在于，压块组件（4）上的压盖（6）插入活塞杆环形槽（3-3）内并固定在压块组件（4）的钢垫板（4-3）上，实现压块组件（4）与液压缸活塞杆（3-1）的连接。

7.如权利要求6所述的一种大电流回路通断转换机构，其特征在于，两个压块组件（4）处于两个支架（2）的中间；两个压块组件（4）的钢垫板的凸台侧面（4-6）与两个支架（2）的侧面（2-2）配合，允许两个压块组件（4）在两个支架（2）内进行上下滑动；所述压盖（6）对压块组件（4）进行限位，只允许压块组件（4）在活塞杆球面（3-2）上有微小的转动角度。

8.如权利要求1所述的一种大电流回路通断转换机构，其特征在于，在每个压块组件（4）的钢垫板（4-3）的左右两侧各固连有一个弹簧挂钩；在缸筒法兰（3-4）上，在与每个压块组件（4）上弹簧挂钩的对应位置上，也设置有弹簧挂钩；在缸筒法兰（3-4）和压块组件（4）之间设置有四根弹簧（5），弹簧（5）的一端与压块组件（4）上的弹簧挂钩连接，另一端与在缸筒法兰（3-4）上的弹簧挂钩连接。