CN117711873B - 一种真空开关管用波纹管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空断路器技术领域，具体公开了一种真空开关管用波纹管，包括：套设在真空开关管的动导电柱外侧的外波纹管，外波纹管的上端与动导电柱相连接，下端与真空开关管的底板相连接，外波纹管内侧设置有内波纹管，内波纹管套设于动导电柱外侧，且内波纹管的上端与动导电柱相连接，下端与底板相连接，内波纹管为橡胶材质，内波纹管与外波纹管之间形成缓冲空间，缓冲空间内填充有介质油。本发明的真空开关管用波纹管能够在波纹管发生快速收缩时，对波纹管形成缓冲，降低波纹管双侧气压差对波纹管的影响，延长波纹管的使用寿命。

Description

一种真空开关管用波纹管

技术领域

本发明涉及真空断路器技术领域，具体涉及一种真空开关管用波纹管。

背景技术

真空开关管主要由动导电柱、波纹管、触头系统、静导电柱、屏蔽筒和绝缘外壳组成。其中波纹管通常内置于绝缘外壳内，波纹管的上端与动导电杆相连，下端焊接在真空灭弧室的端盖处。波纹管在高速压缩的情况下，波纹管内部的高压气体无法快速排出，会造成瞬时波纹管内气压升高，波纹管局部应力增大；且气压瞬时增大也会对波纹管压缩时的机械波传递产生影响，可能造成波纹管局部的压缩过大，并最终造成波纹管的失效。

公开号为CN116613024A的中国专利申请公开了一种高压差真空断路器带阻尼保护分段波纹管组件，包括外瓷壳、动触头、静触头、盖板和底板，所述外瓷壳上、下端分别设置所述盖板、底板，所述静触头设置在所述底板上，所述动触头从所述盖板伸入所述外瓷壳内，沿轴线方向上下运动，所述动触头伸入所述外瓷壳内部的部分外侧套设带阻尼保护分段波纹管；所述带阻尼保护分段波纹管包括分段设置的多个波纹管，以及设置在所述多个波纹管内侧的多个导向阻尼管，多个所述导向阻尼管套叠连接。本技术方案通过在波纹管内侧设置导向阻尼管，对波纹管的收缩形成缓冲。

但是上述技术方案在实际实施过程中，相邻导向阻尼管之间需要相对滑动，无法确保多次使用之后相邻导向阻尼管之间保持完全密封，而且波纹管是卡接在相邻两个导向阻尼管上的，也无法确保多次使用之后波纹管与导向阻尼管的连接处保持完全密封，容易造成漏气，影响真空开关管的寿命和安全性。

因此，本领域需要一种真空开关管用波纹管来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种真空开关管用波纹管，旨在解决相关技术中的波纹管在高速压缩的情况下，会造成波纹管局部应力增大，降低波纹管使用寿命的问题。

本发明的一种真空开关管用波纹管，包括套设在真空开关管的动导电柱外侧的外波纹管，所述外波纹管的上端与动导电柱相连接，下端与真空开关管的底板相连接，所述外波纹管内侧设置有内波纹管，所述内波纹管套设于动导电柱外侧，且所述内波纹管的上端与动导电柱相连接，下端与底板相连接，所述内波纹管为橡胶材质，所述内波纹管与外波纹管之间形成缓冲空间，缓冲空间内填充有介质油。

优选的，所述内波纹管内沿竖向间隔设置有沿水平方向延伸的弹性支撑杆，各所述弹性支撑杆支撑于所述内波纹管的波谷处，并与所述内波纹管相连接。

优选的，所述内波纹管内设置有沿其中心轴线延伸的顶推杆，所述顶推杆内开设有延伸至其顶端的滑槽，真空开关管的动导电柱滑动连接于所述滑槽内，所述顶推杆沿其轴向与真空开关管的底板滑动配合，所述顶推杆的杆体上转动连接有齿轮，所述齿轮的两侧啮合有与顶推杆平行布设的第一齿条和第二齿条，所述第一齿条与真空开关管的底板固定连接，所述第二齿条与真空开关管的动导电柱固定连接。

优选的，所述滑槽内连接有第一弹簧，所述第一弹簧的顶端与真空开关管的动导电柱的底端连接，真空开关管的动导电柱的触头与静导电柱的触头接触时，所述第一弹簧处于拉伸状态；

所述顶推杆上设置有顶推组件和限制所述齿轮与所述第一齿条和第二齿条相对位置的限位组件，靠近所述齿轮的所述弹性支撑杆上设置有驱动结构，所述外波纹管破损漏气时，所述弹性支撑杆伸长，并带动所述驱动结构驱动所述限位组件取消对所述齿轮位置的限制，所述顶推组件顶推所述齿轮脱离与所述第一齿条和第二齿条的啮合。

优选的，所述顶推组件包括连接轴和第二弹簧，所述顶推杆上固定连接有对称设置的连接耳，所述连接轴贯穿所述连接耳并沿其轴向与所述连接耳滑动连接，所述连接轴的一端延伸有止挡板，所述第二弹簧设置于所述止挡板与其靠近的所述连接耳之间，所述连接轴位于两个所述连接耳之间的部分开设有转动槽，所述齿轮转动连接于所述转动槽，两个所述连接耳之间预留有供所述齿轮跟随所述连接轴活动的活动空间，所述齿轮与所述第一齿条和第二齿条相啮合时，所述第二弹簧处于蓄力状态。

优选的，所述限位组件包括L型限位杆，靠近所述第二弹簧的连接耳内开设有容纳所述L型限位杆的容纳槽，所述L型限位杆沿竖向滑动连接于所述容纳槽内，所述L型限位杆的竖向部分向上延伸至所述连接耳外，横向部分的底部与所述容纳槽之间连接有第三弹簧；

所述L型限位杆的横向部分连接有沿竖向延伸的插接杆，所述连接轴上开设有插接孔，所述齿轮与所述第一齿条和第二齿条相啮合时，所述插接杆插设于所述插接孔内；

所述驱动结构为设置于所述弹性支撑杆上的第一斜面，所述L型限位杆的竖向部分的顶部固定连接有斜楔块，所述外波纹管破损漏气时，所述弹性支撑杆伸长，所述第一斜面挤压所述斜楔块带动所述L型限位杆向下活动，所述L型限位杆上的插接杆从所述插接孔内脱出。

优选的，所述连接轴的外周面沿其轴向延伸有限位凸条，所述连接耳内开设有与所述限位凸条适配的限位槽，所述限位凸条滑动连接于所述限位槽内。

优选的，所述弹性支撑杆包括内套杆和外套杆，所述外套杆套设于所述内套杆外，且所述外套杆与所述内套杆之间连接有第四弹簧。

优选的，所述内波纹管的每个波谷处设置有两个所述弹性支撑杆，两个所述弹性支撑杆关于所述内波纹管的中心轴线对称设置。

本发明的有益效果为：本发明通过在外波纹管内设置橡胶材质的内波纹管，并填充介质油，在波纹管发生快速收缩时，介质油和内波纹管对波纹管的收缩形成缓冲，降低波纹管双侧气压差对波纹管的影响，延长波纹管的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种真空开关管用波纹管在真空开关管内的剖视图。

图2是本发明一种真空开关管用波纹管的径向剖视图。

图3是本发明一种真空开关管用波纹管的弹性支撑杆的剖视图。

图4是本发明一种真空开关管用波纹管的顶推杆的局部示意图。

图5是本发明一种真空开关管用波纹管的L型限位杆与连接耳的剖视图。

图6是本发明一种真空开关管用波纹管的顶推杆与动导电杆的装配示意图。

图7是本发明一种真空开关管用波纹管的顶推杆与动导电杆的局部示意图。

附图标记：

1、绝缘外壳；11、盖板；12、底板；2、静导电柱；3、动导电柱；4、外波纹管；5、内波纹管；6、弹性支撑杆；61、内套杆；62、外套杆；63、第四弹簧；64、第一斜面；7、顶推杆；70、滑槽；71、第一弹簧；72、连接耳；721、容纳槽；722、第三弹簧；73、齿轮；74、第一齿条；75、第二齿条；8、连接轴；81、第二弹簧；82、止挡板；83、插接孔；9、L型限位杆；91、插接杆；92、斜楔块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，真空开关管包括绝缘外壳1以及与绝缘外壳1连接的盖板11和底板12，盖板11上设置有静导电柱2，静导电柱2的触头位于绝缘外壳1内，底板12上设置有动导电柱3，动导电柱3的触头也位于绝缘外壳1内，动导电柱3和静导电柱2的中心轴线位于同一竖直线上。

本发明的一种真空开关管用波纹管，包括套设在动导电柱3外侧的外波纹管4，外波纹管4的上端与动导电柱3相连接，下端与真空开关管的底板12相连接。外波纹管4内侧设置有内波纹管5，内波纹管5套设于动导电柱3外侧，且内波纹管5的上端与动导电柱3相连接，下端与底板12相连接。外波纹管4由不锈钢薄管一次挤压成型，内波纹管5为橡胶材质，内波纹管5与外波纹管4之间形成缓冲空间，缓冲空间内填充有介质油。在波纹管发生快速收缩时，介质油和内波纹管5对外波纹管4的收缩形成缓冲，降低气压瞬时增大对外波纹管4造成的影响，延长波纹管的使用寿命。

如图1至图3所示，内波纹管5内沿竖向间隔设置有沿水平方向延伸的弹性支撑杆6，各弹性支撑杆6支撑于内波纹管5的波谷处，并与内波纹管5相连接。内波纹管5的每个波谷处均设置有两个弹性支撑杆6，两个弹性支撑杆6关于内波纹管5的中心轴线对称设置。弹性支撑杆6包括内套杆61和外套杆62，外套杆62套设于内套杆61外，且外套杆62与内套杆61之间连接有第四弹簧63。由于内波纹管5为橡胶材质，在波纹管发生收缩时，内波纹管5可能会向内收缩发生形变，通过弹性支撑杆6对内波纹管5的波谷进行支撑，一方面能够增强缓冲效果，另一方面能够对内波纹管5形成支撑。

继续参阅图1，内波纹管5内设置有沿其中心轴线延伸的顶推杆7，顶推杆7内开设有延伸至其顶端的滑槽70，滑槽70内连接有第一弹簧71，真空开关管的动导电柱3滑动连接于滑槽70内，并与第一弹簧71的顶端固定连接。顶推杆7沿其轴向与真空开关管的底板12滑动配合。

如图1和图4所示，顶推杆7上固定连接有对称设置的两个连接耳72，两个连接耳72之间转动连接有齿轮73。齿轮73的两侧啮合有与顶推杆7平行布设的第一齿条74和第二齿条75，第一齿条74与真空开关管的底板12固定连接，第二齿条75与真空开关管的动导电柱3固定连接。在驱动顶推杆7上下活动的过程中，顶推杆7带动齿轮73沿第一齿条74转动，齿轮73驱动第二齿条75带动动导电柱3上下活动，实现动导电柱3的触头与静导电柱2的触头接触或断开。

真空开关管的动导电柱3的触头与静导电柱2的触头接触时，第一弹簧71处于拉伸状态。顶推杆7上设置有顶推组件和限制齿轮73与第一齿条74和第二齿条75相对位置的限位组件。靠近齿轮73的一根弹性支撑杆6上设置有驱动结构，外波纹管4破损漏气时，该弹性支撑杆6伸长，并带动驱动结构驱动限位组件取消对齿轮73位置的限制，顶推组件顶推齿轮73脱离与第一齿条74和第二齿条75的啮合。

如图1、图4和图5所示，其中，顶推组件包括连接轴8和第二弹簧81。连接轴8贯穿两个连接耳72并沿其轴向与两个连接耳72滑动连接。连接轴8的外周面沿其轴向延伸有限位凸条（图中未示出），连接耳72内开设有与限位凸条适配的限位槽（图中未示出），限位凸条滑动连接于限位槽内，以限制连接轴8相对于连接耳72发生转动。连接轴8的两端分别延伸有止挡板82，两个止挡板82分别位于两个连接耳72背离彼此的一侧。其中一个止挡板82与其靠近的连接耳72相抵，另一个止挡板82与其靠近的连接耳72之间连接第二弹簧81。

连接轴8沿其外周面开设有转动槽（图中未示出），齿轮73转动连接于转动槽内，以限制齿轮73与连接轴8之间发生轴向移动，两个连接耳72之间预留有供齿轮73跟随连接轴8活动的活动空间，齿轮73与第一齿条74和第二齿条75相啮合时，第二弹簧81处于拉伸状态。

限位组件包括L型限位杆9，连接第二弹簧81的连接耳72内开设有容纳L型限位杆9的容纳槽721。L型限位杆9沿竖向滑动连接于容纳槽721内，L型限位杆9的竖向部分向上延伸至连接耳72外，横向部分的底部与容纳槽721之间连接有第三弹簧722。L型限位杆9的横向部分连接有沿竖向延伸的插接杆91。连接轴8上开设有插接孔83，齿轮73与第一齿条74和第二齿条75相啮合时，插接杆91插设于插接孔83内。

如图5至图7所示，驱动结构为设置于靠近齿轮73的弹性支撑杆6上的第一斜面64。L型限位杆9的竖向部分的顶部固定连接有斜楔块92，斜楔块92上的斜面与第一斜面64相适配。

由于真空开关管内的灭弧室为真空环境，在外波纹管4发生破损漏气时，内波纹管5会向靠近外波纹管4的方向挤压，缓冲空间内的介质油会被挤压进入灭弧室内，此时，内波纹管5波谷处的弹性支撑杆6伸长，靠近齿轮73的弹性支撑杆6上的第一斜面64挤压斜楔块92，斜楔块92带动L型限位杆9向下活动，L型限位杆9上的插接杆91从插接孔83内脱出。连接轴8在第二弹簧81的弹力作用下带动齿轮73向脱离第一齿条74和第二齿条75的方向活动，至齿轮73脱离第一齿条74和第二齿条75时，真空开关管的动导电柱3在第一弹簧71的弹力作用下，迅速向下活动，脱离与静导电柱2的接触，从而避免真空开关管内起火，引起安全事故的问题，而且由于齿轮73与第一齿条74和第二齿条75脱离啮合，即使在没有及时发现波纹管破损，持续驱动顶推杆7上下活动的过程中，动导电柱3也不会活动到与静导电柱2接触的位置，保证波纹管破损之后，动导电柱3和静导电柱2始终处于断开接触的状态，进一步保证真空开关管的安全性和可靠性。

本发明的一种真空开关管用波纹管的具体工作原理如下：需要通电时，驱动顶推杆7向上活动，顶推杆7带动齿轮73沿第一齿条74转动，齿轮73驱动第二齿条75带动动导电柱3向上活动，使动导电柱3的触头与静导电柱2的触头相接触，在动导电柱3向上活动的过程中，波纹管被向上拉伸，内波纹管5内的弹性支撑杆6也发生拉伸，但靠近齿轮73的弹性支撑杆6上的第一斜面64与斜楔块92不接触；需要断电时，驱动顶推杆7向下活动，顶推杆7带动齿轮73沿第一齿条74转动，齿条驱动第二齿条75带动动导电柱3向下活动，使动导电柱3的触头与静导电柱2的触头脱离接触，动导电柱3向下活动的过程中，波纹管向下收缩，内波纹管5内的弹性支撑杆6也收缩。

在外波纹管4发生破损漏气时，若动导电柱3的触头与静导电柱2的触头正处于接触状态，那么动导电柱3与顶推杆7之间的第一弹簧71处于拉伸状态，内波纹管5向靠近外波纹管4的方向挤压，缓冲空间内的介质油会被挤压进入灭弧室内，此时，内波纹管5波谷处的弹性支撑杆6伸长，靠近齿轮73的弹性支撑杆6上的第一斜面64挤压斜楔块92，斜楔块92带动L型限位杆9向下活动，使L型限位杆9上的插接杆91从插接孔83内脱出。连接轴8在第二弹簧81的弹力作用下带动齿轮73向脱离第一齿条74和第二齿条75的方向活动，至齿轮73脱离第一齿条74和第二齿条75时，真空开关管的动导电柱3在第一弹簧71的拉力作用下，迅速向下活动，脱离与静导电柱2的接触，从而避免真空开关管内起火，引起安全事故的问题。

本发明不仅能够降低波纹管双侧气压差对波纹管的影响，延长波纹管的使用寿命；而且在波纹管发生破损漏气时，能及时断开动导电柱和静导电柱之间的连接，避免起火，提高了真空开关管的可靠性和安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种真空开关管用波纹管，包括套设在真空开关管的动导电柱（3）外侧的外波纹管（4），所述外波纹管（4）的上端与动导电柱（3）相连接，下端与真空开关管的底板（12）相连接，其特征在于，所述外波纹管（4）内侧设置有内波纹管（5），所述内波纹管（5）套设于动导电柱（3）外侧，且所述内波纹管（5）的上端与动导电柱（3）相连接，下端与底板（12）相连接，所述内波纹管（5）为橡胶材质，所述内波纹管（5）与外波纹管（4）之间形成缓冲空间，缓冲空间内填充有介质油；

所述内波纹管（5）内沿竖向间隔设置有沿水平方向延伸的弹性支撑杆（6），各所述弹性支撑杆（6）支撑于所述内波纹管（5）的波谷处，并与所述内波纹管（5）相连接；

所述内波纹管（5）内设置有沿其中心轴线延伸的顶推杆（7），所述顶推杆（7）内开设有延伸至其顶端的滑槽（70），真空开关管的动导电柱（3）滑动连接于所述滑槽（70）内，所述顶推杆（7）沿其轴向与真空开关管的底板（12）滑动配合，所述顶推杆（7）的杆体上转动连接有齿轮（73），所述齿轮（73）的两侧啮合有与顶推杆（7）平行布设的第一齿条（74）和第二齿条（75），所述第一齿条（74）与真空开关管的底板（12）固定连接，所述第二齿条（75）与真空开关管的动导电柱（3）固定连接；

所述滑槽（70）内连接有第一弹簧（71），所述第一弹簧（71）的顶端与真空开关管的动导电柱（3）的底端连接，真空开关管的动导电柱（3）的触头与静导电柱（2）的触头接触时，所述第一弹簧（71）处于拉伸状态；

所述顶推杆（7）上设置有顶推组件和限制所述齿轮（73）与所述第一齿条（74）和第二齿条（75）相对位置的限位组件，靠近所述齿轮（73）的所述弹性支撑杆（6）上设置有驱动结构，所述外波纹管（4）破损漏气时，所述弹性支撑杆（6）伸长，并带动所述驱动结构驱动所述限位组件取消对所述齿轮（73）位置的限制，所述顶推组件顶推所述齿轮（73）脱离与所述第一齿条（74）和第二齿条（75）的啮合；

所述顶推组件包括连接轴（8）和第二弹簧（81），所述顶推杆（7）上固定连接有对称设置的连接耳（72），所述连接轴（8）贯穿所述连接耳（72）并沿其轴向与所述连接耳（72）滑动连接，所述连接轴（8）的一端延伸有止挡板（82），所述止挡板（82）与其靠近的所述连接耳（72）之间连接所述第二弹簧（81），所述连接轴（8）位于两个所述连接耳（72）之间的部分开设有转动槽，所述齿轮（73）转动连接于所述转动槽，两个所述连接耳（72）之间预留有供所述齿轮（73）跟随所述连接轴（8）活动的活动空间，所述齿轮（73）与所述第一齿条（74）和第二齿条（75）相啮合时，所述第二弹簧（81）处于蓄力状态。

2.根据权利要求1所述的真空开关管用波纹管，其特征在于，所述限位组件包括L型限位杆（9），靠近所述第二弹簧（81）的连接耳（72）内开设有容纳所述L型限位杆（9）的容纳槽（721），所述L型限位杆（9）沿竖向滑动连接于所述容纳槽（721）内，所述L型限位杆（9）的竖向部分向上延伸至所述连接耳（72）外，横向部分的底部与所述容纳槽（721）之间连接有第三弹簧（722）；

所述L型限位杆（9）的横向部分连接有沿竖向延伸的插接杆（91），所述连接轴（8）上开设有插接孔（83），所述齿轮（73）与所述第一齿条（74）和第二齿条（75）相啮合时，所述插接杆（91）插设于所述插接孔（83）内；

所述驱动结构为设置于所述弹性支撑杆（6）上的第一斜面（64），所述L型限位杆（9）的竖向部分的顶部固定连接有斜楔块（92），所述外波纹管（4）破损漏气时，所述弹性支撑杆（6）伸长，所述第一斜面（64）挤压所述斜楔块（92）带动所述L型限位杆（9）向下活动，所述L型限位杆（9）上的插接杆（91）从所述插接孔（83）内脱出。

3.根据权利要求2所述的真空开关管用波纹管，其特征在于，所述连接轴（8）的外周面沿其轴向延伸有限位凸条，所述连接耳（72）内开设有与所述限位凸条适配的限位槽，所述限位凸条滑动连接于所述限位槽内。

4.根据权利要求3所述的真空开关管用波纹管，其特征在于，所述弹性支撑杆（6）包括内套杆（61）和外套杆（62），所述外套杆（62）套设于所述内套杆（61）外，且所述外套杆（62）与所述内套杆（61）之间连接有第四弹簧（63）。

5.根据权利要求4所述的真空开关管用波纹管，其特征在于，所述内波纹管（5）的每个波谷处设置有两个所述弹性支撑杆（6），两个所述弹性支撑杆（6）关于所述内波纹管（5）的中心轴线对称设置。