CN118073132A - 一种断路器用弹簧电磁复合快速操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，包括壳体，壳体中安装电磁线圈、铁芯组件、蝶形弹簧组件、万向座，电磁线圈固定于壳体中，铁芯组件在电磁线圈中滑动，铁芯组件与蝶形弹簧组件铰接，蝶形弹簧组件上套设万向座，万向座与壳体转动连接；铁芯组件包括调节头，调节头两端伸出盖板和固定板，调节头中部固定套设铁芯和连接头；蝶形弹簧组件由导杆、蝶形弹簧、调节螺母组成，导杆一端设连接孔，连接孔通过销与铁芯组件中的连接头铰接，导杆中部滑动套设蝶形弹簧。本发明蝶形弹簧的形式，因此机构整体尺寸可以做的比较小，尺寸与普通单相永磁机构尺寸差不多大，但内部不须安装永磁体，有效的降低了机构本身的成本。

Description

一种断路器用弹簧电磁复合快速操动机构

技术领域

本发明属于断路器技术领域，涉及断路器用弹簧电磁复合快速操动机构。

背景技术

操动机构是高压断路器进行分、合闸操作的关键部件，真空断路器要求操动机构机构具有高的可靠性、快的动作速度、短的动作时间。高压交流真空断路器操动机构有多种类型，目前市场上广泛采用的主要有弹簧操动机构和永磁操动机构。弹簧操动机构采用电机或手动的方式将弹簧拉起储存下合闸所需的能量，并采用机械结构保持，根据控制器指令解扣进行合闸及分闸操作，弹簧操动机构虽然操作可靠，但存在机构零件多，维护麻烦、操作寿命相对低，分、合闸速度慢，需用时间长的缺陷。永磁操动机构采用电磁线圈驱动铁芯运动实现合闸并由永磁体进行合闸保持，通过反向电流抵消永磁吸力，在分闸弹簧作用下实现分闸操作，虽然结构简单、零件数目少，但由于存在充、退磁过程，分、合闸的速度和时间不能满足一些需要快速开断场合的应用，且强磁体成本偏高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，能解决上述的问题，且利用弹簧过中点后力的作用方向相反的特点实现断路器的分、合闸操作，取消永磁操动机构中的永磁体，提高操动机构的分、合闸速度并降低制造成本，提升可靠性。

按照本发明提供的技术方案：一种断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，包括壳体，壳体中安装电磁线圈、铁芯组件、蝶形弹簧组件、万向座，电磁线圈固定于壳体中，铁芯组件在电磁线圈中滑动，铁芯组件与蝶形弹簧组件铰接，蝶形弹簧组件上套设万向座，万向座与壳体转动连接；铁芯组件包括调节头，调节头两端伸出盖板和固定板，调节头中部固定套设铁芯和连接头；蝶形弹簧组件由导杆、蝶形弹簧、调节螺母组成，导杆一端设连接孔，连接孔通过销与铁芯组件中的连接头铰接，导杆中部滑动套设蝶形弹簧，导杆另一端螺纹连接调节螺母；壳体上环状开有通孔，通孔内侧为球面，外侧为斜面；万向座套设在导杆中部，两端分别抵住蝶形弹簧和调节螺母；万向座外侧为圆弧面。

作为本发明的进一步改进，壳体包括支撑桶，支撑桶上下两端固定连接盖板和固定板，固定板和支撑桶之间设有电磁线圈；支撑桶上环状开有通孔，通孔内侧为球面，外侧为斜面。

作为本发明的进一步改进，支撑桶上下两端通过螺钉固定连接盖板和固定板。

作为本发明的进一步改进，电磁线圈位于支撑桶内周，支撑桶内周设有凸缘，电磁线圈上下两端抵住凸缘与固定板。

作为本发明的进一步改进，调节头中部为外螺纹，节头中部从上至下依次螺纹连接第一锁紧螺母、连接头、第二锁紧螺母、铁芯，第一锁紧螺母、连接头、第二锁紧螺母、铁芯依次相抵。

作为本发明的进一步改进，铁芯上部开有凹槽。

作为本发明的进一步改进，调节头伸出固定板的端部设有与真空断路器的绝缘拉杆相连接的连接端。

作为本发明的进一步改进，铁芯与电磁线圈为间隙配合。

本申请的积极进步效果在于：

1、本发明采用蝶形弹簧的形式，因此机构整体尺寸可以做的比较小，尺寸与普通单相永磁机构尺寸差不多大，但内部不须安装永磁体，有效的降低了机构本身的成本。

2、本发明可使与之配合的断路器出厂只需测试有效保持力在设定的范围内即可满足整体性能，这样既进一步降低了成本，也减小了调试的难度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的爆炸视图。

图3为本发明的俯视图（隐藏盖板）。

图4 为本发明的铁芯组件的示意图。

图5 为本发明蝶形弹簧组件的示意图。

图6 为本发明支撑桶的结构示意图。

图7 为本发明蝶形弹簧组件的安装结构示意图。

图8 为本发明处于合闸位置的示意图。

图9 为本发明处于过中位置的示意图。

图10为本发明处于分闸位置的示意图。

图1-图10中，包括固定板1、电磁线圈2、支撑桶3、球面301、斜面302、铁芯组件4、调节头401、铁芯402、连接头403、第一锁紧螺母404、销5、蝶形弹簧组件6、导杆601、蝶形弹簧602、调节螺母603、万向座7、盖板8等。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，“包括”和“具有”等类似术语，是指除了已经在“包括”和“具有”中所罗列的那些内容以外，还可以“包括”和“具有”其它尚未罗列的内容；例如，可以包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于已经清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

由于图纸角度问题，可能有部分部件未画出，但其位置及连接关系可以根据文字表达部分理解。断路器用弹簧电磁复合快速操动机构

如图1-图2所示，本发明是一种断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，包括壳体，壳体中安装电磁线圈2、铁芯组件4、蝶形弹簧组件6、万向座7，电磁线圈2固定于壳体中，如图8所示，铁芯组件4在电磁线圈2中滑动，铁芯组件4与蝶形弹簧组件6铰接，蝶形弹簧组件6上套设万向座7，万向座7与壳体转动连接。

壳体包括支撑桶3，支撑桶3上下两端固定连接盖板8和固定板1，固定板1和支撑桶3之间设有电磁线圈2。

支撑桶3上下两端通过螺钉固定连接盖板8和固定板1。

如图8所示，电磁线圈2位于支撑桶3内周，支撑桶3内周设有凸缘，电磁线圈2上下两端抵住凸缘与固定板1，电磁线圈2不能上下窜动，也不能轴向转动。

铁芯组件4包括调节头401，调节头401两端伸出盖板8和固定板1，调节头401中部固定套设铁芯402和连接头403。

具体的，如图4所示，调节头401中部为外螺纹，节头401中部从上至下依次螺纹连接第一锁紧螺母404、连接头403、第二锁紧螺母、铁芯402，第一锁紧螺母404、连接头403、第二锁紧螺母、铁芯402依次相抵。铁芯402上部开有凹槽，用于容纳第二锁紧螺母。

调节头401伸出固定板1的端部设有与真空断路器的绝缘拉杆相连接的连接端。

铁芯402与电磁线圈2为间隙配合。

如附图5所示，蝶形弹簧组件6由导杆601、蝶形弹簧602、调节螺母603组成，导杆601一端设连接孔，连接孔通过销5与铁芯组件4中的连接头403铰接，导杆601中部滑动套设蝶形弹簧602，导杆601另一端螺纹连接调节螺母603。

如图6所示，支撑桶3上环状开有通孔，通孔内侧为球面301，外侧为斜面302。

如图7所示，万向座7套设在导杆601中部，两端分别抵住蝶形弹簧602和调节螺母603。万向座7外侧为圆弧面，与球面301适配并接触。为了保证万向座7的球面与球面301配合，调节螺母603在固定桶3的外侧并连接于导杆601的尾部且抵住万向座7，通过旋转调节螺母603即可调整蝶形弹簧602对万向座7的压力直到满足需要。斜面302可使调节螺母603在运动过程中不与固定桶3产生干涉。

本发明的工作过程如下：

铁芯组件4运动行程即为真空断路器所需要开距，通电的瞬间，电磁线圈2产生的强大电磁力把铁芯组件4由一个位置推至另一个位置，改变电流的方向再次通电，电磁力则带动铁芯组件4从另一个位置推回到原来位置，以此实现真空断路器由合闸到分闸的状态转换，由于真空断路器所需行程比较小，在电磁力作用下铁芯组件4带动导杆601上下运动并使蝶形弹簧602压缩，过水平线时蝶形弹簧602达到最大压缩量，过后蝶形弹簧602释放能量，加速向另一个状态转变。如图8-图10所示，本机构由合闸位置开始，除了需要需要克服额定触头压力外，还要克服由起始到过中位置产生的水平位移导致的压力增加，即使如此电磁线圈2仍可以产生足够的推力使碟簧组件6通过过中位置，通过中间位置后蝶形弹簧602会释放这多增加的压力，对分闸过程进行加速，因此本发明的分合闸速度远超普通弹簧操动机构。

如图3所示，蝶形弹簧组件6以及万向座7的数量可自2组起至垂直方向能产生足够的压力止，蝶形弹簧602的大小及片数包含但不限于图示，蝶形弹簧602安装好即具备设定的压力。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，包括壳体，壳体中安装电磁线圈（2）、铁芯组件（4）、蝶形弹簧组件（6）、万向座（7），电磁线圈（2）固定于壳体中，铁芯组件（4）在电磁线圈（2）中滑动，铁芯组件（4）与蝶形弹簧组件（6）铰接，蝶形弹簧组件（6）上套设万向座（7），万向座（7）与壳体转动连接；铁芯组件（4）包括调节头（401），调节头（401）两端伸出盖板（8）和固定板（1），调节头（401）中部固定套设铁芯（402）和连接头（403）；蝶形弹簧组件（6）由导杆（601）、蝶形弹簧（602）、调节螺母（603）组成，导杆（601）一端设连接孔，连接孔通过销（5）与铁芯组件（4）中的连接头（403）铰接，导杆（601）中部滑动套设蝶形弹簧（602），导杆（601）另一端螺纹连接调节螺母（603）；壳体上环状开有通孔，通孔内侧为球面（301），外侧为斜面（302）；万向座（7）套设在导杆（601）中部，两端分别抵住蝶形弹簧（602）和调节螺母（603）；万向座（7）外侧为圆弧面。

2.如权利要求1所述的断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，壳体包括支撑桶（3），支撑桶（3）上下两端固定连接盖板（8）和固定板（1），固定板（1）和支撑桶（3）之间设有电磁线圈（2）；支撑桶（3）上环状开有通孔，通孔内侧为球面（301），外侧为斜面（302）。

3.如权利要求2所述的断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，支撑桶（3）上下两端通过螺钉固定连接盖板（8）和固定板（1）。

4.如权利要求2所述的断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，电磁线圈（2）位于支撑桶（3）内周，支撑桶（3）内周设有凸缘，电磁线圈（2）上下两端抵住凸缘与固定板（1）。

5.如权利要求1所述的断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，调节头（401）中部为外螺纹，调节头（401）中部从上至下依次螺纹连接第一锁紧螺母（404）、连接头（403）、第二锁紧螺母、铁芯（402），第一锁紧螺母（404）、连接头（403）、第二锁紧螺母、铁芯（402）依次相抵。

6.如权利要求5所述的断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，铁芯（402）上部开有凹槽。

7.如权利要求1所述的断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，调节头（401）伸出固定板（1）的端部设有与真空断路器的绝缘拉杆相连接的连接端。

8.如权利要求1所述的断路器用弹簧电磁复合快速操动机构，其特征在于，铁芯（402）与电磁线圈（2）为间隙配合。