CN204946742U - 一种高压断路器用液压弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种高压断路器用液压弹簧操动机构，采用了集成式的液压阀控制系统，将分合闸一级阀、主控制阀等集成在主体工作缸的缸座内，主体工作缸的中心活塞液压腔与液压控制工作腔形成同腔的结构形式；主体工作缸下端与缸座采用联结紧密的方式安装形成了集成式的结构，提高了可靠性和稳定性；来解决液压弹簧操动机构在大功率动力输出操作中的可靠性差，机械寿命低和制造难度大的问题。

Description

一种高压断路器用液压弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及一种高压断路器用液压弹簧操动机构。

背景技术

操动机构是高压断路器主要的组成设备,高压断路器的分闸与合闸是依靠操动机构的控制实现的。液压弹簧操动机构具有操作能量强大、液压油自润滑系统无磨损、液压元件质量轻且反应速度快、噪声低、动作可靠，通过液压系统的可靠控制性和大功率的动力输出等特点。本发明提供了一种高压断路器用液压弹簧操动机构，来解决液压弹簧操动机构在大功率动力输出操作中的可靠性差，机械寿命低和制造难度大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压断路器用液压弹簧操动机构，来解决制造加工难度大，机械寿命低和可靠性差的问题。

本发明采用以下的技术方案：

一种高压断路器用液压弹簧操动机构,包括储能油箱(68)、工作腔活塞杆(69)、工作缸(66)，所述工作缸(66)内部为上下设置的工作腔(73)，所述工作缸(66)顶部设置所述储能油箱(68)，所述工作腔活塞杆(69)设置于所述工作腔(73)内上下滑动连接且其上端位于所述储能油箱(68)内，所述工作缸(66)上端的开口密封，所述工作腔(73)底部连接液压操作控制模块(67)并将所述工作腔(73)下端开口封闭；

所述液压操作控制模块(67)包括缸套(1)、缸座(7)、主控制阀芯(4)、电磁阀(42)，所述缸座(7)下方为基座，所述基座上端面竖直设置立柱(40)，所述立柱(40)顶部设置有缸套(1)，所述缸套(1)底面与所述立柱(40)顶面相嵌合并形成固定一体的套管柱(41)，所述套管柱(41)插入所述工作腔(73)下端的内腔并将所述工作腔(73)下端开口封闭，所述工作缸(66)下端面与所述基座上端面相抵固定，所述套管柱(41)外壁与所述工作腔(73)内壁相配合；所述套管柱(41)内部为竖直设置的主控制阀信号空腔(36)，所述主控制阀信号空腔(36)上方设有开口与所述工作腔(73)连通，其底部延伸至所述立柱(40)内后收缩形成底部平台(43)，所述主控制阀信号空腔(36)内套所述主控制阀芯(4)并与其上下滑动连接，所述基座的一侧设置有所述电磁阀(42)；

所述工作缸(66)的壁内由上端面至下底面竖直设置两根长管形空腔分别为高压油道(79)、常压油道(70)位于所述工作腔(73)两侧，所述高压油道(79)、常压油道(70)下端开口均封闭，所述高压油道(79)顶端连接储能液压油泵，所述常压油道(70)顶部与所述储能油箱(68)连通，所述工作腔活塞杆(69)下端固定有活塞杆密封环(74)，所述活塞杆密封环(74)与所述工作腔(73)上下活塞连接，所述活塞杆密封环(74)分割所述工作腔(73)为上下两个区间，所述活塞杆密封环(74)以上的区间连通所述的高压油道(79)；所述活塞杆密封环(74)以下的区间根据液压操作控制模块(67)的控制主控制阀芯(4)的上下移动连通所述的高压油道(79)或常压油道(70)；

所述主控制阀芯(4)为内部中空的柱体，所述主控制阀芯(4)顶部为顶端导向环(61)，所述顶端导向环(61)与所述主控制阀信号空腔(36)配合并滑动连接，所述主控制阀芯(4)上部设置有常压排油孔(44)位于所述顶端导向环(61)下方，底部设置有高压排油孔(47)，所述排油孔均连通所述主控制阀芯(4)外部与内部空腔；

所述套管柱(41)由上至下分别横向设置有常压油孔(52)、高压油孔(55)，将其外部与所述主控制阀信号空腔(36)连通，所述常压油孔(52)与所述常压油道(70)通过横向设置的常压油腔(76)连通，所述高压油孔(55)通过横向设置的高压油腔(81)与所述高压油道(79)与连通，所述顶端导向环(61)在所述常压油孔(52)以上的所述主控制阀信号空腔(36)内滑动；所述的主控制阀芯(4)上设置密封环、密封格莱圈(5)在所述常压油孔(52)与高压油孔(55)之间的所述主控制阀信号空腔(36)内配合滑动，阻断常压油孔(52)与高压油孔(55)的连通；

所述缸套(1)对应所述常压油孔(52)、所述高压油孔(55)区域与所述主控制阀芯(4)之间分别形成环形空腔四(27)与环形空腔五(28)，所述主控制阀芯(4)在所述高压排油孔(47)上端、所述常压排油孔(44)下端分别设置有外凸的下端环形密封台阶(102)、上端环形密封台阶(101)，所述上端环形密封台阶(101)的上端与主控制阀信号空腔(36)配合下端伸入所述环形空腔四(27)对所述的主控制阀芯(4)上行限位，所述下端环形台阶(102)的下端与主控制阀信号空腔(36)配合上端伸入所述环形空腔五(28)对所述的主控制阀芯(4)下行限位；所述的主控制阀芯(4)在该区间范围上下滑动；

所述主控制阀信号空腔平台(43)中心下方设置有沉孔(25)，所述沉孔(25)下方设置同轴的主控阀信号腔信号油孔(37)并相互连通；

当所述主控制阀芯(4)下落到底端，所述常压排油孔(44)与所述常压油孔(52)连通，所述高压油孔(55)与所述高压排油孔(47)相互封闭隔离，所述工作腔活塞杆(69)下行，所述活塞杆密封环(74)下行至所述主控制阀信号空腔(36)的上开口；

当所述主控制阀芯(4)抬起时，所述常压排油孔(44)与所述常压油孔(52)相互封闭隔离，所述高压油孔(55)与所述高压排油孔(47)连通，所述主控制阀信号空腔(36)的上开口与所述工作腔(73)连通,所述工作腔活塞杆(69)上行；

所述主控制阀芯(4)的升降由所述电磁阀控制所述基座中的阀体及液压油路来完成

所述阀体包括合闸一级阀(20)、分闸一级阀(23)；所述基座内上下设置两个横向长孔空腔，上方长孔空腔内置所述合闸一级阀(20)，下方长孔空腔内置所述分闸一级阀(23)，所述两个长孔空腔同侧的一端封闭，另一端为开口端，所述电磁阀(42)设置在其开口端；

所述合闸一级阀(20)包括合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)、合闸下阀座(11)及其内装的弹簧(12)和闭锁钢珠(9)、合闸上阀杆(161)；所述上方的长孔空腔开口端至封闭端依次固定安装合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)形成合闸阀座组并与封闭端之间形成弹簧装配空腔一，所述的合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)均各自独立将所述长孔空腔隔断封闭，所述合闸上阀杆(161)横穿所述合闸阀座组中心的空腔内并与其配合滑动连接，伸出所述长孔空腔开口端的一端与所述电磁阀的执行杆(15)联动，所述合闸下阀座(11)设置于所述的弹簧装配空腔一内，所述合闸下阀座(11)内沿横向设置有弹簧腔一(14)，所述闭锁钢珠(9)与所述弹簧(12)横向设置于所述弹簧腔一(14)内，所述闭锁钢珠(9)分别与所述弹簧(12)以及所述合闸中间阀座(13)内所述合闸上阀杆(161)的伸出口相抵，所述闭锁钢珠(9)封闭该伸出口，所述合闸下阀座(11)两端分别与所述长孔空腔的封闭端和所述合闸中间阀座(13)相抵并封闭所述弹簧腔一(14)，沿所述合闸下阀座(11)外缘与所述长孔空腔之间形成环形空腔一(16)，所述环形空腔一(16)两端分别隔离封闭形成独立的腔体并与所述弹簧腔一(14)连通，所述合闸中间阀座(13)外缘与所述长孔空腔之间形成环形空腔二(19)，其环形空腔二(19)两端分别隔离封闭形成独立的腔体并与所述主控阀信号腔信号油孔(37)连通；

所述缸座(7)的所述立柱(40)内设置高压油路(35)两端分别与所述高压油道(79)以及所述环形空腔一(16)连通，所述环形空腔一(16)与所述弹簧腔一(14)连通，所述中间阀座(13)内部的靠近所述闭锁钢珠(9)的一段所述合闸上阀杆(161)与所述合闸中间阀座(13)内腔之间形成空隙，所述环形空腔二(19)与该空隙连通，当所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)通过所述合闸上阀杆(161)伸出推开时，形成从所述高压油道(79)到高压油路(35)、所述弹簧腔一(14)、所述环形空腔二(19)、主控阀信号腔信号油孔(37)连通的油道；

所述分闸一级阀(23)包括分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)、分闸下阀座(18)、弹簧(12)和闭锁钢珠(9)、分闸上阀杆(24)，所述下方长孔空腔开口端与其所述的封闭端之间依次安装固定分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)形成分闸阀座组，所述分闸上阀座(21)与所述长孔空腔封闭端之间形成弹簧装配空腔二，所述分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)均将所述下方的长孔空腔隔断并封闭，所述分闸下阀座(18)置于所述弹簧装配空腔二内，所述分闸下阀座(18)两端分别与所述下方长孔空腔的封闭端与所述分闸上阀座(21)相抵，所述分闸上阀杆(24)沿所述长孔空腔方向穿过所述分闸阀座组内腔滑动配合，伸出所述长孔空腔开口端一侧的所述分闸上阀杆(24)与所述电磁阀的另一执行杆(15)联动，所述闭锁钢珠(9)分别与所述弹簧(12)置于所述分闸下阀座(18)横向设置的弹簧腔二内，所述闭锁钢珠(9)两端分别与所述分闸下阀座(18)的所述分闸上阀杆(24)伸出口和所述弹簧(12)相抵并封闭该伸出口，所述分闸下阀座(18)外缘与所述长孔空腔形成环形空腔三(22)，所述环形空腔三(22)两端隔离密封形成独立空腔，所述环形空腔三(22)与所述弹簧腔二连通；所述环形空腔三(22)、弹簧腔二与所述环形空腔二(19)连通；

所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)通过所述合闸上阀杆(161)收缩后闭合，同时所述分闸上阀杆(24)推开所述其所述闭锁钢珠(9)，在所述分闸上阀座(21)内的靠近所述闭锁钢珠(9)的一段分闸上阀杆(24)的外缘与所述分闸上阀座(21)之间形成环形间隙，该间隙通过与缸座(7)内竖直设置的常压油孔(33)一端连通，所述常压油孔(33)竖直向上连通所述常压油道(70)，形成所述常压油道(70)与常压油孔(33)、所述间隙、所述环形空腔二(19)、所述主控阀信号腔信号油孔(37)连通的油道，所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)隔断所述高压油道(79)与所述环形空腔二(19)；

所述主控制阀信号空腔平台(43)中心下方设置有沉孔(25)，所述沉孔(25)通过同轴的主控阀信号腔信号油孔(37)与所述的环形空腔二(19)连通，所述主控制阀芯(4)下端为锥形，该锥形底端沿竖直方向设置有阀杆葫芦头(49)，所述阀杆葫芦头(49)插入所述沉孔(25)中，并与所述沉孔(25)上下滑动密封连接，所述平台(43)上所述沉孔(25)一侧设置有主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)与所述环形空腔二(19)连通，所述主控制阀芯(4)的行至下限时，与所述主控制阀信号空腔(36)形成了回油腔(26)，所述高压排油孔(47)与所述回油腔(26)、所述主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)，所述环形空腔二(19)连通。

所述阀杆葫芦头(49)中段径向设置有凹陷(50)，当所述主控制阀芯(4)与所述立柱(40)上部相抵时，所述缸座(7)的沉孔(25)内部两侧对应所述凹陷(50)位置设置有定位机构，所述定位机构包括球顶丝(57)、弹簧(12)、钢球(59)，对应所述凹陷(50)的位置的所述沉孔(25)壁上横向水平设置定位孔，所述顶丝(57)螺接在定位孔中，所述弹簧(12)两端与所述钢球(59)与所述顶丝(57)相抵，所述钢球(59)嵌入所述凹陷(50)中。

所述合闸上阀座(31)内的所述合闸上阀杆(161)两端的伸出口设置凹槽，该凹槽内嵌入斯特封密封圈(17)、密封圈(25)，密封与所述合闸中间阀座(13)相抵一端为斯特封密封圈(17)，另一端为密封圈(25)；

所述阀杆葫芦头(49)上设置密封格莱圈(6)。

长孔空腔封闭端采用工艺堵(10)封闭，所述主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)由基座下方延伸至所述立柱(40)内部，所述基座下方的开口通过下方工艺堵(39)封闭，所述工艺堵(10)以及下方工艺堵(28)均为顶丝堵，所述顶丝堵通过螺纹固定并沿周圈设置有O型密封圈(8)。

所述下端环形密封台阶(102)、上端环形密封台阶(101)上下部分之间设置环状V型沟槽(90)，所述环状V型沟槽(90)的两边成90度，底部向内并横向设置。

本发明的优点如下：

1.本发明公开了一种高压断路器用液压弹簧操动机构，采用了集成式的液压阀控制系统，将分合闸一级阀、主控制阀等集成在主体工作缸的缸座内，其中主控制阀缸座上部嵌入到主体工作缸中，与主体工作缸的中心孔活塞液压腔共同形成了主控制阀的液压工作腔；主体工作缸下端与缸座采用联结紧密的方式安装形成了集成式的结构，提高了可靠性和稳定性；

2.主控阀信号控制腔高压保持油孔、主控阀信号腔信号油孔、环形空腔一形成循环油路回路，合闸状态时形成稳定的高压油保持通道。

3.斯特封密封圈、密封圈、格莱圈的使用，有效的密封阻断了油路，使得的可靠性更好。

附图说明：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明液压操作控制模块结构示意图；

图3为本发明液压操作控制模块的主控制阀芯抬起时的结构示意图；

图4为本发明主控制阀芯的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

以下实施例仅是为清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的技术而言，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

本发明公开了一种高压断路器用液压弹簧操动机构，其操作能量储存模块、液压动力传输模块等是采用现有的技术方案,具体的结构和工作原理参见专利号为ZL201210042895.6《一种集成有控制阀的工作缸和大功率液压弹簧操动机构》的发明专利所公布的技术内容。

一种高压断路器用液压弹簧操动机构,包括储能油箱(68)、工作腔活塞杆(69)、工作缸(66)，所述工作缸(66)内部为上下设置的工作腔(73)，所述工作缸(66)顶部设置所述储能油箱(68)，所述工作腔活塞杆(69)设置于所述工作腔(73)内上下滑动连接且其上端位于所述储能油箱(68)内，所述工作缸(66)上端的开口密封，所述工作腔(73)底部连接液压操作控制模块(67)并将所述工作腔(73)下端开口封闭；

所述液压操作控制模块(67)包括缸套(1)、缸座(7)、主控制阀芯(4)、电磁阀(42)，所述缸座(7)下方为基座，所述基座上端面竖直设置立柱(40)，所述立柱(40)顶部设置有缸套(1)，所述缸套(1)底面与所述立柱(40)顶面相嵌合并形成固定一体的套管柱(41)，所述套管柱(41)插入所述工作腔(73)下端的内腔并将所述工作腔(73)下端开口封闭，所述工作缸(66)下端面与所述基座上端面相抵固定，所述套管柱(41)外壁与所述工作腔(73)内壁相配合；所述套管柱(41)内部为竖直设置的主控制阀信号空腔(36)，所述主控制阀信号空腔(36)上方设有开口与所述工作腔(73)连通，其底部延伸至所述立柱(40)内后收缩形成底部平台(43)，所述主控制阀信号空腔(36)内套所述主控制阀芯(4)并与其上下滑动连接，所述基座的一侧设置有所述电磁阀(42)；

所述工作缸(66)的壁内由上端面至下底面竖直设置两根长管形空腔分别为高压油道(79)、常压油道(70)位于所述工作腔(73)两侧，所述高压油道(79)、常压油道(70)下端开口均封闭，所述高压油道(79)顶端连接储能液压油泵，所述常压油道(70)顶部与所述储能油箱(68)连通，所述工作腔活塞杆(69)下端固定有活塞杆密封环(74)，所述活塞杆密封环(74)与所述工作腔(73)上下活塞连接，所述活塞杆密封环(74)分割所述工作腔(73)为上下两个区间，所述活塞杆密封环(74)以上的区间连通所述的高压油道(79)；所述活塞杆密封环(74)以下的区间根据液压操作控制模块(67)的控制主控制阀芯(4)的上下移动连通所述的高压油道(79)或常压油道(70)；

所述主控制阀芯(4)为内部中空的柱体，所述主控制阀芯(4)顶部为顶端导向环(61)，所述顶端导向环(61)与所述主控制阀信号空腔(36)配合并滑动连接，所述主控制阀芯(4)上部设置有常压排油孔(44)位于所述顶端导向环(61)下方，底部设置有高压排油孔(47)，所述排油孔均连通所述主控制阀芯(4)外部与内部空腔；

所述套管柱(41)由上至下分别横向设置有常压油孔(52)、高压油孔(55)，将其外部与所述主控制阀信号空腔(36)连通，所述常压油孔(52)与所述常压油道(70)通过横向设置的常压油腔(76)连通，所述高压油孔(55)通过横向设置的高压油腔(81)与所述高压油道(79)与连通，所述顶端导向环(61)在所述常压油孔(52)以上的所述主控制阀信号空腔(36)内滑动；所述的主控制阀芯(4)上设置密封环、密封格莱圈(5)在所述常压油孔(52)与高压油孔(55)之间的所述主控制阀信号空腔(36)内配合滑动，阻断常压油孔(52)与高压油孔(55)的连通；

所述缸套(1)对应所述常压油孔(52)、所述高压油孔(55)区域与所述主控制阀芯(4)之间分别形成环形空腔四(27)与环形空腔五(28)，所述主控制阀芯(4)在所述高压排油孔(47)上端、所述常压排油孔(44)下端分别设置有外凸的下端环形密封台阶(102)、上端环形密封台阶(101)，所述上端环形密封台阶(101)的上端与主控制阀信号空腔(36)配合下端伸入所述环形空腔四(27)对所述的主控制阀芯(4)上行限位，所述下端环形台阶(102)的下端与主控制阀信号空腔(36)配合上端伸入所述环形空腔五(28)对所述的主控制阀芯(4)下行限位；所述的主控制阀芯(4)在该区间范围上下滑动；

所述主控制阀信号空腔平台(43)中心下方设置有沉孔(25)，所述沉孔(25)下方设置同轴的主控阀信号腔信号油孔(37)并相互连通；

当所述主控制阀芯(4)下落到底端，所述常压排油孔(44)与所述常压油孔(52)连通，所述高压油孔(55)与所述高压排油孔(47)相互封闭隔离，所述工作腔活塞杆(69)下行，所述活塞杆密封环(74)下行至所述主控制阀信号空腔(36)的上开口；

当所述主控制阀芯(4)抬起时，所述常压排油孔(44)与所述常压油孔(52)相互封闭隔离，所述高压油孔(55)与所述高压排油孔(47)连通，所述主控制阀信号空腔(36)的上开口与所述工作腔(73)连通,所述工作腔活塞杆(69)上行；

所述主控制阀芯(4)的升降由所述电磁阀控制所述基座中的阀体及液压油路来完成

所述阀体包括合闸一级阀(20)、分闸一级阀(23)；所述基座内上下设置两个横向长孔空腔，上方长孔空腔内置所述合闸一级阀(20)，下方长孔空腔内置所述分闸一级阀(23)，所述两个长孔空腔同侧的一端封闭，另一端为开口端，所述电磁阀(42)设置在其开口端；

所述合闸一级阀(20)包括合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)、合闸下阀座(11)及其内装的弹簧(12)和闭锁钢珠(9)、合闸上阀杆(161)；所述上方的长孔空腔开口端至封闭端依次固定安装合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)形成合闸阀座组并与封闭端之间形成弹簧装配空腔一，所述的合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)均各自独立将所述长孔空腔隔断封闭，所述合闸上阀杆(161)横穿所述合闸阀座组中心的空腔内并与其配合滑动连接，伸出所述长孔空腔开口端的一端与所述电磁阀的执行杆(15)联动，所述合闸下阀座(11)设置于所述的弹簧装配空腔一内，所述合闸下阀座(11)内沿横向设置有弹簧腔一(14)，所述闭锁钢珠(9)与所述弹簧(12)横向设置于所述弹簧腔一(14)内，所述闭锁钢珠(9)分别与所述弹簧(12)以及所述合闸中间阀座(13)内所述合闸上阀杆(161)的伸出口相抵，所述闭锁钢珠(9)封闭该伸出口，所述合闸下阀座(11)两端分别与所述长孔空腔的封闭端和所述合闸中间阀座(13)相抵并封闭所述弹簧腔一(14)，沿所述合闸下阀座(11)外缘与所述长孔空腔之间形成环形空腔一(16)，所述环形空腔一(16)两端分别隔离封闭形成独立的腔体并与所述弹簧腔一(14)连通，所述合闸中间阀座(13)外缘与所述长孔空腔之间形成环形空腔二(19)，其环形空腔二(19)两端分别隔离封闭形成独立的腔体并与所述主控阀信号腔信号油孔(37)连通；

所述缸座(7)的所述立柱(40)内设置高压油路(35)两端分别与所述高压油道(79)以及所述环形空腔一(16)连通，所述环形空腔一(16)与所述弹簧腔一(14)连通，所述中间阀座(13)内部的靠近所述闭锁钢珠(9)的一段所述合闸上阀杆(161)与所述合闸中间阀座(13)内腔之间形成空隙，所述环形空腔二(19)与该空隙连通，当所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)通过所述合闸上阀杆(161)伸出推开时，形成从所述高压油道(79)到高压油路(35)、所述弹簧腔一(14)、所述环形空腔二(19)、主控阀信号腔信号油孔(37)连通的油道；

所述分闸一级阀(23)包括分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)、分闸下阀座(18)、弹簧(12)和闭锁钢珠(9)、分闸上阀杆(24)，所述下方长孔空腔开口端与其所述的封闭端之间依次安装固定分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)形成分闸阀座组，所述分闸上阀座(21)与所述长孔空腔封闭端之间形成弹簧装配空腔二，所述分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)均将所述下方的长孔空腔隔断并封闭，所述分闸下阀座(18)置于所述弹簧装配空腔二内，所述分闸下阀座(18)两端分别与所述下方长孔空腔的封闭端与所述分闸上阀座(21)相抵，所述分闸上阀杆(24)沿所述长孔空腔方向穿过所述分闸阀座组内腔滑动配合，伸出所述长孔空腔开口端一侧的所述分闸上阀杆(24)与所述电磁阀的另一执行杆(15)联动，所述闭锁钢珠(9)分别与所述弹簧(12)置于所述分闸下阀座(18)横向设置的弹簧腔二内，所述闭锁钢珠(9)两端分别与所述分闸下阀座(18)的所述分闸上阀杆(24)伸出口和所述弹簧(12)相抵并封闭该伸出口，所述分闸下阀座(18)外缘与所述长孔空腔形成环形空腔三(22)，所述环形空腔三(22)两端隔离密封形成独立空腔，所述环形空腔三(22)与所述弹簧腔二连通；所述环形空腔三(22)、弹簧腔二与所述环形空腔二(19)连通；

所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)通过所述合闸上阀杆(161)收缩后闭合，同时所述分闸上阀杆(24)推开所述其所述闭锁钢珠(9)，在所述分闸上阀座(21)内的靠近所述闭锁钢珠(9)的一段分闸上阀杆(24)的外缘与所述分闸上阀座(21)之间形成环形间隙，该间隙通过与缸座(7)内竖直设置的常压油孔(33)一端连通，所述常压油孔(33)竖直向上连通所述常压油道(70)，形成所述常压油道(70)与常压油孔(33)、所述间隙、所述环形空腔二(19)、所述主控阀信号腔信号油孔(37)连通的油道，所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)隔断所述高压油道(79)与所述环形空腔二(19)；

所述主控制阀信号空腔平台(43)中心下方设置有沉孔(25)，所述沉孔(25)通过同轴的主控阀信号腔信号油孔(37)与所述的环形空腔二(19)连通，所述主控制阀芯(4)下端为锥形，该锥形底端沿竖直方向设置有阀杆葫芦头(49)，所述阀杆葫芦头(49)插入所述沉孔(25)中，并与所述沉孔(25)上下滑动密封连接，所述平台(43)上所述沉孔(25)一侧设置有主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)与所述环形空腔二(19)连通，所述主控制阀芯(4)的行至下限时，与所述主控制阀信号空腔(36)形成了回油腔(26)，所述高压排油孔(47)与所述回油腔(26)、所述主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)，所述环形空腔二(19)连通。

所述阀杆葫芦头(49)中段径向设置有凹陷(50)，当所述主控制阀芯(4)与所述立柱(40)上部相抵时，所述缸座(7)的沉孔(25)内部两侧对应所述凹陷(50)位置设置有定位机构，所述定位机构包括球顶丝(57)、弹簧(12)、钢球(59)，对应所述凹陷(50)的位置的所述沉孔(25)壁上横向水平设置定位孔，所述顶丝(57)螺接在定位孔中，所述弹簧(12)两端与所述钢球(59)与所述顶丝(57)相抵，所述钢球(59)嵌入所述凹陷(50)中。

所述合闸上阀座(31)内的所述合闸上阀杆(161)两端的伸出口设置凹槽，该凹槽内嵌入斯特封密封圈(17)、密封圈(25)，密封与所述合闸中间阀座(13)相抵一端为斯特封密封圈(17)，另一端为密封圈(25)；

所述阀杆葫芦头(49)上设置密封格莱圈(6)。

长孔空腔封闭端采用工艺堵(10)封闭，所述主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)由基座下方延伸至所述立柱(40)内部，所述基座下方的开口通过下方工艺堵(39)封闭，所述工艺堵(10)以及下方工艺堵(28)均为顶丝堵，所述顶丝堵通过螺纹固定并沿周圈设置有O型密封圈(8)。

所述下端环形密封台阶(102)、上端环形密封台阶(101)上下部分之间设置环状V型沟槽(90)，所述环状V型沟槽(90)的两边成90度，底部向内并横向设置。

其工作过程如下：

所述的液压弹簧操动机构分闸未储能时，应预先进行储能操作以提供进行合闸操作时的液压能量。储能工作过程：参见《一种集成有控制阀的工作缸和大功率液压弹簧操动机构ZL201210042895.6》的发明专利。

液压弹簧操动机构的主要功能在于通过液压元件的相互作用，实现工作腔活塞杆69的抬起与落下两个基本动作。将落下称作分闸，抬起称作合闸。

触发态:所述工作腔活塞杆69下落状态，所述主控制阀芯4的下端面102的V型沟槽90与所述立柱40上部相抵并处于密封状态时，此时合闸一级阀20、分闸一级阀23均处于欲触发状态，即所述合闸上阀杆161、所述分闸上阀杆24均处在缩回状态，所述闭锁钢珠9封闭油路。

所述主控制阀芯4的下端面102的V型沟槽90与所述立柱40上部相抵并处于密封状态时，所述常压排油孔44与所述常压油腔76连通，所述高压油孔55与所述高压排油孔47相互封闭隔离，所述活塞杆密封环74的下端面处于与所述管套柱41的主控制阀信号空腔36的上开口位置；所述主控制阀芯4的内腔为常压状态，所述活塞杆密封环74上方区间处于高压状态，下方处于常压状态；

触发合闸动作时，首先所述电磁阀42触发执行杆，所述执行杆推动所述合闸上阀杆161，所述合闸上阀杆161将与其相抵的闭锁钢珠9推开，通过所述高压油路35将所述高压油道79的高压油引入所述闭锁钢珠9相抵一段的所述合闸上阀杆161与所述合闸中间阀座13之间形成的空隙，进而流入所述的所述环形空腔二19、所述主控阀信号腔信号油孔37、所述深孔25、所述阀杆葫芦头49下方的所述深孔25内腔的变为高压状态，所述主控制阀芯4内腔处在常压状态，所述主控制管形阀芯4通过下方高压油的作用力向上移动，所述主控制阀芯4向上移动后，所述底压排油孔44与所述常压油腔76相互封闭隔离，所述高压油孔55与所述高压排油孔55连通，所述主控阀信号腔信号油孔37、所述主控阀信号控制腔高压保持油孔32、所述环形空腔二19形成高压油回路，在此过程中高压油通过所述高压排油孔47进入所述主控制阀芯4的内腔，使其所述主控制阀芯4内腔处在高压状态，所述活塞杆密封环74下方为高压状态，所述工作腔活塞杆69迅速向上移动完成合闸操作。

分闸操作过程，所述电磁阀42将所述的分闸上阀杆24触发顶开与其相抵的所述闭锁钢珠9，所述主控阀信号腔36内此时处于高压状态的高压油流经所述主控管形阀信号腔信号油孔37、所述闭锁钢珠9相抵一段的所述合闸上阀杆161与所述合闸中间阀座13之间形成空隙、所述环形空腔二19、所述分闸下阀座18、封闭端一侧的分闸上阀杆24的外径与所述分闸上阀座21之间形成间隙、所述常压油孔33最后流入所述常压油道70，进而流回到油箱中。所述阀杆葫芦头49下方所述深孔25内形成常压状态，形成压力差所述主控制管形阀芯4向下运动，所述主控制阀芯4下端与所述立柱40上部相抵并处于密封状态时，所述常压排油孔44与所述常压油腔76连通，所述高压油孔47与所述高压排油孔52相互封闭隔离，所述主控制阀芯4内腔内处于常压状态，所述活塞杆密封环74下移其下端面位置至与所述管套柱41的主控制阀信号空腔36的上开口，所述活塞杆密封环74下方的所述主控阀信号腔36转入常压状态，完成分闸操作。

所述顶端导向环61在所述缸套1内上下滑动，确保了所述主控制管形阀芯4的上下运动的稳定性。

所述分闸一级阀23与所述合闸一级阀20输出的液压信号直接提供操作触发动力，集成在缸座7下端的基座内。

技术方案中的密封圈等密封元件均有良好的密封和隔离效果。所述的主控制阀芯4在该区间范围上下滑动；其中所述的阀芯4的上端环形台阶101的环状V型沟槽90与主控阀信号腔36的下端面形成密封配合，密封隔离了主控阀信号腔36与常压油孔52的连通；下端环形台阶102V型沟槽90与立柱40的上端面形成密封配合，密封隔离了主控阀信号腔36与高压油孔55的连通；且在密封隔离主控阀信号腔36与常压油孔52的同时连通了主控阀信号腔36与高压油孔55的通道，在密封隔离主控阀信号腔36与高压油孔55的同时连通了主控阀信号腔36与常压油孔52的通道；可有效的密封油路。V型沟槽90均设计为密封阀口。

所述立柱40沿周圈设置两道环形凹槽,所述两道凹槽分别置于所述常压油孔33与所述高压油路35横向连通处之间,以及所述常压油孔33横向连通处以下,该凹槽内嵌入斯特封密封圈17密封隔离常压油孔33与所述高压油路35在所述立柱40与所述工作腔73形成的内腔之间的连通；

所述合闸上阀座31内的所述合闸上阀杆161两端的伸出口设置凹槽，该凹槽内嵌入斯特封密封圈17、密封圈25，密封与所述合闸中间阀座13相抵一端为斯特封密封圈17，另一端为密封圈25；

常压油孔52上下沿所述缸套1圆周分别设置有两个沟槽53并嵌入挡圈和密封圈3，所述上方的沟槽53内嵌入密封圈3；

孔47与所述常压排油孔44之间的所述主控制阀芯4周圈设置凹槽，凹槽内嵌入密封格莱圈5；

葫芦头49沿周圈设有密封格莱圈6；

所述导向环61沿周圈设有密封格莱圈6。

通过所述斯特封密封圈17，将所述合闸中间阀座13与所述合闸上阀杆161密封，形成滑动密封的形式。

所述的液压弹簧操动机构合闸或分闸动作后，参见《一种集成有控制阀的工作缸和大功率液压弹簧操动机构ZL201210042895.6》的发明专利。工作缸高压油腔、工作缸高压油孔和储能缸高压油腔里的液压油会进入工作缸信号油腔或工作缸低压油孔再流回油箱，使储能缸内圆环台面和工作缸外壁上圆环台面距离减小，即碟簧组能量的损失，当能量损失一定量后需再次储能。

在此上述过程中，所述合闸上阀杆161与所述合闸上阀座31之间安装的所述斯特封密封圈17会出现少量漏油现象，泄漏出的液压油将被导入常压油区中，形成了常压油区包围高压油区的形式，避免了合闸过程中高压液压油的外泄。

Claims (6)

1.一种高压断路器用液压弹簧操动机构,包括储能油箱(68)、工作腔活塞杆(69)、工作缸(66)，所述工作缸(66)内部为上下设置的工作腔(73)，所述工作缸(66)顶部设置所述储能油箱(68)，所述工作腔活塞杆(69)设置于所述工作腔(73)内上下滑动连接且其上端位于所述储能油箱(68)内，所述工作缸(66)上端的开口密封，其特征在于：所述工作腔(73)底部连接液压操作控制模块(67)并将所述工作腔(73)下端开口封闭；

所述液压操作控制模块(67)包括缸套(1)、缸座(7)、主控制阀芯(4)、电磁阀(42)，所述缸座(7)下方为基座，所述基座上端面竖直设置立柱(40)，所述立柱(40)顶部设置有缸套(1)，所述缸套(1)底面与所述立柱(40)顶面相嵌合并形成固定一体的套管柱(41)，所述套管柱(41)插入所述工作腔(73)下端的内腔并将所述工作腔(73)下端开口封闭，所述工作缸(66)下端面与所述基座上端面相抵固定，所述套管柱(41)外壁与所述工作腔(73)内壁相配合；所述套管柱(41)内部为竖直设置的主控制阀信号空腔(36)，所述主控制阀信号空腔(36)上方设有开口与所述工作腔(73)连通，其底部延伸至所述立柱(40)内后收缩形成底部平台(43)，所述主控制阀信号空腔(36)内套所述主控制阀芯(4)并与其上下滑动连接，所述基座的一侧设置有所述电磁阀(42)；

所述工作缸(66)的壁内由上端面至下底面竖直设置两根长管形空腔分别为高压油道(79)、常压油道(70)位于所述工作腔(73)两侧，所述高压油道(79)、常压油道(70)下端开口均封闭，所述高压油道(79)顶端连接储能液压油泵，所述常压油道(70)顶部与所述储能油箱(68)连通，所述工作腔活塞杆(69)下端固定有活塞杆密封环(74)，所述活塞杆密封环(74)与所述工作腔(73)上下活塞连接，所述活塞杆密封环(74)分割所述工作腔(73)为上下两个区间，所述活塞杆密封环(74)以上的区间连通所述的高压油道(79)；所述活塞杆密封环(74)以下的区间根据液压操作控制模块(67)的控制主控制阀芯(4)的上下移动连通所述的高压油道(79)或常压油道(70)；

所述主控制阀芯(4)为内部中空的柱体，所述主控制阀芯(4)顶部为顶端导向环(61)，所述顶端导向环(61)与所述主控制阀信号空腔(36)配合并滑动连接，所述主控制阀芯(4)上部设置有常压排油孔(44)位于所述顶端导向环(61)下方，底部设置有高压排油孔(47)，所述排油孔均连通所述主控制阀芯(4)外部与内部空腔；

所述套管柱(41)由上至下分别横向设置有常压油孔(52)、高压油孔(55)，将其外部与所述主控制阀信号空腔(36)连通，所述常压油孔(52)与所述常压油道(70)通过横向设置的常压油腔(76)连通，所述高压油孔(55)通过横向设置的高压油腔(81)与所述高压油道(79)与连通，所述顶端导向环(61)在所述常压油孔(52)以上的所述主控制阀信号空腔(36)内滑动；所述的主控制阀芯(4)上设置密封环、密封格莱圈(5)在所述常压油孔(52)与高压油孔(55)之间的所述主控制阀信号空腔(36)内配合滑动，阻断常压油孔(52)与高压油孔(55)的连通；

所述缸套(1)对应所述常压油孔(52)、所述高压油孔(55)区域与所述主控制阀芯(4)之间分别形成环形空腔四(27)与环形空腔五(28)，所述主控制阀芯(4)在所述高压排油孔(47)上端、所述常压排油孔(44)下端分别设置有外凸的下端环形密封台阶(102)、上端环形密封台阶(101)，所述上端环形密封台阶(101)的上端与主控制阀信号空腔(36)配合下端伸入所述环形空腔四(27)对所述的主控制阀芯(4)上行限位，所述下端环形台阶(102)的下端与主控制阀信号空腔(36)配合上端伸入所述环形空腔五(28)对所述的主控制阀芯(4)下行限位；所述的主控制阀芯(4)在该区间范围上下滑动；

所述主控制阀信号空腔平台(43)中心下方设置有沉孔(25)，所述沉孔(25)下方设置同轴的主控阀信号腔信号油孔(37)并相互连通；

当所述主控制阀芯(4)下落到底端，所述常压排油孔(44)与所述常压油孔(52)连通，所述高压油孔(55)与所述高压排油孔(47)相互封闭隔离，所述工作腔活塞杆(69)下行，所述活塞杆密封环(74)下行至所述主控制阀信号空腔(36)的上开口；

当所述主控制阀芯(4)抬起时，所述常压排油孔(44)与所述常压油孔(52)相互封闭隔离，所述高压油孔(55)与所述高压排油孔(47)连通，所述主控制阀信号空腔(36)的上开口与所述工作腔(73)连通,所述工作腔活塞杆(69)上行；

所述主控制阀芯(4)的升降由所述电磁阀控制所述基座中的阀体及液压油路来完成。

2.根据权利要求1所述的一种高压断路器用液压弹簧操动机构，其特征在于：所述阀体包括合闸一级阀(20)、分闸一级阀(23)；所述基座内上下设置两个横向长孔空腔，上方长孔空腔内置所述合闸一级阀(20)，下方长孔空腔内置所述分闸一级阀(23)，所述两个长孔空腔同侧的一端封闭，另一端为开口端，所述电磁阀(42)设置在其开口端；

所述合闸一级阀(20)包括合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)、合闸下阀座(11)及其内装的弹簧(12)和闭锁钢珠(9)、合闸上阀杆(161)；所述上方的长孔空腔开口端至封闭端依次固定安装合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)形成合闸阀座组并与封闭端之间形成弹簧装配空腔一，所述的合闸阀座堵(30)、合闸上阀座(31)、合闸中间阀座(13)均各自独立将所述长孔空腔隔断封闭，所述合闸上阀杆(161)横穿所述合闸阀座组中心的空腔内并与其配合滑动连接，伸出所述长孔空腔开口端的一端与所述电磁阀的执行杆(15)联动，所述合闸下阀座(11)设置于所述的弹簧装配空腔一内，所述合闸下阀座(11)内沿横向设置有弹簧腔一(14)，所述闭锁钢珠(9)与所述弹簧(12)横向设置于所述弹簧腔一(14)内，所述闭锁钢珠(9)分别与所述弹簧(12)以及所述合闸中间阀座(13)内所述合闸上阀杆(161)的伸出口相抵，所述闭锁钢珠(9)封闭该伸出口，所述合闸下阀座(11)两端分别与所述长孔空腔的封闭端和所述合闸中间阀座(13)相抵并封闭所述弹簧腔一(14)，沿所述合闸下阀座(11)外缘与所述长孔空腔之间形成环形空腔一(16)，所述环形空腔一(16)两端分别隔离封闭形成独立的腔体并与所述弹簧腔一(14)连通，所述合闸中间阀座(13)外缘与所述长孔空腔之间形成环形空腔二(19)，其环形空腔二(19)两端分别隔离封闭形成独立的腔体并与所述主控阀信号腔信号油孔(37)连通；

所述缸座(7)的所述立柱(40)内设置高压油路(35)两端分别与所述高压油道(79)以及所述环形空腔一(16)连通，所述环形空腔一(16)与所述弹簧腔一(14)连通，所述中间阀座(13)内部的靠近所述闭锁钢珠(9)的一段所述合闸上阀杆(161)与所述合闸中间阀座(13)内腔之间形成空隙，所述环形空腔二(19)与该空隙连通，当所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)通过所述合闸上阀杆(161)伸出推开时，形成从所述高压油道(79)到高压油路(35)、所述弹簧腔一(14)、所述环形空腔二(19)、主控阀信号腔信号油孔(37)连通的油道；

所述分闸一级阀(23)包括分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)、分闸下阀座(18)、弹簧(12)和闭锁钢珠(9)、分闸上阀杆(24)，所述下方长孔空腔开口端与其所述的封闭端之间依次安装固定分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)形成分闸阀座组，所述分闸上阀座(21)与所述长孔空腔封闭端之间形成弹簧装配空腔二，所述分闸阀堵(103)、分闸上阀座(21)均将所述下方的长孔空腔隔断并封闭，所述分闸下阀座(18)置于所述弹簧装配空腔二内，所述分闸下阀座(18)两端分别与所述下方长孔空腔的封闭端与所述分闸上阀座(21)相抵，所述分闸上阀杆(24)沿所述长孔空腔方向穿过所述分闸阀座组内腔滑动配合，伸出所述长孔空腔开口端一侧的所述分闸上阀杆(24)与所述电磁阀的另一执行杆(15)联动，所述闭锁钢珠(9)分别与所述弹簧(12)置于所述分闸下阀座(18)横向设置的弹簧腔二内，所述闭锁钢珠(9)两端分别与所述分闸下阀座(18)的所述分闸上阀杆(24)伸出口和所述弹簧(12)相抵并封闭该伸出口，所述分闸下阀座(18)外缘与所述长孔空腔形成环形空腔三(22)，所述环形空腔三(22)两端隔离密封形成独立空腔，所述环形空腔三(22)与所述弹簧腔二连通；所述环形空腔三(22)、弹簧腔二与所述环形空腔二(19)连通；

所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)通过所述合闸上阀杆(161)收缩后闭合，同时所述分闸上阀杆(24)推开所述其所述闭锁钢珠(9)，在所述分闸上阀座(21)内的靠近所述闭锁钢珠(9)的一段分闸上阀杆(24)的外缘与所述分闸上阀座(21)之间形成环形间隙，该间隙通过与缸座(7)内竖直设置的常压油孔(33)一端连通，所述常压油孔(33)竖直向上连通所述常压油道(70)，形成所述常压油道(70)与常压油孔(33)、所述间隙、所述环形空腔二(19)、所述主控阀信号腔信号油孔(37)连通的油道，所述合闸一级阀(20)的所述闭锁钢珠(9)隔断所述高压油道(79)与所述环形空腔二(19)；

所述主控制阀信号空腔平台(43)中心下方设置有沉孔(25)，所述沉孔(25)通过同轴的主控阀信号腔信号油孔(37)与所述的环形空腔二(19)连通，所述主控制阀芯(4)下端为锥形，该锥形底端沿竖直方向设置有阀杆葫芦头(49)，所述阀杆葫芦头(49)插入所述沉孔(25)中，并与所述沉孔(25)上下滑动密封连接，所述平台(43)上所述沉孔(25)一侧设置有主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)与所述环形空腔二(19)连通，所述主控制阀芯(4)的行至下限时，与所述主控制阀信号空腔(36)形成了回油腔(26)，所述高压排油孔(47)与所述回油腔(26)、所述主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)，所述环形空腔二(19)连通。

3.根据权利要求2所述的一种高压断路器用液压弹簧操动机构，其特征在于：所述阀杆葫芦头(49)中段径向设置有凹陷(50)，当所述主控制阀芯(4)与所述立柱(40)上部相抵时，所述缸座(7)的沉孔(25)内部两侧对应所述凹陷(50)位置设置有定位机构，所述定位机构包括球顶丝(57)、弹簧(12)、钢球(59)，对应所述凹陷(50)的位置的所述沉孔(25)壁上横向水平设置定位孔，所述顶丝(57)螺接在定位孔中，所述弹簧(12)两端与所述钢球(59)与所述顶丝(57)相抵，所述钢球(59)嵌入所述凹陷(50)中。

4.根据权利要求2所述的一种高压断路器用液压弹簧操动机构，其特征在于：所述合闸上阀座(31)内的所述合闸上阀杆(161)两端的伸出口设置凹槽，该凹槽内嵌入斯特封密封圈(17)、密封圈(25)，密封与所述合闸中间阀座(13)相抵一端为斯特封密封圈(17)，另一端为密封圈(25)；

所述阀杆葫芦头(49)上设置密封格莱圈(6)。

5.根据权利要求1所述的一种高压断路器用液压弹簧操动机构，其特征在于：长孔空腔封闭端采用工艺堵(10)封闭，所述主控阀信号控制腔高压保持油孔(32)由基座下方延伸至所述立柱(40)内部，所述基座下方的开口通过下方工艺堵(39)封闭，所述工艺堵(10)以及下方工艺堵(28)均为顶丝堵，所述顶丝堵通过螺纹固定并沿周圈设置有O型密封圈(8)。

6.根据权利要求1所述的一种高压断路器用液压弹簧操动机构，其特征在于：所述下端环形密封台阶(102)、上端环形密封台阶(101)上下部分之间设置环状V型沟槽(90)，所述环状V型沟槽(90)的两边成90度，底部向内并横向设置。