CN209626133U - 一种六氟化硫气体密度开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种六氟化硫气体密度开关，位于外壳内部的弹簧管、温度补偿件、机芯、电接点装置和指针装置，所述机芯包括固定件、第一转轴、第二转轴和位移件，所述第一转轴和第二转轴均固定在固定件上，所述位移件两端之间的部位固定在第二转轴上，靠近第二转轴的位移件一端为自由端，远离第二转轴的位移件一端为连接端，位移件的连接端与第一转轴连接，其特征在于：所述第一转轴两端均各自设有向外凸出轴，即第一凸出轴和第二凸出轴。本实用新型解决现有技术所存在的如何解决机芯将其检测到的并经其放大且角度化后的位移变化信息传递给传感器的问题，以达到使得包含该机芯的SF6气体密度开关具备远程监视和控制的功能的目的。

Description

一种六氟化硫气体密度开关

技术领域

本实用新型涉及特高压输变电装备的智能化技术领域，尤其涉及一种六氟化硫气体密度开关。

背景技术

六氟化硫(即SF6)电气产品已经广泛运用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。保证六氟化硫电气产品的可靠安全运行已经成为电力部门的重要任务一致，六氟化硫电气产品的灭弧介质和绝缘介质是六氟化硫气体不能发生漏气，如果发生漏气，就不能保证六氟化硫电气产品可靠安全运行，所以监测六氟化硫电气产品的六氟化硫密度值是十分必要的。目前用来监测六氟化硫气体密度普遍采用一种机械的指针式六氟化硫气体密度继电器(或称“SF6气体密度开关”，广泛用于高压断路器、高压互感器、大功率变压器等SF6电器工程设备)来监测六氟化硫气体密度，即当六氟化硫电气产品发生漏气时该继电器能够报警和闭锁，同时还能显示现场密度值。但该密度值需要工作人员到现场观察继电器方可得知现场密度值变化，既不方便也不安全，因此为了实现SF6电气工程设备的智能化，需要对SF6气体密度开关进行改进，使其具备远程监视和控制的功能。现有的机械式SF6气体密度开关包含的机芯无法使得机械式SF6气体密度开关具有输出模拟或数字信号的功能，因为现有机芯与传感器不连接，且现有机芯无法将其检测到的并经其放大且角度化后的位移变化信息传递给传感器。

此外，另一类SF6气体密度开关采用电子式变送器与机械式SF6气体密度开关装配成一体，虽然具有输出模拟或数字信号的功能，由于电子式变送器和机械式SF6气体密度开关采用不同原理和构造，两者的压力、温度传感器是分别独立的，温度补偿方式不同，存在指针示值与远传信号不一致、抗干扰能力弱、电子器件长期户外运行不稳定以及两者体积庞大互换性能差的缺点。

因此，如何解决SF6气体密度开关中机芯将其检测到的并经其放大且角度化后的位移变化信息传递给传感器，使得SF6气体密度开关具有输出模拟或数字信号的功能，而且还能够克服指针示值与远传信号不一致、抗干扰能力弱、电子器件长期户外运行不稳定以及两者体积庞大互换性能差的缺点的问题是目前需要机芯解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种六氟化硫气体密度开关，主要解决上述现有技术所存在的问题一：如何解决六氟化硫气体密度开关的机芯将其检测到的并经其放大且角度化后的位移变化信息传递给传感器的问题；问题二：如何克服六氟化硫气体密度开关指针示值与远传信号不一致、抗干扰能力弱、电子器件长期户外运行不稳定以及两者体积庞大互换性能差的缺点的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种六氟化硫气体密度开关，包括位于外壳内部的弹簧管、温度补偿件、机芯、电接点装置和指针装置，所述机芯包括固定件、第一转轴、第二转轴和位移件，所述第一转轴和第二转轴均固定在固定件上，所述位移件两端之间的部位固定在第二转轴上，靠近第二转轴的位移件一端为自由端，远离第二转轴的位移件一端为连接端，位移件的连接端与第一转轴通过啮合传动方式连接；所述位移件的自由端与温度补偿件一端连接、温度补偿件另一端与弹簧管一端连接，弹簧管另一端固定住外壳内部；所述电接点装置固定在外壳内部，电接点装置的动触机构与指针装置的指针连接，其特征在于：所述六氟化硫气体密度开关还包括PCB线路板、传感器；所述第一转轴两端均各自设有向外凸出轴，即第一凸出轴和第二凸出轴；所述PCB线路板连接在固定件上，传感器连接在第二凸出轴上，指针装置连接在第一凸出轴上。

进一步，所述固定件由两个夹板和两个立柱组成，分别为第一夹板、第二夹板、第一立柱和第二立柱，第一夹板和第二夹板平行，第一立柱和第二立柱平行且两者均与第一夹板和第二夹板垂直连接；所述第一转轴位于第一夹板和第二夹板之间，第一转轴两端的凸出轴分别位于第一夹板和第二夹板外侧，即第一凸出轴和第一转轴分处第一夹板两侧、第二凸出轴和第一转轴分处第二夹板两侧。

进一步，所述第一转轴上设有游丝，游丝内端连接在第一转轴上，游丝外端连接在第二立柱上。

进一步，所述第一立柱或第二立柱上设有活动套，或第一立柱和第二立柱上同时设有活动套。

进一步，所述位移件为扇齿轮，扇齿轮上设有齿轮部位的一端为连接端，扇齿轮的连接端远离第二转轴，扇齿轮靠近第二转轴的一端为自由端；所述第一转轴上设有中轴齿，中轴齿和扇齿轮的齿轮部位连接。

进一步，所述第一立柱和第二立柱均贯穿第二夹板后向外延伸，且第一立柱和第二立柱向外延伸的一端均设有与螺母匹配的螺纹结构。

进一步，所述PCB线路板固定在第一立柱和第二立柱的向外延伸一端上；所述PCB线路板与第一立柱之间或PCB线路板与第二立柱之间或PCB线路板同时与第一立柱、第二立柱之间设有活动套。

进一步，所述PCB线路板与传感器之间通过通讯线缆连接或通过无线信号连接。

一种六氟化硫气体密度开关，包括位于外壳内部的弹簧管、温度补偿件、机芯、与控制机构连接的电接点装置、指针装置，所述机芯包括用于实现位移放大功能位移机构，用于将放大后的位移转化为角度变化的转轴机构，用于为位移机构和转轴机构提供支撑的固定机构，用于在固定机构上对信号处理装置进行定位和固定的定位机构，所述电接点装置固定在外壳内部，电接点装置的动触机构与指针装置的指针连接，所述弹簧管一端固定在外壳内部，其特征在于：所述六氟化硫气体密度开关还包括信号处理装置和传感器装置，信号处理装置和传感器装置连接；所述位移机构可旋转地固定在固定机构上，位移机构一端通过温度补偿件与弹簧管的另一端连接，位移机构另一端通过啮合传动方式与转轴机构连接；所述转轴机构两侧各设有向外凸出轴，其中一个向外凸出轴和指针装置连接、另一个向外凸出轴与传感器装置连接；所述定位机构固定连接在固定机构上，信号处理装置固定在定位机构上。

鉴于上述技术特征，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型产品中的机芯与传感器相连接(即通过第二凸出轴与传感器连接)，并且安装有信号处理装置(以PCB线路板为例，如PCB线路板安装在第一立柱和第二立柱上)，该机芯能够将其检测到的并经其放大且角度化后的位移变化信息传递给传感器(即第一转轴转动带动第二凸出轴转动，由第二凸出轴带动传感器)，再由传感器将有关情况反馈给PCB线路板，由PCB线路板处理和向外传输，为输出模拟或数字信号提供基础，同时能够使得本实用新型产品的指针示值与SF6气体密度开关信号一致、提升SF6气体密度开关抗干扰能力、长期处于户外的稳定性能、互换性能，实现SF6气体密度开关(即本实用新型产品的六氟化硫气体密度开关)具备远程监视和控制的功能的目的，实现SF6电器工程设备的智能化，能够更便捷、准确、安全地对SF6电器工程设备SF6气体密度进行监测和控制，本实用新型产品可靠性高、成本小、抗干扰能力好。

本实用新型提供的技术方案，可根据实际情况设计不同的尺寸，以满足不同型号和/或大小的SF6电气工程设备的需求。

附图说明

图1是实施例1中一种六氟化硫气体密度开关中反装机芯的主视图；

图2是实施例1中一种六氟化硫气体密度开关中反装机芯的俯视图；

图3是实施例1中一种六氟化硫气体密度开关中反装机芯的左视图；

图4是实施例1中一种六氟化硫气体密度开关的主视图；

图5是实施例1中一种六氟化硫气体密度开关的俯视图；

图6是实施例1中一种六氟化硫气体密度开关的左视图。

图中：1-1为第一夹板，1-2为第二夹板，2-1为第一立柱，2-2为第二立柱，3-1为第一转轴，3-1-1为中轴齿，3-2为第二转轴，4-1为第一凸出轴，4-2为第二凸出轴，5为扇齿轮，5-1为扇齿轮的自由端，5-2为扇齿轮的连接端，5-2-2为扇齿轮连接端的齿轮部位，6为活动套，7为螺母，8为游丝；9为安装孔，10为指针，11为温度补偿片，12为传感器，13为PCB线路板，14为通讯电缆线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1至图6，实施例1，本实用新型提供的一种六氟化硫气体密度开关，包括位于外壳(此处的外壳包括刻度盘，表玻璃等，用于支撑内部的弹簧管、温度补偿件、机芯、控制机构、电接点装置和指针装置等部件，同时连接六氟化硫气体管道连接)内部的弹簧管(附图中未显示)、温度补偿件(以温度补偿片11为例)、机芯、与控制机构(本控制机构按照电接点装置发出的开关信号对六氟化硫气体进行开关控制操作，因属于现有技术，在此不做展开论述)连接的电接点装置(附图中未显示)、指针装置10(此处的指针装置10可以指代指针组合，包括用于示值的指针等，因属于现有技术，故在此不做展开阐述)，本实施例1中机芯以一种反装机芯为例，该机芯包括固定件、第一转轴3-1、第二转轴3-2和位移件，第一转轴3-1和第二转轴3-2均固定在固定件上，位移件两端之间的部位固定在第二转轴3-2上，靠近第二转轴3-2的位移件一端为自由端5-1，远离第二转轴3-2的位移件一端为连接端5-2，位移件的连接端5-2与第一转轴3-1通过啮合传动方式连接，位移件的自由端5-1分别与温度补偿件(本实施例1中温度补偿件为温度补偿片11)一端连接、温度补偿件另一端与弹簧管一端连接，弹簧管另一端固定住外壳内部；电接点装置固定在外壳内部，电接点装置的动触机构与指针装置10的指针连接，其特征在于：六氟化硫气体密度开关还包括PCB线路板13、传感器12，第一转轴3-1两端均各自设有向外凸出轴，即第一凸出轴4-1和第二凸出轴4-2；PCB线路板13连接在固定件上，传感器12连接在第二凸出轴4-2上，指针装置10连接在第一凸出轴4-1上。

第一转轴3-1上设有游丝8。游丝8内端连接在第一转轴3-1上，游丝8外端连接在第二立柱2-2上，游丝8通过第一转轴3-1帮助指针装置10的指针运行稳定，准确显示表盘上的读数。

位移件为扇齿轮5，扇齿轮5上设有齿轮部位5-2-2的一端为连接端5-2(即扇齿轮的连接端5-2上设有齿轮部位5-2-2)，扇齿轮的连接端5-2远离第二转轴4-2，扇齿轮5靠近第二转轴3-2的一端为自由端5-1，第一转轴3-1上设有中轴齿3-1-1，中轴齿3-1-1和扇齿轮的齿轮部位5-2-2连接。第一转轴3-1上中轴齿3-1-1与扇齿轮5的齿轮部位5-2-2相对应的齿轮设计，也能够采用其他起到同样效果的啮合结构替代。此时扇齿轮5的自由端5-1离第二转轴3-2较近，扇齿轮5的连接端5-2离二转轴3-2较远，当扇齿轮5的自由端5-1发生位移时(即扇齿轮5的自由端5-1与弹簧管相连接，当弹簧管因设备内SF6气体压力变化而产生伸缩变化，弹簧管自由端带动温度补偿片11移动，温度补偿片11带动扇齿轮的自由端5-1移动，此时扇齿轮的自由端5-1的位移为线位移，在此过程中，温度补偿片11起到调整作用，以适应不同温度变化，确保本实用新型产品能够准确地将六氟化硫气体密度变化情况通过指针装置10和传感器12进行反馈和远传)，扇齿轮5以第二转轴3-2为轴心旋转，扇齿轮的连接端5-2做相应位移移动(实际扇齿轮的连接端5-2与扇齿轮的自由端5-1呈反方向移动)，同时将扇齿轮的自由端5-1的位移距离呈相应比例放大(即利用杠杆原理，实现位移放大功能)，扇齿轮的连接端5-2放大的线位移通过第一转轴的中轴齿3-1-1和扇齿轮的齿轮部位5-2-2转化为作用在第一转轴3-1上的角位移，此过程完成了本实用新型将检测到线位移放大和转换为角位移(即角度化)的目的。

固定件由两个夹板和两个立柱组成，分别为第一夹板1-1、第二夹板1-2、第一立柱2-1和第二立柱2-2，第一夹板1-1和第二夹板1-2平行，第一立柱2-1和第二立柱2-2平行且两者均与第一夹板1-1和第二夹板1-2垂直连接，该设计由第一夹板1-1、第二夹板1-2、第一立柱2-1和第二立柱2-2组成较稳固的固定结构，避免因第一立柱2-1、第二立柱2-2、第一夹板1-1和第二夹板1-2之间相互移动导致第一转轴3-1移动，影响第一转轴3-1对扇齿轮的自由端5-1位移进行放大和/或角度化的准确度。当然，也可以根据实际情况设置两个以上的立柱和/或夹板，立柱可以非直线地分布在第一夹板1-1和第二夹板1-2之间提升固定件的稳固性，夹板均与第一夹板1-1和第二夹板1-2平行，立柱和/或夹板数量越多，固定件稳固性越好。固定件为第一转轴3-1、第二转轴3-2提供固定支撑作用。本实用新型的机芯既可以是反装机芯，在第一夹板1-1上设有至少两个安装孔9，用于将机芯安装固定在SF6气体密度开关内部，安装孔9的数量可以根据实际需求增设；本实用新型的机芯也可是正装机芯，在第二夹板1-2上设有至少两个安装孔9，用于将机芯安装固定在SF6气体密度开关内部，安装孔9的数量可以根据实际需求增设。

第一转轴3-1位于第一夹板1-1和第二夹板1-2之间，第一转轴3-1两端的凸出轴分别位于第一夹板1-1和第二夹板1-2外侧，即第一凸出轴4-1和第一转轴3-1分处第一夹板1-1两侧、第二凸出轴4-2和第一转轴3-1分处第二夹板1-2两侧。第一凸出轴4-1用于连接指针10，第二凸出轴4-2用于安装传感器12，通过第二凸出轴4-2带动传感器12同步转动，使得传感器12获得与扇齿轮的自由端5-1的位移变化有关的信息。第一凸出轴4-1与第一转轴3-1可以一体成型，也可以分体式；第二凸出轴4-2与第一转轴3-1可以一体成型，也可以分体式。本实用新型中，第一转轴3-1与第一凸出轴4-1、第二凸出轴4-2三者同轴且一体成型，该同轴设计能够确保第一凸出轴4-1带动指针10显示数据的准确性，即第二凸出轴4-2带动传感器12同步转动所获取的位移变化信息的准确性，同时第一凸出轴4-1与第二凸出轴4-2旋转方向及角度的一致性和准确性，即实现第一凸出轴4-1与第二凸出轴4-2同步转动。该同轴设计既帮助机芯将其检测到的并经其放大且角度化后的位移变化信息准确且及时地传递给传感器12，还帮助机芯及包含该机芯的SF6气体密度开关克服指针10示值与远传信号不一致、抗干扰能力弱、电子器件长期户外运行不稳定以及两者体积庞大互换性能差的缺点，确保指针10示值与远传信号一致的准确性、提高机芯及包含该机芯的SF6气体密度开关的抗干扰能力、稳定性及互换性能。

第一转轴3-1在扇齿轮5的连接端5-2的作用下(即扇齿轮上的齿轮部位5-2-2与第一转轴3-1的中轴齿连接，由扇齿轮5的连接端5-2通过扇齿轮上的齿轮部位5-2-2带动第一转轴3-1的中轴齿旋转，第一转轴3-1的中轴齿带动第一转轴3-1同步旋转)，带动第一凸出轴4-1与第二凸出轴4-2同步转动，第一凸出轴4-1带动指针10发生角度移动(即将放大后的位移转化为角度变化，实现了将位移信息角度化的过程)，配合刻度盘判断位移信息，进而判断相关设备内SF6气体压力的情况或气体密度的情况；第二凸出轴4-2带动传感器12同步转动，使得传感器12获得与扇齿轮的自由端5-1的位移变化有关的信息，传感器12再将有关信息以传感信号方式或通过通讯线缆传递给信号处理装置(以PCB线路板13为例，传感器以传感信号方式传递信号)，PCB线路板13将获取的传感信号或信息进行处理后向外传输，从而完成SF6气体密度开关输出远传信号的工作。传感器12和PC板13之间可以通过通讯电缆线14连接，可以采用无线信号连接方式作为替代方案，用于两者之间传输模拟或数字信号。

第一立柱2-1和第二立2-2柱均贯穿第二夹板1-2后向外延伸，且第一立柱2-1和第二立柱2-2向外延伸的一端均设有与螺母7匹配的螺纹结构(未显示在附图中)，该螺纹结构与螺母7配合一起将PCB线路板13固定在第一立柱2-1和第二立柱2-2上，帮助PCB线路板13固定，避免PCB线路板13发生不必要的位置移动或晃动，尤其是纵向位置移动或晃动。

反装机芯还包括活动套6，活动套6连接在固定件上，即第一立柱2-1或第二立柱2-2上设有活动套6，或第一立柱2-1和第二立柱2-2上同时设有活动套6，活动套6用于定位和固定PCB线路板13。PCB线路板13固定在第一立柱2-1和第二立柱2-2的向外延伸一端上，PCB线路板13能够与第一夹板1-1和第二夹板1-2平行，PCB线路板13与第一立柱2-1之间或PCB线路板13与第二立柱2-2之间或PCB线路板13同时与第一立柱2-1、第二立柱2-2之间设有活动套6。本实施例1中采用第一立柱2-1上设有活动套6。

本实施例1的六氟化硫气体密度开关中的反装机芯工作原理为扇齿轮5的自由端5-1在弹簧管的作用下发生线位移，带动扇齿轮5的连接端5-2放大移动，同时扇齿轮5的连接端5-2通过中轴齿3-1-1带动第一转轴3-1转动，第一转轴3-1同时带动第一凸出轴4-1和第二凸出轴4-2同步转动，再由第一凸出轴4-1带动指针装置10同步转动，指针装置10配合刻度盘显示出对应数值(即指针装置10随着设备内SF6气体压力升降发生偏转)，第二凸出轴4-2带动传感器12同步转动，传感器12将转动获得的信息传递给PCB线路板13，PCB线路板13将传感信号进行处理后向外传输(例如向外传输至远处的信号接收和信号处理系统)，从而完成SF6气体密度开关输出远传信号的工作。此过程中，反装机芯也完成了将弹簧管自由端的线位移放大和转化为角位移。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种六氟化硫气体密度开关，包括位于外壳内部的弹簧管、温度补偿件、机芯、电接点装置和指针装置，所述机芯包括固定件、第一转轴、第二转轴和位移件，所述第一转轴和第二转轴均固定在固定件上，所述位移件两端之间的部位固定在第二转轴上，靠近第二转轴的位移件一端为自由端，远离第二转轴的位移件一端为连接端，位移件的连接端与第一转轴通过啮合传动方式连接；所述位移件的自由端与温度补偿件一端连接、温度补偿件另一端与弹簧管一端连接，弹簧管另一端固定住外壳内部；所述电接点装置固定在外壳内部，电接点装置的动触机构与指针装置的指针连接，其特征在于：所述六氟化硫气体密度开关还包括PCB线路板、传感器；所述第一转轴两端均各自设有向外凸出轴，即第一凸出轴和第二凸出轴；所述PCB线路板连接在固定件上，传感器连接在第二凸出轴上，指针装置连接在第一凸出轴上。

2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体密度开关，其特征在于：所述固定件由两个夹板和两个立柱组成，分别为第一夹板、第二夹板、第一立柱和第二立柱，第一夹板和第二夹板平行，第一立柱和第二立柱平行且两者均与第一夹板和第二夹板垂直连接；所述第一转轴位于第一夹板和第二夹板之间，第一转轴两端的凸出轴分别位于第一夹板和第二夹板外侧，即第一凸出轴和第一转轴分处第一夹板两侧、第二凸出轴和第一转轴分处第二夹板两侧。

3.根据权利要求2所述的一种六氟化硫气体密度开关，其特征在于：所述第一转轴上设有游丝，游丝内端连接在第一转轴上，游丝外端连接在第二立柱上。

4.根据权利要求3所述的一种六氟化硫气体密度开关，其特征在于：所述第一立柱或第二立柱上设有活动套，或第一立柱和第二立柱上同时设有活动套。

5.根据权利要求4所述的一种六氟化硫气体密度开关，其特征在于：所述位移件为扇齿轮，扇齿轮上设有齿轮部位的一端为连接端，扇齿轮的连接端远离第二转轴，扇齿轮靠近第二转轴的一端为自由端；所述第一转轴上设有中轴齿，中轴齿和扇齿轮的齿轮部位连接。

6.根据权利要求5所述的一种六氟化硫气体密度开关，其特征在于：所述第一立柱和第二立柱均贯穿第二夹板后向外延伸，且第一立柱和第二立柱向外延伸的一端均设有与螺母匹配的螺纹结构。

7.根据权利要求6所述的一种六氟化硫气体密度开关，其特征在于：所述PCB线路板固定在第一立柱和第二立柱的向外延伸一端上；所述PCB线路板与第一立柱之间或PCB线路板与第二立柱之间或PCB线路板同时与第一立柱、第二立柱之间设有活动套。

8.根据权利要求7所述的一种六氟化硫气体密度开关，其特征在于：所述PCB线路板与传感器之间通过通讯线缆连接或通过无线信号连接。

9.一种六氟化硫气体密度开关，包括位于外壳内部的弹簧管、温度补偿件、机芯、与控制机构连接的电接点装置、指针装置，所述机芯包括用于实现位移放大功能位移机构，用于将放大后的位移转化为角度变化的转轴机构，用于为位移机构和转轴机构提供支撑的固定机构，用于在固定机构上对信号处理装置进行定位和固定的定位机构，所述电接点装置固定在外壳内部，电接点装置的动触机构与指针装置的指针连接，所述弹簧管一端固定在外壳内部，其特征在于：所述六氟化硫气体密度开关还包括信号处理装置和传感器装置，信号处理装置和传感器装置连接；所述位移机构可旋转地固定在固定机构上，位移机构一端通过温度补偿件与弹簧管的另一端连接，位移机构另一端通过啮合传动方式与转轴机构连接；所述转轴机构两侧各设有向外凸出轴，其中一个向外凸出轴和指针装置连接、另一个向外凸出轴与传感器装置连接；所述定位机构固定连接在固定机构上，信号处理装置固定在定位机构上。