CN211062602U - 一种与永磁机构配套的手动合闸机构 - Google Patents

Abstract

一种与永磁机构配套的手动合闸机构，包括永磁机构和手动合闸机构，手动合闸机构包括连杆、小齿轮、防过冲的碟簧组件、合闸输出拐臂、合闸弹簧、三角拐臂、凸轮、大齿轮、合闸手柄；凸轮与合闸弹簧固定连接且与大齿轮同轴设置，凸轮的凸轮廓线依次包括推程区段、保持区段、缓冲区段、缓冲行程区段，缓冲区段的凸轮廓线的行程趋于减小；合闸输出拐臂上设有与凸轮相配合的凸轮滚子，凸轮与凸轮滚子组成凸轮机构，凸轮推动凸轮滚子并推动合闸输出拐臂逆时针运动；本实用新型结构紧凑、动作可靠、并具有关合能力，设置了一种巧妙的凸轮结构，取消了手动合闸机构的半轴锁扣保持机构，在关合故障电流的情况下，能够立即进行保护分闸动作。

Description

一种与永磁机构配套的手动合闸机构

技术领域

本实用新型涉及开关设备技术领域，涉及永磁机构重合器、断路器或负荷开关等开关设备的手动合闸机构，具体涉及一种与永磁机构配套的手动合闸机构，在采用永磁机构的开关中增加一套弹簧操动机构，使该开关设备具备手动合闸功能。

背景技术

目前，中压配电系统中装配了大量采用永磁机构的真空断路器、重合器或负荷开关。这些采用永磁机构的真空开关，具备动作零部件少、可靠性高、储能时间短（电容储能），运动速度快等诸多优点，可在极短时间内进行多次快速重合闸，在配电网、特别是户外配电网上得到广泛运用。户外配电网临时性故障占70%~80%，采用永磁机构的开关设备可利用其快速重合闸功能，切断临时性故障并迅速恢复供电，大大缩短了停电时间。

永磁开关设备在安装、调试及运维期间，往往线路停电，出现永磁机构的电容无法充电的窘况，致使永磁开关无法进行合闸操作。配备手动合闸机构能够便捷地解决上述问题，考虑到现场运行的各种复杂工况，这种手动合闸机构必须具备关合峰值故障电流的能力。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种与永磁机构配套的手动合闸机构，结构紧凑、动作可靠、并具有关合能力，设置了一种巧妙的凸轮结构，取消了手动合闸机构的半轴锁扣保持机构，在关合故障电流的情况下，能够立即进行保护分闸动作。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种与永磁机构配套的手动合闸机构，包括永磁机构和手动合闸机构，手动合闸机构包括连杆、小齿轮、防过冲的碟簧组件、合闸输出拐臂、合闸弹簧、三角拐臂、凸轮、大齿轮、合闸手柄；

所述连杆与永磁机构连接，所述碟簧组件通过连杆过渡连接在合闸输出拐臂与永磁机构之间，所述合闸手柄与小齿轮之间通过单向轴承过渡连接，所述小齿轮与大齿轮啮合，所述凸轮与合闸弹簧固定连接且与大齿轮同轴设置，所述凸轮的凸轮廓线依次包括推程区段、保持区段、缓冲区段、缓冲行程区段，缓冲区段的凸轮廓线的行程趋于减小；所述合闸输出拐臂上设有与凸轮相配合的凸轮滚子，凸轮与凸轮滚子组成凸轮机构，所述凸轮推动凸轮滚子并推动合闸输出拐臂逆时针运动；

所述合闸手柄、小齿轮共同驱动大齿轮且将合闸弹簧储能，储能结束后的合闸弹簧拉动所述凸轮顺时针转动，凸轮推动合闸输出拐臂逆时针运动，所述合闸输出拐臂通过碟簧组件、连杆驱动永磁机构合闸；

所述碟簧组件包括可滑动销轴、碟簧、支撑杆和固定销，所述可滑动销轴滑动设在支撑杆上，支撑杆的一端设有与可滑动销轴相配合的固定销，支撑杆的另一端设有可将可滑动销轴压设在固定销上的碟簧。

进一步的，所述碟簧组件为长度可变的连杆。

进一步的，所述碟簧组件的一端固定连接在合闸输出拐臂上，另一端通过可滑动销轴与所述连杆连接。

进一步的，所述碟簧、可滑动销轴、固定销均与支撑杆相配合。

进一步的，所述永磁机构和手动合闸机构通过三角拐臂推动真空灭弧室合闸。

进一步的，所述永磁机构为双稳态或单稳态永磁机构。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种与永磁机构配套的手动合闸机构，结构紧凑、动作可靠、并具有关合能力，设置了一种巧妙的凸轮结构，取消了手动合闸机构的半轴锁扣保持机构，在关合故障电流的情况下，能够立即进行保护分闸动作。具体表现在：

1、本实用新型能够可靠实现永磁机构开关的手动合闸功能，满足永磁开关手动关合峰值故障电流的需求；

2、采用凸轮机构结构简单，取消了分闸半轴等机械锁扣装置及合闸手柄与分闸半轴配合的连锁装置；使用凸轮作为主驱动元件，手动合闸机构具备高的动力输出，满足关合峰值短路电流的能力；

3、采用凸轮机构，采用创新的凸轮廓线和碟簧组件，减小并限制了手动操作对开关的机械冲击，保证了永磁机构合闸保持的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作原理示意图；

图3为本实用新型的凸轮的结构示意图；

图4为与图3相比下传统凸轮的结构示意图；

图5为碟簧组件的结构示意图；

图中标记：1、永磁机构，2、连杆，3、小齿轮，4、碟簧组件，401、可滑动销轴，402、碟簧，403、支撑杆，404、固定销，5、合闸输出拐臂，6、合闸弹簧，7、三角拐臂，8、凸轮，9、大齿轮，10、合闸手柄。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本实用新型技术方案为前提的最佳实施例，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和2所示，一种与永磁机构配套的手动合闸机构，包括永磁机构1和手动合闸机构，手动合闸机构包括连杆2、小齿轮3、防过冲的碟簧组件4、合闸输出拐臂5、合闸弹簧6、三角拐臂7、凸轮8、大齿轮9、合闸手柄10；

所述连杆2与永磁机构1连接，所述碟簧组件4通过连杆2过渡连接在合闸输出拐臂5与永磁机构1之间，实现手动合闸机构与永磁机构1的相互联动；所述合闸手柄10与小齿轮3之间通过单向轴承过渡连接，确保小齿轮3的单向运动；所述小齿轮3与大齿轮9啮合，小齿轮3将扭矩通过大齿轮9传递到储能的合闸弹簧6，往复地拉动合闸手柄10，能够不断给合闸弹簧6储能；所述凸轮8与合闸弹簧6固定连接且与大齿轮9同轴设置，合闸弹簧6储能结束后立即释放能量，合闸弹簧6拉着凸轮8转动，凸轮8推动凸轮滚子，从而推动合闸输出拐臂5转动；所述凸轮8的凸轮廓线顺时针依次包括推程区段、保持区段、缓冲区段、缓冲行程区段，缓冲区段的凸轮廓线的行程趋于减小；本实用新型中，采用凸轮机构，采用创新的凸轮廓线和碟簧组件4，减小并限制了手动操作对开关的机械冲击，保证了永磁机构1合闸保持的可靠性；进一步的，采用独特凸轮廓线的凸轮8，在手动合闸过程中，当凸轮滚子啮合在缓冲区段的区段廓线时，凸轮机构行程逐步减小，从而逐步减小手动合闸机构相对于永磁机构1的过冲，实现手动合闸机构的合闸保持到永磁机构1合闸保持的平稳过渡；所述合闸输出拐臂5上设有与凸轮8相配合的凸轮滚子，凸轮8与凸轮滚子组成凸轮机构，采用凸轮机构结构简单，取消了分闸半轴等机械锁扣装置及合闸手柄与分闸半轴配合的连锁装置；使用凸轮8作为主驱动元件，手动合闸机构具备高的动力输出，满足关合峰值短路电流的能力；所述凸轮8推动凸轮滚子并推动合闸输出拐臂5逆时针运动；

所述合闸手柄10、小齿轮3共同驱动大齿轮9且将合闸弹簧6储能，储能结束后的合闸弹簧6拉动所述凸轮8顺时针转动，凸轮8推动合闸输出拐臂5逆时针运动，所述合闸输出拐臂5通过碟簧组件4、连杆2驱动永磁机构1合闸；

所述碟簧组件4包括可滑动销轴401、碟簧402、支撑杆403和固定销404，所述可滑动销轴401滑动设在支撑杆403上，支撑杆403的一端设有与可滑动销轴401相配合的固定销404，支撑杆403的另一端设有可将可滑动销轴401压设在固定销404上的碟簧402。

进一步的，所述永磁机构1和手动合闸机构通过三角拐臂7推动真空灭弧室合闸。但不限于三角拐臂驱动方式，同时也适用于滑槽驱动方式。

进一步的，本实用新型中，连杆2也可以采用大轴代替。

进一步的，所述永磁机构1为双稳态或单稳态永磁机构。本实用新型能够可靠实现永磁机构开关的手动合闸功能，满足永磁开关手动关合峰值故障电流的需求。

进一步的，所述碟簧组件4为长度可变的连杆。进一步的，所述碟簧402也可采用弹簧，碟簧402不仅仅只为碟簧一种形式，也可为螺旋压缩弹簧等其他压缩储能零件。在手动合闸过程中，通过压缩碟簧402，增加了碟簧组件4两销轴之间的长度，补偿了手动合闸操作的过冲

进一步的，所述碟簧组件4的一端固定连接在合闸输出拐臂5上，另一端通过可滑动销轴401与所述连杆2连接。碟簧402压紧可滑动销轴401，保证手动合闸机构与永磁机构1的相互联动。所述手动合闸机构的输出行程大于永磁机构1行程，为保证永磁机构1可靠保持在合闸位置，可滑动销轴401压缩碟簧402，补偿了手合合闸机构的过冲行程。

进一步的，所述碟簧402、可滑动销轴401、固定销404均与支撑杆403相配合。

如图2所示为本实用新型的工作原理示意图，扳动合闸手柄10、小齿轮3驱动大齿轮9，将合闸弹簧6储能；

储能结束后，合闸弹簧6拉动凸轮8顺时针转动，凸轮8推动合闸输出拐臂5逆时针运动。同时，合闸输出拐臂5，通过碟簧组件4、连杆2驱动永磁机构1合闸。

如图3所示为本实用新型的凸轮的结构示意图，图4为与图3相比下传统凸轮的结构示意图；与图4中的传统真空开关凸轮机构的凸轮廓线相比，图3中的本实用新型的凸轮廓线，增加了缓冲廓线区段，当凸轮滚子啮合在本区段廓线时，凸轮机构行程逐步减小，从而逐步减小手动合闸机构相对于永磁机构的过冲，实现手动合闸机构的合闸保持到永磁机构合闸保持的平稳过渡；

进一步的，本实用新型中使用凸轮8作为主驱动元件，手动合闸机构具备高的动力输出，满足关合峰值短路电流的能力。进一步的，如图3和4所示，凸轮8的所述凸轮廓线与市面上现有弹操机构的凸轮廓线存在明显差异。其差别在于，本实用新型所设计的凸轮8是根据永磁开关操作过程中的受力的特性，缩短了合闸过程中推程和保持阶段的廓线，增加了缓冲廓线，其特点是不断减少凸轮机构的行程，从而逐步减小手动合闸机构过冲对永磁机构1的冲击，在凸轮机构廓线结束后，使永磁机构可靠保持在合闸位置。

图5所示为碟簧组件4的结构示意图，所述碟簧组件4包括可滑动销轴401、碟簧402、支撑杆403和固定销404。正常状态下，碟簧402将可滑动销轴401紧压固定销404上，并提供足够大的保持力。当反向外力大于碟簧402的保持力，可滑动销轴401可在支撑杆403上滑动，改变可滑动销轴401与固定销404间的相对距离。碟簧组件4连接在合闸输出拐臂5与永磁机构1之间且通过连杆2过渡，补偿了手动合闸操作的过冲。

综上所述，本实用新型的一种与永磁机构配套的手动合闸机构，结构紧凑、动作可靠、并具有关合能力，设置了一种巧妙的凸轮结构，取消了手动合闸机构的半轴锁扣保持机构，在关合故障电流的情况下，能够立即进行保护分闸动作。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征、基本原理以及本实用新型的优点。本行业技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种与永磁机构配套的手动合闸机构，其特征在于：包括永磁机构（1）和手动合闸机构，手动合闸机构包括连杆（2）、小齿轮（3）、防过冲的碟簧组件（4）、合闸输出拐臂（5）、合闸弹簧（6）、三角拐臂（7）、凸轮（8）、大齿轮（9）、合闸手柄（10）；

所述连杆（2）与永磁机构（1）连接，所述碟簧组件（4）通过连杆（2）过渡连接在合闸输出拐臂（5）与永磁机构（1）之间，所述合闸手柄（10）与小齿轮（3）之间通过单向轴承过渡连接，所述小齿轮（3）与大齿轮（9）啮合，所述凸轮（8）与合闸弹簧（6）固定连接且与大齿轮（9）同轴设置，所述凸轮（8）的凸轮廓线依次包括推程区段、保持区段、缓冲区段、缓冲行程区段，缓冲区段的凸轮廓线的行程趋于减小；所述合闸输出拐臂（5）上设有与凸轮（8）相配合的凸轮滚子，凸轮（8）与凸轮滚子组成凸轮机构，所述凸轮（8）推动凸轮滚子并推动合闸输出拐臂（5）逆时针运动；

所述合闸手柄（10）、小齿轮（3）共同驱动大齿轮（9）且将合闸弹簧（6）储能，储能结束后的合闸弹簧（6）拉动所述凸轮（8）顺时针转动，凸轮（8）推动合闸输出拐臂（5）逆时针运动，所述合闸输出拐臂（5）通过碟簧组件（4）、连杆（2）驱动永磁机构（1）合闸；

所述碟簧组件（4）包括可滑动销轴（401）、碟簧（402）、支撑杆（403）和固定销（404），所述可滑动销轴（401）滑动设在支撑杆（403）上，支撑杆（403）的一端设有与可滑动销轴（401）相配合的固定销（404），支撑杆（403）的另一端设有可将可滑动销轴（401）压设在固定销（404）上的碟簧（402）。

2.根据权利要求1所述的一种与永磁机构配套的手动合闸机构，其特征在于：所述碟簧组件（4）为长度可变的连杆。

3.根据权利要求1所述的一种与永磁机构配套的手动合闸机构，其特征在于：所述碟簧组件（4）的一端固定连接在合闸输出拐臂（5）上，另一端通过可滑动销轴（401）与所述连杆（2）连接。

4.根据权利要求1所述的一种与永磁机构配套的手动合闸机构，其特征在于：所述碟簧（402）、可滑动销轴（401）、固定销（404）均与支撑杆（403）相配合。

5.根据权利要求1所述的一种与永磁机构配套的手动合闸机构，其特征在于：所述永磁机构（1）和手动合闸机构通过三角拐臂（7）推动真空灭弧室合闸。

6.根据权利要求1所述的一种与永磁机构配套的手动合闸机构，其特征在于：所述永磁机构（1）为双稳态或单稳态永磁机构。

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