CN212485154U - 一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，包括主体油缸10、油箱4、活塞缸20、活塞杆1、碟簧组21，所述油箱4固定在主体油缸10一端并且两者相通；活塞缸20穿装在主体油缸10外侧并可沿主体油缸10作往复运动，活塞杆1穿过所述油箱4进入主体油缸10轴心处的活塞油孔35内并可沿活塞油孔35作往复运动；碟簧组21设置在活塞缸10上；主体油缸10的另一端密封；主体油缸10内设有控制阀，控制阀设置在阀体油孔119中，控制阀包括长阀套57、短阀套63和阀芯61；油箱5内设有曲轴组件，曲轴组件分别与2个油泵49、以及电机106相连；2个油泵49分别通过油孔u95和油孔e34与主体油缸10相连。

Description

一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构

技术领域

本实用新型属于高压输变电设备技术领域，具体涉及一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构。

背景技术

液压弹簧操动机构是高压输变电领域的重要设备，是高压断路器的重要组成部分，高压断路器的合分闸操作是通过操动机构的控制来实现的。液压弹簧操动机构具有动作快速、稳定的特点，结构可靠、原理直观、维护少等特点，适合在高压断路器上大量使用。

目前应用于高压断路器的液压弹簧操动机构均是将各分体的功能单元块集装在主缸体上，存在结构复杂、零件多、密封连接多、机械结构可靠性差、外形体积大等问题。性能上由于各功能单元组装需诸多连接油路，因而产生的局部压力损失较大，致使传动效率降低。随着国家电力系统的发展，系统容量的不断增加，传送电压不断增高，断路器技术的进步，亟需开发一种能和现有国家电网电力系统相匹配的分合闸时间短、机械特性稳定、输出功率大、结构坚固、体积小的新型液压弹簧操动机构。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其具有速度快、功率大、特性稳定等优点。本实用新型的技术方案如下：

一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，包括主体油缸10、油箱4、活塞缸20、活塞杆1、碟簧组21，所述油箱4固定在所述主体油缸10一端并且两者相通，所述主体油缸10的另一端密封；所述活塞缸20穿装在所述主体油缸10外侧并可沿所述主体油缸10作往复运动，所述活塞杆1穿过所述油箱4 进入所述主体油缸10轴心处的活塞油孔35内并可沿所述活塞油孔35作往复运动；所述碟簧组21设置在所述活塞缸10上；

所述主体油缸10内设有控制阀，所述控制阀设置在阀体油孔119中，所述控制阀包括长阀套57、短阀套63和阀芯61，所述长阀套57、所述短阀套63和所述阀芯61与所述阀体油孔119同轴设置；所述阀芯61穿装在所述长阀套57 和所述短阀套63的轴心孔中；所述长阀套57和所述短阀套63分别位于所述阀体油孔119的上侧和下侧，所述阀体油孔119的两端分别设有锁紧盖9，所述锁紧盖9与所述主体油缸10螺纹固定，所述锁紧盖9用于将所述长阀套57和所述短阀套63密封在所述阀体油孔119中；所述阀芯61可沿着所述阀体油孔119 上下运动；所述长阀套57上设有用以连通所述阀体油孔119的长阀套油孔，所述短阀套63上也设有用以连通所述阀体油孔119的短阀套油孔；所述阀芯61 上设有和所述阀体油孔119相连通的阀芯油孔；

所述油箱5左侧通过油箱盖2密封，所述油箱盖2上设有供所述活塞杆1 穿装的通孔；所述油箱5上设有进油嘴4和排油嘴401；所述油箱5底部设有电机106，所述油箱5内设有曲轴组件，所述曲轴组件分别与2个油泵49、以及所述电机106相连；2个所述油泵49分别通过油孔u95和油孔e34与所述主体油缸10相连。

进一步地，所述主体油缸10外圆面上设有主体油缸密封圈17。

进一步地，所述活塞杆1上设置有活塞杆密封圈31。

进一步地，所述活塞油孔35位于所述活塞杆1穿装的一侧依次设有螺纹套 47、限位套42和合闸减速套37，所述活塞油孔35的另一侧设有分闸减速套30，所述合闸减速套37与所述分闸减速套30之间的空间形成所述活塞杆1的往复运动空间。

进一步地，所述限位套42的外表面设置有限位套密封圈b43和限位套密封圈c39，内孔表面设置有限位套密封圈a46和限位套导向环44。

进一步地，所述活塞缸的内表面上设置有2个活塞缸导向环。

进一步地，所述油箱盖2上设有油箱导向环53、油箱密封圈c54、油箱密封圈a3和油箱密封圈b6。

进一步地，所述短阀套63外圆上设置有短阀套外密封圈65和短阀套内密封圈66，所述长阀套57上设置有长阀套内密封圈67、长阀套中密封圈69和长阀套外密封圈70，所述阀芯61外径上设置有阀芯密封圈a62和阀芯密封圈b64。

进一步地，所述长阀套57上设有球顶机构，所述球顶机构的数量为3个， 3个所述球顶机构分别装入所述长阀套57下端呈120°均布的径向孔中，每个所述球顶机构包括依次相连的球顶丝60、球顶弹簧59和固定座58，所述固定座58与所述长阀套57螺纹固定，3个所述球顶丝60在3个所述球顶弹簧59作用下顶住所述阀芯61下端球形曲面。

进一步地，所述曲轴组件包括曲轴48，所述曲轴48穿装于曲轴套51内并延伸至所述油箱外侧，与设置在所述油箱5外部的大齿轮104连接，所述大齿轮104与设置在所述电机上的小齿轮105啮合连接；所述曲轴48上方设置所述油泵。

进一步地，所述曲轴套51一端设有轴封99、曲轴套密封圈101和压盖103，所述轴封99和所述曲轴套密封圈101用于对所述曲轴48密封，所述压盖103 用螺钉固定在所述油箱5上，所述压盖用于对所述曲轴48限位。

进一步地，所述油箱内还设有泄压组件，所述泄压组件包括拐臂轴96，所述拐臂轴96一端穿装在翻边轴承102上；所述拐臂轴96上设有内拐臂94和外拐臂98，所述内拐臂94置于所述油箱5内，所述外拐臂98位于所述油箱5外，并且所述内拐臂94和所述外拐臂98同步转动。

进一步地，所述泄压组件还包括安全阀组件，所述安全阀组件包括上安全阀座109、下安全阀座114和安全阀杆108，所述上安全阀座109和所述下安全阀座114设置于安全阀油孔124内；所述上安全阀座109与所述主体油缸10螺纹固定，并且通过上阀座密封圈110密封；所述上安全阀座109外还套设有弹簧107，所述弹簧107两端分别顶住所述内拐臂94和所述主体油缸10端面上；所述安全阀杆108穿装在所述上安全阀座109中心通孔中，所述钢球112和下阀座弹簧113置于所述下安全阀座114内孔中，并且所述钢球112在所述下阀座弹簧113的作用下顶住所述上安全阀座109的中心小孔用于密封；当所述外拐臂98带动所述内拐臂94转动时，所述安全阀杆108推动所述钢球112断开密封。

进一步地，所述主体油缸10上设有合闸调速阀和分闸调速阀，所述合闸调速阀包括调速阀杆a72，所述调速阀杆a72穿装入油孔z120，所述油孔z120和所述油孔u95相通；所述调速阀杆a72与固定座a71螺纹连接，所述固定座a71 通过螺钉固定在所述主体油缸10上，当转动所述调速阀杆a72时，调所述速阀杆a72右端会深入或退出油孔z120，并可节流所述油孔u95，从而起到合闸调速阀的作用；所述分闸调速阀包括调速阀杆b88，所述调速阀杆b88穿装入油孔t93，所述油孔t93与所述短阀套油孔116相通，所述油孔t93还通过油孔s92与所述油箱5相通；所述调速阀杆b88与固定座b89螺纹连接，所述固定座b89通过螺钉固定在所述主体油缸10上，当转动所述调速阀杆b88时，所述调速阀杆b88 左端会深入或退出所述油孔t93，并可节流所述油孔s92，从而起到分闸调速阀的作用。

进一步地，所述碟簧组两端分别设有限位法兰36和稳定法兰24，所述限位法兰36固定在所述活塞缸20上，所述稳定法兰24与尾部固定法兰23连接，所述尾部固定法兰23固定在所述主体油缸上。

进一步地，所述活塞缸20内表面上设有活塞缸密封圈a13和活塞缸密封圈 b18活塞缸密封圈c19。

进一步地，所述活塞缸20上还设有法兰11，所述法兰11通过分别设置在其两侧的固定环12和所述限位法兰36限位，所述固定环12固定在所述活塞缸左侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的液压弹簧操动机构是将控制阀、调速阀集成一体化的一种新式液压控制装置，其具有分合闸时间短、机械特性稳定、输出功率大、结构坚固、体积小的优点，并且能和现有国家电网电力系统相匹配。

附图说明

图1为本实用新型集成式液压弹簧操动机构剖面示意图。

图2为本实用新型液压弹簧操动机构A-A剖面示意图(分闸位置)。(其中，74、 75、78、79指代的油孔为透视图)

图3为本实用新型液压弹簧操动机构B-B剖面示意图。

图4为本实用新型液压弹簧操动机构A-A剖面示意图(合闸位置)。

图5为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸局部C-C剖面示意图；

图6为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸D-D剖面示意图；

图7为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸X向示意图；

图8为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸E-E剖面示意图；

图9为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸F-F剖面示意图；

图10为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸Z向局部示意图；

图11为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸G-G剖面示意图；

图12为本实用新型液压弹簧操动机构主体油缸H-H剖面示意图。

图1～12中，1、活塞杆，2、油箱盖，3、油箱密封圈a，4、进油嘴，401、排油嘴，5、油箱，6、油箱密封圈b，7、工艺堵，8、工艺堵密封圈，9、锁紧盖， 10、主体油缸，11、法兰，12、固定环，13、活塞缸密封圈a，14、活塞缸油孔 a，15、活塞缸油孔b，16、活塞缸油孔c，17、主体油缸密封圈，18、活塞缸密封圈b，19、活塞缸密封圈c，20、活塞缸，21、碟簧组，22、油孔a，23、尾部固定法兰。24、稳定法兰，25、油缸堵，26、油缸堵外密封圈，27、油孔b， 28、油孔c，29、油缸堵内密封圈，30、分闸减速套，31、活塞杆密封圈，32、活塞缸导向环b，33、油孔d，34、油孔e，35、活塞油孔，36、限位法兰，37、合闸减速套，38、活塞缸导向环a，39、限位套密封圈c，40、限位套侧油孔， 41、油孔g，42、限位套，43、限位套密封圈b，44、限位套导向环，45、侧油孔，46、限位套密封圈a，47、螺纹套，48、曲轴，49、油泵，50、长阀套油孔 c，51、曲轴套，52、阀芯油孔a，53、油箱导向环，54、油箱密封圈c，55、承压面，56、阀芯油孔b，57、长阀套，58、固定座，59、球顶弹簧，60、球顶丝， 61、阀芯，62、阀芯密封圈a，63、短阀套，64、阀芯密封圈b，65、短阀套外密封圈，66、短阀套内密封圈，67、长阀套内密封圈，68、长阀套油孔a，69、长阀套中密封圈，70、长阀套外密封圈，71、固定座a，72、调速阀杆a，73、长阀套油孔b，74、油孔y，75、油孔j，76、密封堵，77、油孔k，78、油孔l， 79、油孔m，80、油孔n，81、油孔o，82、油孔p，83、油孔q，84、油孔r， 85、电磁阀a，86、电磁阀b，87、电磁阀c，88、调速阀杆b，89、固定座b， 90、调速阀杆b密封圈，91、调速阀杆a密封圈，92、油孔s，93、油孔t，94、内拐臂，95、油孔u，96、拐臂轴，97、拐臂轴密封圈，98、外拐臂，99、轴封， 100、轴承，101、曲轴套密封圈，102、翻边轴承，103、压盖，104、大齿轮， 105、小齿轮，106、电机，107、弹簧，108、安全阀杆，109、上安全阀座，110、上阀座密封圈，111、长阀套油孔d，112、钢球，113、下阀座弹簧，114、下安全阀座，115、油孔v，116、短阀套油孔，117、油孔w，118、油孔x，119、阀体油孔，120、油孔z，121、短阀套阀口，122、长阀套阀口，123、顶板，124、安全阀油孔。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语‘中心’、‘上’、‘下’、‘左’、‘右’、‘竖直’、‘水平’、‘内’、‘外’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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语‘安装’、‘相连’、‘连接’、‘连通’、‘相通’应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

如图1所示，本实用新型具体实施例提供一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，包括主体油缸10、油箱4、活塞缸20、活塞杆1、碟簧组21，油箱4固定在主体油缸10一端并且油箱4和主体油缸10相通；主体油缸10的另一端密封。活塞缸20穿装在主体油缸10外侧并可沿主体油缸10作往复运动，活塞杆1穿过油箱4进入主体油缸10轴心处的活塞油孔35内并可沿活塞油孔 35作往复运动；碟簧组21设置在活塞缸10上。

该液压弹簧操动机构是以主体油缸10为核心部件，将活塞杆1穿装在主体油缸10轴心处的活塞油孔35内，螺纹套47、限位套42和合闸减速套37依次穿装在活塞杆1左侧一同置于活塞油孔35内，分闸减速套30和油缸堵25依次穿装在活塞杆1右侧一同置于活塞油孔35内，左侧的螺纹套47与主体油缸10 螺纹固定，右侧的油缸堵25与主体油缸10利用螺栓固定，活塞杆1便被限位在主体油缸10的活塞油孔35内。限位套42的外表面设置有限位套密封圈b43 和限位套密封圈c39，内孔表面设置有限位套密封圈a46和限位套导向环44；油缸堵25左端的外表面设置有油缸堵外密封圈29和油缸堵外密封圈26；活塞杆 1上设置有活塞杆密封圈31。

活塞缸20穿装在主体油缸10外，利用这两个零件的大小直径差所形成的台阶限位。该台阶的圆环截面(活塞缸20的内表面和主体油缸10的外表面) 为承压面55。活塞缸20的内表面上设置有活塞缸导向环b32和活塞缸导向环 a38。活塞缸20内表面上设置有活塞缸密封圈a13和活塞缸密封圈b18活塞缸密封圈c19，主体油缸10外圆面上设置有主体油缸密封圈17，活塞缸20上设置有向连通的油孔：活塞缸油孔a14、活塞缸油孔b15、活塞缸油孔c16，并且连通活塞缸20外表面一端的油孔焊接密封。

如图2和4所示，所述主体油缸10内设有控制阀，控制阀设置在阀体油孔 119中，控制阀包括长阀套57、短阀套63和阀芯61，长阀套57、短阀套63和阀芯61与阀体油孔119同轴设置；阀芯61穿装在长阀套57和短阀套63的轴心孔中；长阀套57和短阀套63分别位于阀体油孔119的上侧和下侧，阀体油孔119的两端分别设有锁紧盖9，锁紧盖9与主体油缸10螺纹固定，锁紧盖9 用于将长阀套57和短阀套63密封在阀体油孔119中；阀芯61可沿着阀体油孔119上下运动；长阀套57上设有用以连通阀体油孔119的长阀套油孔；长阀套油孔a68、长阀套油孔b73、长阀套油孔c50、长阀套油孔d111，长阀套57上端面与内孔倒角为长阀套阀口122。短阀套63上也设有用以连通阀体油孔119的短阀套油孔：短阀套油孔116，短阀套63下端面与内孔倒角为短阀套阀口121；阀芯61上设有和阀体油孔119相连通的阀芯油孔：阀芯油孔a52和阀芯油孔b56，阀芯油孔a52和阀芯油孔b56相连通。短阀套63外圆上设置有短阀套外密封圈 65和短阀套内密封圈66，长阀套57上设置有长阀套内密封圈67、长阀套中密封圈69和长阀套外密封圈70，阀芯61外径上设置有阀芯密封圈a62和阀芯密封圈b64。

为了更好地对阀芯61进行限位，长阀套57上设有球顶机构，球顶机构的数量为3个，3个球顶机构分别装入长阀套57下端呈120°均布的径向孔中，每个球顶机构包括依次相连的球顶丝60、球顶弹簧59和固定座58，固定座58 与长阀套57螺纹固定，3个球顶丝60在3个球顶弹簧59作用下顶住阀芯61下端球形曲面。

如图1和3所示，油箱5穿装在主体油缸10左端，油箱盖2设置在油箱5 左端面，活塞杆1左端穿过油箱从油箱盖2中间的孔中伸出。油箱盖2上设置的油箱导向环53、油箱密封圈c54、油箱密封圈a3和油箱密封圈b6，油箱5的上下侧设有进油嘴4和排油嘴401，用于给设备充、排液压油。油箱5下方设有电机106，油箱5内设有曲轴组件，曲轴组件分别与2个油泵49、以及电机106 相连；2个油泵49分别通过油孔u95和油孔e34与主体油缸10相连。曲轴组件包括曲轴48，曲轴48穿装于曲轴套51内并延伸至油箱外侧，与设置在油箱5 外部的大齿轮104连接，所述大齿轮104与设置在所述电机上的小齿轮105啮合连接；所述曲轴48上方设置所述油泵。曲轴套51左右两端内孔分别设置两个同样轴承100，曲轴48左端与油箱5的穿装孔内设置翻边轴承102。曲轴套 51右端设有轴封99、曲轴套密封圈101和压盖103，轴封99和曲轴套密封圈 101用于对曲轴48密封，压盖103用螺钉固定在油箱5上，压盖用于对曲轴48 限位。

如图3和5所示，油箱5内还设有泄压组件，泄压组件包括拐臂轴96，拐臂轴96设置于油箱5内，拐臂轴96右端穿装在翻边轴承102内，内拐臂94穿装定位在拐臂轴96右端，外拐臂98穿装定位在拐臂轴96左端置于油箱5外，拐臂轴96上设置拐臂轴密封圈97用于密封。外拐臂98和内拐臂94同步转动。泄压组件还包括安全阀组件，安全阀组件包括上安全阀座109、下安全阀座114 和安全阀杆108，上安全阀座109和下安全阀座114设置于安全阀油孔124内，上安全阀座109与主体油缸10螺纹固定，上阀座密封圈110设置于上安全阀座 109外圆，安全阀杆108穿装在上安全阀座109中心通孔中，安全阀杆108位于内拐臂94和钢球112之间，弹簧107套在上安全阀座109外，一端顶住内拐臂 94，另一端顶在主体油缸10端面上，钢球112和下阀座弹簧113置于下安全阀座114内孔中，在下阀座弹簧113的作用下钢球112顶住上安全阀座109的中心小孔用于密封。当所述外拐臂98带动所述内拐臂94转动时，所述安全阀杆108 推动所述钢球112断开密封。

如图2和4所示，主体油缸10上设有合闸调速阀和分闸调速阀，合闸调速阀包括调速阀杆a72，调速阀杆a72穿装入油孔z120，油孔z120和油孔u95相通；调速阀杆a72与固定座a71螺纹连接，固定座a71通过螺钉固定在主体油缸 10上，当转动调速阀杆a72时，调所述速阀杆a72右端会深入或退出油孔z120，并可节流油孔u95，从而起到合闸调速阀的作用；分闸调速阀包括调速阀杆b88，调速阀杆b88穿装入油孔t93，油孔t93与短阀套油孔116相通，油孔t93还通过油孔s92与油箱5相通；调速阀杆b88与固定座b89螺纹连接，固定座b89 通过螺钉固定在主体油缸10上，当转动调速阀杆b88时，调速阀杆b88左端会深入或退出油孔t93，并可节流油孔s92，从而起到分闸调速阀的作用。

如图1所示，限位法兰36和稳定法兰24分别设置在碟簧组21的左右两端面，限位法兰36卡在活塞缸20上的凸台，稳定法兰24与尾部固定法兰23贴合，尾部固定法兰23与主体油缸10右端螺纹固定；在碟簧组21的弹力势能作用下，活塞缸20与主体油缸10压在一起。固定环12螺纹固定在活塞缸20左端，法兰11穿装在活塞缸20上利用固定环12和限位法兰36限位。

如图2和4所示，电磁阀c87、电磁阀b86和电磁阀a85螺钉固定在主体油缸10的右端面上，电磁阀c87、电磁阀b86和电磁阀a85属于电磁铁控制的单向阀。电磁阀c87负责控制合闸油路，当电磁铁通电后将油孔k77油孔l78连通，断电后阻断油孔k77到油孔l78的连通；电磁阀b86负责控制分闸油路，当电磁铁通电后将油孔m79油孔q83连通，断电后阻断油孔m79和油孔q83的连通；电磁阀a85也负责控制分闸油路，当电磁铁通电后将油孔n80油孔r84连通，断电后阻断油孔n80和油孔r84的连通。

如图1所示，该操动机构还设有工艺堵，工艺堵7上设置工艺堵密封圈8 穿装入油孔22a左端主体油缸10端面处和油孔g41主体油缸10端面处，工艺堵7用螺纹与主体油缸10固定。

此外，如图2、4所示，主体油缸10外表面处油孔y74和油孔j75内都用密封堵76密封，并用顶板123配合螺钉固定。

如图6、7、8所示，主体油缸10从左至右主要由四方体、大小圆柱体凸台构成的一个主体零件，其中四方体主要负责设置换向阀、电磁先导阀、分合闸调速阀，大小圆柱体凸台主要负责设置活塞缸20和碟簧组21，主体油缸10内部轴心处活塞油孔35负责设置活塞杆31。

如图3、7所示，主体油缸10x向端面设置的油孔s92与油孔t93连通，安全阀油孔124通过油孔v115连通阀体油孔119，如图1、2、8所示，油孔a22 依次连通阀体油孔119和侧油孔45，再通过侧油孔45连通活塞油孔35。(如图 9、10)油孔41依次连通油孔e34、活塞油孔35和油孔u95。此外，在本实用新型具体实施例中，如图1、2、3、7、8所示，其他油孔之间的相互连通关系如下：油孔e34依次连通油孔k77、油孔l78、油孔j75、油孔y74、长阀套油孔 c50；油孔e33依次与连通油孔e34、油孔g41、油孔u95、长阀套油孔d111、阀体油孔119，然后经长阀套阀口122，再连通油孔a22、侧油孔45、油孔c28、油孔b27、活塞油孔35；限位套侧油孔40分别油孔g41和活塞油孔35相连；油孔b27依次连通油孔c28、侧油孔45、油孔a22、阀体油孔119，经短阀套阀口121再与短阀套油孔116、油孔t93、油孔s92相连。

本实用新型中的各个零件之间的间隙、零件内外的空间配合各个密封圈后会形成相应的密闭的空间，其中可分为高压腔、低压腔、变压腔三个空间；高压腔指设备内部空间储能后充满高压液压油的空间；低压腔指设备内部始终充满无压力液压油的空间；变压腔指设备内部液压油压力可变化的空间，即与高压腔连通时充满高压液压油的空间，与低压腔连通时充满无压液压油的空间。 (如图2)当阀芯61与长阀套57贴合，长阀套阀口122闭合短阀套阀口121打开，此时变压腔与低压腔连通。(如图4)当阀芯61与短阀套63贴合，短阀套阀口121闭合长阀套阀口122打开，此时变压腔与高压腔连通。

高压腔：1)主体油缸10的活塞油孔35内，活塞杆密封圈31左侧，限位套密封圈b43和限位套密封圈a46右侧的密封空间；2)活塞缸20内表面与主体油缸10外表面之间，主体油缸密封圈17右侧和活塞缸密封圈b18左侧的密封空间；3)长阀套内密封圈67和长阀套中密封圈69之间长阀套57外阀套油孔119之内的空间；4)短阀套63之内阀芯密封圈a62以上的空间；5)长阀套 57之内阀芯密封圈b64之上长阀套阀口122以下的空间；6)主体油缸10左端面上的安全阀油孔124内上阀座密封圈110和钢球112右侧密封空间；7)以及连接这些空间的油路孔空间如：阀芯油孔a52、阀芯油孔b56、长阀套油孔d111、限位套侧油孔40、油孔g41、油孔d33，油孔e34、油孔u95、油孔g41、油孔 z120、油孔k77、油孔v115、安全阀油孔124。

低压腔：1)活塞缸20内表面与主体油缸10外表面之间，活塞缸密封圈a13 右侧和主体油缸密封圈17左侧的密封空间，活塞缸密封圈b18右侧和活塞缸密封圈c19左侧的密封空间；2)油箱5以内、油箱盖2右侧和主体油缸10左侧的密封空间；3)短阀套外密封圈65和短阀套内密封圈66之间，短阀套63之外阀体油孔119之内的密封空间；4)短阀套63之内阀芯密封圈b64之下短阀套阀口121之上的密封空间；5)以及连接这些空间的油路孔空间如：活塞缸油孔a14、活塞缸油孔b15、活塞缸油孔c16、短阀套油孔116、油孔w117、油孔 x118、油孔o81、油孔p82、油孔q83、油孔r84、油孔t93和油孔s92。

变压腔：1)主体油缸10的活塞油孔35内，活塞杆密封圈31右侧，油缸堵外密封圈26左侧的密封空间；2)工艺堵a密封圈8右侧油孔a22内的密封空间；3)阀体油孔119内短阀套内密封圈66和长阀套内密封圈67之间，短阀套阀口121和长阀套阀口122之间的密闭空间；4)阀体油孔119内长阀套57外，长阀套中密封圈69和长阀套外密封圈70之间的密封空间；5)长阀套57之内，阀芯密封圈a62之下的密封空间；6)以及连接这些空间的油路孔空间如：侧油孔45、油孔b27、油孔c28、侧油孔45、油孔y74、油孔j75、油孔l78、油孔 m79、油孔n80、长阀套油孔c50、长阀套油孔a68、长阀套油孔b73。

如图1所示，活塞杆1在限位套导向环44和油箱导向环53的辅助下可左右运动，当活塞杆密封圈31两侧的高压腔和变压腔压力相同时，活塞杆1向左运动直至与合闸减速套37贴合限位，当活塞杆密封圈31右侧的变压腔压力消失时，活塞杆1向右运动直至与分闸减速套30贴合限位。

如图1所示，活塞缸20在活塞缸导向环b32和活塞缸导向环a38的辅助下可在主体油缸10外左右同轴滑动，并利用主体油缸10外凸台限位。

如图2、4所示，阀芯61在长阀套57和短阀套63内可上下同轴运动，阀芯61利用长阀套57上的长阀套阀口122和短阀套63上的短阀套阀口121限位。 (如图4)当阀芯61与短阀套63贴合时短阀套阀口121闭合密封，长阀套阀口 122打开。(如图2)当阀芯61与长阀套57贴合时长阀套阀口122闭合密封，短阀套阀口121打开。

本实用新型弹簧操动机构工作原理为：

储能过程：(如图1、3所示)电机106通电转动，通过大齿轮104和小齿轮105带动曲轴48转动，曲轴48旋转压缩两个油泵49将油箱5内的液压油通过油孔e34、油孔u95、油孔d33充入高压腔。随着液压油的充入，液压油推动活塞缸20向右移动，从而压缩碟簧组21，在碟簧组21的弹力势能作用下，使高压腔内液压油的压力升高。电机106停止后，在各个密封圈和阀口的配合下，密封所有有高压液压油的空间，即高压腔。从而活塞缸20位置静止，碟簧组21 的弹力势能得力保存。从而完成储能过程。

合闸过程：(如图1、2所示)电磁阀c87通电将油孔k77和油孔l78连通，此时高压腔和变压腔通过油孔k77和油孔l78连通，活塞缸20内表面与主体油缸10外表面之间，主体油缸密封圈17右侧和活塞缸密封圈b18左侧的密封空间中的高压液压油依次从油孔e34、油孔k77、油孔l78、油孔j75、油孔y74、长阀套油孔c50流入长阀套57之内阀芯密封圈a62之下的密封空间，阀芯61 受到向上的合力使阀芯61快速向上运动，短阀套阀口121闭合，长阀套阀口122 打开。此时高压腔体和变压腔体利用长阀套阀口122连通两个腔体压力相等，此时活塞杆1上活塞杆密封圈31两侧压力相等，活塞杆1受到合力使其向左运动直至与合闸减速套37贴合限位。

活塞杆1移动过程中，活塞缸20内表面与主体油缸10外表面之间，主体油缸密封圈17右侧和活塞缸密封圈b18左侧的密封空间中的高压液压油快速的依次从油孔d33、油孔e34、油孔g41、油孔u95、长阀套油孔d111、阀体油孔 119、长阀套阀口l22、油孔a22、侧油孔45、油孔c28、油孔b27流入主体油缸 10的活塞油孔35内，活塞杆密封圈31右侧，油缸堵外密封圈26左侧的密封空间。主体油缸10的活塞油孔35内，活塞杆密封圈31左侧，限位套密封圈b43 和限位套密封圈a46右侧的密封空间中的高压液压油快速的依次从限位套侧油孔40、油孔g41、油孔u95、长阀套油孔d111、阀体油孔119、长阀套阀口l22、油孔a22、侧油孔45、油孔c28、油孔b27流入主体油缸10的活塞油孔35内，活塞杆密封圈31右侧，油缸堵外密封圈26左侧的密封空间。

电磁阀c87断电后阻断油孔k77到油孔l78的连通，至此变压腔与高压腔通过长阀套阀口122打开连通两者压力保持相等。活塞杆1的向左运动过程可带动断路器连杆完成合闸动作。

分闸过程：(如图1、4)电磁阀a85(电磁阀b86)通电将油孔n80(油孔 m79)和油孔r84(油孔q83)连通，此时低压腔和变压腔通过油孔n80(油孔 m79)和油孔r84(油孔q83)连通，长阀套57之内阀芯密封圈a62之下的密封空间中的高压液压油，从长阀套油孔c50、油孔y74、油孔j75、油孔n80(油孔 m79)、油孔r84(油孔q83)、油孔o81(油孔p82)留回油箱5内的密封空间。此时阀芯61受到向下的合力使阀芯61快速向下运动，短阀套阀口121打开，长阀套阀口122闭合。此时低压腔体和变压腔体利用短阀套阀口121连通两个腔体压力相等，此时活塞杆1上活塞杆密封圈31左侧压力大于右侧，活塞杆1 受到合力使其向右运动直至与分闸减速套30贴合限位。

活塞杆1移动过程中，活塞缸20内表面与主体油缸10外表面之间，主体油缸密封圈17右侧和活塞缸密封圈b18左侧的密封空间中的高压液压油快速的依次从油孔d33、油孔e34、油孔g41、限位套侧油孔40、活塞油孔35流入主体油缸10的活塞油孔35内，活塞杆密封圈31左侧，限位套密封圈b43和限位套密封圈a46右侧的密封空间。主体油缸10的活塞油孔35内，活塞杆密封圈 31右侧，油缸堵外密封圈26左侧的密封空间的液压油依次从油孔b27、油孔c28、侧油孔45、油孔a22、阀体油孔119、短阀套阀口121、短阀套油孔116、油孔 t93、油孔s92流回油箱5内的密封空间。

电磁阀a85(电磁阀b86)断电后阻断油孔n80(油孔m79)和油孔r84(油孔q83)的连通，至此变压腔与低压腔通过短阀套阀口121打开连通，两者压力保持相等。活塞杆1的向右运动过程可带动断路器连杆完成分闸动作。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：包括主体油缸(10)、油箱(5)、活塞缸(20)、活塞杆(1)、碟簧组(21)，所述油箱(5)固定在所述主体油缸(10)一端并且两者相通，所述主体油缸10的另一端密封；所述活塞缸(20)穿装在所述主体油缸(10)外侧并可沿所述主体油缸(10)作往复运动，所述活塞杆(1)穿过所述油箱(5)进入所述主体油缸(10)轴心处的活塞油孔(35)内并可沿所述活塞油孔(35)作往复运动；所述碟簧组(21)设置在所述活塞缸(20)上；

所述主体油缸(10)内设有控制阀，所述控制阀设置在阀体油孔(119)中，所述控制阀包括长阀套(57)、短阀套(63)和阀芯(61)，所述长阀套(57)、所述短阀套(63)和所述阀芯(61)与所述阀体油孔(119)同轴设置；所述阀芯(61)穿装在所述长阀套(57)和所述短阀套(63)的轴心孔中；所述长阀套(57)和所述短阀套(63)分别位于所述阀体油孔(119)的上侧和下侧，所述阀体油孔(119)的两端分别设有锁紧盖(9)，所述锁紧盖(9)与所述主体油缸(10)螺纹固定，所述锁紧盖(9)用于将所述长阀套(57)和所述短阀套(63)密封在所述阀体油孔(119)中；所述阀芯(61)可沿着所述阀体油孔(119)上下运动；所述长阀套(57)、所述短阀套(63)、所述阀芯(61)上分别设有用以连通所述阀体油孔(119)的油孔；

所述油箱(5)左侧通过油箱盖(2)密封，所述油箱盖(2)上设有供所述活塞杆(1)穿装的通孔；所述油箱(5)上设有进油嘴(4)和排油嘴(401)；所述油箱(5)底部设有电机(106)，所述油箱(5)内设有曲轴组件，所述曲轴组件分别与2个油泵(49)、以及所述电机(106)相连；2个所述油泵(49)分别通过油孔u(95)和油孔e(34)与所述主体油缸(10)相连。

2.根据权利要求1所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述活塞油孔(35)位于所述活塞杆(1)穿装的一侧依次设有螺纹套(47)、限位套(42)和合闸减速套(37)，所述活塞油孔(35)的另一侧设有分闸减速套(30)，所述合闸减速套(37)与所述分闸减速套(30)之间的空间形成所述活塞杆(1)的往复运动空间。

3.根据权利要求1所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述短阀套(63)外圆上设置有短阀套外密封圈(65)和短阀套内密封圈(66)，所述长阀套(57)上设置有长阀套内密封圈(67)、长阀套中密封圈(69)和长阀套外密封圈(70)，所述阀芯(61)外径上设置有阀芯密封圈a(62)和阀芯密封圈b(64)。

4.根据权利要求1所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述曲轴组件包括曲轴(48)，所述曲轴(48)穿装于曲轴套(51)内并延伸至所述油箱外侧，与设置在所述油箱(5)外部的大齿轮(104)连接，所述大齿轮(104)与设置在所述电机上的小齿轮(105)啮合连接；所述曲轴(48)上方设置所述油泵。

5.根据权利要求4所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述曲轴套(51)一端设有轴封(99)、曲轴套密封圈(101)和压盖(103)，所述轴封(99)和所述曲轴套密封圈(101)用于对所述曲轴(48)密封，所述压盖(103)用螺钉固定在所述油箱(5)上，所述压盖用于对所述曲轴(48)限位。

6.根据权利要求5所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述油箱内还设有泄压组件，所述泄压组件包括拐臂轴(96)，所述拐臂轴(96)一端固定在翻边轴承(102)上；所述拐臂轴(96)上设有内拐臂(94)和外拐臂(98)，所述内拐臂(94)置于所述油箱(5)内，所述外拐臂(98)位于所述油箱(5)外，并且所述内拐臂(94)和所述外拐臂(98)同步转动。

7.根据权利要求6所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述泄压组件还包括安全阀组件，所述安全阀组件包括上安全阀座(109)、下安全阀座(114)和安全阀杆(108)，所述上安全阀座(109)和所述下安全阀座(114)设置于安全阀油孔(124)内，所述安全阀油孔(124)与所述阀体油孔(119)连通；所述上安全阀座(109)与所述主体油缸(10)螺纹固定，并且通过上阀座密封圈(110)密封；所述上安全阀座(109)外还套设有弹簧(107)，所述弹簧(107)两端分别顶住所述内拐臂(94)和所述主体油缸(10)端面上；所述安全阀杆(108)穿装在所述上安全阀座(109)中心通孔中，钢球(112)和下阀座弹簧(113)置于所述下安全阀座(114)内孔中，并且所述钢球(112)在所述下阀座弹簧(113)的作用下顶住所述上安全阀座(109)的中心小孔用于密封；当所述外拐臂(98)带动所述内拐臂(94)转动时，所述安全阀杆(108)推动所述钢球(112)断开密封。

8.根据权利要求1所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述主体油缸(10)上设有合闸调速阀和分闸调速阀，所述合闸调速阀包括调速阀杆a(72)，所述调速阀杆a(72)穿装入油孔z(120)，所述油孔z(120)和所述油孔u(95)相通；所述调速阀杆a(72)与固定座a(71)螺纹连接，所述固定座a(71)通过螺钉固定在所述主体油缸(10)上，当转动所述调速阀杆a(72)时，所述调速阀杆a(72)右端会深入或退出油孔z(120)，并可节流所述油孔u(95)，从而起到合闸调速阀的作用；所述分闸调速阀包括调速阀杆b(88)，所述调速阀杆b(88)穿装入油孔t(93)，所述油孔t(93)与短阀套油孔(116)相通，所述油孔t(93)还通过油孔s(92)与所述油箱(5) 相通；所述调速阀杆b(88)与固定座b(89)螺纹连接，所述固定座b(89)通过螺钉固定在所述主体油缸(10)上，当转动所述调速阀杆b(88)时，所述调速阀杆b(88)左端会深入或退出所述油孔t(93)，并可节流所述油孔s(92)，从而起到分闸调速阀的作用。

9.根据权利要求1所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述碟簧组两端分别设有限位法兰(36)和稳定法兰(24)，所述限位法兰(36)固定在所述活塞缸(20)上，所述稳定法兰(24)与尾部固定法兰(23)连接，所述尾部固定法兰(23)固定在所述主体油缸上。

10.根据权利要求9所述的一种高压断路器用集成式液压弹簧操动机构，其特征在于：所述活塞缸(20)上还设有活塞缸法兰(11)，所述活塞缸法兰(11)通过分别设置在其两侧的固定环(12)和所述限位法兰(36)限位，所述固定环(12)固定在所述活塞缸左侧。

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