CN215370747U - 一种基于磁流变液的操动机构负载模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，包括：控制装置，与磁流变阻尼器连接，用于控制通入磁流变阻尼器中电流的大小；阻尼器缸体，其内密封滑动装配有气压活塞，该气压活塞将阻尼器缸体的内腔分为磁流变液仓和气体仓；阻尼器活塞滑动装配于所述磁流变液仓内，阻尼器活塞上设有通道；阻尼器活塞上连接有活塞杆，活塞杆经所述有杆腔穿出阻尼器缸体。本实用新型提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，在磁流变阻尼器的缸体中设置气压活塞，以分隔出磁流变液仓和气体仓，在保证磁流变阻尼器的阻尼可调的情况下，有效提高负载模拟装置的缓冲效果，使得负载模拟装置的精度得到提升，便于发现操动机构中存在的问题。

Description

一种基于磁流变液的操动机构负载模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于磁流变液的操动机构负载模拟装置。

背景技术

高压断路器的分合闸过程主要通过操动机构来实现，因此高压断路器的输出特性也主要由操动机构来决定，例如分合闸速度、分闸时间以及合闸时间等性能。现有的断路器操动机构有弹簧操动机构、液压操动机构、电磁操动机构等，无论是哪种操动机构，如果不带负载进行空分、空合操作，都会对操动机构自身造成损害。因此，为确保操动机构的可靠性，每台操动机构在出厂前都要带负载进行调试和进行一定次数的操作试验，并且对操动机构的测试必须使用相应的试验模拟装置。

申请公布号为CN111190096A的中国发明专利申请中公开了一种操动机构负载模拟装置及操动机构出厂试验方法, 操动机构负载模拟装置包括：机架，机架上固定安装有磁流变阻尼器，磁流变阻尼器的活塞杆用于与待测试的操动机构的输出端连接，磁流变阻尼器的活塞杆上设有速度传感器，速度传感器与信号采集器和控制计算机通讯连接，控制计算机连接有电流控制器，当操动机构动作时，通过电流控制器输出一定大小的电流，电流通过磁流变阻尼器的线圈时能够产生磁场，磁流变液在磁场作用下变成具有高粘度、低流动性的流体，从而产生阻尼力，阻尼力作用在活塞杆上进而传递给操动机构，形成操动机构的负载。

磁流变阻尼器上只有磁流变液仓及活塞杆，导致磁流变阻尼器的在通电时，磁流变液在磁场作用下变成具有高粘度、低流动性的流体，从而产生阻尼力以作为操动机构的缓冲结构，以此来达到模拟高压断路器本体阻尼特性的目的。但是因为只通过磁流变液产生的阻尼力来作为操动机构的缓冲，在调试后，磁流变流体变硬，缓冲效果下降，使得操动机构容易受到刚性冲击，导致模拟装置输出特性参数范围宽，精度较差，不能及时发现机构装配存在的问题，进而导致后续操动机构配断路器本体调试工作量较大，安装调试工作效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，以解决只通过磁流变液产生的阻尼力来作为操动机构的缓冲导致缓冲效果不好的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的技术方案是：一种基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，包括：

支架，用于安装待测试操动机构；

磁流变阻尼器，相对支架固定，用于与待测试操动机构传动连接；

控制装置，与磁流变阻尼器连接，用于控制通入磁流变阻尼器中电流的大小，以模拟相应高压开关的分合闸阻力，高压开关用于由待测试操动机构驱动以进行分合闸操作；

所述磁流变阻尼器包括：

阻尼器缸体，其内密封滑动装配有气压活塞，该气压活塞将阻尼器缸体的内腔分为磁流变液仓和气体仓；

阻尼器活塞，滑动装配于所述磁流变液仓内，以将磁流变液仓分为有杆腔和无杆腔，阻尼器活塞上设有通道，用于连通有杆腔和无杆腔，所述有杆腔位于所述阻尼器活塞的背向所述气体仓的一侧；

所述阻尼器活塞上连接有活塞杆，活塞杆经所述有杆腔穿出阻尼器缸体；

所述活塞杆和阻尼器缸体中的其中一个与所述支架相对固定装配，另一个用于与待测试操动机构的输出端传动连接。

有益效果是：本实用新型提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，在磁流变阻尼器的缸体中设置气压活塞，以分隔出磁流变液仓和气体仓，在使用时，当操动机构输出端输出动作时，可利用气压活塞压迫气体仓内的气体而实现缓冲，在保证磁流变阻尼器的阻尼可调的情况下，有效提高负载模拟装置的缓冲效果，使得负载模拟装置的精度得到提升，便于发现操动机构中存在的问题。

作为进一步地改进，所述阻尼器活塞为电磁铁活塞，所述控制装置用于控制电磁铁活塞上电流大小。

有益效果是：使用电磁铁活塞作为阻尼器活塞，便于调整，仅改变局部磁流变液的粘度。

作为进一步地改进，所述活塞杆为中空结构，其内部供导线贯通插入，所述导线用于与所述电磁铁活塞导电连接。

有益效果是：活塞杆为中空结构，使得导线连接方便。

作为进一步地改进，所述磁流变液仓内盛装有磁流变流体，所述气体仓内充氮气或惰性气体。

有益效果是：气压活塞压缩气体仓内的气体时，提高了负载模拟装置的缓冲效果。

作为进一步地改进，所述阻尼器缸体的端部可拆地安装有接头，用于与所述待测试操动结构输出端适配安装。

有益效果是：阻尼器缸体通过接头与待测试操动结构输出端安装，使得阻尼器缸体与待测试操动机构安装方便。

作为进一步地改进，所述接头和阻尼器缸体螺纹可拆联接。

有益效果是：阻尼器缸体与接头可拆地通过螺纹连接在一起，便于安装，拆卸方便。

作为进一步地改进，所述阻尼器缸体周侧套装有外缸体，外缸体用于与所述支架可拆安装，所述活塞杆和阻尼器缸体中与所述支架相对固定装配的一个固定装配在所述外缸体上，用于与待测试操动机构的输出端传动连接的另一个与所述外缸体导向滑动装配。

有益效果是：磁流变阻尼器的阻尼器缸体和活塞杆装配在外缸体上，使得外缸体稳定支撑磁流变阻尼器，并且通过外缸体将磁流变阻尼器与支架支撑装配，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的装配示意图；

图2为基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的磁流变阻尼器的结构示意图。

附图标记说明：

1、支架；11、螺纹孔；2、磁流变阻尼器； 21、阻尼器缸体；22、气压活塞；23、磁流变液仓；231、有杆腔；232、无杆腔；24、气体仓；25、电磁铁活塞；26、活塞杆；27、突出圆柱；28、接头；29、连接腔；3、外缸体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的具体实施例1：

现有技术中的操动机构负载模拟装置仅在磁流变阻尼器中设磁流变液仓，在磁流变仓中充磁流变流体，磁流变流体在磁场作用下粘度发生改变，以使得负载模拟装置的阻尼改变，但是在磁流变流体粘度改变时，其硬度也会提高，使得缓冲效果下降，导致操动机构容易受到刚性冲击，进而使得模拟装置输出特性参数范围宽，精度较差，不能及时范发现操动机构存在的问题。

针对上述问题，本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，在磁流变阻尼器中增加气体仓，并使用气压活塞对气体仓的气体进行封堵和压缩，大大提高了负载模拟装置的缓冲效果，使得负载模拟装置的精度得到提升，便于发现操动机构中存在的问题。

如图1所示，基于磁流变液的操动机构负载模拟装置包括支架1，用于支撑安装磁流变阻尼器2和待测试的操动机构，磁流变阻尼器外套装外缸体3，外缸体3与支架1螺栓装配，以将磁流变阻尼器2支撑安装在支架1上，磁流变阻尼器1的一端与操动机构的输出端连接，以对操动机构起到缓冲作用。

支架1上设有螺纹孔11，用于支撑安装外缸体3，支架1上预留有安装位置，以供待测试的操动机构支撑安装在支架1上。

如图2所示，磁流变阻尼器2包括阻尼器缸体21，阻尼器缸体21整体为圆柱筒状结构，与外缸体3滑动装配，圆柱筒内设有气压活塞22，气压活塞22可在圆柱筒腔内密封滑动，气压活塞22将圆柱筒腔分隔成左右两部分，位于气压活塞22左侧的圆柱筒腔为磁流变液仓23，位于气压活塞22右侧的圆柱筒腔为气体仓24。

磁流变液仓23内设有阻尼器活塞，阻尼器活塞具体为电磁铁活塞25，电磁铁活塞25将磁流变液仓23分隔形成有杆腔231和无杆腔232，有杆腔231和无杆腔232中均填充有磁流变流体。

电磁铁活塞25上设有通道，通道具体为多个贯通小孔，多个贯通小孔均沿左右方向延伸布置在电磁铁活塞25上并将电磁铁活塞25贯通，用于将电磁铁活塞25两侧的有杆腔231和无杆腔232中的磁流变流体连通，电磁铁活塞25上的线圈通电后，会在其周围产生磁场，以使得磁流变液仓23内的磁流变流体的黏度发生改变。

电磁铁活塞25上设有活塞杆26，活塞杆26沿左右方向延伸布置在磁流变液仓2中有杆腔231的一侧，其中部为中空结构，用于供导线插入，活塞杆26朝向气压活塞22的一端与电磁铁活塞25固定连接，使其内部的导线与电磁铁活塞25上的线圈导电连通，而导线伸出活塞杆26的一端与供电电路连接，供电电路上连接有控制装置，控制装置用于控制电磁铁活塞25上的线圈的电流大小，进而改变磁流变流体的黏度，以产生不同的阻尼力，模拟相应高压开关的分合闸阻力，高压开关用于由待测试操动机构驱动以进行分合闸操作。

活塞杆26背向气压活塞22的一端伸出阻尼器缸体21，并与外缸体3固定装配，使得阻尼器缸体21与活塞杆26可相对滑动，进而使得活塞杆26推动电磁铁活塞25在磁流变液仓23中滑动。

气体仓24中填充有惰性气体，气压活塞22在阻尼器缸体21内滑动对惰性气体进行压缩动作，以用于产生阻尼力，使得模拟装置对操动机构起到缓冲的作用。

阻尼器缸体21背向电磁铁活塞25的一端设有圆孔，圆孔供活塞杆26从磁流变液仓23中伸出，并使阻尼器缸体21与活塞杆26滑动装配；其背向气压活塞22的一端设有突出圆柱27，突出圆柱27的外周面上设有外螺纹，以用于与接头28螺纹装配。

接头28具体分为两部分，其朝向气压活塞22的部分设有连接腔29，连接腔29的内腔壁上设有外螺纹，用于与突出圆柱27旋装在一起，其背向气压活塞22的部分设有连接扣，用于与操动机构的输出端适配安装，以将磁流变阻尼器2与待测试操动机构连接在一起。

阻尼器缸体21的外周侧上套装有外缸体3，外缸体3整体为筒状结构，其朝向接头28的一端与阻尼器缸体21滑动装配，其背向接头28的一端供活塞杆26伸出，并与活塞杆26固定装配，外缸体3的左右两端还均设有法兰盘结构，其中一侧的法兰盘结构与支架1上的螺纹孔11相对应，用于通过螺栓将外缸体3支撑安装在支架1上，以将磁流变阻尼器2支撑安装在支架1上。

基于磁流变液的操动机构负载模拟装置上还设有位置传感器，位置传感器与控制装置通讯连接，用于将负载模拟装置的位置信号传输至控制装置上。

对操动机构进行负载模拟测试时，先将外缸体3端部的法兰盘结构与支架1上螺纹孔11所处位置通过螺栓对应安装在一起，以将外缸体3支撑安装在支架1上，使得套装在外缸体3内的磁流变阻尼器2支撑安装在支架1上，随后将待测试的操动机构安装在支架1上预留的安装位置上，将磁流变阻尼器2的接头28与操动机构的输出端传动连接，在控制装置上输入高压开关的本体参数及型号，操动机构开始动作时，位置传感器信号传送到控制装置上，控制装置根据高压开关本体参数和型号及位置传感器信号数据经过计算得出所需输出控制电流的大小，导线将控制电流经供电电路传送至电磁铁活塞25的线圈上，由于电磁感应现象，通电的线圈在电磁铁活塞25周围产生磁场，此时磁流变液仓23中的磁流变流体在磁场的作用下黏度发生改变，以对活塞杆26产生不同的阻尼力。

操动机构动作过程中，操动机构的输出端驱动阻尼器缸体21与活塞杆26发生相对滑动，使得活塞杆26推动电磁铁活塞25在黏度变化的磁流变流体中滑移，被活塞杆26推动磁流变流体朝向接头28的方向顶推气压活塞22，气压活塞22压缩气体仓24中的气体，以对操动机构起到缓冲的作用。

本实用新型提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置在磁流变阻尼器中增加气体仓，并使用气压活塞对气体仓的气体进行封堵和压缩，大大提高了负载模拟装置的缓冲效果，使得负载模拟装置的精度得到提升，便于发现操动机构中存在的问题。

本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的具体实施例2：

其与实施例1的区别主要在于，实施例1中，活塞杆与外缸体固定装配，阻尼器缸体与外缸体滑动装配，阻尼器缸体上设有接头，用于将阻尼器缸体与操动机构的输出端连接，以使得操动机构驱动磁流变阻尼器。本实施例中，活塞杆与外缸体滑动装配，阻尼器缸体与外缸体固定装配，活塞杆上设有接头，用于将活塞杆与操动机构的输出端连接，以使得操动机构驱动磁流变阻尼器。

本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的具体实施例3：

其与实施例1的区别主要在于，实施例1中，阻尼器缸体背向气压活塞的端部设有突出圆柱，突出圆柱的外周面上设有外螺纹，以与接头的连接腔旋装在一起，以将磁流变阻尼器与待测试操动机构连接在一起。本实施例中，阻尼器缸体背向气压活塞的端部未设置突出圆柱，阻尼器缸体背向气压活塞的端部设有外螺纹段，并且扩大接头连接腔的内径，使得连接腔可与阻尼器缸体的外螺纹段旋装在一起，以将磁流变阻尼器与待测试操动机构连接在一起。

本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的具体实施例4：

其与实施例1的区别主要在于，实施例1中，阻尼器缸体背向气压活塞的端部设有突出圆柱，突出圆柱的外周面上设有外螺纹，以与接头的连接腔旋装在一起，以将磁流变阻尼器与待测试操动机构连接在一起。本实施例中，突出圆柱的外周面上沿周向均布设置有四个螺纹孔，接头的连接腔上沿沿周向均布设置有四个螺纹孔，突出圆柱上螺纹孔与链接腔上的螺纹孔一一对应，使得连接腔与突出圆柱通过螺栓装配在一起，以将磁流变阻尼器与待测试操动机构连接在一起。

本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的具体实施例5：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，电磁铁活塞上设有线圈，线圈经供电电路与控制装置相连，由控制装置控制改变线圈的电流大小，以改变磁流变液仓中电磁活塞周围的磁流变流体的黏度。在本实施例中，将线圈设置在阻尼器缸体中的磁流变液仓的内周面上，线圈经供电电路与控制装置相连，由控制装置控制改变线圈的电流大小，以改变磁流变液仓磁流变流体的黏度，提高了通电线圈的作用范围。

本实用新型所提供的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置的具体实施例6：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，阻尼器缸体的外周侧套装有外缸体，外缸体朝向接头的一端与阻尼器缸体滑动装配，其背向接头的一端供活塞杆伸出，并与活塞杆固定装配，外缸体的左右两端还均设有法兰盘结构，其右侧法兰盘结构用于与支架上的螺纹孔相对应，用于通过螺栓将外缸体支撑安装在支架上，以将磁流变阻尼器支撑安装在支架上。在本实施例中，阻尼器缸体的外周侧未设置外缸体，此时，增大支架的体积，并且在支架上设置供磁流变阻尼器支撑安装的空间，将磁流变阻尼器支架支撑安装在支架上，简化了结构。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，包括：

支架（1），用于安装待测试操动机构；

磁流变阻尼器（2），相对支架（1）固定，用于与待测试操动机构传动连接；

控制装置，与磁流变阻尼器（2）连接，用于控制通入磁流变阻尼器（2）中电流的大小，以模拟相应高压开关的分合闸阻力，高压开关用于由待测试操动机构驱动以进行分合闸操作；

其特征在于，

所述磁流变阻尼器包括：

阻尼器缸体（21），其内密封滑动装配有气压活塞（22），该气压活塞（22）将阻尼器缸体（21）的内腔分为磁流变液仓（23）和气体仓（24）；

阻尼器活塞，滑动装配于所述磁流变液仓（23）内，以将磁流变液仓（23）分为有杆腔（231）和无杆腔（232），阻尼器活塞上设有通道，用于连通有杆腔（231）和无杆腔（232），所述有杆腔（231）位于所述阻尼器活塞的背向所述气体仓的一侧；

所述阻尼器活塞上连接有活塞杆（26），活塞杆（26）经所述有杆腔穿出阻尼器缸体（21）；

所述活塞杆（26）和阻尼器缸体（21）中的其中一个与所述支架（1）相对固定装配，另一个用于与待测试操动机构的输出端传动连接。

2.根据权利要求1所述的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，其特征在于，所述阻尼器活塞为电磁铁活塞（25），所述控制装置用于控制电磁铁活塞（25）上电流大小。

3.根据权利要求2所述的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，其特征在于，所述活塞杆（26）为中空结构，其内部供导线贯通插入，所述导线用于与所述电磁铁活塞（25）导电连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，其特征在于，所述磁流变液仓（23）内盛装有磁流变流体，所述气体仓（24）内充氮气或惰性气体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，其特征在于，所述阻尼器缸体（21）的端部可拆地安装有接头（28），用于与所述待测试操动机构输出端适配安装。

6.根据权利要求5所述的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，其特征在于，所述接头（28）和阻尼器缸体（21）螺纹可拆联接。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的基于磁流变液的操动机构负载模拟装置，其特征在于，所述阻尼器缸体（21）周侧套装有外缸体（3），外缸体（3）用于与所述支架（1）可拆安装，所述活塞杆（26）和阻尼器缸体（21）中与所述支架（1）相对固定装配的一个固定装配在所述外缸体（3）上，用于与待测试操动机构的输出端传动连接的另一个与所述外缸体（3）导向滑动装配。

Images