CN216902576U - 一种储能装置及旋转开关 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种储能装置及旋转开关，涉及电气技术领域。该储能装置包括壳体、设置在壳体内的连杆操作机构，以及与所述壳体转动连接的主轴，所述连杆操作机构与所述主轴传动连接，所述主轴用于和动触头连接，以带动所述动触头执行分闸或合闸操作，其中，所述主轴与所述壳体之间设置有储能组件，且所述储能组件在合闸过程中储能，分闸过程中释量，以便于通过上述结构进行能量分布优化，从而在不增加机构主簧的力的情况下，使得旋转开关获得更好的分断效果。

Description

一种储能装置及旋转开关

技术领域

本申请涉及电气技术领域，具体而言，涉及一种储能装置及旋转开关。

背景技术

旋转开关是以旋转手柄来控制主触点通断的一种开关，通过旋钮或手柄转动实现动触头与静触头的闭合或断开。旋转开关作为一种隔离开关，在分闸位置时，动、静触头间应具有符合规定要求的绝缘距离，并且开关具有明显的断开标志；在合闸位置时，触头应能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件下的电流。

为了简化旋转开关内操作机构的结构形式，并减小旋转开关的体积，可将旋转开关的操作机构替换为连杆传动的形式，连杆传动作为操作机构的重要部件之一，以便于手柄通过连杆之间的相互协作带动转轴旋转，实现合分闸操作。目前的连杆传动形式大多数采用四连杆过死点结构来确保合闸到位。

当把四连杆机构应用在旋转开关中时，能够使旋转开关正常合闸，然而，在需要进行分闸时，往往因为分闸力不足而导致无法进行有效的分闸。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种储能装置及旋转开关，能够将合闸时多余的力收集起来，以供分闸时使用，使得旋转开关获得更好的分断效果。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种储能装置，包括壳体、设置在壳体内的连杆操作机构，以及与所述壳体转动连接的主轴，所述连杆操作机构与所述主轴传动连接，所述主轴用于和动触头连接，以带动所述动触头执行分闸或合闸操作，其中，所述主轴与所述壳体之间设置有储能组件，且所述储能组件在合闸过程中储能，在分闸过程中释能。

可选地，所述储能组件包括与壳体转动连接的抵持板，以及与所述抵持板配合的储能簧，所述主轴的侧壁上设置有凸起，所述抵持板受驱与所述凸起抵持。

可选地，所述储能簧为扭簧，所述扭簧包括扭簧本体，以及分别与所述扭簧本体连接的第一扭臂和第二扭臂，其中，所述第一扭臂与所述壳体抵持，所述第二扭臂与所述抵持板背离所述凸起的一侧抵持。

可选地，所述储能簧为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述壳体抵持，另一端与所述抵持板背离所述凸起的一侧抵持。

可选地，所述储能簧为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述壳体连接，另一端与所述抵持板朝向所述凸起的一侧连接。

可选地，所述主轴的侧壁上设置有凸起，所述储能组件包括设置在所述壳体内的弹片，以及设置在所述壳体内的限位块，所述弹片的一端与所述壳体卡接，另一端用于与所述凸起抵持，所述限位块位于所述弹片朝向所述凸起的一侧。

可选地，所述储能组件包括套设在所述主轴上的扭力簧，以及设置在所述壳体内的滑槽，所述扭力簧的一端与所述主轴卡接，另一端与所述滑槽卡接。

可选地，所述连杆操作机构包括设置在所述壳体内的侧板、与所述侧板转动连接的扭转件，以及与所述扭转件同轴心设置的转动件，所述转动件上转动连接有第一连杆，所述第一连杆远离所述转动件的一端连接有连接架，所述连接架能够相对所述侧板转动预设角度，所述主轴与所述连接架之间通过锁扣组件连接，其中，所述转动件、所述第一连杆、所述连接架和所述侧板组成四连杆机构。

可选地，所述锁扣组件包括与所述主轴转动连接的第二连杆，以及与所述侧板转动连接的载扣架，所述第二连杆远离所述转动件的一端设置有连接轴，所述载扣架与所述连接轴之间卡接有第三连杆，且所述连接轴与所述连接架之间连接有弹性件，所述主轴、所述载扣架、所述第二连杆和所述第三连杆之间组成四连杆机构。

本申请实施例的另一方面，提供一种旋转开关，包括如上所述任意一项所述的储能装置，以及与所述储能装置的连杆操作机构连接的触头系统。

本申请实施例的有益效果包括：本申请实施例提供的储能装置及旋转开关，通过设置在壳体内的连杆操作机构，在连杆操作机构动作时，通过转轴带动储能组件同步动作。在合闸过程中，连杆操作机构带动主轴相对壳体转动时，连接于主轴和壳体之间的储能组件受主轴的作用力储能，还能避免连杆操作机构过死点后因弹力过大产生过冲现象，有利于保证连接结构的稳定性，避免冲击力过大造成连接结构损坏或故障。在分闸过程中，连杆操作机构带动主轴相对壳体反向转动时，连接于主轴和壳体之间的储能组件释放在合闸过程中积蓄的能量，以保证主轴反向转动时能够顺畅的转动，避免因分闸力不足而反应过慢。采用上述形式，能够将合闸时多余的力收集起来，以供分闸时使用，以便于进行能量分布优化，从而在不增加机构主簧的力的情况下，使得旋转开关获得更好的分断效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的储能装置的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的储能装置的结构示意图之二；

图3位本申请实施例提供的增加储能组件前后主轴分闸力矩对比的示意图；

图4为本申请实施例提供的储能装置的结构示意图之三；

图5为本申请实施例提供的主轴和储能组件配合的结构示意图之一；

图6为本申请实施例提供的主轴和储能组件配合的结构示意图之二；

图7为本申请实施例提供的连杆操作机构的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的锁扣组件的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的旋转开关的结构示意图。

图标：100-储能装置；110-壳体；112-限位块；120-连杆操作机构；122-侧板；123-扭转件；124-转动件；125-第一连杆；126-连接架；130-主轴；132-凸起；140-储能组件；142-抵持板；143-扭簧；144-压缩弹簧；145-弹片；150-锁扣组件；152-第二连杆；154-载扣架；156-连接轴；158-第三连杆；200-旋转开关；210-触头系统。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了简化旋转开关内操作机构的结构形式，并减小旋转开关的体积，可将旋转开关的操作机构替换为连杆传动的形式，连杆传动作为操作机构的重要部件之一，以便于手柄通过连杆之间的相互协作带动转轴旋转，实现合分闸操作。目前的连杆传动形式大多数采用四连杆过死点结构来确保合闸到位。当把四连杆机构应用在旋转开关中时，能够使旋转开关正常合闸，然而，在需要进行分闸时，往往因为分闸力不足而导致无法进行有效的分闸。针对上述问题，本申请实施例提供以下技术方案，能够将合闸时多余的力收集起来，以供分闸时使用，使得旋转开关获得更好的分断效果。

请参照图1和图2，本实施例提供一种储能装置100，包括壳体110、设置在壳体110内的连杆操作机构120，以及与壳体110转动连接的主轴130，连杆操作机构120与主轴130传动连接，主轴130用于和动触头连接，以带动动触头执行分闸或合闸操作，其中，主轴130与壳体110之间设置有储能组件140，且储能组件140在合闸过程中储能，在分闸过程中释能。

具体的，通过壳体110，以及设置在壳体110内的连杆操作机构120，在连杆操作机构120动作时，能够带动与壳体110转动连接的主轴130转动，主轴130用于和通断装置内的动触头连接，从而实现连杆操作机构120带动旋转开关的分合闸操作。在连杆操作机构120动作时，通过在主轴130与壳体110之间设置的储能组件140，在连杆操作机构120带动主轴130转动实现合闸的过程中，能够使储能组件140储能。在连杆操作机构120带动主轴130反向转动实现分闸的过程中，储能组件140存储的弹性势能释放，以便于旋转开关快速分闸。

其中，为了保证连杆操作机构120能够顺利带动主轴130转动，以保证分闸的顺利进行，需要使连杆操作机构120所施加的弹性力大于储能组件140所施加的弹性力，从而克服储能组件140储能产生的反作用力并顺利动作。

请再参考图3，图3中数据A是实现分闸时所需要的主轴130的分闸力矩，图3中数据B是只有连杆操作机构120时所能提供的分闸力矩，从图中可以看出，仅依靠连杆操作机构120造成分闸力矩不足，无法正常分闸。为了应对上述问题，可以增加连杆操作机构120的弹性件的弹性力，以保证分闸过程中能够稳定的分闸。然而，在采用更大弹性力的弹性件时，使得合闸时的操作力过大，造成冲击力过大。针对上述问题，在壳体110内增加储能组件140之后，根据四连杆的结构形式在合闸过程中，所能提供的合闸力具有一定的盈余的属性，能够将合闸时多余的力收集起来，以供分闸时使用，即图中数据C中增加储能组件140之后所能提供的分闸力矩，从图中可以看出，此时的分闸力矩大于主轴130所需的分闸力矩，能够顺利的实现分闸操作。

本申请实施例提供的储能装置100，通过设置在壳体110内的连杆操作机构120，在连杆操作机构120动作时，通过转轴带动储能组件140同步动作。在合闸过程中，连杆操作机构120带动主轴130相对壳体110转动时，连接于主轴130和壳体110之间的储能组件140受主轴130的作用力储能，还能避免连杆操作机构120过死点后因弹力过大产生过冲现象，有利于保证连接结构的稳定性，避免冲击力过大造成连接结构损坏或故障。在分闸过程中，连杆操作机构120带动主轴130相对壳体110反向转动时，连接于主轴130和壳体110之间的储能组件140释放在合闸过程中积蓄的能量，以保证主轴130反向转动时能够顺畅的转动，避免因分闸力不足而反应过慢。采用上述形式，能够将合闸时多余的力收集起来，以供分闸时使用，以便于进行能量分布优化，从而在不增加机构主簧的力的情况下，使得旋转开关获得更好的分断效果。

如图2所示，储能组件140包括与壳体110转动连接的抵持板142，以及与抵持板142配合的储能簧，主轴130的侧壁上设置有凸起132，抵持板142受驱与凸起132抵持。

具体的，通过与壳体110转动连接的抵持板142，在抵持板142受凸起132的抵持力或储能簧的弹性力时，能够相对壳体110转动。在合闸过程中，主轴130侧壁上的凸起132与抵持板142抵持，并克服储能簧的弹性力做功，以使储能簧压缩积蓄弹性势能。在分闸过程中，主轴130侧壁上的凸起132不再对抵持板142施加作用力，此时，储能簧积蓄的弹性势能释放，并通过抵持板142推动主轴130反向转动，以保证分闸的顺畅进行。

在本申请的可选实施例中，如图4所示，储能簧为压缩弹簧144，压缩弹簧144的一端与壳体110抵持，另一端与抵持板142背离凸起132的一侧抵持。

具体的，采用上述形式，以使抵持板142具有向转轴侧壁的凸起132抵持的抵持力。这样一来，在通过连杆操作机构120带动主轴130转动，以进行合闸过程中，主轴130的凸起132带动抵持板142相对壳体110转动，从而使压缩弹簧144受力压缩储能。在主轴130反向转动分闸时，压缩弹簧144恢复弹性形变的作用力通过抵持板142传递至主轴130处，以保证分闸的顺利进行。

在本申请的可选实施例中，如图5所示，储能簧为扭簧143，扭簧143包括扭簧143本体，以及分别与扭簧143本体连接的第一扭臂和第二扭臂，其中，第一扭臂与壳体110抵持，第二扭臂与抵持板142背离凸起132的一侧抵持。

具体的，采用上述形式，以使抵持板142在扭簧143的作用下具有向转轴侧壁的凸起132抵持的抵持力。这样一来，在通过连杆操作机构120带动主轴130转动，以进行合闸过程中，主轴130的凸起132带动抵持板142相对壳体110转动，从而使扭簧143的第一扭臂和第二扭臂受力压缩储能。在主轴130反向转动分闸时，扭簧143恢复弹性形变的作用力通过抵持板142传递至主轴130处，以保证分闸的顺利进行。

在本申请的可选实施例中，储能簧为拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端与壳体110连接，另一端与抵持板142朝向凸起132的一侧连接。

具体的，拉伸弹簧与压缩弹簧144的设置形式类似，不同之处在于拉伸弹簧位于抵持板142的另一侧，即拉伸弹簧的一端与壳体110连接，另一端与抵持板142朝向凸起132的一侧连接。采用上述形式，在通过连杆操作机构120带动主轴130转动，以进行合闸过程中，主轴130的凸起132带动抵持板142相对壳体110转动，从而使拉伸弹簧受力拉伸储能。在主轴130反向转动分闸时，拉伸弹簧恢复弹性形变的作用力通过抵持板142传递至主轴130处，以保证分闸的顺利进行。

在本申请的可选实施例中，如图6所示，主轴130的侧壁上设置有凸起132，储能组件140包括设置在壳体110内的弹片145，以及设置在壳体110内的限位块112，弹片145的一端与壳体110卡接，另一端用于与凸起132抵持，限位块112位于弹片145朝向凸起132的一侧。

具体的，弹片145可以采用U型结构，以使弹片145具有相互连接的第一弹性臂和第二弹性臂。采用上述形式，在通过连杆操作机构120带动主轴130转动，以进行合闸过程中，主轴130的凸起132带动第一弹性臂相对壳体110转动，从而使第一弹性臂和第二弹性臂之间受力压缩。在主轴130反向转动分闸时，弹片145恢复弹性形变的作用力通过第一弹性臂传递至主轴130处，以保证分闸的顺利进行。另外，通过在弹片145朝向凸起132的一侧设置限位块112，有利于保证第一弹性臂在特定角度内偏转，避免因凸起132脱离第一弹性臂后弹片145无法保持特定的结构形态。

在本申请的可选实施例中，储能组件140包括套设在主轴130上的扭力簧，以及设置在壳体110内的滑槽，扭力簧的一端与主轴130卡接，另一端与滑槽卡接。

具体的，采用上述形式，在通过连杆操作机构120带动主轴130转动，以进行合闸过程中，主轴130相对壳体110转动时，带动扭力簧与主轴130卡接的一端同步转动，从而使扭力簧受力积蓄弹性势能。在主轴130反向转动分闸时，扭力簧恢复弹性形变的作用力传递至主轴130处，以保证分闸的顺利进行。其中，通过将扭力簧的另一端与滑槽连接，在对扭力簧起到限位作用的同时，避免因扭力簧受转轴的作用力而发生卡死现象，有利于保证传动的稳定性。

如图7和图8所示，连杆操作机构120包括设置在壳体110内的侧板122、与侧板122转动连接的扭转件123，以及与扭转件123同轴心设置的转动件124，转动件124上转动连接有第一连杆125，第一连杆125远离转动件124的一端连接有连接架126，连接架126能够相对侧板122转动预设角度，主轴130与连接架126之间通过锁扣组件150连接，其中，转动件124、第一连杆125、连接架126和侧板122组成四连杆机构。

具体的，通过与侧板122转动连接的扭转件123，以保证扭转件123转动时具有稳定的支撑，其中，扭转件123用于和转动手柄连接，以便于通过转动手柄来带动扭转件123转动。扭转件123还同轴心设置有转动件124，在扭转件123转动时，能够带动转动件124同步转动，以便于将扭转件123的转动力矩通过转动件124传递至第一连杆125处。在第一连杆125受到转动件124力的作用时，第一连杆125具有转动方向上的偏移，同时能够相对转动件124发生转动，在第一连杆125动作时，带动连接架126相对侧板122转动。即由转动件124、第一连杆125、连接架126和侧板122组成四连杆机构在转动件124的驱动力下进行相互间的作用，最终通过连接架126带动锁扣组件150动作，以通过锁扣组件150带动主轴130转动，实现所需的分合闸操作。

如图8所示，锁扣组件150包括与主轴130转动连接的第二连杆152，以及与侧板122转动连接的载扣架154，第二连杆152远离转动件124的一端设置有连接轴156，载扣架154与连接轴156之间卡接有第三连杆158，且连接轴156与连接架126之间连接有弹性件，主轴130、载扣架154、第二连杆152和第三连杆158之间组成四连杆机构。

具体的，载扣架154也可以设置为U型结构，载扣架154的两个支撑臂分别与相对设置的两个侧板122转动连接。主轴130上转动设置的第二连杆152也对应设置为两个，且两个第二连杆152远离主轴130的一端设置有连接轴156，以便于第二连杆152能够稳定的支撑。通过将载扣架154与连接轴156之间卡接第三连杆158，以便于将第二连杆152和载扣架154之间建立连接关系。同时，弹性件设置在连接轴156和连接架126之间，弹性件可以采用拉伸弹簧，弹性件的个数可以根据需要设置为一个，也可以设置为两个，以便于对锁扣组件150提供分合闸操作时所需要的弹性力，从而保持当前状态的稳定性。在通过转动件124带动连接架126转动时，连接架126相对侧板122转动，连接架126与连接轴156之间通过弹性件连接，以改变连接轴156的位置，从而带动第二连杆152偏转，实现所需的分合闸操作。

如图9所示，本申请实施例还公开了一种旋转开关200，包括前述实施例中的储能装置100，以及与储能装置100的连杆操作机构120连接的触头系统210。该旋转开关200包含与前述实施例中的储能装置100相同的结构和有益效果。储能装置100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能装置(100)，其特征在于，包括壳体(110)、设置在壳体(110)内的连杆操作机构(120)，以及与所述壳体(110)转动连接的主轴(130)，所述连杆操作机构(120)与所述主轴(130)传动连接，所述主轴(130)用于和动触头连接，以带动所述动触头执行分闸或合闸操作，其中，所述主轴(130)与所述壳体(110)之间设置有储能组件(140)，且所述储能组件(140)在合闸过程中储能，在分闸过程中释能。

2.根据权利要求1所述的储能装置(100)，其特征在于，所述储能组件(140)包括与壳体(110)转动连接的抵持板(142)，以及与所述抵持板(142)配合的储能簧，所述主轴(130)的侧壁上设置有凸起(132)，所述抵持板(142)受驱与所述凸起(132)抵持。

3.根据权利要求2所述的储能装置(100)，其特征在于，所述储能簧为扭簧(143)，所述扭簧(143)包括扭簧(143)本体，以及分别与所述扭簧(143)本体连接的第一扭臂和第二扭臂，其中，所述第一扭臂与所述壳体(110)抵持，所述第二扭臂与所述抵持板(142)背离所述凸起(132)的一侧抵持。

4.根据权利要求2所述的储能装置(100)，其特征在于，所述储能簧为压缩弹簧(144)，所述压缩弹簧(144)的一端与所述壳体(110)抵持，另一端与所述抵持板(142)背离所述凸起(132)的一侧抵持。

5.根据权利要求2所述的储能装置(100)，其特征在于，所述储能簧为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述壳体(110)连接，另一端与所述抵持板(142)朝向所述凸起(132)的一侧连接。

6.根据权利要求1所述的储能装置(100)，其特征在于，所述主轴(130)的侧壁上设置有凸起(132)，所述储能组件(140)包括设置在所述壳体(110)内的弹片(145)，以及设置在所述壳体(110)内的限位块(112)，所述弹片(145)的一端与所述壳体(110)卡接，另一端用于与所述凸起(132)抵持，所述限位块(112)位于所述弹片(145)朝向所述凸起(132)的一侧。

7.根据权利要求1所述的储能装置(100)，其特征在于，所述储能组件(140)包括套设在所述主轴(130)上的扭力簧，以及设置在所述壳体(110)内的滑槽，所述扭力簧的一端与所述主轴(130)卡接，另一端与所述滑槽卡接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的储能装置(100)，其特征在于，所述连杆操作机构(120)包括设置在所述壳体(110)内的侧板(122)、与所述侧板(122)转动连接的扭转件(123)，以及与所述扭转件(123)同轴心设置的转动件(124)，所述转动件(124)上转动连接有第一连杆(125)，所述第一连杆(125)远离所述转动件(124)的一端连接有连接架(126)，所述连接架(126)能够相对所述侧板(122)转动预设角度，所述主轴(130)与所述连接架(126)之间通过锁扣组件(150)连接，其中，所述转动件(124)、所述第一连杆(125)、所述连接架(126)和所述侧板(122)组成四连杆机构。

9.根据权利要求8所述的储能装置(100)，其特征在于，所述锁扣组件(150)包括与所述主轴(130)转动连接的第二连杆(152)，以及与所述侧板(122)转动连接的载扣架(154)，所述第二连杆(152)远离所述转动件(124)的一端设置有连接轴(156)，所述载扣架(154)与所述连接轴(156)之间卡接有第三连杆(158)，且所述连接轴(156)与所述连接架(126)之间连接有弹性件，所述主轴(130)、所述载扣架(154)、所述第二连杆(152)和所述第三连杆(158)之间组成四连杆机构。

10.一种旋转开关(200)，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的储能装置(100)，以及与所述储能装置(100)的连杆操作机构(120)连接的触头系统(210)。

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