CN218769253U - 高压断路器操动机构的储能模块及高压断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高压断路器操动机构的储能模块及高压断路器。该储能模块包括：壳体，所述壳体限界出齿轮箱、低压油腔和高压油腔，低压油腔通过送油通道与高压油腔连通；电机，所述电机装配至壳体并包括伸入齿轮箱中的转轴；传动单元，所述传动单元包括直齿轮组和驱动轴，直齿轮组布置于齿轮箱中并与转轴啮合，驱动轴的第一端部在齿轮箱中与直齿轮组啮合，并且该驱动轴的反向于第一端部的第二端部伸入低压油腔中；以及至少一个泵单元，所述泵单元布置于低压油腔中，并配置成在驱动轴的驱动下将低压油腔中的液压油经由送油通道送入高压油腔中。根据本实用新型的储能模块具备良好的可靠性，使用寿命较长，并且结构简单，装配方便。

Description

高压断路器操动机构的储能模块及高压断路器

技术领域

本实用新型涉及高压断路器技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种高压断路器操动机构的储能模块，以及涉及包括这种储能模块的高压断路器。

背景技术

高压断路器操动机构例如可以是一种液压弹簧机构，即通过液压油实现弹簧的能量储存及释放，储能后的弹簧作为动力源驱动断路器本体以实现分合闸操作。液压弹簧机构的储能模块通常包括三个组成单元：提供动力的电机；为液压油加压的泵单元；以及连接电机与泵单元的传动单元。

在现有的储能模块中，传动单元通常使用一对由塑料齿轮和金属齿轮配合的锥齿轮实现传动，然而，这类锥齿轮在长时间使用后容易断裂，使用寿命短。因此，由于传动单元存在的缺陷，导致储能模块的可靠性存在问题。此外，由于锥齿轮本身的特性以及储能模块的设计导致现有的储能模块的装配较为复杂，并且液压油流速难以提升，储能时间较长。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高压断路器操动机构的储能模块，该储能模块具备良好的可靠性，使用寿命较长，并且结构简单，装配方便。

为此，本实用新型的第一方面提供了一种高压断路器操动机构的储能模块，所述储能模块包括：壳体，所述壳体限界出齿轮箱、低压油腔和高压油腔，所述低压油腔通过送油通道与所述高压油腔连通；电机，所述电机装配至所述壳体并包括伸入所述齿轮箱中的转轴；传动单元，所述传动单元包括直齿轮组和驱动轴，所述直齿轮组布置于所述齿轮箱中并与所述转轴啮合，所述驱动轴的第一端部在所述齿轮箱中与所述直齿轮组啮合，并且所述驱动轴的反向于所述第一端部的第二端部伸入所述低压油腔中；以及至少一个泵单元，所述泵单元布置于所述低压油腔中，并配置成在所述驱动轴的驱动下将所述低压油腔中的液压油经由所述送油通道送入所述高压油腔中。

根据本实用新型的可选实施方式，所述泵单元包括：泵体，所述泵体固定于所述低压油腔中并限界出与所述送油通道连通的进油通道；活塞，所述活塞包括活塞杆和活塞头，所述活塞杆插入所述进油通道并适于沿所述进油通道轴向移动，所述活塞头设置于所述活塞杆的伸出所述泵体的一端；以及弹簧，所述弹簧环绕所述活塞杆设置于所述泵体与所述活塞头之间并适于推动所述活塞头远离所述泵体移动。

根据本实用新型的可选实施方式，所述驱动轴设有从其第二端部径向突出的突出部，所述驱动轴配置成在旋转至使所述突出部面对所述活塞头时推动所述活塞头朝向所述泵体移动。

根据本实用新型的可选实施方式，所述储能模块包括第一泵单元和第二泵单元，所述第一泵单元的进油通道和所述第二泵单元的进油通道彼此呈角度布置，以使得所述驱动轴能够依次推动所述第一泵单元的活塞头和所述第二泵单元的活塞头朝向各自的泵体移动。

根据本实用新型的可选实施方式，所述直齿轮组包括由金属材料制成的一对直齿轮。

根据本实用新型的可选实施方式，所述储能模块还包括第一盖板，所述第一盖板固定至所述壳体以封闭所述齿轮箱，所述电机固定至所述第一盖板，并且所述转轴穿过所述第一盖板伸入所述齿轮箱中。

根据本实用新型的可选实施方式，所述储能模块还包括第二盖板，所述第二盖板固定至所述壳体以封闭所述低压油腔。

根据本实用新型的可选实施方式，所述储能模块还包括布置于所述高压油腔中的过滤装置。

根据本实用新型的可选实施方式，所述储能模块还包括单向阀，所述单向阀在所述高压油腔的出口固定至所述壳体。

本实用新型的第二方面提供了一种高压断路器，所述高压断路器包括根据本实用新型的第一方面的高压断路器操动机构的储能模块。

与现有技术相比，根据本实用新型的高压断路器操动机构的储能模块具有多个有益效果，尤其是：通过直齿轮的设置确保了该储能模块的较高可靠性，使用寿命较长；此外，该储能模块可以作为高压断路器的独立单元并采用模块化设计，因此便于其在高压断路器液压弹簧机构本体上的装配和拆卸；再者，该储能模块可以通过设置多于一个泵单元而便于提升液压油的流量和流速，从而减小储能的时长。

附图说明

本实用新型的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图1是本实用新型的储能模块的第一实施例的立体示意图；

图2是图1中的储能模块的剖视示意图；

图3是本实用新型的储能模块的第二实施例的剖视示意图。

应当注意到，附图不仅用于对本实用新型的解释说明，必要时还有助于对本实用新型的限定。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的保护范围。

在本文中，在描述时各个部件的结构位置时，“上”、“下”、“顶”、“底”等指示方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示设置时，这些指示方向的表述是恰当的，但当图中各个部件的位置改变时，这些指示方向的表述也应相应改变。

本实用新型涉及对高压断路器的液压弹簧式操动机构的储能模块的改进，以克服现有储能模块可靠性不佳、装配复杂、储能时间较长等缺陷。

图1和图2示出了本实用新型的储能模块的第一实施例。如图1和图2所示，该储能模块主要包括壳体1以及装配至壳体1的电机3、传动单元、泵单元7。

壳体1限界出向上开口的齿轮箱11、向下开口的低压油腔12和侧向开口的高压油腔13。低压油腔12通过穿过壳体1的壁的进油接头23与外部油箱连通，并通过开设于壳体1中的送油通道14与高压油腔13连通。

在该实施例中，该储能模块还包括第一盖板21和第二盖板22。第一盖板21固定至壳体1的顶部以封闭齿轮箱11，第二盖板22固定至壳体1的底部以封闭低压油腔12。此外，如图2所示，该储能模块还包括设置于第二盖板22与壳体1的连接位置的第一密封圈61，以防止经由进油接头23进入低压油腔12中的液压油向下渗漏。用于提供动力源的电机3固定至第一盖板21，并使得该电机3的转轴31穿过第一盖板21伸入齿轮箱11中。

由此，该储能模块被构造成采用模块化设计的独立单元，以便于其在高压断路器液压弹簧机构本体上的装配和拆卸。

所述传动单元包括直齿轮组和驱动轴5。在该实施例中，所述直齿轮组包括布置于齿轮箱11中的例如由金属材料制成的一对直齿轮，其中，第一直齿轮41的内圈与电机3的转轴31啮合，第一直齿轮41的外圈与第二直齿轮42的外圈啮合，必要时可以添加润滑油以降低运行时的磨损。

驱动轴5的第一端部在齿轮箱11中与第二直齿轮42的内圈啮合，并且该驱动轴5的反向于该第一端部的第二端部伸入低压油腔12中，由此该驱动轴5被设置成与电机3的转轴31平行。

此外，如图2所示，该储能模块还包括环绕驱动轴5设置于壳体1上的第二密封圈62、第一轴承63和定位板64。第二密封圈62用于隔离齿轮箱11和低压油腔12，以防止液压油进入齿轮箱11中。定位板64用于支撑驱动轴5，以防止驱动轴5在旋转时的轴向移动。第二轴承65装配至第二盖板22以支撑驱动轴5的第二端部。

相较于现有的使用锥齿轮的传动单元，优选地由金属材料制成的直齿轮组在长时间使用后不易断裂，因此有效提升了传动单元的可靠性和使用寿命。可以理解到，本实用新型对于直齿轮的具体数量和尺寸不做限制，可以根据实际传动比的需要来选择。

泵单元7布置于低压油腔12中，并配置成在驱动轴5的驱动下将低压油腔12中的液压油经由送油通道14送入高压油腔13中。在该实施例中，泵单元7主要包括泵体71、第一泵体单向阀741、第二泵体单向阀742、活塞75和弹簧76。

泵体71固定于低压油腔12中并限界出进油通道72和连接通道73，进油通道72通过连接通道73与送油通道14连通。第一泵体单向阀741在进油通道72的入口固定至泵体71，以允许低压油腔12中的液压油流入进油通道72，并防止进入进油通道72中的液压油返回至低压油腔12。第二泵体单向阀742在连接通道73的出口固定至泵体71，以允许连接通道73中的液压油流入送油通道14，并防止进入送油通道14中的液压油返回至连接通道73。

活塞75包括活塞杆751和活塞头752，活塞杆751从进油通道72的反向于第一泵体单向阀741的端部插入进油通道72，并适于沿进油通道72轴向移动以将液压油吸入进油通道72并经由连接通道73送入送油通道14，活塞头752一体设置于活塞杆751的伸出泵体71的端部。弹簧76环绕活塞杆751设置于泵体71与活塞头752之间，并适于推动所述活塞头752远离泵体71并朝向驱动轴5移动。

驱动轴5设有从其位于低压油腔12中的第二端部径向突出的突出部51，以在该位置形成类似“凸轮”的构造。驱动轴5可选地在突出部51的位置设有套设于该“凸轮”上的环52以增加其耐磨性。当驱动轴5旋转至使突出部51面对活塞头752时，该驱动轴5通过该突出部51推动活塞头752朝向泵体71移动。也就是说，由该突出部51施加于活塞头752上的推力与由弹簧76施加于活塞头752上的弹力方向相反，当该突出部51推动活塞头752朝向泵体71移动时，弹簧76在泵体71与活塞头752之间被压缩。

优选地，该储能模块还包括过滤保护单元。例如，所述过滤保护单元包括布置于高压油腔13中的过滤装置8，以对经由送油通道14进入高压油腔13中的液压油进行过滤。还例如，所述过滤保护单元包括单向阀9，该单向阀9在高压油腔13的出口固定至壳体1，以允许高压油腔13中的液压油流出壳体1，并防止流出壳体1的液压油返回至高压油腔13。

下面简述该储能模块的工作原理：当电机3启动时，该电机3依次通过转轴31、第一直齿轮41和第二直齿轮42向驱动轴5传递动力以带动驱动轴5旋转；当驱动轴5旋转至使得突出部51背离活塞头752时，弹簧76推动活塞75朝向驱动轴5移动直至使活塞头752抵住驱动轴5，此时，由于活塞杆751在进油通道72中远离该进油通道72的入口(进油口)移动，通过进油接头23进入低压油腔12中的液压油由此被吸入进油通道72；此后，当驱动轴5旋转至使得突出部51抵住活塞头752时，该驱动轴5通过该突出部51推动活塞75克服弹簧76的弹力反向移动，此时，活塞杆751在进油通道72中的反向移动能够为液压油加压，使得液压油经由连接通道73和送油通道14被送入高压腔室13；可以理解到，由于驱动轴5的旋转，吸油和加压送油过程不断重复循环；进入高压腔室13的液压油通过过滤装置8过滤后经由单向阀9流出壳体1，以便为分合闸弹簧储能，储能后的分合闸弹簧能够作为动力源驱动高压断路器的本体实现分合闸操作。

图3示出了本实用新型的储能模块的第二实施例。该第二实施例的储能模块的传动单元构造以及泵单元的吸油和加压送油原理与第一实施例类似，相同之处因此不再重复赘述。区别之处在于，如图3(在低压油腔12的位置水平截取并向上观察的剖视图)所示，该第二实施例的储能模块包括第一泵单元7a和第二泵单元7b，第一泵单元7a的进油通道72和第二泵单元7b的进油通道72彼此呈角度(例如大致90°)布置，以使得驱动轴5在旋转时能够依次推动第一泵单元7a的活塞头752和第二泵单元7b的活塞头752朝向各自的泵体71移动。

也就是说，相较于第一实施例，该第二实施例的储能模块包括布置于低压油腔12中的两个具有相同构造的泵单元，通过各自活塞75的运动，经由两个进油接头23进入低压油腔12中的液压油能够分别被吸入这两个泵单元的各自进油通道72中，经加压后再经由两个不同的送油通道14汇聚至该储能模块的高压油腔。

由此，通过在单个储能模块的壳体中设置两个甚至更多数量的泵单元，可以减小单个泵单元的运行功率，并且能够提升液压油的总体流量和流速，从而减小储能的时长。

以上已揭示本实用新型的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。

上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。

Claims (10)

1.一种高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)限界出齿轮箱(11)、低压油腔(12)和高压油腔(13)，所述低压油腔(12)通过送油通道(14)与所述高压油腔(13)连通；

电机(3)，所述电机(3)装配至所述壳体(1)并包括伸入所述齿轮箱(11)中的转轴(31)；

传动单元，所述传动单元包括直齿轮组和驱动轴(5)，所述直齿轮组布置于所述齿轮箱(11)中并与所述转轴(31)啮合，所述驱动轴(5)的第一端部在所述齿轮箱(11)中与所述直齿轮组啮合，并且所述驱动轴(5)的反向于所述第一端部的第二端部伸入所述低压油腔(12)中；以及

至少一个泵单元(7)，所述泵单元(7)布置于所述低压油腔(12)中，并配置成在所述驱动轴(5)的驱动下将所述低压油腔(12)中的液压油经由所述送油通道(14)送入所述高压油腔(13)中。

2.根据权利要求1所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述泵单元(7)包括：

泵体(71)，所述泵体(71)固定于所述低压油腔(12)中并限界出与所述送油通道(14)连通的进油通道(72)；

活塞(75)，所述活塞(75)包括活塞杆(751)和活塞头(752)，所述活塞杆(751)插入所述进油通道(72)并适于沿所述进油通道(72)轴向移动，所述活塞头(752)设置于所述活塞杆(751)的伸出所述泵体(71)的一端；以及

弹簧(76)，所述弹簧(76)环绕所述活塞杆(751)设置于所述泵体(71)与所述活塞头(752)之间并适于推动所述活塞头(752)远离所述泵体(71)移动。

3.根据权利要求2所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述驱动轴(5)设有从其第二端部径向突出的突出部(51)，所述驱动轴(5)配置成在旋转至使所述突出部(51)面对所述活塞头(752)时推动所述活塞头(752)朝向所述泵体(71)移动。

4.根据权利要求3所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述储能模块包括第一泵单元和第二泵单元，所述第一泵单元的进油通道和所述第二泵单元的进油通道彼此呈角度布置，以使得所述驱动轴(5)能够依次推动所述第一泵单元的活塞头和所述第二泵单元的活塞头朝向各自的泵体移动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述直齿轮组包括由金属材料制成的一对直齿轮。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述储能模块还包括第一盖板(21)，所述第一盖板(21)固定至所述壳体(1)以封闭所述齿轮箱(11)，所述电机(3)固定至所述第一盖板(21)，并且所述转轴(31)穿过所述第一盖板(21)伸入所述齿轮箱(11)中。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述储能模块还包括第二盖板(22)，所述第二盖板(22)固定至所述壳体(1)以封闭所述低压油腔(12)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述储能模块还包括布置于所述高压油腔(13)中的过滤装置(8)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的高压断路器操动机构的储能模块，其特征在于，所述储能模块还包括单向阀，所述单向阀在所述高压油腔(13)的出口固定至所述壳体(1)。

10.一种高压断路器，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的高压断路器操动机构的储能模块。

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