CN219085914U - 一种断路器操作机构用自动储能装置及断路器操作机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种断路器操作机构用自动储能装置及断路器操作机构，应用在断路器操作机构技术领域。自动储能装置包括支撑板、主轴、棘爪和摇臂组件。支撑板上安装有电机，支撑板上固定有棘爪轴，主轴转动连接在支撑板上，主轴上分别固定套设有凸轮和棘轮，棘爪转动连接在棘爪轴上，棘爪与棘爪轴之间设有扭簧，棘爪与棘轮相配合，摇臂组件包括安装于支撑板上的摇臂转轴以及可绕摇臂转轴转动的摇臂本体，摇臂本体与凸轮相抵接，摇臂本体上远离摇臂转轴的一端连接有储能弹簧，储能弹簧远离摇臂本体的一端被配置为固定端。断路器操作机构包括所述的自动储能装置。本申请具有部件位置布局合理、无臃肿结构、尺寸小的效果。

Description

一种断路器操作机构用自动储能装置及断路器操作机构

技术领域

本申请涉及断路器操作机构技术领域，尤其是涉及一种断路器操作机构用自动储能装置及断路器操作机构。

背景技术

储能式电动操作机构是电动操作机构的一种，大量应用在电压等级较高的远程控制断路器中。远程控制断路器根据接收的远程控制指令后，通过储能式操作机构执行动作。储能式电动操作用于远程控制断路器分、合闸，以及在分闸状态下预储能，合闸时释能以实现断路器的快速合闸。储能式操作机构通常包括手动储能装置以及自动储能装置，目前，储能式电动操作机构往往不能合理地布置手动储能装置以及自动储能装置，使得储能式电动操作机构结构臃肿，高度尺寸过大，不能轻易地安装在配电柜内。

实用新型内容

为了改善电动操作机构结构臃肿，高度尺寸过大的问题，本申请提供一种断路器操作机构用自动储能装置及断路器操作机构。

第一方面，本申请提供的一种断路器操作机构用自动储能装置，采用如下的技术方案：

一种断路器操作机构用自动储能装置，包括：

支撑板，所述支撑板上安装有电机，所述支撑板上固定有棘爪轴；

主轴，转动连接在所述支撑板上，所述主轴上分别固定套设有凸轮和棘轮；

棘爪，转动连接在所述棘爪轴上，所述棘爪与所述棘爪轴之间设有扭簧，所述棘爪与所述棘轮相配合，以限制所述棘轮仅能沿单一方向转动；和

摇臂组件，所述摇臂组件包括转动连接于所述支撑板上的摇臂转轴以及与所述摇臂转轴固定的摇臂本体，所述摇臂本体与所述凸轮相抵接，所述摇臂本体上远离所述摇臂转轴的一端连接有储能弹簧，所述储能弹簧远离所述摇臂本体的一端被配置为固定端。

通过采用上述技术方案，将电机布置在支撑板上并与主轴的位置错开，布局合理，整个装置中没有冗余空间，且不影响各组件发挥各自的功能。

可选的，还包括传动机构，所述传动机构包括：

主动齿轮，固定于所述电机输出端；和

从动齿轮，固定套设于所述主轴上；

所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合，从而使所述电机能够驱动所述主轴转动。

通过采用上述技术方案，利用传动机构可以将电机输出的转动机械能传递给从动齿轮，进而驱动主轴转动，实现储能的目的。

可选的，所述主动齿轮与所述从动齿轮之间设有齿轮组，且所述齿轮组分别与所述主动齿轮及所述从动齿轮相啮合。

通过采用上述技术方案，利用齿轮组可以降低将电机的输出速度降低至合适的速度，从而传递给主轴合适的转动速度，以确保能够满足断路器合闸和分闸的需求。

可选的，所述棘爪具有一体成型的第一转动部、连接部和第二转动部，所述第一转动部与所述第二转动部远离所述连接部的一端分别套设于所述棘爪轴上，所述扭簧设置于所述第一转动部与所述第二转动部之间，且所述扭簧的一端固定于所述支撑板上，另一端与所述连接部相抵接。

通过采用上述技术方案，利用棘爪可以限制棘轮仅能沿单一方向旋转，防止主轴在储能过程中反向旋转导致储能失败。

可选的，还包括行星齿轮，所述行星齿轮包括内环形齿的齿圈以及与齿圈相啮合的三个小齿轮，所述齿圈固定套设于所述主轴上，三个小齿轮的中心分别与所述棘轮固定。

通过采用上述技术方案，利用齿圈以及三个小齿轮，可使主轴转动时能够同步带动棘轮转动，进而可持续限制棘轮仅能沿单一方向旋转。

可选的，所述齿圈外缘设有凸出的回转部，用于与所述第一转动部相抵接，所述第二转动部与所述棘轮相抵接。

通过采用上述技术方案，在主轴储能转动时，利用第二转动部的限制使棘轮带动主轴仅能沿储能转动的方向转动，储能完毕时，回转部恰好与第一转动部相抵接。在主轴需要进行释能时，即主轴释能转动时，利用回转部下压第一转动部，使第二转动部随之一起下压，以解除第二转动部对棘轮的限制，使得主轴能够沿释能转动的方向转动。

可选的，还包括状态指示杆，所述状态指示杆转动连接在所述支撑板上且所述状态指示杆朝向所述齿圈的一侧设有拨动柱，所述齿圈的外侧壁设有凸出的拨动部，用于在所述齿圈转动时利用所述拨动部推动所述拨动柱，进而使所述状态指示杆远离其转动中心的一端发生位移以指示状态发生变化。

通过采用上述技术方案，在主轴储能完毕时利用齿圈的拨动部抵推状态指示杆的拨动柱进而使状态指示杆发生转动位移，能够提醒使用者当前主轴已处于储能完毕的状态。

可选的，所述摇臂本体上固定有摇臂滚轮，用于与所述凸轮相抵接。

通过采用上述技术方案，在主轴转动过程中，摇臂滚轮受凸轮外缘形状的影响，在靠近与远离主轴的方向来回摆动，进而实施储能动作或释能动作。

第二方面，本申请提供的一种断路器操作机构，采用如下的技术方案：

一种断路器操作机构，包括所述的自动储能装置。

通过采用上述技术方案，利用电机驱动主轴转动，主轴转动时利用凸轮推动所述摇臂组件向远离储能弹簧的方向转动，进而拉伸储能弹簧实现储能动作。

可选的，还包括手动储能装置，所述摇臂本体上开设有供所述主轴贯穿的腰型孔，所述手动储能装置与所述主轴远离所述棘轮的一端相连，用于驱动所述主轴转动实现储能。

通过采用上述技术方案，将手动储能装置与自动释能装置分别设置于摇臂本体的两侧并分别与主轴相连，既可以通过手动储能装置驱动主轴转动使摇臂本体实施储能动作，又可以通过电动储能装置驱动主轴转动使摇臂本体实施储能动作。二者的设置位置布局合理，互不干扰，为储能式电动操作机构结构向小尺寸化方向发展提供了新思路。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1、通过采用上述技术方案，将电机布置在支撑板上并与主轴的位置错开，布局合理，整个装置中没有冗余空间，且不影响各组件发挥各自的功能。

2、将手动储能装置与自动释能装置分别设置于摇臂本体的两侧并分别与主轴相连，既可以通过手动储能装置驱动主轴转动使摇臂本体实施储能动作，又可以通过电动储能装置驱动主轴转动使摇臂本体实施储能动作。二者的设置位置布局合理，互不干扰，为储能式电动操作机构结构向小尺寸化方向发展提供了新思路。

附图说明

图1为装配有本申请实施例的自动储能装置的断路器操作机构的主视图；

图2为图1所示断路器操作机构的右视图；

图3为图2中A部分的放大示意图；

图4为凸轮的结构示意图；

图5为本申请实施例中装配于主轴上的各部件的爆炸示意图；

图6为本申请实施例的自动储能装置的棘爪的结构示意图；

图7为本申请实施例中行星齿轮的齿圈与状态指示杆的装配示意图。

附图标记：

10、自动储能装置；11、支撑板；111、电机安装板；12、行星齿轮；121、齿圈；122、小齿轮；123、拨动部；124、回转部；13、棘爪轴；14、棘轮；15、棘爪；151、第一转动部；152、连接部；153、第二转动部；154、扭簧；16、主动齿轮；17、从动齿轮；18、齿轮组；19、电机；20、手动储能装置；31、摇臂本体；32、主轴；33、凸轮；34、状态指示杆；341、拨动柱；342、指示板；35、手柄；36、摇臂滚轮；37、摇臂转轴；371、摇臂轴承；38、储能弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

图1为装配有本申请实施例的自动储能装置10的断路器操作机构的主视图。参见图1，本申请实施例公开了一种断路器操作机构用自动储能装置10，该自动储能装置10一般性地可包括：支撑板11、电机19、主轴32、棘爪15、棘轮14。

参见图1，主轴32转动连接在支撑板11上，一般可以在主轴32与支撑板11接触处安装主轴32轴承，从而确保主轴32可以在支撑板11上转动。

参见图1，电机19可以安装在支撑板11上。由于电机19的尺寸略大，为了合理配置断路器操作机构内部的空间，也可以通过在支撑板11上安装一适应电机19尺寸的电机安装板111，再将电机19安装于电机安装板111上。电机19的输出端通过传动机构向主轴32传递转动机械能，以驱动主轴32转动。

参见图1，传动机构包括：主动齿轮16、从动齿轮17和齿轮组18。主动齿轮16固定于电机19输出端，从动齿轮17固定套设于主轴32上并位于支撑板11的一侧。齿轮组18均固定于支撑板11上，并分别与主动齿轮16与从动齿轮17相啮合，用于驱动主轴32转动。电机19工作时，驱动主动齿轮16转动，进而驱动齿轮组18转动，最后能够使从动齿轮17随之转动，从而带动主轴32转动。

图2为图1所示断路器操作机构的右视图。参见图2，摇臂组件安装于支撑板11上背离从动齿轮17的一侧，且主轴32贯穿摇臂本体31。图3为图2中A部分的放大示意图。参见图3，摇臂组件包括摇臂转轴37以及摇臂本体31。摇臂本体31上具有供摇臂转轴37贯穿的通孔，摇臂转轴37贯穿摇臂本体31并与摇臂本体31固定。摇臂转轴37转动连接于支撑板11上，可以通过在摇臂转轴37与支撑板11的接触处安装摇臂轴承371，从而确保摇臂转轴37可以在支撑板11上转动。

如图3所示，凸轮33设置于主轴32上远离从动齿轮17的一侧。图4为凸轮33的结构示意图。参见图4，凸轮33的外缘具有光滑连接的变半径曲面和内凹曲面。参见图3，摇臂本体31上远离摇臂转轴37的部分设有摇臂滚轮36，摇臂滚轮36与凸轮33相抵接。因此，主轴32转动时会带动凸轮33转动，由于凸轮33的外援并非等距的圆形结构，在凸轮33转动时会推动摇臂滚轮36转动同时使摇臂滚轮36靠近或远离凸轮33，进而使摇臂本体31以摇臂转轴37为中心往返摆动。

参见图2，摇臂本体31上远离摇臂转轴37的一端连接有储能弹簧38，储能弹簧38远离摇臂本体31的一端被配置为固定端。参见图1，摇臂本体31的底部连接有断路器的手柄35。在摇臂本体31往返摆动的过程中，储能弹簧38被拉伸或被释放，进而带动手柄35在一定行程内往返移动，实现断路器的合闸和分闸。具体一点来说，在储能弹簧38被拉伸时，储能弹簧38储蓄弹性势能，储能弹簧38被释放时，储能弹簧38储蓄的弹性势能被释放。

参见图1，支撑板11上固定有棘爪轴13，棘爪15转动连接在棘爪轴13上，棘爪15与棘爪轴13之间设有扭簧154。参见图3，主轴32上固定套设有棘轮14。棘爪15与棘轮14相配合，以限制棘轮14仅能沿单一方向转动。在主轴32储能转动时，通过在主轴32上设置棘轮14，利用棘爪15对棘轮14的限制，可限制棘轮14仅能沿单一方向转动，进而使主轴32在储能转动时不能回转。

图5为本申请实施例中装配于主轴32上的各部件的爆炸示意图。参见图5，主轴32上还套设有行星齿轮12，行星齿轮12位于棘轮14远离从动齿轮17的一侧，行星齿轮12包括具有内环形齿的齿圈121以及与齿圈121相啮合的三个小齿轮122，三个小齿轮122的中心分别与棘轮14固定。在主轴32转动时，齿轮随主轴32转动，进而使得三个小齿轮122相应旋转带动棘轮14转动，棘轮14转动过程中受棘爪15的限制仅能沿单一方向转动。

图6为本申请实施例的自动储能装置10的棘爪15的结构示意图。参见图6，棘爪15具有一体成型的第一转动部151、连接部152和第二转动部153，第一转动部151与第二转动部153远离连接部152的一端分别套设于棘爪轴13上，扭簧154设置于第一转动部151与第二转动部153之间，且扭簧154的一端固定于支撑板11上，另一端与连接部152相抵接。

如图3所示，第二转动部153对应于棘轮14下方，第一转动部151对应于齿圈121下方，齿圈121对应第一转动部151的位置处设有回转部124。在主轴32储能转动时，利用第二转动部153的限制使棘轮14带动主轴32仅能沿储能转动的方向转动，储能完毕时，回转部124恰好与第一转动部151相抵接。在主轴32需要进行释能时，即主轴32释能转动时，利用回转部124下压第一转动部151，使第二转动部153随之一起下压，以解除第二转动部153对棘轮14的限制，使得主轴32能够沿释能转动的方向转动。以上可以理解的是，主轴32储能转动方向与释能转动方向恰好相反。

参见图1，状态指示杆34上转动连接在支撑板11上。图7为本申请实施例中行星齿轮12的齿圈121与状态指示杆34的装配示意图。参见图7，状态指示杆34朝向齿圈121的一侧设有拨动柱341，齿圈121远离小齿轮122的一侧外侧壁设有凸出的拨动部123，状态指示杆34远离转动中心的一端设有状态指示板342。在主轴32储能转动时，齿圈121也会随之一起转动，当齿圈121转动至拨动部123与拨动柱341相抵接时，拨动部123会推动拨动柱341，进而使状态指示杆34发生转动，使得状态指示板342发生位移以指示状态发生变化。

参见图2，本申请实施例提供的断路器操作机构还包括手动储能装置20，手动储能装置20与主轴32远离棘轮14的一端相连，用于驱动主轴32转动实现储能。主轴32贯穿摇臂本体31设置，且其一端与自动储能装置10相连，另一端与手动储能装置20相连。自动储能装置10与手动储能装置20可任选其一来驱动主轴32转动，进行实现储能目的，且二者布置位置互不干扰。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，包括：

支撑板(11)，所述支撑板(11)上安装有电机(19)，所述支撑板(11)上固定有棘爪轴(13)；

主轴(32)，转动连接在所述支撑板(11)上，所述主轴(32)上分别套设有凸轮(33)和棘轮(14)；

棘爪(15)，转动连接在所述棘爪轴(13)上，所述棘爪(15)与所述棘爪轴(13)之间设有扭簧(154)，所述棘爪(15)与所述棘轮(14)相配合，以限制所述棘轮(14)仅能沿单一方向转动；和

摇臂组件，所述摇臂组件包括转动连接于所述支撑板(11)上的摇臂转轴(37)以及与所述摇臂转轴(37)固定的摇臂本体(31)，所述摇臂本体(31)与所述凸轮(33)相抵接，所述摇臂本体(31)上远离所述摇臂转轴(37)的一端连接有储能弹簧(38)，所述储能弹簧(38)远离所述摇臂本体(31)的一端被配置为固定端。

2.根据权利要求1所述的断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，还包括传动机构，所述传动机构包括：

主动齿轮(16)，固定于所述电机(19)输出端；和

从动齿轮(17)，固定套设于所述主轴(32)上；

所述主动齿轮(16)与所述从动齿轮(17)相啮合，从而使所述电机(19)能够驱动所述主轴(32)转动。

3.根据权利要求2所述的断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，所述主动齿轮(16)与所述从动齿轮(17)之间设有齿轮组(18)，且所述齿轮组(18)分别与所述主动齿轮(16)及所述从动齿轮(17)相啮合。

4.根据权利要求1所述的断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，所述棘爪(15)具有一体成型的第一转动部(151)、连接部(152)和第二转动部(153)，所述第一转动部(151)与所述第二转动部(153)远离所述连接部(152)的一端分别套设于所述棘爪轴(13)上，所述扭簧(154)设置于所述第一转动部(151)与所述第二转动部(153)之间，且所述扭簧(154)的一端固定于所述支撑板(11)上，另一端与所述连接部(152)相抵接。

5.根据权利要求4所述的断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，还包括行星齿轮(12)，所述行星齿轮(12)包括内环形齿的齿圈(121)以及与齿圈(121)相啮合的三个小齿轮(122)，所述齿圈(121)固定套设于所述主轴(32)上，三个小齿轮(122)的中心分别与所述棘轮(14)固定。

6.根据权利要求5所述的断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，所述齿圈(121)外缘设有凸出的回转部(124)，用于与所述第一转动部(151)相抵接，所述第二转动部(153)与所述棘轮(14)相抵接。

7.根据权利要求5所述的断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，还包括状态指示杆(34)，所述状态指示杆(34)转动连接在所述支撑板(11)上且所述状态指示杆(34)朝向所述齿圈(121)的一侧设有拨动柱(341)，所述齿圈(121)的外侧壁设有凸出的拨动部(123)，用于在所述齿圈(121)转动时利用所述拨动部(123)推动所述拨动柱(341)，进而使所述状态指示杆(34)远离其转动中心的一端发生位移以指示状态发生变化。

8.根据权利要求1所述的断路器操作机构用自动储能装置，其特征在于，所述摇臂本体(31)上固定有摇臂滚轮(36)，用于与所述凸轮(33)相抵接。

9.一种断路器操作机构，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的自动储能装置(10)。

10.根据权利要求9所述的断路器操作机构，其特征在于，还包括手动储能装置(20)，所述摇臂本体(31)上开设有供所述主轴(32)贯穿的孔，所述手动储能装置(20)与所述主轴(32)远离所述棘轮(14)的一端相连，用于驱动所述主轴(32)转动实现储能。

Images