CN219282135U - 一种驱动缸及蓄能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于断路器操动机构用蓄能装置领域，特别是涉及一种驱动缸及蓄能器，蓄能器包括驱动缸以及与驱动缸传动连接的蓄能弹簧或蓄能储气装置，驱动缸包括钢质缸体和活塞，活塞具有伸出缸体以用于与蓄能弹簧或蓄能储气装置传动连接的活塞杆，所述活塞包括钢质塞芯和包覆在塞芯外周面上的铜套，塞芯与铜套固接在一起，使得铜套的外周面构成活塞用于与缸体内壁面配合的周面，所述铜套外周面上设置有密封圈，以实现活塞与缸体内壁面的密封配合，如此使得驱动缸兼顾低成本和高可靠性。

Description

一种驱动缸及蓄能器

技术领域

本实用新型属于断路器操动机构用蓄能装置领域，特别是涉及一种驱动缸及蓄能器。

背景技术

蓄能器是液压操动机构的核心部件，通过驱动缸压缩气体或弹簧而储存能量，在操动机构接收到分闸、合闸及自动重合闸的命令时，释放能量带动断路器本体实现分闸、合闸及自动重合闸操作。

蓄能器的驱动缸为活塞缸结构，具体形如授权公告号为CN208900461U、授权公告号为2019年05月24日的中国实用新型专利公开的一种液压缸，包括缸体和活塞，活塞与缸体的腔室滑动配。缸体一般为钢质，同时活塞也是钢质，为保证可靠的工作性能，活塞一般会进行热处理，热处理后的活塞硬度较高，在蓄能过程中和缸体内孔壁摩擦，容易划伤缸体内孔壁，导致密封失效，无法蓄能，导致其可靠性较低。

现有技术中也有驱动缸的活塞为铜材质，由于铜相较于钢质软且塑性好，这样的驱动缸能够很好地保证缸体内孔壁不会被活塞划伤，但是在加工制造活塞时切削加工量较大，造成材料的浪费，成本较高，而且铜的强度较低，在驱动缸压力较高或驱动缸直径较大时，会出现活塞强度不足的问题，此时势必要加大活塞轴向尺寸，进一步造成材料的浪费和成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种驱动缸，以解决现有技术中蓄能器不能同时兼顾成本和可靠性的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用上述驱动缸的蓄能器。

为实现上述目的，本实用新型所提供的驱动缸的技术方案是：

一种驱动缸，包括钢质缸体和活塞，活塞具有伸出缸体以用于与蓄能弹簧或蓄能储气装置传动连接的活塞杆，所述活塞包括钢质塞芯和包覆在塞芯外周面上的铜套，塞芯与铜套固接在一起，使得铜套的外周面构成活塞用于与缸体内壁面配合的周面，所述铜套外周面上设置有密封圈，以实现活塞与缸体内壁面的密封配合。

有益效果是：活塞具有内部钢质的塞芯和外部铜套，内部钢质塞芯保证活塞整体具有合格的强度，外部铜套使得活塞在工作时不会对缸体内壁面产生划痕，保证驱动缸具有可靠的密封性能，进而保证驱动缸具有可靠的工作性能，由于活塞并非整体为铜质，而是内部是价格更低的钢材，使得活塞的生产成本相较于纯铜活塞更低，避免驱动缸的生产成本过高。

作为进一步地改进，所述塞芯与活塞杆为一体式杆状结构。

有益效果是：塞芯与活塞杆采用一体式结构使得活塞更加便于生产制造，进而使得驱动缸便于生产制造。

作为进一步地改进，所述塞芯外周面具有沿轴向间隔布置的环槽，铜套内壁面上具有与环槽对应并嵌至环槽内的凸起。

有益效果是：通过凸起与环槽配合，实现铜套与塞芯更加可靠的固接。

作为进一步地改进，所述塞芯与铜套配合的部分为锥台形，铜套对应的内孔为锥台形孔。

有益效果是：通过锥台形面配合，使得塞芯与铜套装配时能够自动找中，提高铜套与塞芯的装配精度。

作为进一步地改进，所述塞芯外周面具有沿轴向间隔布置的环槽，铜套内壁面上具有与环槽对应并嵌至环槽内的凸起。

有益效果是：通过凸起与环槽配合，实现铜套与塞芯更加可靠的固接。

作为进一步地改进，塞芯锥台形部分的径向尺寸沿活塞杆伸出缸体的方向逐渐增大。

有益效果是：由于蓄能时蓄能弹簧或者蓄能储气装置会对塞杆施加较大的反向作用力，通过将塞芯设计为塞芯锥台形部分的径向尺寸沿活塞杆伸出缸体的方向逐渐增大的结构，使得铜套能够通过锥面对塞芯进行支撑，保证二者之间的固接结构不会在蓄能被破坏。

作为进一步地改进，塞芯锥台形部分的母线与轴线之间的夹角在10°-20°之间。

有益效果是：将夹角设计在10°-20°之间，保证塞芯与筒套较高的对中精度的同时，避免对铜套产生过大的切削量而造成成本的增大。

作为进一步地改进，塞芯与铜套之间采用锻焊连接结构固接在一起。

有益效果是：采用锻焊的方式能够可靠方便可靠地实现塞芯与铜套的固接。

为实现上述目的，本实用新型所提供的蓄能器的技术方案是：

一种蓄能器，包括驱动缸以及与驱动缸传动连接的蓄能弹簧或蓄能储气装置，驱动缸包括钢质缸体和活塞，活塞具有伸出缸体以用于与蓄能弹簧或蓄能储气装置传动连接的活塞杆，所述活塞包括钢质塞芯和包覆在塞芯外周面上的铜套，塞芯与铜套固接在一起，使得铜套的外周面构成活塞用于与缸体内壁面配合的周面，所述铜套外周面上设置有密封圈，以实现活塞与缸体内壁面的密封配合。

有益效果是：活塞具有内部钢质的塞芯和外部铜套，内部钢质塞芯保证活塞整体具有合格的强度，外部铜套使得活塞在工作时不会对缸体内壁面产生划痕，保证驱动缸具有可靠的密封性能，进而保证驱动缸具有可靠的工作性能，由于活塞并非整体为铜质，而是内部是价格更低的钢材，使得活塞的生产成本相较于纯铜活塞更低，避免驱动缸的生产成本过高。

作为进一步地改进，所述塞芯与活塞杆为一体式杆状结构。

有益效果是：塞芯与活塞杆采用一体式结构使得活塞更加便于生产制造，进而使得驱动缸便于生产制造。

作为进一步地改进，所述塞芯外周面具有沿轴向间隔布置的环槽，铜套内壁面上具有与环槽对应并嵌至环槽内的凸起。

有益效果是：通过凸起与环槽配合，实现铜套与塞芯更加可靠的固接。

作为进一步地改进，所述塞芯与铜套配合的部分为锥台形，铜套对应的内孔为锥台形孔。

有益效果是：通过锥台形面配合，使得塞芯与铜套装配时能够自动找中，提高铜套与塞芯的装配精度。

作为进一步地改进，所述塞芯外周面具有沿轴向间隔布置的环槽，铜套内壁面上具有与环槽对应并嵌至环槽内的凸起。

有益效果是：通过凸起与环槽配合，实现铜套与塞芯更加可靠的固接。

作为进一步地改进，塞芯锥台形部分的径向尺寸沿活塞杆伸出缸体的方向逐渐增大。

有益效果是：由于蓄能时蓄能弹簧或者蓄能储气装置会对塞杆施加较大的反向作用力，通过将塞芯设计为塞芯锥台形部分的径向尺寸沿活塞杆伸出缸体的方向逐渐增大的结构，使得铜套能够通过锥面对塞芯进行支撑，保证二者之间的固接结构不会在蓄能被破坏。

作为进一步地改进，塞芯锥台形部分的母线与轴线之间的夹角在10°-20°之间。

有益效果是：将夹角设计在10°-20°之间，保证塞芯与筒套较高的对中精度的同时，避免对铜套产生过大的切削量而造成成本的增大。

作为进一步地改进，塞芯与铜套之间采用锻焊连接结构固接在一起。

有益效果是：采用锻焊的方式能够可靠方便可靠地实现塞芯与铜套的固接。

附图说明

图1为本实用新型中蓄能器实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型中蓄能器实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型中蓄能器实施例3的结构示意图；

图4为本实用新型中蓄能器实施例4的结构示意图。

附图标记说明：

1、驱动缸；11、缸体；12、杆部；13、铜套；14、密封圈；15、无杆腔；16、端盖；2、蓄能弹簧；22、杆部；23、铜套；32、杆部；33、铜套；42、杆部；43、铜套。

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了，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，可能出现的术语如“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实际的关系或者顺序。而且，术语如“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……”等限定的要素，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，或者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蓄能器的具体实施例1：

如图1所示，蓄能器包括驱动缸1和蓄能弹簧2。驱动缸1包括钢质缸体11和设置在缸体11内的活塞，活塞包括中间的钢质杆部12和铜套13，具体的，杆部12位于缸体11内部的一端的端部部分作为塞芯，铜套13套装并固接在塞芯外侧，塞芯与铜套13组成活塞，杆部剩余部分构成驱动缸1的活塞杆，活塞杆伸出缸体11并与蓄能弹簧2连接。铜套的外周面构成活塞与缸体11内壁面配合的周面。在铜套13外周面上设置有密封圈14。活塞、密封圈14与缸体11配合围成无杆腔15，缸体11的围成无杆腔15的部分上开设有进油口(图中未画出)，进油口通过高压管路与油箱连接，在高压管路上设置有泵，泵将油箱内的油液泵至无杆腔15内推动活塞杆伸出，从而挤压储能弹簧2实现储能。

驱动缸1还包括端盖16，端盖16连接在缸体11的腔口处。活塞杆与端盖16导向配合但不密封，以使得端盖与活塞之间的腔室内的气体能够在储能时跑出，或者活塞杆与端盖16滑动密封配合，但是在缸体11的位于活塞与端盖之间的部分上开设出气孔，以使得端盖与活塞之间的腔室内的气体能够在储能时跑出。

对于铜套13与塞芯之间的配合，如图1所示，塞芯与铜套13配合的部分为锥台形结构，对应的，铜套13的内孔为锥台形孔，这样在二者装配时，能够通过锥型结构自动对中，提高二者的配合精度，装配完成后，通过锻焊的方式将二者固接在一起。本实施例中，塞芯锥台部分的母线与轴线之间的夹角α为15°，在其他实施例中，二者的夹角可以大于15°，如20°，也可以小于15°，如10°。

本实施例中，为了提高塞芯与铜套13之间固接的可靠形，在塞芯外周面上设置有沿轴向间隔布置的多个环槽，对应的，铜套13的内壁面上具有与环槽对应并嵌至环槽内的凸起。这样的活塞，由于塞芯为钢质，保证活塞具有可靠的强度，同时，由于活塞与缸体11配合的周面由铜套13的外周面构成，即，活塞通过铜套13与缸体11配合，而铜相较于钢硬度更低，保证活塞不会在缸体的内壁面上产生划痕，保证驱动缸的封闭性。同时，这样的活塞相较于整体为铜质的活塞，成本更低。

本实施例中，对于塞芯的锥台形部分，其径向尺寸沿活塞杆伸出缸体11的方向逐渐变大，这样在压缩蓄能弹簧2进行蓄能时，蓄能弹簧2虽然会对活塞杆施加反向作用力，但是铜套13的内壁面对塞芯具有承托作用，保证塞芯与铜套13之间的固连不会被破坏。对于塞芯与铜套13的具体尺寸，本着兼顾活塞强度、成本和不会对钢质缸体内壁面产生划痕的原则，可以根据实际工况进行确定。对于铜套13的材质，其可以为纯铜也可以为含铜材料，如石墨铜、铜合金，只需要其材质比钢软即可。

本实用新型所提供的蓄能器的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，阀芯和铜套的配合面上设置有凸起和环槽。在本实施例中，如图2所示，为降低制造难度，在保证可靠固接的前提下，铜套23的内壁上不再设置凸起，相应的，杆部22的塞芯外周面上也不再设置环槽。

本实用新型所提供的蓄能器的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，塞芯与铜套配合的部分为锥台形结构。在本实施例中，如图3所示，杆部32为等径杆，对应的，铜套33的内孔为等径孔，仅在塞芯的外周面上开设环槽，在铜套的内壁面上设置与环槽配合的凸起。

本实用新型所提供的蓄能器的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，塞芯与铜套配合的部分为锥台形结构，且塞芯与铜套的配合面上有凹凸配合结构。在本实施例中，如图4所示，杆部42为等径杆，对应的，铜套43的内孔为等径孔，二者的配合面上不再设置凹凸配合结构。

本实用新型所提供的蓄能器的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，塞芯与活塞杆为一体杆状。在本实施例中，塞芯与活塞杆为分体式结构，二者固连在一起。

本实用新型所提供的蓄能器的具体实施例6，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，蓄能元件为蓄能弹簧。在本实施例中，蓄能元件为蓄能储气装置，蓄能时，驱动缸压缩蓄能储气装置中的气体进行蓄能。

本实用新型所提供的驱动缸的实施例：本实用新型所提供的驱动缸的结构与上述蓄能器各实施例中的驱动缸的结构相同，在此不再予以赘述。

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，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地说明，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地修改，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 (9)

1.一种驱动缸，包括钢质缸体(11)和活塞，活塞具有伸出缸体(11)以用于与蓄能弹簧(2)或蓄能储气装置传动连接的活塞杆，其特征是，所述活塞包括钢质塞芯和包覆在塞芯外周面上的铜套(13)，塞芯与铜套(13)固接在一起，使得铜套(13)的外周面构成活塞用于与缸体内壁面配合的周面，所述铜套(13)外周面上设置有密封圈(14)，以实现活塞与缸体(11)内壁面的密封配合。

2.根据权利要求1所述的驱动缸，其特征是，所述塞芯与活塞杆为一体式杆状结构。

3.根据权利要求1或2所述的驱动缸，其特征是，所述塞芯外周面具有沿轴向间隔布置的环槽，铜套(13)内壁面上具有与环槽对应并嵌至环槽内的凸起。

4.根据权利要求1或2所述的驱动缸，其特征是，所述塞芯与铜套(13)配合的部分为锥台形，铜套(13)对应的内孔为锥台形孔。

5.根据权利要求4所述的驱动缸，其特征是，所述塞芯外周面具有沿轴向间隔布置的环槽，铜套内壁面上具有与环槽对应并嵌至环槽内的凸起。

6.根据权利要求4所述的驱动缸，其特征是，塞芯锥台形部分的径向尺寸沿活塞杆伸出缸体的方向逐渐增大。

7.根据权利要求4所述的驱动缸，其特征是，塞芯锥台形部分的母线与轴线之间的夹角在10°-20°之间。

8.根据权利要求1或2所述的驱动缸，其特征是，塞芯与铜套(13)之间采用锻焊连接结构固接在一起。

9.一种蓄能器，包括驱动缸(1)以及与驱动缸(1)的活塞杆传动连接的蓄能弹簧(2)或蓄能储气装置，其特征是，所述驱动缸为权利要求1-8任意一项所述的驱动缸。

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