RU2233498C2

RU2233498C2 - Vacuum arc chute

Info

Publication number: RU2233498C2
Application number: RU2002110191/09A
Authority: RU
Inventors: А.В. Шерстобитов (RU); А.В. Шерстобитов; А.В. Игнатович (RU); А.В. Игнатович; В.С. Орлов (RU); В.С. Орлов; Г.А. Бочков (RU); Г.А. Бочков
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север"
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2004-07-27

Abstract

FIELD: electrical engineering, in particular, are control devices designed for switching of power electric circuits.

SUBSTANCE: the vacuum arc chute has a vacuum housing consisting of a cylindrical insulator with a bearing bush of a thermoplastic material enveloping a movable rod with an arcing contact. The bush has bulges and spring-loaded components with stops and horns, the bulges and the stops provide for a stiff fixation of the bush against axial displacement, and the horns fix it against circular movement.

EFFECT: enhanced reliability of fixation of the bearing bush against axial and circular movements, and enhanced maintainability due to provision of removal of the bush from the arc chute.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к вакуумным дугогасительным устройствам, предназначенным для коммутации силовых электрических цепей.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to vacuum arrester devices designed for switching power electrical circuits.

Известна вакуумная дугогасительная камера, содержащая диэлектрический корпус, подвижный и неподвижный токовводы с контактами, металлические крышки с фланцами для установки на шинах токоподводов, сильфон, тороидальные пружинные элементы и экран [1]. Подвижный контакт совершает возвратно-поступательное движение через сильфон. Подвод тока к контакту осуществляется через тороидальные пружинные элементы, которые одновременно выполняют роль подшипника качения и служат направляющей осевого перемещения подвижного контакта. Внутренний диаметр пружинного тороидального элемента должен быть на 0,5-5,0% меньше диаметра подвижного контакта, наружный на 0,5-2,5% больше внутреннего диаметра отбортовки фланца, с которой он контактирует.Known vacuum interrupter chamber containing a dielectric housing, movable and fixed current leads with contacts, metal covers with flanges for mounting on busbars of current leads, a bellows, toroidal spring elements and a screen [1]. The movable contact reciprocates through the bellows. The current is supplied to the contact through toroidal spring elements, which simultaneously serve as a rolling bearing and serve as a guide axial displacement of the movable contact. The inner diameter of the spring toroidal element should be 0.5-5.0% less than the diameter of the movable contact, the outer 0.5-2.5% more than the inner diameter of the flange of the flange with which it is in contact.

Недостатком известного технического решения является низкая технологичность сборки направляющего устройства, обеспечивающего возвратно-поступательное перемещение подвижного контакта, обусловленная тем, что посадки тороидального пружинного элемента на подвижный контакт и отбортовку фланца выполняются с натягом.A disadvantage of the known technical solution is the low adaptability of the assembly of the guide device, providing reciprocating movement of the movable contact, due to the fact that the landing of the toroidal spring element on the movable contact and flange flange are tightened.

Известна вакуумная дугогасительная камера, в которой возвратно-поступательное движение подвижного контакта обеспечивает сильфон с направляющей в виде подшипника скольжения [2]. Конструкция камеры содержит диэлектрический корпус с фланцами, подвижный контакт с сильфоном, неподвижный контакт, укрепленный на корпусе, и направляющую втулку. Фланцы корпуса выполнены в виде двух сопряженных цилиндров различного диаметра, к которым приварены внешним контуром переходное кольцо с кольцевым выступом для крепления экрана и торца сильфона вместе с направляющей втулкой. При этом торец сильфона расположен между направляющей втулкой и переходным кольцом. Для обеспечения вакуумной плотности оболочки камеры указанные соединения деталей выполнены сваркой плавлением в среде защитных газов неплавящимся электродом.Known vacuum interrupter chamber in which the reciprocating movement of the movable contact provides a bellows with a guide in the form of a sliding bearing [2]. The design of the chamber comprises a dielectric housing with flanges, a movable contact with a bellows, a fixed contact mounted on the housing, and a guide sleeve. The flanges of the housing are made in the form of two mating cylinders of various diameters, to which an adapter ring with an annular protrusion for fastening the screen and the bellows end together with the guide sleeve is welded with an external contour. The bellows end is located between the guide sleeve and the adapter ring. To ensure the vacuum density of the camera shell, these parts are made by fusion welding in a protective gas medium with a non-consumable electrode.

Недостатком такой конструкции камеры является повышенное значение коэффициента трения подвижного контакта с направляющей втулкой и низкая технологичность сборки направляющей втулки с фланцем корпуса, обусловленная применением сварки плавлением.The disadvantage of this design of the camera is the increased value of the coefficient of friction of the movable contact with the guide sleeve and the low adaptability of the assembly of the guide sleeve with the housing flange due to the use of fusion welding.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является вакуумная дугогасительная камера, содержащая вакуумированный корпус, состоящий из цилиндрического изолятора, который с одной торцовой стороны заканчивается металлическим фланцем, несущим неподвижный токовывод с дугогасительным контактом, а с другой торцовой стороны - неподвижной подшипниковой втулкой из термопласта, охватывающей подвижный стержень с контактом, который через сильфон герметично соединен с другим металлическим фланцем. Подшипниковая втулка выполнена с по крайней мере тремя подпружиненными элементами, которые жестко фиксируют ее от осевого перемещения за кольцевой элемент фланца, кроме того, втулка выполнена с цилиндрической поверхностью, которая, телескопически соединяясь с сопрягаемой поверхностью фланца, фиксирует стержень от радиальных перемещений [3].The closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution is a vacuum arrester containing a evacuated housing consisting of a cylindrical insulator, which ends on one end with a metal flange that carries a fixed current output with an arcing contact, and on the other end side with a stationary bearing sleeve from thermoplastic covering the movable shaft with a contact, which through the bellows is hermetically connected to another metal flange m The bearing sleeve is made with at least three spring-loaded elements that rigidly fix it from axial movement behind the annular element of the flange, in addition, the sleeve is made with a cylindrical surface, which, telescopically connected to the mating surface of the flange, fixes the rod from radial movements [3].

Недостатками известного технического решения, принятого за прототип, являются возможность кругового перемещения подшипниковой втулки, что приводит к изменению сил трения и контактного нажатия и, как следствие, к снижению коммутационной износостойкости камеры, а также низкая ремонтопригодность конструкции, обусловленная неразъемным соединением подшипниковой втулки с кольцевым элементом фланца.The disadvantages of the known technical solution adopted for the prototype are the possibility of circular movement of the bearing sleeve, which leads to a change in the friction forces and contact pressing and, as a result, to a decrease in the switching wear resistance of the chamber, as well as low maintainability of the design, due to the integral connection of the bearing sleeve with an annular element flange.

Целью заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков.The aim of the invention is to remedy these disadvantages.

Указанная цель достигается тем, что в вакуумной дугогасительной камере, содержащей вакуумированный корпус, состоящий из цилиндрического изолятора, который с одной торцовой стороны заканчивается металлическим фланцем, несущим неподвижный токовывод с дугогасительным контактом, а с другой торцовой стороны - неподвижной подшипниковой втулкой из термопласта, охватывающей подвижный стержень с контактом, который через сильфон герметично соединен с другим металлическим фланцем и его кольцевым элементом, причем подшипниковая втулка выполнена с цилиндрической поверхностью, телескопически соединяющейся с сопрягаемой поверхностью кольцевого элемента фланца и имеет подпружиненные элементы, последние выполнены с упорами и усиками, подшипниковая втулка дополнительно снабжена выступами, а кольцевой элемент фланца имеет пазы, при этом втулка выступами и упорами подпружиненных элементов поджата к кольцевому элементу, обеспечивая жесткую фиксацию ее от осевого перемещения за кольцевой элемент, а усики расположены в пазах кольцевого элемента, фиксируя ее от кругового перемещения.This goal is achieved by the fact that in a vacuum arcing chamber containing a vacuum housing, consisting of a cylindrical insulator, which ends on one end with a metal flange carrying a fixed current lead with an arcing contact, and on the other end side with a stationary bearing sleeve of thermoplastic, covering the movable a rod with a contact, which through a bellows is hermetically connected to another metal flange and its annular element, the bearing sleeve being made on with a cylindrical surface telescopically connected to the mating surface of the annular element of the flange and has spring-loaded elements, the latter are made with stops and antennae, the bearing sleeve is additionally provided with protrusions, and the annular element of the flange has grooves, while the sleeve with protrusions and stops of the spring-loaded elements is pressed against the ring element providing its rigid fixation from axial displacement behind the annular element, and the antennae are located in the grooves of the annular element, fixing it from the circular displaced and I.

При указанной конструкции камеры достигается возможность разборки и выемки подшипниковой втулки. Для этого втулка путем поджатия усиков подпружиненных элементов к подвижному стержню сначала освобождается от фиксации в пазах кольцевого элемента фланца, а последующим поворотом вокруг оси до момента, когда ее выступы войдут в пазы кольцевого элемента фланца, освобождается от фиксации от осевого перемещения, после чего перемещением вверх вдоль оси втулки вынимается из камеры.With this design of the chamber, the possibility of disassembling and recessing the bearing sleeve is achieved. To do this, the sleeve by first pressing the antennae of the spring-loaded elements to the movable rod is first released from fixation in the grooves of the annular element of the flange, and then turning around the axis until its protrusions enter the grooves of the annular element of the flange, is released from locking from axial movement, and then moving up along the axis of the sleeve is removed from the chamber.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг.1 изображен главный вид заявляемой вакуумной дугогасительной камеры в разрезе по секущим плоскостям А-А, которые показаны на фиг.2 - ее виде сверху. На фиг.3 изображен главный вид подшипниковой втулки в разрезе по секущим плоскостям А-А, которые показаны на фиг.4 - ее виде сверху.The invention is illustrated in the drawing. Figure 1 shows the main view of the inventive vacuum interrupter chamber in section along the secant planes AA, which are shown in figure 2 - its top view. Figure 3 shows the main view of the bearing sleeve in section along the secant planes AA, which are shown in figure 4 - its top view.

Камера (фиг.1, 2) содержит вакуумированный корпус, состоящий из цилиндрического изолятора 1 и торцовых металлических фланцев 2 и 3. Фланец 2 герметично соединен с неподвижным токовыводом 4, который заканчивается дугогасительным контактом 5. Фланец 3 через сильфон 6 соединен с подвижным стержнем 7 и его дугогасительным контактом 8. Фланец 3 заканчивается кольцевым элементом 9, в котором неподвижно крепится подшипниковая втулка 10 из термопласта, выполняющая роль направляющей для возвратно-поступательного движения стержня 7. Втулка 10 (фиг.3, 4) выполнена с цилиндрической поверхностью, которая, телескопически соединяясь с сопрягаемой поверхностью кольцевого элемента 9, фиксирует стержень 7 от радиального перемещения. Для фиксации втулки 10 от осевого и кругового перемещений она имеет два выступа 14 и два подпружиненных элемента 11, причем последние снабжены упорами 12 и усиками 13. Упоры 12 и выступы 14 поджимают втулку 10 к кольцевому элементу 9. При этом в кольцевом элементе 9 выполнены два паза. Усики 13 заходят в соответствующие пазы кольцевого элемента 9 и фиксируют втулку 10 от кругового перемещения.The chamber (Figs. 1, 2) contains a vacuum housing consisting of a cylindrical insulator 1 and end metal flanges 2 and 3. Flange 2 is hermetically connected to a fixed current lead 4, which ends with an arcing contact 5. Flange 3 is connected through a bellows 6 to a movable rod 7 and its interrupter contact 8. Flange 3 ends with an annular element 9, in which the bearing sleeve 10 of thermoplastic is fixedly mounted, which acts as a guide for the reciprocating movement of the rod 7. Sleeve 10 (Figs. 3, 4) ene with a cylindrical surface which telescopically connecting with the mating surface of the annular member 9 fixes the rod 7 of the radial displacement. To fix the sleeve 10 from axial and circular movements, it has two protrusions 14 and two spring-loaded elements 11, the latter being equipped with stops 12 and antennae 13. The stops 12 and protrusions 14 press the sleeve 10 against the ring element 9. In this case, two elements are made in the ring element 9 groove. The antennae 13 go into the corresponding grooves of the annular element 9 and fix the sleeve 10 from circular motion.

Сборка камеры заключается в следующем. В готовую камеру вставляют подшипниковую втулку 10, выступы 14 которой ориентированы в пазы кольцевого элемента 9. Втулку 10 перемещают по стержню 7 вниз, пока выступы 14 не опустятся ниже дна кольцевого элемента 9. В этот момент подпружиненные элементы 11 находятся в сжатом состоянии. Затем втулку 10 поворачивают вокруг своей оси до тех пор, пока усики 13 не зайдут в пазы кольцевого элемента 9. При этом упоры 12 и выступы 14 поджимают втулку 10 к кольцевому элементу 9, фиксируя ее от осевого перемещения, а усики 13 расположены в пазах кольцевого элемента 9 и фиксируют ее от кругового перемещения.The assembly of the camera is as follows. A bearing sleeve 10 is inserted into the finished chamber, the protrusions 14 of which are oriented into the grooves of the annular element 9. The sleeve 10 is moved down the rod 7 until the protrusions 14 fall below the bottom of the annular element 9. At this point, the spring elements 11 are in a compressed state. Then the sleeve 10 is rotated around its axis until the antennae 13 fit into the grooves of the ring element 9. In this case, the stops 12 and the protrusions 14 press the sleeve 10 against the ring element 9, fixing it from axial movement, and the antennae 13 are located in the grooves of the ring element 9 and fix it from circular movement.

Для разборки и выемки подшипниковой втулки 10 из камеры необходимо выполнить следующие приемы. Приспособлением, например типа пинцета, захватывают и прижимают усики 13 к стержню 7, чтобы они вышли из пазов кольцевого элемента 9. Затем втулку 10 поворачивают вокруг своей оси до тех пор, пока выступы 14 не зайдут в эти же пазы кольцевого элемента 9. Освобожденную от фиксации подшипниковую втулку 10 перемещением вверх вдоль оси вынимают из камеры.To disassemble and remove the bearing sleeve 10 from the chamber, the following techniques must be performed. With a device, such as a pair of tweezers, the antennae 13 is gripped and pressed against the rod 7 so that they come out of the grooves of the ring element 9. Then, the sleeve 10 is rotated around its axis until the protrusions 14 fit into the same grooves of the ring element 9. Exempted from fixing the bearing sleeve 10 by moving up along the axis is removed from the chamber.

При применении данного изобретения экспериментально установлено, что в отличие от прототипа, два выступа и два подпружиненных элемента обеспечивают надежную фиксацию подшипниковой втулки от осевого и кругового перемещений. Кроме того, новая конструкция втулки позволяет повысить ремонтопригодность камеры.When applying the present invention, it was experimentally established that, unlike the prototype, two protrusions and two spring-loaded elements provide reliable fixation of the bearing sleeve from axial and circular movements. In addition, the new design of the sleeve improves the maintainability of the camera.

Источники информацииSources of information

1. Авторское свидетельство СССР №473229, кл. Н 01 Н 33/66, 1975.1. USSR copyright certificate No. 473229, cl. H 01 H 33/66, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР №1714713, кл. Н 01 Н 33/66, 1992.2. USSR Copyright Certificate No. 1714713, class. H 01 H 33/66, 1992.

3. Патент РФ №2048038, кл. Н 01 Н 33/06, 1995.3. RF patent No. 2048038, cl. H 01 H 33/06, 1995.

Claims

A vacuum interrupter chamber containing a vacuum housing, consisting of a cylindrical insulator, which ends on one end with a metal flange carrying a fixed current lead with an arcing contact, and on the other end side with a stationary thermoplastic bearing sleeve, covering a movable rod with an arcing contact, which through the bellows is hermetically connected to another metal flange and its annular element, and the bearing sleeve is made with a cylindrical a surface which, telescopically connected to the mating surface of the annular element of the flange, fixes the rod against radial movement, in addition, the specified sleeve has spring-loaded elements, characterized in that the bearing sleeve is additionally provided with protrusions, its spring-loaded elements are made with stops and antennae, and the ring element the flange has grooves, while the sleeve protrusions and stops of the spring-loaded elements are pressed against the annular element, providing a rigid fixation of it from axial displacement The front element, and the antennae are located in the grooves of the ring element, fixing it from circular movement.