WO2015197035A2

WO2015197035A2 - 弹簧操动机构

Info

Publication number: WO2015197035A2
Application number: PCT/CN2015/088041
Authority: WO
Inventors: 钟建英; 刘宇; 宋超; 宋广民; 朱苛娄; 闫广超; 邹高鹏; 王振; 付亚旭; 陈金钟; 王守山; 王亚辉; 许家源; 苏计东; 郭良超
Original assignee: 国家电网公司; 河南平高电气股份有限公司; 平高集团有限公司
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2015-12-30
Also published as: CN104299811B; WO2015197035A3; CN104299811A

Abstract

本发明涉及弹簧操动机构，包括机架，机架上设置有缓冲器和轴线沿左右方向延伸的用于与相应断路器的动触头传动连接的输出轴，输出轴上装配有缓冲器拐臂，缓冲器拐臂上设置有销轴，缓冲器的活塞杆上设置有铰接孔，所述销轴穿设与所述铰接孔中，所述铰接孔为长度延伸方向与活塞杆长度延伸方向一致的长孔。本发明提供了一种不影响动触头合闸、分闸初始速度的弹簧操动机构。

Description

弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及一种用于断路器的弹簧操动机构。

背景技术

操动机构是高压输变电领域的重要设备，是高压断路器的重要组成部分，高压断路器的分合闸操作是通过操动机构来实现的。高压断路器的操动机构主要分为液压操动机构和弹簧操动机构两种，液压操动机构具有分、合闸时间短，性能稳定等优点，但也存在结构复杂、成本高、容易漏油、易受使用环境影响等缺点。而弹簧操动机构不存在漏油问题，且具有成本低、结构简单、性能稳定可靠、使用寿命长等特点，适合在各种电压等级的断路器上广泛使用，目前弹簧操动机构已呈逐步取代液压操动机构的趋势。现有的一种弹簧操动机构如中国专利CN202126942U公开的“一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构”，该弹簧操动机构包括机架，机架包括左右间隔设置的左、右安装板，左、右安装板的上、下端分别通过上、下连接螺杆固定连接，左、右安装板上设置有储能装置，储能装置包括电机和储能轴，储能轴上设置有通过合闸弹簧链条与相应合闸弹簧连接的储能掣子，储能轴上固设有储能轴凸轮和储能轴链轮，储能轴链轮上设置有合闸滚轮，储能轴旁设置有与合闸滚轮配合的合闸脱扣装置，储能轴链轮通过传动机构与电机的动力输出端传动连接，传动机构包括与储能轴平行设置的第一轴和第二轴，第二轴通过链条与电机的动力输出端传动连接，第一轴上固设有第一轴齿轮和第一轴链轮，第一轴链轮通过链条与储能轴链轮传动连接，第二轴上固设有与第一轴齿轮啮合传动的第二轴齿轮。在使用时，电机的动力传递给第二轴，通过第一、第二轴齿轮的啮合传动，动力传递到第一轴上，然后动力通过第一轴链轮和储能轴链轮的传动传递到储能轴上。弹簧操动机构还包括与储能轴平行设置的输出轴，输出轴上装配有缓冲器拐臂和输出拐臂，在输出拐臂上设置有用于与储能轴凸轮顶推配合的分闸储能滚轮和通过分闸弹簧链条与相应分闸弹簧连接的连接件，分闸储能滚轮、连接件均通过销轴装配于输出拐臂上，缓冲器拐臂通过销轴与缓冲器的活塞杆连接，输出拐臂上还连接有与相应动触头传动连接的输出拉杆。输出拐臂旁设置有用于与输出拐臂限位配合的分闸脱扣装置。其中分闸弹簧设置于分闸弹簧筒内，合闸弹簧设置于合闸弹簧筒内，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒上下设置，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒设置于左、右安装板的上端。合闸弹簧和分闸弹簧的前侧分别设置有换向链轮，合闸弹簧和分闸弹簧均包括弹簧组件，弹簧组件包括前、后弹簧座及顶设于前、后弹簧座之间的弹簧，弹簧的中心穿设有传动杆，分闸弹簧链条通过换向链轮换向后与分闸弹簧的传动杆连接；合闸弹簧链条通过换向链轮换向后与合闸弹簧的传动杆连接，为了保证传动杆运动的稳定性，传动杆的前端导向移动穿设于前弹簧座上，传动杆的后端导向移动穿设于后弹簧座上，传动杆上于后弹簧座的后侧旋装有防止后弹簧座由传动杆上脱出的调节螺母。

该弹簧操动机构的工作过程为：当需要合闸弹簧储能时，电机带动储能轴转动，储能轴上的接头通过链条拉动合闸弹簧储能，在储能结束后合闸脱扣装置与储能轴链轮上的合闸滚轮限位配合以防止储能轴继续转动，从而将合闸弹簧保持于储能状态，当需要合闸时，合闸脱扣装置解除对滚轮的限位，合闸弹簧释放能量，储能轴上的储能轴凸轮58与带动输出轴转动，输出拐臂带动分闸弹簧储能，同时通过输出拉杆带动动触头与对应静触头合闸，在此过程中缓冲器对输出轴起到阻尼作用，在动、静触头合闸后，分闸脱扣装置限制输出轴转动，从而将分闸弹簧保持于储能状态，当需要动、静触头分闸时，分闸脱扣装置解除对输出轴的限位，在分闸弹簧的作用力下，输出拐臂带动储能轴转动，输出拉杆带动相应动、静触头分闸，此过程中缓冲器对输出轴起到阻尼作用。现有的这种弹簧操动机构储能装置存在的问题在于：1、缓冲器在分闸、合闸过程中对输出轴的阻尼效果相同，这是非常不符合弹簧操动机构的实际需求的，因为在实际工作中，缓冲器对合闸过程的影响越小越好，合闸弹簧的合闸作用力希望完全被传递到动触头上而不是被缓冲器吸收，缓冲器更多的是对分闸作用力的吸收；2、冲器在动、静触头的合闸、分闸之初就对输出轴产生阻尼效果，这会影响到动、静触头的合闸、分闸初始速度，动触头容易受到电弧的损坏；3、分闸弹簧、合闸弹簧上下设置增加了弹簧操动机构在上下方向占用的空间，另外上连接螺杆也无法保证左、右安装板之间的连接强度；4、通过链轮和齿轮实现电机与储能轴之间的动力传递，链轮和齿轮的传动过程是双向的，在合闸弹簧储能过程中，电机带动合闸弹簧储能的同时，合闸弹簧也会通过链轮和齿轮给电机的转子一个反向旋转的作用力，电机需要很大的功率才能完成储能弹簧的储能过程，这就需要采用大功率的电机，大功率电机的使用增加了产品的制作成本；同时，合闸弹簧在释放能量时，储能轴的转动也会通过链条和齿轮传递给电机的转子而带动转子转动，转子的空转不仅增加了耗能，同时也会降低电机的使用寿命；5、在弹簧操动机构中，为了保证设备的安全可靠运行，通常设置有防过储能机构，防过储能机构的作用是在合闸弹簧储能结束后，防止电机继续向合闸弹簧输送动力，现有技术是在合闸弹簧储能结束后通过电器件控制电机停止运转，以停止向合闸弹簧输送动力，这种防过储能机构存在的问题在于：若电器件失效，电机继续运行，而由于此时弹簧操动机构已经储能到位，机械闭锁生效，会造成电机堵转烧毁、零部件损坏等故障；6、为了实现传动杆的可靠导向，传动杆的前、后端分别导向移动穿设于前弹簧座和后弹簧座上，这样导致传动杆的长度必须做的很长，最起码要大于弹簧的轴向长度，而为了避免传动杆向前运动时与对应换向链轮发生干涉，就必须保证换向链轮与传动杆之间有足够的距离，这样就会增加整个弹簧操动机构所占用的空间，不利于弹簧操动机构的小型化制作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不影响动触头合闸、分闸初始速度的弹簧操动机构。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

弹簧操动机构，包括机架，机架上设置有缓冲器和轴线沿左右方向延伸的用于与相应断路器的动触头传动连接的输出轴，输出轴上装配有缓冲器拐臂，缓冲器拐臂上设置有销轴，缓冲器的活塞杆上设置有铰接孔，所述销轴穿设与所述铰接孔中，所述铰接孔为长度延伸方向与活塞杆长度延伸方向一致的长孔。

所述缓冲器包括内缸和同轴线套设于内缸外围的外缸，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，所述活塞杆设置于所述活塞上，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体两端设有连通内缸的内腔与环形间隙的径向油孔，所述活塞具有与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，活塞杆上设置有限制活塞在活塞杆上往复移动极限的第一、第二限位结构，第一、第二限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，活塞上设置有沿活塞轴向贯穿活塞的轴向油孔，活塞杆上于活塞的一侧设置有用于封堵轴向油孔对应端孔口的活塞盖。

机架包括分闸弹簧筒、合闸弹簧筒和下端连接在一起的左、右安装板，分闸弹簧筒中设置有分闸弹簧，合闸弹簧筒中设置有合闸弹簧，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒左右并列的一体成型，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒分别通过固定结构与左安装板、右安装板固定连接。

弹簧操动机构还包括分别设置于合闸弹簧、分闸弹簧前侧的换向链轮，合闸弹簧、分闸弹簧均包括前、后弹簧座和传动杆，各换向链轮上分别绕经有与对应传动杆前端连接的链条，后弹簧座上固设有轴线沿前后方向延伸的传动杆导向套，所述传动杆导向移动穿设于所述传动杆导向套的内孔中，所述传动杆位于所述前弹簧座的后侧，所述前弹簧座上开设有轴线沿前后方向延伸的供对应链条穿过的链条穿孔。

机架上还设置有电机和与输出轴传动连接的轴线沿左右方向延伸的储能轴，电机通过传动机构与储能轴传动连接，传动机构包括与储能轴平行设置的凸轮轴和拐臂轴，凸轮轴与电机的动力输出端传动连接，拐臂轴与所述储能轴传动连接，拐臂轴上通过单向轴承装配有至少两个传动拐臂，凸轮轴上固设有分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮。

各传动拐臂沿拐臂轴的轴向间隔设置，各传动拐臂均位于所述拐臂轴临近所述凸轮轴的一侧，各传动拐臂上均连接有第一复位弹簧。

所述传动拐臂和传动凸轮均有两个，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。

弹簧操动机构还包括防过储能机构，防过储能机构包括转动轴线与储能轴的轴线相平行的杠杆和设置于传动拐臂旁的转动轴线与所述杠杆的转动轴线相平行的转动板，转动板上设有用于顶推所述传动拐臂的顶推部，杠杆的动力臂上设有用于被所述掣子单元顶推而使杠杆转动的受力结构，杠杆通过连杆与所述转动板相连以在杠杆转动时通过连杆带动转动板转动进而使转动板推动传动拐臂与对应传动凸轮脱离。

所述杠杆包括沿左右方向延伸的横杆及固设于所述横杆中部的竖杆，所述连杆连接于所述竖杆上，所述受力结构设置于所述横杆的左端，所述横杆的右端连接有第二复位弹簧。

所述连杆的左端与转动板铰接相连，所述连杆的右端与所述竖杆铰接相连。

本发明的有益效果为：铰接孔为一个长度沿活塞杆长度方向延伸的长孔，缓冲器拐臂通过穿设于铰接孔中的销轴与活塞杆相连，将铰接孔的两端分别定义为首端和末端，现以合闸时缓冲器拐臂带动销轴向铰接孔末端移动为例对本发明的有益效果进行详细说明，在动、静触头分闸时，销轴位于铰接孔的首端，当动、静触头开始合闸时，缓冲器拐臂先带动销轴朝末端移动，由于铰接孔为一个长孔，所以销轴可以先在铰接孔中移动一段距离，销轴在铰接孔中移动的这段时间内，活塞杆并不移动，也就是说缓冲器对缓冲器拐臂没有阻尼作用，不会影响动触头的初始合闸速度，随后销轴移动至铰接孔的末端，活塞杆开始带动活塞继续移动；在需要动、静触头分闸时，缓冲器拐臂带动销轴在铰接孔中朝首端移动，由于铰接孔为一个长孔，因此在最初，活塞杆并不会移动，也就是说缓冲器对缓冲器拐臂没有阻尼作用，不会影响动触头的初始分闸速度，随后销轴移动至铰接孔的首端，活塞杆开始带动活塞移动，通过设置一个长孔就能够保证动触头的合闸、分闸初始速度，本缓冲器的结构非常简单，制作成本低。

附图说明

图1是本发明中弹簧操动机构的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中机架的结构示意图；

图3是图1中分闸弹簧、合闸弹簧的结构示意图；

图4是图1中缓冲器的结构示意图；

图5是图4中内缸的结构示意图；

图6是图4中活塞盖的结构示意图；

图7是图4中活塞的结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是合闸过程中活塞与活塞盖的配合示意图；

图10是分闸过程中活塞与活塞盖的配合示意图；

图11是图1中防过储能机构的结构示意图。

具体实施方式

弹簧操动机构的实施例如图1～11所示：包括机架，机架包括分闸弹簧筒79、合闸弹簧筒86和下端通过连接件连接在一起的左安装板81和右安装板80，分闸弹簧筒79、合闸弹簧筒86左右并列的一体铸造成型，分闸弹簧筒79、合闸弹簧筒86水平设置，左、右安装板也分别一体铸造成型，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒和左、右安装板均为铸铝件，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒分别通过固定结构与左安装板、右安装板固定连接，固定结构为螺栓连接结构。固定结构包括一体设置于对应弹簧筒上的板厚沿左右方向延伸的弹簧筒连接板和一体设置于对应安装板上的板厚方向沿左右方向延伸的安装板连接板，安装板连接板和弹簧筒连接板上开设有轴线沿左右方向延伸的第一螺栓穿孔，固定结构还包括穿设于螺栓穿孔中的第一锁紧螺栓。连接件包括固设于左安装板81上的轴线沿左右方向延伸的左定位轴82和固设于右安装板80上的与左定位轴同轴线设置的右定位轴83，左、右定位轴均为空心轴，左、右定位轴的内孔中穿设有第二锁紧螺栓，通过左、右定位轴的端面接触定位，保证了左、右安装板的安装精度，同时左、右定位轴还保证了第二锁紧螺栓的连接强度。考虑到左、右安装板的加工精度问题，在左、右安装板上设置有四个机加工定位孔，通过对穿定位，保证机加工时的尺寸、形位公差精度。分闸弹簧筒79、合闸弹簧筒86的上端均一体成型有连接凸台88，各连接凸台的上端面为用于与断路器面接触连接的平面，平面上设置有螺栓穿孔，连接凸台一方面可以加强左、右弹簧筒的强度，同时通过平面配合安装的螺栓与断路器壳体固定，保证机架与断路器的连接处是面接触。为了增加各弹簧筒的强度，在各弹簧筒上均一体成型有长条筋板、第一圆环筋板，在分闸弹簧止位处设置有第二圆环筋板，在分闸、合闸弹簧支撑轮处设置有轮轴孔加固筋，在各弹簧筒与对应安装板连接处设置有增加强度的筋板，保证了分闸、合闸弹簧筒的强度要求。分闸弹簧筒中设置有分闸弹簧，合闸弹簧筒中设置有合闸弹簧，分闸弹簧、合闸弹簧的前侧分别设置有供分闸弹簧链条、合闸弹簧链条换向的换向链轮38，项39表示换向链轮的轮轴，分闸弹簧23、合闸弹簧22均包括前弹簧座21、后弹簧座和前端用于通过第二链条接头25与对应链条传动连接的传动杆26，合闸弹簧的后弹簧座又称为合闸导向盘28，分闸弹簧的后弹簧座又称为分闸导向盘29，链条指的是分闸弹簧链条和合闸弹簧链条，分闸弹簧的前、后弹簧座之间顶设有两个弹簧，两个弹簧的旋向相反，合闸弹簧的前、后弹簧座之间顶设有三个弹簧，三个弹簧中相邻两个弹簧的旋向相反，分闸弹簧的弹簧外围和合闸弹簧的弹簧外围均同轴线套设有弹簧筒24，弹簧筒24的内孔中同轴线固设有弹簧座导向套30，后弹簧座导向移动装配于对应弹簧座导向套中，后弹簧座上朝前凸设有分别与对应弹簧定位配合的定位凸台，分闸弹簧的各弹簧的后端分别定位套设于分闸弹簧的后弹簧座的对应各定位凸台上，合闸弹簧的各弹簧的后端分部定位套设于合闸弹簧的后弹簧座的对应各定位凸台上，后弹簧座上固设有轴线沿前后方向延伸的传动杆导向套27，传动杆导向移动穿设于对应传动杆导向套的内孔中，传动杆位于对应前弹簧座的后侧，前弹簧座上开设有轴线沿前后方向延伸的供对应链条穿过的穿孔，传动杆为一个螺杆，传动杆上于传动杆导向套的后侧旋装有调节螺母。图2中项87表示与右安装板一体成型的供输出轴安装的输出轴空心安装柱；项85表示与右安装板一体成型的供储能轴安装的储能轴空心安装柱。

弹簧操动机构还包括防过储能机构、缓冲器65和轴线沿左右方向延伸的输出轴76和储能轴43，储能轴43上设置有储能轴凸轮58和通过合闸弹簧链条37与合闸弹簧连接的掣子单元，掣子单元包括装配于储能轴42上的储能掣子34和装配于储能掣子34上的第一链条接头35，项41表示供第一链条接头35安装的转动轴，其中第一链条接头与储能掣子的装配关系及储能掣子与储能轴的装配关系均属于现有技术，在此不再详述。储能轴上还设置有储能轴链轮27，储能轴旁设置有合闸脱扣装置63，合闸脱扣装置包括合闸储能锁轴62、与合闸储能锁轴配合的合闸转动挡板以及驱动合闸转动挡板转动的驱动机构，在正常情况下合闸转动挡板被弹簧限位至可以阻挡合闸储能锁轴动作，所以当储能掣子34转动至合闸储能锁轴位置时，储能掣子被合闸储能锁轴阻挡而不能继续转动，合闸弹簧保持于储能状态，当需要合闸脱扣装置解除对储能掣子的限位时，驱动机构驱动合闸转动挡板转动，从而使合闸转动挡板让开合闸储能锁轴，在合闸弹簧作用力下，储能掣子推开合闸储能锁轴后继续转动。弹簧操动机构还包括通过传动机构与储能轴链轮57传动连接的电机47。传动机构包括与储能轴平行设置的凸轮轴48和拐臂轴52，凸轮轴48与电机的动力输出端传动连接，拐臂轴52通过链轮、链条机构与储能轴42传动连接，链轮、链条机构包括固设于储能轴上的储能轴链轮27、固设于拐臂轴上的拐臂轴链轮54和传动连接于两个链轮之间的链轮链条55，拐臂轴上沿轴向间隔设置有两个传动拐臂，两个传动拐臂分别为第一传动拐臂51 和第二传动拐臂64，各传动拐臂均通过各自对应的单向轴承53装配于拐臂轴52上，各传动拐臂均位于拐臂轴临近凸轮轴48的一侧，各传动拐臂上均连接有第一复位弹簧50，各传动拐臂上均设置有顶推滚轮45，传动拐臂上临近凸轮轴的一侧具有凹口朝下的让位凹部，凸轮轴上沿轴向间隔固设有两个分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮，两个传动凸轮分别为与第一传动拐臂顶推配合的第一传动凸轮49和与第二传动拐臂顶推配合的第二传动凸轮，在复位弹簧的作用下，各传动拐臂上的顶推滚轮始终紧贴着对应传动凸轮的外周面，传动凸轮的外周面轮廓曲线是根据传动拐臂的摆动角度设计的，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。防过储能机构包括转动轴线与储能轴的轴线相平行的杠杆和设置于传动拐臂旁的转动轴线与杠杆的转动轴线相平行的转动板44，转动板44上设有用于顶推对应传动拐臂的顶推部，杠杆包括沿左右方向延伸的横杆60及固设于横杆中部的竖杆59，横杆和竖杆构成T字形结构，横杆的左端为杠杆的动力臂，杠杆的动力臂上设有用于被被掣子单元的链条接头顶推而使杠杆转动的受力结构，受力结构包括受力块及设置于受力块与动力臂之间的第二复位弹簧43，杠杆的竖杆通过连杆56与转动板相连以在转动时通过连杆56带动转动板转动进而使转动板推动传动拐臂与对应传动凸轮49脱离，连杆的左端与转动板铰接相连，连杆的右端与竖杆铰接相连，横杆的右端连接有第三复位弹簧61。图1中项70表示设置于缓冲器拐臂上的分闸滚轮；项69表示用于与分闸滚轮配合的分闸脱扣装置，分闸脱扣装置的结构与合闸脱扣装置的结构相同，分闸脱扣装置包括分闸储能锁轴70和分闸转动挡板69。

输出轴76上止转套设有输出拐臂78和缓冲器拐臂77，缓冲器拐臂77为一个集成拐臂，输出拐臂上连接有用于与相应动触头传动连接的输出拉杆40，集成拐臂上设有缓冲器销孔、滚轮销孔和连接件销孔，连接件销孔中通过第一销轴33安装有连接件，连接件通过分闸弹簧链条36与分闸弹簧连接，滚轮销孔中通过第二销轴31安装有用于与储能轴凸轮58顶推配合的分闸储能滚轮32，缓冲器通过穿设于缓冲器销孔中的第三销轴75与集成拐臂相连。缓冲器为液压缓冲器，缓冲器包括内缸3及同轴线套设于内缸外围的外缸1，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸3两端的内腔与环形间隙的第一径向油孔18和第二径向油孔16，本实施例中在合闸弹簧释放能量时，活塞杆朝第二径向油孔方向移动，第二径向油孔16的孔径大于第一径向油孔18的孔径。内缸的内腔中导向滑动装配有活塞5，活塞上设置有活塞杆，活塞杆包括与活塞相连的杆体13及设置于杆体上的接头14，接头14上设置有铰接孔15，铰接孔为长度延伸方向与活塞杆的长度延伸方向一致的长孔，集成拐臂上设置的第三销轴穿设于铰接孔中。活塞包括内外同轴线套设的内套5-2和外套5-3，内套5-2导向滑动套设于活塞杆上，内套构成了与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，外套与内缸的内腔壁密封滑动配合，活塞杆上设置有限制活塞在活塞杆上往复移动极限的第一限位结构和第二限位结构，第一、第二限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，第一、第二限位结构分别由装配在活塞杆上的挡圈4和卡环6构成。内、套的一端之间通过环形连板5-1连接，环形连板上设置有沿轴向贯穿环形连板的轴向油孔17，轴向油孔包括四个绕环形连板周向均匀布置的腰形孔，活塞杆上于活塞的一侧设置有用于封堵轴向油孔17的对应端孔口的活塞盖7，活塞盖位于第二径向油孔所在侧，活塞盖上开设有沿轴向贯穿活塞盖的助分离孔19，在活塞轴向上所述助分离孔与活塞上的轴向油孔相互错开，活塞盖上设有倒角结构20。图中项12表示防止活塞、活塞盖由内缸中脱出的封盖；项10表示对封盖12进行限位的卡环；项8、9、11均表示密封圈；项3表示液压油。

下面对本发明中的顺序且连续顶推进行解释说明，“顺序且连续顶推”中的顺序指的是第一传动凸轮49先顶推第一传动拐臂51带动拐臂轴转动，随后第二传动凸轮顶推第二传动拐臂64带动拐臂轴转动，“顺序且连续顶推”中的连续是指第二传动凸轮开始顶推第二传动拐臂这个动作与第一传动凸轮结束顶推第一传动拐臂之间没有时间间隔，当凸轮轴转动时，动力会不间断的传递给拐臂轴从而使拐臂轴连续转动。当需要合闸弹簧储能时，电机的动力经过渡轴传递给凸轮轴从而带动凸轮轴逆时针转动(图1中的视觉角度)，在单向轴承的作用下，第一传动凸轮开始推动第一传动拐臂顺时针转动，而由于第二传动凸轮也逆时针转动，所以第二传动拐臂在复位弹簧的作用下沿逆时针转动复位，由于单向轴承的作用第二传动拐臂的复位过程不会影响拐臂轴的顺时针转动，第一传动拐臂带动拐臂轴顺时针转动，拐臂轴通过链轮链条带动储能轴顺时针转动，储能掣子和第一链条接头通过合闸弹簧链条带动合闸弹簧储能；当第一传动凸轮推动第一传动拐臂至最高点时，第二传动拐臂复位至最低点，随后第一传动拐臂开始逆时针转动复位，第二传动凸轮开始推动第二传动拐臂顺时针转动，在第二传动拐臂的带动下，拐臂轴不间断的带动储能轴顺时针转动，合闸弹簧继续储能，在合闸弹簧储能过程中，合闸弹簧会给拐臂轴一个逆时针转动的作用力，但是由于传动拐臂被传动凸轮限位，合闸弹簧的作用力不会经传动机构传递给电机，保证了储能过程的稳定性，在合闸弹簧储能结束后，此时储能掣子转动过相应节点，通过合闸脱扣装置与储能掣子限位配合从而限制储能轴转动，从而使得合闸弹簧保持于储能状态，当需要断路器合闸时，合闸脱口装置解除对储能掣子的限位，合闸弹簧带动拐臂轴逆时针转动，而由于单向轴承的作用，第一个、第二传动拐臂不受拐臂轴逆时针转动的影响，继续保持于原来位置。在合闸弹簧储能结束后，此时储能掣子转动过相应节点，合闸弹簧会给储能轴一个顺时针转动的作用力，第一链条接头与受力块接触，并对受力块有向下的压力，当第一复位弹簧压缩到最大量时，受力块带动杠杆的横杆和竖杆逆时针转动，竖杆通过连杆带动转动板逆时针转动，转动板将传动拐臂顶起使传动拐臂与对应传动凸轮脱离，随后合闸脱扣装置会对储能轴限位，此时即使电机继续运行，由于传动凸轮与传动拐臂脱离，电机只能带动传动凸轮空转，电机不会因堵转而烧毁。

本断路器操动机构的工作过程为：电机通过传动机构带动储能轴转动，掣子单元通过合闸弹簧链条压缩合闸弹簧储能，当合闸弹簧储能到位时，合闸脱扣装置与储能轴链轮上的储能掣子限位配合以防止储能轴继续转动，合闸弹簧保持于储能状态，当需要动、静触头合闸时，合闸脱扣装置解除对储能掣子的限位，在合闸弹簧作用下，储能轴链轮带动储能轴转动，在此过程中储能轴凸轮58与集成拐臂上的分闸储能滚轮32顶推配合，集成拐臂带动输出轴转动，输出拐臂通过输出拉杆带动动触头朝对应静触头方向运动以实现合闸，与此同时分闸弹簧被压缩储能，定义第一、第二径向右孔的布置方向为首末方向，那么铰接孔的两端分别为首端和末端，与此同时集成拐臂带动销轴朝铰接孔的末端移动，由于铰接孔为一个长度沿前后方向延伸的长孔，因此在合闸之初，活塞杆并不移动，缓冲器不对集成拐臂产生阻尼作用，保证了动触头的合闸初始速度，随后销轴运动至铰接孔的末端，活塞杆开始带动活塞移动，液压油经助分离孔进入活塞盖与活塞之间，保证活塞盖与活塞顺利分离，活塞上的轴向油孔没有被活塞盖封堵，活塞上于第二径向油孔所在的一侧的液压油经两条线路流向活塞前侧，一条线路是活塞上的轴向油孔，另一条线路是第二径向油孔、环形间隙和第一径向油孔，两条线路保证了液压油的流通面积，减小了液压油的阻尼效果，进而减小了缓冲器对集成拐臂的阻尼效果，降低了缓冲器对动触头合闸过程的影响，而由于第二径向油孔的孔径大于第一径向油孔的孔径，这样能进一步的提高液压油的通流能力，进一步的降低液压油的阻尼效果，当合闸结束时，分闸脱扣装置与分闸滚轮限位配合，以将分闸弹簧保持于储能状态。当需要动、静触头分闸时，分闸脱扣装置解除对分闸滚轮的限位，分闸弹簧带动集成拐臂转动，输出拐臂也通过输出拉杆带动动触头朝远离对应静触头方向运动，集成拐臂带动销轴朝铰接孔首端移动，由于铰接孔为一个长孔，因此在分闸之初，活塞杆并不朝前移动，缓冲器不对集成拐臂产生阻尼作用，保证了动触头的分闸初始速度，随后销轴运动到铰接孔的首端，活塞杆带动活塞移动，受液压油作用活塞临近活塞盖的一端与活塞盖的对应端紧贴，活塞上的轴向油孔被活塞盖封堵，活塞上于第一径向油孔所在的一侧的液压油只能通过第一径向油孔、环形间隙和第二径向油孔这一条线路流向活塞后侧，液压油的流通面积小，液压油的阻尼力大，保证了缓冲器对集成拐臂的阻尼效果，而由于第一径向油孔的孔径小于第二径向油孔的孔径，进一步的增加了液压油的阻尼力，从而实现分合闸操作时不同的阻尼效果。活塞由内、外套及设置于内、外套之间的环形连板构成，这样可以减小活塞的重量，可以降低缓冲器的制作成本；机架的结构强度高，相比原有的机架，满足大功率弹簧操动机构操作功大而对机架苛刻的使用要求；同时减小了机架的设计尺寸，使结构紧凑，不笨重，性能稳定，机架采用可拆结构，分为三部分，左安装板、右安装板和分闸弹簧筒、合闸弹簧筒，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒左右并列的一体成型，分闸弹簧筒固定于左安装板双端，合闸弹簧筒固定于右安装板上端，相比原有的机架，大大减小了设计尺寸，优化了安装布置形式，其加工难度小，装配方式灵活；除了降低加工工艺难度，该机架的设计采用三部分单独铸造的方式，使铸造的难度大大减小，在机加工方面也采用了定位配合的加工方式，保证了左、右安装板的同轴度，加工简单可靠，同时在大批量生产的过程中，利用机架的可拆特点，满足机械设计中大批量生产零部件的更换性要求，降低成本，保证精度，提供经济效益；机架采用铸铝结构，使机架的重量大大减少，提高了弹簧操动机构的机械性能，并通过合理的布置加强筋结构使机架的强度达到设计要求，降低了材料成本。

在本发明的其它实施例中：安装板连接板、弹簧筒连接板的板厚方向还可以沿上下方向延伸；左、右定位轴还可以不设，此时需在第二锁紧螺栓上于左、右安装板的左右两侧均旋装有锁紧螺母；第一、第二限位结构还可以是限位螺母；第一、第二径向油孔的孔径也可以一致；活塞杆与接头还可以一体成型；当然缓冲器还可以是一个气压缓冲器，此时缓冲器可以仅包括一个缸体，缸体内设置有活塞，活塞杆设置于活塞上；缓冲器拐臂和用于连接分闸弹簧链条的拐臂也可以分体设置，当不需要后续拆装维修时，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒也可以分别与左安装板、右安装板焊接固连；分闸弹簧套、合闸弹簧套和对应弹簧座导向套还可以一体设置；分闸弹簧、合闸弹簧中弹簧的个数还可以根据需要进行设置，比如说分闸弹簧包括一个弹簧或三个弹簧，合闸弹簧包括两个弹簧或四个弹簧；传动拐臂和传动凸轮的个数还可以是三个、四个或更多，以传动拐臂和传动凸轮的个数均为三个为例进行说明，三个传动拐臂可以绕拐臂轴的周向均匀布置，此时第一复位弹簧可以不设，三个传动拐臂通过同一轴套安装于拐臂轴上，轴套与拐臂轴之间设置有单向轴承，三个传动凸轮绕凸轮轴的周向均匀布置，当第一传动凸轮将第一传动拐臂推动至最高位置处后，第二传动凸轮开始与第二传动拐臂接触并推动第二传动拐臂顺时针转动，此时第一传动凸轮与第一传动拐臂脱离；当第二传动凸轮将第二传动拐臂推动至最高位置处后，第三传动凸轮开始与第三传动拐臂接触并推动第三传动拐臂顺时针转动，此时第二传动凸轮与第二传动拐臂脱离，当第三传动凸轮将第三传动拐臂推动至最高位置处后，第一传动拐臂转动至最初始位置，第一传动凸轮开始与第一传动拐臂接触并推动第一传动拐臂顺时针转动，如此循环；储能轴链轮、拐臂轴链轮之间的传动比足够大时，传动拐臂也可以只有一个，此时传动凸轮仅推动一个传动拐臂转动即能实现合闸弹簧的完成储能；根据合闸弹簧的设置形式的不同，也可以在拐臂轴逆时针转动时，合闸弹簧储能；掣子单元还可以通过储能掣子与承力块顶推配合以实现推动杠杆转动；第二复位弹簧还可以不设，此时承力块可以直接固设于杠杆上，或者承力块也不设，掣子单元直接推动杠杆转动，此时承力结构由杠杆左端的上端面构成；第三复位弹簧也可以不设，此时可以通过手动对杠杆进行复位；竖杆也可以不设，此时连杆的右端可以铰接于杠杆的左端或右端；连杆还可以由两节或三节顺次铰接相连的连杆节组成。

Claims

弹簧操动机构，包括机架，机架上设置有缓冲器和轴线沿左右方向延伸的用于与相应断路器的动触头传动连接的输出轴，输出轴上装配有缓冲器拐臂，缓冲器拐臂上设置有销轴，缓冲器的活塞杆上设置有铰接孔，所述销轴穿设与所述铰接孔中，其特征在于：所述铰接孔为长度延伸方向与活塞杆长度延伸方向一致的长孔。
根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述缓冲器包括内缸和同轴线套设于内缸外围的外缸，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，所述活塞杆设置于所述活塞上，内、外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体两端设有连通内缸的内腔与环形间隙的径向油孔，所述活塞具有与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，活塞杆上设置有限制活塞在活塞杆上往复移动极限的第一、第二限位结构，第一、第二限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，活塞上设置有沿活塞轴向贯穿活塞的轴向油孔，活塞杆上于活塞的一侧设置有用于封堵轴向油孔对应端孔口的活塞盖。
根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：机架包括分闸弹簧筒、合闸弹簧筒和下端连接在一起的左、右安装板，分闸弹簧筒中设置有分闸弹簧，合闸弹簧筒中设置有合闸弹簧，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒左右并列的一体成型，分闸弹簧筒、合闸弹簧筒分别通过固定结构与左安装板、右安装板固定连接。
根据权利要求3所述的弹簧操动机构，其特征在于：弹簧操动机构还包括分别设置于合闸弹簧、分闸弹簧前侧的换向链轮，合闸弹簧、分闸弹簧均包括前、后弹簧座和传动杆，各换向链轮上分别绕经有与对应传动杆前端连接的链条，后弹簧座上固设有轴线沿前后方向延伸的传动杆导向套，所述传动杆导向移动穿设于所述传动杆导向套的内孔中，所述传动杆位于所述前弹簧座的后侧，所述前弹簧座上开设有轴线沿前后方向延伸的供对应链条穿过的链条穿孔。
根据权利要求1所述的弹簧操动机构，其特征在于：机架上还设置有电机和与输出轴传动连接的轴线沿左右方向延伸的储能轴，电机通过传动机构与储能轴传动连接，传动机构包括与储能轴平行设置的凸轮轴和拐臂轴，凸轮轴与电机的动力输出端传动连接，拐臂轴与所述储能轴传动连接，拐臂轴上通过单向轴承装配有至少两个传动拐臂，凸轮轴上固设有分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮。
根据权利要求5所述的弹簧操动机构，其特征在于：各传动拐臂沿拐臂轴的轴向间隔设置，各传动拐臂均位于所述拐臂轴临近所述凸轮轴的一侧，各传动拐臂上均连接有第一复位弹簧。
根据权利要求6所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述传动拐臂和传动凸轮均有两个，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。
根据权利要求5所述的弹簧操动机构，其特征在于：弹簧操动机构还包括防过储能机构，防过储能机构包括转动轴线与储能轴的轴线相平行的杠杆和设置于传动拐臂旁的转动轴线与所述杠杆的转动轴线相平行的转动板，转动板上设有用于顶推所述传动拐臂的顶推部，杠杆的动力臂上设有用于被所述掣子单元顶推而使杠杆转动的受力结构，杠杆通过连杆与所述转动板相连以在杠杆转动时通过连杆带动转动板转动进而使转动板推动传动拐臂与对应传动凸轮脱离。
根据权利要求8所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述杠杆包括沿左右方向延伸的横杆及固设于所述横杆中部的竖杆，所述连杆连接于所述竖杆上，所述受力结构设置于所述横杆的左端，所述横杆的右端连接有第二复位弹簧。
根据权利要求8所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述连杆的左端与转动板铰接相连，所述连杆的右端与所述竖杆铰接相连。