一種開關設備的三工位操動機構的製作方法

2023-06-06 10:52:11 3

專利名稱：一種開關設備的三工位操動機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及供配電技術領域，特別涉及一種開關設備的三工位操動機構，具 體地說，是一種中壓開關設備隔離接地三工位操動機構。
背景技術：
對於中壓成套開關設備，配置三工位的隔離接地開關是未來發展的方向。傳統的 中壓成套開關設備的隔離接地開關需要兩個機構分別操作，近年來逐漸過渡到一個機構可 實現隔離開關及接地開關的動作，但還是需要兩根軸分別操作隔離開關及接地開關，這些 都體現了機構複雜且體積大。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種開關設備的三工位操動機構，採用兩組儲能釋放裝 置以及同一輸出軸來實現開關設備三工位的切換，使操作更加簡單、快速，也減小了操動機 構的體積。本實用新型實施例的目的之一是，提供一種開關設備的三工位操動機構，所述三 工位操動機構包括儲能軸，所述儲能軸末端安裝有操作手柄；與所述儲能軸連接的兩組 儲能釋放裝置；以及與所述兩組儲能釋放裝置連接的同一輸出軸；所述輸出軸末端安裝有 限位拐臂，用於在所述開關設備的三個工位之間進行限位；所述操作手柄的旋轉帶動所述 儲能軸旋轉，進而帶動所述兩組儲能釋放裝置旋轉，由所述兩組儲能釋放裝置中的一組帶 動所述輸出軸旋轉，使所述限位拐臂從一個工位切換到另一個工位。所述儲能軸上固定有儲能動齒輪，所述儲能動齒輪與從動齒輪嚙合，所述從動齒 輪設置有兩個第一凸出銷，用於帶動所述兩組儲能釋放裝置旋轉。所述兩個第一凸出銷分別設置於所述從動齒輪的正反兩面，兩個第一凸出銷與所 述從動齒輪的圓心夾角為180度。每組儲能釋放裝置包括圓盤組合、儲能壓簧裝置以及扇形拐臂；所述圓盤組合 連接所述儲能壓簧裝置和所述扇形拐臂；所述扇形拐臂固定於所述輸出軸；所述圓盤組合 上設置有第一弧形槽和第二凸出銷；所述扇形拐臂上設置有第二弧形槽；所述第一凸出銷 在所述第一弧形槽中滑動，帶動所述圓盤組合旋轉；所述第二凸出銷在所述第二弧形槽中 滑動，帶動所述扇形拐臂旋轉，並實現所述輸出軸的旋轉；所述圓盤組合的轉動，迫使所述 儲能壓簧裝置壓縮並釋放能量；在所述儲能軸停止轉動的情況下，利用所述儲能壓簧裝置 釋放的能量帶動所述圓盤組合繼續轉動。所述第一弧形槽、所述第二弧形槽與所述輸出軸同軸心。相鄰工位的切換所對應的儲能壓簧裝置在達到最大壓縮量之前的旋轉角度為45 度，所述第一弧形槽的角度為45度，對應的輸出軸的旋轉的旋轉角度為40度；所述第二弧 形槽的角度為50度。所述從動齒輪與所述圓盤組合通過滾動軸承套接於所述輸出軸上。[0011]所述操動機構還包括分別限定三工位中的接地位置和合閘位置的兩個限位銷、 以及限定分閘位置的限位塊；所述限位拐臂與所述限位銷和限位塊接觸，實現不同工位的 限位。所述限位塊還與一壓簧裝置連接。所述操動機構還包括兩層夾板，所述兩組儲能釋放裝置設置於所述兩層夾板中。本實用新型由於採用了上述技術方案，具有以下優點1、簡單的圓盤、弧形槽、銷 組成工作模式，實現機構的三工位工作狀態；各工作狀態既相互連接又相互獨立，互不幹 涉，且機構體積小，結構簡單；2、通過上述盤類槽式結構，採用一根輸出軸配兩根壓縮彈簧 即可實現三工位工作模式；3、獨特的凸點式限位與普通銷限位相結合，使機構在每個工作 位置都能很好的限位；4、機構的能量提供簧採用壓縮彈簧方式，現儲現放，既節省了空間又 縮小了操作角度。

圖1是本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的整體功能框圖；圖2是本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的正視圖；圖3是本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的俯視圖；圖如是合閘位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放 裝置2的狀態圖(A-A視圖)；圖4b是合閘位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放 裝置3的狀態圖(B-B視圖)；圖fe是分閘位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放 裝置2的狀態圖(A-A視圖)；圖恥是分閘位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放 裝置3的狀態圖(B-B視圖)；圖6a是接地位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放 裝置2的狀態圖(A-A視圖)；圖6b是接地位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放 裝置3的狀態圖(B-B視圖)；圖7是本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能動齒輪和從動齒輪 結構示意圖。
具體實施方式
隨著我國中壓成套開關設備尤其是環網供電系統的快速實施，小型化環網櫃，尤 其是固體絕緣環網櫃在中壓領域中得到廣泛應用。固體絕緣環網櫃體積小巧、結構緊湊，且 均需配置三工位隔離接地開關。本實用新型所提出的開關設備的三工位操動機構，就是一 種新型的小型化手動快速三工位操動機構，該三工位操動機構對中壓成套開關設備特別是 小型化環網櫃的發展具有重要的意義。為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的圖1-圖7，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術 人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。圖1為該三工位操動機構的整體功能框圖。如圖1所示，該三工位操動機構包括 儲能軸4，儲能軸4末端安裝有操作手柄22 ；與儲能軸4連接的第一儲能釋放裝置2和第二 儲能釋放裝置3 ；以及與兩組儲能釋放裝置連接的同一輸出軸17 ；輸出軸17末端安裝有限 位拐臂23，用於在開關設備的三個工位之間進行限位；操作手柄22的旋轉帶動儲能軸4旋 轉，進而帶動兩組儲能釋放裝置旋轉，由兩組儲能釋放裝置中的一組帶動輸出軸17旋轉， 使限位拐臂23從一個工位切換到另一個工位。圖7是本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能動齒輪和從動齒輪 結構示意圖。如圖7所示，儲能軸4上固定有儲能動齒輪5，儲能動齒輪5與從動齒輪6齧 合，從動齒輪6設置有凸出銷7和凸出銷8，用於帶動兩組儲能釋放裝置旋轉。具體地，凸出 銷7和凸出銷8分別設置於從動齒輪6的正反兩面，並且與從動齒輪6的圓心夾角為180度。圖3是本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的俯視圖；圖如是合閘位置 (狀態一)時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放裝置2的狀態圖 (A-A視圖)；圖4b是合閘位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋 放裝置3的狀態圖(B-B視圖)；圖fe是分閘位置(狀態二)時，本實用新型實施例開關設 備的三工位操動機構的儲能釋放裝置2的狀態圖(A-A視圖)；圖恥是分閘位置時，本實用 新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放裝置3的狀態圖(B-B視圖)；圖6a是接 地位置(狀態三)時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的儲能釋放裝置2的 狀態圖(A-A視圖)；圖6b是接地位置時，本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的 儲能釋放裝置3的狀態圖(B-B視圖)。如圖3、圖如和圖4b所示，儲能釋放裝置2包括圓盤組合9、儲能壓簧裝置13以 及扇形拐臂18 ；圓盤組合9連接儲能壓簧裝置13和扇形拐臂18 ；扇形拐臂18固定於輸出 軸17 ；圓盤組合9上設置有弧形槽11和凸出銷15 ；扇形拐臂18上設置有弧形槽20 ；凸出 銷7在弧形槽11中滑動，帶動圓盤組合9旋轉；凸出銷15在弧形槽20中滑動，帶動扇形拐 臂18旋轉，並實現輸出軸17的旋轉；圓盤組合9的轉動，迫使儲能壓簧裝置13壓縮並釋放 能量；在儲能軸4停止轉動的情況下，利用儲能壓簧裝置13釋放的能量帶動圓盤組合9繼 續轉動。儲能釋放裝置3包括圓盤組合10、儲能壓簧裝置14以及扇形拐臂19 ；圓盤組合 10連接儲能壓簧裝置14和扇形拐臂19 ；扇形拐臂19固定於輸出軸17 ；圓盤組合10上設 置有弧形槽12和凸出銷16 ；扇形拐臂19上設置有弧形槽21 ；凸出銷8在弧形槽12中滑 動，帶動圓盤組合10旋轉；凸出銷16在弧形槽21中滑動，帶動扇形拐臂19旋轉，並實現輸 出軸17的旋轉；圓盤組合10的轉動，迫使儲能壓簧裝置14壓縮並釋放能量；在儲能軸4停 止轉動的情況下，利用儲能壓簧裝置14釋放的能量帶動圓盤組合10繼續轉動。具體地，弧形槽11、12、20、21與輸出軸17同軸心。具體地，本實用新型實施例的操動機構從一個工位切換至下一個工位所對應的儲 能壓簧裝置在達到最大壓縮量之前的旋轉角度為45度，弧形槽11、12的角度為45度，對應 的輸出軸的旋轉角度為40度；弧形槽20、21的角度為50度。[0034]具體地，從動齒輪6與圓盤組合9、10通過滾動軸承套接於所述輸出軸上。具體地，本實用新型實施例的操動機構還包括兩層夾板1，兩組儲能釋放裝置設置 於兩層夾板中。圖2為本實用新型實施例開關設備的三工位操動機構的正視圖，該圖顯示了該操 動機構的限位部分具體結構。如圖2所示，本實用新型實施例的操動機構還包括限定三工 位中的合閘位置的限位銷24，以及接地位置的限位銷25，限定分閘位置的限位塊觀；限位 拐臂23與限位銷M、25和限位塊28接觸，實現不同工位的限位。可選地，限位塊28設置 於導向板26上，與一壓簧27連接。下面詳細描述本實用新型三工位操動機構的工作原理。本實用新型的三工位操動機構包括兩層夾板以及架設在夾板中間的兩組既相互 聯繫又相互獨立的盤槽式儲能釋放裝置以及儲能軸。儲能軸上固定有儲能動齒輪，儲能動 齒輪與從動齒輪嚙合，可帶動從動齒輪正反旋轉，從動齒輪上設有兩個凸出銷，兩個凸出銷 分別插接在儲能圓盤上設置的弧形槽內，可向正反兩個方向分別帶動儲能圓盤轉動，儲能 圓盤分別與兩組儲能壓簧裝置連接，儲能圓盤上還設有一個凸出銷，該凸出銷插接在與輸 出軸固定連接的扇形拐臂的弧形槽內，儲能軸的端頭可插接操作手柄。本實用新型的三工位操動機構，採用一根輸出軸即可實現準確、快速、可靠的操作 隔離接地開關使其實現「合閘-分閘-接地」三工位工作模式，具有快速合分、體積小巧、結 構簡單、操作靈活的特點。本實用新型整體工作過程為儲能動齒輪帶動從動齒輪轉動，通過一圓盤組合上 的弧形槽帶動圓盤組合壓縮彈簧儲能，彈簧達到最大壓縮量後，儲能齒輪不工作，利用彈簧 釋放的能量繼續帶動圓盤組合轉動，該圓盤組合上的凸出銷通過扇形拐臂帶動輸出軸工 作，從而實現機構從第一工位到第二工位的轉換。繼續沿著同一方向轉動儲能軸，將實現儲 能軸帶動另一圓盤組合動作，使另一圓盤組合通過扇形拐臂帶動輸出軸工作，實現機構從 第二工位到第三工位的轉換。本實用新型從狀態一到狀態二切換的工作過程為(參考圖如、圖仙、圖如和圖 5b)當通過操作手柄22順時針轉動儲能軸4時，儲能動齒輪5帶動從動齒輪6逆時針轉 動，通過從動齒輪6中設置的凸出銷7作用於圓盤組合9的弧形槽11中；隨著儲能動齒輪 5的轉動，圓盤組合9開始轉動，從而帶動儲能壓簧裝置13開始儲能；此時，圓盤組合9上 的凸出銷15也隨著轉動，並在扇形拐臂18的弧形槽20中滑行，當儲能壓簧裝置13達到最 大壓縮量(虛線所示)後，儲能動齒輪5將不工作，圓盤組合9上的凸出銷15已經滑行弧 形槽20的另一端，此時圓盤組合9在儲能壓簧裝置13釋放能量的帶動下繼續轉動，此時， 圓盤組合9的凸出銷15開始帶動扇形拐臂18動作，從而使輸出軸17旋轉40度角到達狀
——-ο本實施例從狀態一到狀態二的切換過程中，當儲能壓簧裝置13達到最大壓縮量 前，從動齒輪6中設置的凸出銷7帶動圓盤組合9轉動的同時，從動齒輪6中設置的凸出銷 8在圓盤組合10的弧形槽12中做空行程運動，而不會帶動圓盤組合10轉動。所以，在從狀 態一到狀態二的操作過程中，圓盤組合10並沒有轉動，圓盤組合9的轉動沒有幹涉到圓盤 組合10。本實用新型實施例從狀態二到狀態三的過程為(參考圖如、圖恥、圖6a和圖6b)通過操作手柄22繼續順時針轉動儲能軸4，儲能動齒輪5帶動從動齒輪6逆時針轉動，通過 從動齒輪6中設置的凸出銷8作用於圓盤組合10的弧形槽12中，隨著儲能動齒輪5的轉 動，圓盤組合10開始轉動，從而帶動儲能壓簧裝置14開始儲能。此時，圓盤組合10上的凸 出銷16也隨著轉動，並在扇形拐臂19的弧形槽21中滑行，當儲能壓簧裝置14達到最大壓 縮量後，儲能動齒輪5也將不工作，圓盤組合10上的凸出銷16已經滑行弧形槽21的另一 端，此時圓盤組合10在儲能壓簧裝置14釋放能量的帶動下繼續轉動，此時，圓盤組合10上 的凸出銷16開始帶動扇形拐臂19動作，從而使輸出軸17再旋轉40度角到達狀態三。本實施例從狀態二到狀態三的切換過程中，當儲能壓簧裝置14達到最大壓縮量 前，從動齒輪6中設置的凸出銷8帶動圓盤組合10轉動的同時，從動齒輪6中設置的凸出 銷7在圓盤組合9的弧形槽11中做空行程運動，而不會帶動圓盤組合9轉動。所以，在從 狀態二到狀態三的操作過程中，圓盤組合9並沒有轉動，圓盤組合10的轉動沒有幹涉到圓 盤組合9。因此圓盤組合9與圓盤組合10的轉動互不幹涉。在任何時候圓盤組合9與圓盤 組合10同時只有一組圓盤組合在轉動。從狀態三到狀態二再到狀態一的操動過程與上述過程相反，此處不再展開描述。本實用新型由於採用了上述技術方案，具有以下優點1、簡單的圓盤、弧形槽、銷 組成工作模式，實現機構的三工位工作狀態；各工作狀態既相互連接又相互獨立，互不幹 涉，且機構體積小，結構簡單；2、通過上述盤類槽式結構，採用一根輸出軸配兩根壓縮彈簧 即可實現三工位工作模式；3、獨特的凸點式限位與普通銷限位相結合，使機構在每個工作 位置都能很好的限位；4、機構的能量提供簧採用壓縮彈簧方式，現儲現放，既節省了空間又 縮小了操作角度。以上實施例僅用以說明本發明實施例的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述 實施例對本發明實施例進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以 對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而 這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例各實施例技術方案的精 神和範圍。
權利要求1.一種開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述三工位操動機構包括儲能軸， 所述儲能軸末端安裝有操作手柄；與所述儲能軸連接的兩組儲能釋放裝置；以及與所述兩 組儲能釋放裝置連接的同一輸出軸；所述輸出軸末端安裝有限位拐臂，用於在所述開關設 備的三個工位之間進行限位；所述操作手柄的旋轉帶動所述儲能軸旋轉，進而帶動所述兩組儲能釋放裝置旋轉，由 所述兩組儲能釋放裝置中的一組帶動所述輸出軸旋轉，使所述限位拐臂從一個工位切換到 另一個工位。
2.根據權利要求1所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述儲能軸上固 定有儲能動齒輪，所述儲能動齒輪與從動齒輪嚙合，所述從動齒輪設置有兩個第一凸出銷， 用於帶動所述兩組儲能釋放裝置旋轉。
3.根據權利要求2所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述兩個第一凸 出銷分別設置於所述從動齒輪的正反兩面，兩個第一凸出銷與所述從動齒輪的圓心夾角為 180 度。
4.根據權利要求2所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，每組儲能釋放裝 置包括圓盤組合、儲能壓簧裝置以及扇形拐臂；所述圓盤組合連接所述儲能壓簧裝置和 所述扇形拐臂；所述扇形拐臂固定於所述輸出軸；所述圓盤組合上設置有第一弧形槽和第二凸出銷；所述扇形拐臂上設置有第二弧形 槽；所述第一凸出銷在所述第一弧形槽中滑動，帶動所述圓盤組合旋轉；所述第二凸出銷 在所述第二弧形槽中滑動，帶動所述扇形拐臂旋轉，並實現所述輸出軸的旋轉；所述圓盤組合的轉動，迫使所述儲能壓簧裝置壓縮並釋放能量；在所述儲能軸停止轉 動的情況下，利用所述儲能壓簧裝置釋放的能量帶動所述圓盤組合繼續轉動。
5.根據權利要求4所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述第一弧形槽、 所述第二弧形槽與所述輸出軸同軸心。
6.根據權利要求5所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述儲能壓簧裝置在達到最大壓縮量之前的旋轉角度為45度，所述第一弧形槽的角 度為45度，對應的輸出軸的旋轉角度為40度；所述第二弧形槽的角度為50度。
7.根據權利要求4所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述從動齒輪與 所述圓盤組合通過滾動軸承套接於所述輸出軸上。
8.根據權利要求1所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述操動機構還 包括分別限定三工位中的接地位置和合閘位置的兩個限位銷、以及限定分閘位置的限位 塊；所述限位拐臂與所述限位銷和限位塊接觸，實現不同工位的限位。
9.根據權利要求8所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述限位塊還與 一壓簧裝置連接。
10.根據權利要求1所述的開關設備的三工位操動機構，其特徵在於，所述操動機構還 包括兩層夾板，所述兩組儲能釋放裝置設置於所述兩層夾板中。
專利摘要一種開關設備的三工位操動機構，所述三工位操動機構包括儲能軸，所述儲能軸末端安裝有操作手柄；與所述儲能軸連接的兩組儲能釋放裝置；以及與所述兩組儲能釋放裝置連接的同一輸出軸；所述輸出軸末端安裝有限位拐臂，用於在所述開關設備的三個工位之間進行限位；所述操作手柄的旋轉帶動所述儲能軸旋轉，進而帶動所述兩組儲能釋放裝置旋轉，由所述兩組儲能釋放裝置中的一組帶動所述輸出軸旋轉，使所述限位拐臂從一個工位切換到另一個工位。該操動機構採用兩組儲能釋放裝置以及同一輸出軸來實現開關設備三工位的切換，使操作更加簡單、快速，也減小了操動機構的體積。
文檔編號H01H31/00GK201904236SQ20102067306
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者張保義, 羅嗣武, 羿慶海 申請人:北京電研華源電力技術有限公司