一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構的製作方法

2023-04-28 22:17:26

專利名稱：一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於高壓輸變電領域，特別涉及一種用於高壓斷路器中的彈簧液壓操
動機構。技術背景 操動機構是斷路器的機械分合閘裝置，由於斷路器觸頭的分、合動作是通過操動
機構來實現的，因此操動機構的工作性能和質量的優劣，對高壓斷路器的工作性能和可靠
性起著極為重要的作用。現在用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構儲能模塊一般由三個獨
立的儲能單元組成，三個儲能單元分別作用於碟簧片組，由於碟簧片組徑向力可能不均勻，
而導致儲能缸經常出現徑向偏差，使儲能單元與工作缸體之間的密封系統比較容易受損而
出現漏油現象，從而無法正常儲能，更嚴重時可能導致整個機構無法正常工作。 另外，現在用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構的碟簧片組一般是設置在操動機
構底部，重心位置比較低。當操動機構水平安裝時，由於重心比較靠近操動機構尾部而導致
水平扭矩比較大，機構分合閘動作時，操動機構的抖動會比較大，因此不利於長期水平安裝使用。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供密封系統完全在操動機構內部，碟簧片組在操動機構
中部的用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，密封效果更佳，力學特性更好。 為了實現上述目的，本實用新型採用的技術解決方案是 —種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，包括設有支架、低壓油箱、上固定法蘭、上壓板、活塞杆、機械鎖、工作缸體、儲能缸、下壓板、下固定法蘭、碟簧片組、輔助開關、控制閥、安全洩壓閥和行程開關組、電機、油泵、油泵腔體和傳動齒輪等，上述部件均以工作缸體為核心展開設置，活塞杆設置在工作缸體內部；支架、輔助開關、機械鎖、低壓油箱、上固定法蘭、上壓板依次從上至下設置於工作缸體的上部；儲能缸環行套裝在工作缸體的中部；碟簧片組設置於工作缸體的中部，儲能缸的外部；工作缸體的下部設有三個安裝平面，分別安裝控制閥、安全洩壓閥和行程開關組、電機、油泵和傳動齒輪等。 所述的儲能缸設有兩級圓柱孔體，直徑依照從小到大分別表示為0A2和0B2，兩
級圓柱孔體的垂直交界面設有一個圓環面D2，兩級圓柱孔體的開口處均設有密封槽。[0008] 所述的上固定法蘭設有MC內螺紋體。 所述的工作缸體一端設有MC外螺紋體，工作缸體中部設有兩級圓柱體，直徑依照從小到大分別表示為0A 1和0B 1 ，兩級圓柱體垂直交界處設有一個圓環臺面Dl， 0B l圓柱體靠近圓環臺面D1 —側的側面設有密封槽。 所述的工作缸體的MC外螺紋體，可與上固定法蘭的MC內螺紋體相套裝；工作缸體
上的0A1和0B1圓柱體可分別與儲能缸內的0A2和0B2圓柱孔體相互配合套裝，工作缸體
上的Dl圓環臺面可與儲能缸內的D2圓環臺面相貼合，使得工作缸體能對儲能缸提供限位支撐，儲能缸可環行套裝在工作缸體上，並可沿工作缸體做軸向運動；同時儲能缸、工作缸體以及裝在兩者所設有的密封槽內的密封件共同構成了一個封閉的高壓油腔，此油腔與工作缸體內部的高壓油路相連通。 低壓油箱與油泵腔體通過工作缸體內的低壓油路相通；電機通過傳動齒輪帶動油泵；油泵通過工作缸體內的高壓油路與儲能缸內高壓油路相通；安全洩壓閥與工作缸體內的高低壓油路分別相通；控制閥和工作缸體的高壓油路、低壓油路以及分合閘油路分別相通。 本實用新型的機械傳動系統為活塞杆一端通過機械聯動機構與輔助開關聯動，另一端置於工作缸體內部；機械鎖一端通過機械聯動機構在碟簧片內部與儲能缸聯動，另一端則可在活塞杆合閘位頂端做徑向運動鎖定活塞杆，防止活塞杆在合閘位因液壓系統意外失壓而分閘；環形套裝在儲能缸上的下固定法蘭分別與安全洩壓閥和行程開關組相聯結，共同聯動以防止液壓系統壓力過高和提供行程位置信號。 本實用新型的主要安裝過程安裝工作缸體和儲能缸的密封圈及導向環，將儲能缸套裝在工作缸體的圓環檯面上，儲能缸可在工作缸體軸向自由運動，將下壓板和下固定法蘭環形套裝在儲能缸上，將碟簧片組環形套裝在下壓板上，將上壓板安裝在碟簧片組上，再將上固定法蘭壓在上壓板上面，壓縮碟簧片組後將上固定法蘭旋入工作缸體上端外螺紋體，之後安裝低壓油箱，將活塞杆及合閘和分閘緩衝系統以及密封系統裝入工作缸體內，再用螺栓將低壓油箱頂蓋、支架固定到上固定法蘭，再將輔助開關和機械鎖安裝到支架上。最後再將控制閥、安全洩壓閥和行程開關組、電機、油泵和傳動齒輪分別安裝在工作缸體下部四方體上。 本實用新型的主要工作原理低壓油箱與油泵腔體通過工作缸體內的低壓油路相
通並為之提供低壓液壓油；電機通過傳動齒輪帶動油泵，油泵將油泵腔體內的低壓液壓油
增壓，通過工作缸體內的高壓油路泵入儲能缸內高壓腔體；高壓油可以推動儲能缸沿工作
缸體軸線向上運動，同時帶動下壓板向上運動壓縮碟簧片組並儲能；當分閘操作時，控制閥
的分合閘油路提供低壓油，活塞杆的活塞下端也為低壓油，活塞杆的活塞上端的高壓油壓
迫活塞杆向下運動從而實現分閘操作；當合閘操作時，控制閥的分合閘油路提供高壓油，活
塞杆的活塞下端也為高壓油，由於差動原理從而導致高壓油壓迫活塞杆向上運動從而實現
合閘操作。儲能缸向上運動時，下固定法蘭也隨之向上運動，帶動安全洩壓閥和行程開關組
聯動，當碟簧片組壓縮到一定程度後，安全洩壓閥會隨之自動打開閥口釋放高壓從而防止
液壓系統壓力過高，而行程開關組也會隨之自動旋轉，通過位置切換各種控制信號。當活塞
杆向上運動時，輔助開關切換到合閘狀態，當活塞杆向下運動時，輔助開關也隨之切換到分
閘狀態。當活塞杆在合閘位而液壓系統突然失壓，機械鎖一端通過機械聯動機構在碟簧片
內部與儲能缸聯動，推動機械鎖另一端鎖定活塞杆，防止活塞杆在合閘位分閘。 本實用新型採用壓縮碟簧片組來儲存動作能量，穩定性好，可靠性高，受外界因素
影響較小；模塊化組合，密封環節少，無外部油管連接，密封系統完全在機構內部，密封性
好，結構簡單緊湊，從而在較大程度上避免了內滲、外漏現象；碟簧片組環行受力，壓力均
勻，穩定性和可靠性高；工作缸體、儲能缸、碟簧片組環行套裝在工作缸體中部，重心居中，
水平和垂直布置力學特性都比較好；零配件少，加工精度降低，成本也相對較低。綜上所述，
本實用新型比現有的一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構具有較大優越性。
4[0016]
以下結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明
圖1為本實用新型處於分閘未儲能狀態示意圖； 圖2為本實用新型處於合閘未儲能狀態示意圖； 圖3為本實用新型處於分閘儲能狀態示意圖； 圖4為本實用新型處於合閘儲能狀態示意圖； 圖5為本實用新型俯視示意圖； 圖6為本實用新型側面示意圖； 圖7A、圖7B為本實用新型工作缸體示意圖； 圖8A、圖8B為本實用新型上固定法蘭示意圖； 圖9A、圖9B為本實用新型儲能缸示意圖。 主要圖號說明1支架2油箱3上固定法蘭4上壓板5碟簧片組6儲能缸7工作缸體8下壓板9下固定法蘭10分閘電磁鐵11合閘電磁鐵12閥芯13油泵14油泵腔體15齒輪16活塞杆17輔助開關18密封槽19密封槽20圓環臺面A、B、C、D腔體24油箱蓋板25控制閥26電機28u型板29電機齒輪30鍵軸31行程開關組32齒條33凸輪組34安全洩壓閥35齒輪181、191組合密封圈161合閘緩衝器162分閘緩衝器70、工作缸體內缸[0039] 71 工作缸體內高壓油路 72工作缸體內通往儲能缸的高壓油路 73工作缸體通往油泵腔體的低壓油路 74 缸座 201內圓環臺面
具體實施方式如圖l-9B所示，一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，包括設有支架1、油箱2、上固定法蘭3、上壓板4、碟簧片組5、下壓板8、下固定法蘭9、分閘電磁鐵10、合閘電磁鐵11、閥芯12、油泵13、油泵腔體14、齒輪15、活塞杆16及工作缸體7與儲能缸6，其中碟簧片組5設置於一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構的中心，使本實用新型的重心更加穩定，儲能缸6設置於碟簧片組5的內部，工作缸體7與儲能缸6是環行套裝，儲能缸6套裝在工作缸體7上，所述工作缸體7上設有圓環臺面20，儲能缸6內部設有與圓環臺面20相配合的內圓環臺面201，如此工作缸體7通過圓環臺面20對儲能缸6進行下限支撐，因此儲能缸6可以在工作缸體7上做軸向運動。儲能缸6內設有上下兩條防塵槽，裡面裝有防塵圈，可以起到雙向防塵效果，還有上下兩條導向槽，裡面裝有導向環，這樣使儲能缸6和工作缸體7之間的軸向運動更穩定，使用效率提升。在儲能缸6的內環還設有一條密封槽18裝有組合密封圈181，與工作缸體上的密封槽19裝有組合密封圈191後配合形成可高壓密封的腔體。當起動電機26通過電機齒輪29，齒輪15帶動油泵13工作時，使此腔體形成高壓後會推動儲能缸6向上運動。儲能缸6外環裝有下固定法蘭9，下固定法蘭9上安裝下壓板8，工作缸體7上方外環螺紋固定連接安裝上固定法蘭3，上固定法蘭3下裝有上壓板4，這樣在上壓板4與下壓板8之間安裝碟簧片組5，將碟簧片組5限位在上下壓板之間。當儲能缸6受到高液壓後向上運動帶動下壓板8向上運動，從而壓縮碟簧片組5進行儲能。[0045] 工作缸體7的工作缸體內缸70裝有活塞杆16，當活塞杆16底部受高壓後便會向上運動從而給本實用新型提供合閘所用能量，活塞杆16上下各安裝緩衝系統，上方裝有合閘緩衝器161，下方安裝分閘緩衝器162，以減緩活塞杆16在高速分合閘運動的衝擊，提高使用壽命並提供給斷路器分合閘運動所需參數。 工作缸體7上方裝有油箱2，油箱2上方蓋裝油箱蓋板24，提供密封空間給液壓油，油箱蓋板24上方裝有支架1。支架1外側一端用聯板固定輔助開關17，輔助開關17與彎板用鍵軸連接，彎板用連杆和拐臂與活塞杆16頂部銅帽連接，銅帽一側有劃軌，當活塞杆16運動時利用劃軌使連杆和拐臂聯動，從而切換輔助開關17。 工作缸體7下方三個面安裝控制閥25、安全洩壓閥34和行程開關組31、電機26、油泵13和傳動齒輪15及電機齒輪29，控制閥25與工作缸體7用螺釘直接連接，通孔處有密封圈保持密封。 配合圖l-4所示，工作缸體7內部設有工作缸體內高壓油路71、工作缸體內通往儲能缸的高壓油路72、工作缸體通往油泵腔體的低壓油路73，控制閥25有四個腔體，其中，控制閥25中腔體A是常控制閥高壓腔，與工作缸體7連接，通過工作缸體7內高壓油路71與油泵13相連，利用油泵13給腔體A提供高壓油，控制閥25腔體B是控制閥分合閘油路腔，通過工作缸體7內通往儲能缸的高壓油路72與活塞杆16底部腔體D連接，使腔體B與腔體D相通，底部腔體D是工作缸體內的分合閘油路腔；控制閥25中腔體C是控制閥低壓油路腔，通過工作缸體7 —工作缸體通往油泵腔體的低壓油路73通往油泵腔體14和油箱2。控制閥25對面與工作缸體7相連裝有電機26、油泵13和電機齒輪29。油泵13裝配於油泵腔體14內，與工作缸體7用螺釘固定，油泵腔體14與工作缸體7 —工作缸體通往油泵腔體的低壓油路73相通通往油箱2，油泵腔體14與工作缸體7螺釘直接連接，油泵腔體14與電機26螺釘連接固定，電機軸與齒輪通過鍵連接，齒輪15利用曲軸固定在油泵腔體14外。與電機齒輪29相互咬合形成齒輪傳動系統，電機26帶動曲軸壓縮油泵13工作。工作缸體7下方螺釘固定有U型板28上，U型板中間穿有鍵軸30，鍵軸30上U型板中間安裝凸輪組33， U型板上端螺釘固定安裝行程開關組31， U型板一端穿有齒條32，齒條32上端固定在下固定法蘭9上，使齒條32與下固定法蘭9和碟簧片組5直接連動。鍵軸30齒條端安裝齒輪35與齒條32配合，當齒條運動時帶動齒輪35和凸輪組33轉動，凸輪組33的轉動即可對行程開關組31形成開斷指令。[0049] 本實用新型的工作方式 配合圖1-2所示，儲能操作電機26工作，通過電機齒輪29齒輪15傳動，帶動曲軸壓縮油泵13工作，將液壓油輸入腔體A，同時通過工作缸體7內部孔將圓環臺面20所在 高壓腔體輸入高壓油，兩腔體形成高壓，儲能缸6帶動下固定法蘭9和下壓板8向上運動， 壓縮碟簧片組5，使碟簧片組形變，此為壓縮儲能過程。 如圖4所示，合閘操作合閘電磁鐵11通電運動，通過一級閥連動使控制閥25腔 體A和腔體B連通，閥芯12封閉腔體C，使腔體A、腔體B和腔體D充滿高壓，當腔體D充高 壓時，活塞杆16由於徑向面積差，使活塞杆16下端受力大於上端，活塞杆16向上運動從而 帶動斷路器觸頭合閘。 如圖3所示，分閘操作分閘電磁鐵10通電運動，通過一級閥連動使控制閥25腔 體B和腔體C連通，閥芯12封閉腔體A，使腔體B和腔體C連通，這樣使腔體D與油箱連通， 腔體D失去高壓，活塞杆16上方是常高壓，使得活塞杆16向下運動帶動斷路器觸頭分閘。 另外，這裡對上述具體實施方式
進行補充說明 配合圖7A-圖9B所示，儲能缸6設有兩級圓柱孔體，直徑依照從小到大分別表示 為0A2和0B2，兩級圓柱孔體的垂直交界面設有一個圓環面D2，兩級圓柱孔體的開口處均
設有密封槽。 所述的上固定法蘭3設有MC內螺紋體。 所述的工作缸體7 —端設有MC外螺紋體，工作缸體中部設有兩級圓柱體，直徑依 照從小到大分別表示為0A1和0B1 ，兩級圓柱體垂直交界處設有一個圓環臺面D1，0B1圓 柱體靠近圓環臺面D1 —側的側面設有密封槽。 所述的工作缸體7的MC外螺紋體，可與上固定法蘭3的MC內螺紋體相套裝；工作
缸體上7的0A1和0B1圓柱體可分別與儲能缸6內的0A2和0B2圓柱孔體相互配合套裝，
工作缸體7上的Dl圓環臺面201可與儲能缸6內的D2圓環臺面相貼合，使得工作缸體7 能對儲能缸6提供限位支撐，儲能缸6可環行套裝在工作缸體7上，並可沿工作缸體7做軸 向運動；同時儲能缸6、工作缸體7以及裝在兩者所設有的密封槽內的密封件共同構成了一 個封閉的高壓油腔，此油腔與工作缸體7內部的高壓油路相連通。 以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域 的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因 此，所有等同的技術方案也應該屬於本實用新型的範疇，應由各權利要求限定。
權利要求一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，包括設有支架、低壓油箱、上固定法蘭、上壓板、活塞杆、機械鎖、工作缸體、儲能缸、下壓板、下固定法蘭、碟簧片組、輔助開關、控制閥、安全洩壓閥和行程開關組、電機、油泵、油泵腔體和傳動齒輪等，上述部件均以工作缸體為核心展開設置，其特徵在於儲能缸與工作缸體環行套裝，儲能缸在外部，工作缸體在內部；碟簧片組與儲能缸環形套裝，碟簧片組在外部，儲能缸在內部；與工作缸體螺紋套裝的上固定法蘭為碟簧片組提供上限支撐，儲能缸為碟簧片組提供下限支撐，使得碟簧片組能隨著儲能缸沿工作缸體做軸向運動。
2. 如權利要求1所述的一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，其特徵在於所述的儲能缸設有兩級圓柱孔體，直徑依照從小到大分別表示為0 A2和0 B2，兩級圓柱孔體的垂直交界面設有一個圓環面D2，兩級圓柱孔體的開口處均設有密封槽。
3. 如權利要求1所述的一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，其特徵在於所述的上固定法蘭設有MC內螺紋體。
4. 如權利要求1所述的一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，其特徵在於所述的工作缸體一端設有MC外螺紋體，工作缸體中部設有兩級圓柱體，直徑依照從小到大分別表示為0 Al和0 B1，兩級圓柱體垂直交界處設有一個圓環臺面D1， 0 Bl圓柱體靠近圓環臺面Dl —側的側面設有密封槽。
5. 如權利要求1所述的一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，其特徵在於所述的工作缸體的MC外螺紋體，可與上固定法蘭的MC內螺紋體相套裝；工作缸體上的0 Al和0B1圓柱體可分別與儲能缸內的0A2和0B2圓柱孔體相互配合套裝，工作缸體上的D1圓環臺面可與儲能缸內的D2圓環臺面相貼合，使得工作缸體能對儲能缸提供限位支撐，儲能缸可環行套裝在工作缸體上，並可沿工作缸體做軸向運動；同時儲能缸、工作缸體以及裝在兩者所設有的密封槽內的密封件共同構成了一個封閉的高壓油腔，此油腔與工作缸體內部的高壓油路相連通。
專利摘要本實用新型公開了一種用於高壓斷路器的彈簧液壓操動機構，包括設有支架、低壓油箱、上固定法蘭、上壓板、活塞杆、機械鎖、工作缸體、儲能缸、下壓板、下固定法蘭、碟簧片組、輔助開關、控制閥、安全洩壓閥和行程開關組、電機、油泵、油泵腔體和傳動齒輪等，上述部件均以工作缸體為核心展開設置，活塞杆設置在工作缸體內部；支架、輔助開關、機械鎖、低壓油箱、上固定法蘭、上壓板依次從上至下設置於工作缸體上部；儲能缸環行套裝在工作缸體的中部；碟簧片組設置於工作缸體中部，儲能缸外部；工作缸體下部設有三個安裝平面，分別安裝控制閥、安全洩壓閥和行程開關組、電機、油泵和傳動齒輪等。本實用新型穩定性好，可靠性高，比現有的彈簧液壓操動機構具有較大優越性。
文檔編號H01H3/24GK201532867SQ200920108298
公開日2010年7月21日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者不公告發明人 申請人:北京華清海沃開關設備有限公司