液壓緩衝器及使用該緩衝器的操動機構用負荷模擬裝置的製作方法

2024-03-31 20:00:05 1

本發明涉及一種液壓緩衝器及使用該緩衝器的操動機構用負荷模擬裝置。

背景技術：

斷路器的主要運動特性由操動機構提供，操動機構的運動可靠性直接影響到斷路器的機械特性，包括分合閘時間及速度等指標，因此，安裝到斷路器上的操動機構應當在機構製造廠進行相應的磨合試驗，以避免不合格的操動機構出廠。目前，通常是在試件斷路器上進行操動機構的磨合試驗檢測的，但這種直接在試件斷路器上進行試驗的方式存在諸多問題，試件斷路器佔地面積較大，效率較低，且試件斷路器的通用性不好，試件斷路器對應的操動機構試驗範圍較窄，通用性不好。

授權公告號為CN202735482U的中國實用新型專利中公開了一種用於高壓開關用電動彈簧操動機構的模擬負載裝置，其可用於在操動機構出廠時進行負載模擬檢測，這種模擬負載裝置包括框架，框架上設有配重塊組，在配重塊組下方連接有液壓緩衝器缸，配重塊組與液壓緩衝器分別連接模擬斷口，模擬斷口上連接有連杆系統，該連杆系統為三連杆系統，包括連杆搖柄，連杆搖柄上分別連接有用於與待試驗彈簧操動機構的輸出部傳動連接的彈簧操動機構連接杆、與配重塊組連接的配重塊連接杆及與液壓緩衝器缸連接的液壓緩衝器缸連接杆。使用時，將待試驗的電動彈簧操動機構安裝在框架上，在操動機構進行分合閘操作時，連杆系統轉動，驅動配重塊組在水平方向上進行左右滑動，直至配重塊組完全停下，實際上，當配重塊組運行到接近行程的末端時，液壓緩衝缸會逐漸加大液壓力反向作用於配重塊組上，使配重塊組按設定要求減速。這種模擬負載裝置不僅需要配置配重塊來模擬負載阻力，還需要設置另外單獨設置緩衝油缸來實現減速緩衝，整體結構較為複雜，所需零部件較多，佔地面積也較大。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種液壓緩衝器，以解決現有技術中需要配置配重塊組及緩衝缸來滿足模擬負載試驗需要導致整個模擬負載裝置結構複雜的技術問題；同時，本發明還提供一種使用上述液壓緩衝器的操動機構用負荷模擬裝置。

為實現上述目的，本發明所提供的液壓緩衝器的技術方案是：液壓緩衝器，包括沿左右方向延伸的缸體，缸體中沿左右方向往復地移動裝配有活塞，活塞上設有向缸體外延伸的外部連接杆，活塞與所述缸體間隙配合以形成通流間隙，所述缸體具有沿左右方向的中間直線段和兩端的阻尼段，所述通流間隙包括中間直線段與活塞形成的在活塞移動過程中間隙大小不變的等徑間隙，以及兩端的阻尼段與活塞形成的在活塞移動過程中沿著朝著遠離中間直線段的方向逐漸變小的變徑間隙。

所述兩端的阻尼段分別具有朝著遠離所述中間直線段的方向徑向尺寸逐漸變小的錐形內孔結構。

所述缸體為內缸體，內缸體外套裝有外缸體，內、外缸體之間設有通過內缸體上設有的通流孔與內缸體的內腔連通的過流間隙，所述外缸體上設有與過流間隙連通的儲油腔，儲油腔位於所述內缸體上方。

所述外缸體的上部外置有儲油杯，儲油杯位於所述內缸體上方，所述儲油腔布置在所述儲油杯中。

所述兩端的阻尼段為左端阻尼段和右端阻尼段，所述內缸體由沿左右方向依次頂壓配合的所述左端阻尼段、所述中間直線段和所述右端阻尼段構成，所述外缸體的左右兩端分別安裝有與對應的端部阻尼段頂壓配合的堵頭，所述外部連接杆對應穿過相應側的堵頭。

所述活塞具有朝左的左側受力面和朝右的右側受力面，兩側受力面中的其中一側受力面的面積大於另一側受力面的面積。

本發明所提供的使用上述緩衝器的操動機構用負荷模擬裝置的技術方案是：一種操動機構用負荷模擬裝置，包括框架，框架上設有用於固定安放待試驗的操動機構的安裝座，框架上還設有用於與操動機構的輸出部提供模擬負載的液壓緩衝器，液壓緩衝器包括沿左右方向延伸的缸體，缸體中沿左右方向往復地移動裝配有活塞，活塞上設有向缸體外延伸以在使用時用於與待試驗操動機構的輸出部傳動連接的外部連接杆，活塞與所述缸體間隙配合以形成通流間隙，所述缸體具有沿左右方向的中間直線段和兩端的阻尼段，所述通流間隙包括中間直線段與活塞形成的在活塞移動過程中間隙大小不變的等徑間隙，以及兩端的阻尼段與活塞形成的在活塞移動過程中沿著朝著遠離中間直線段的方向逐漸變小的變徑間隙。

所述兩端的阻尼段分別具有朝著遠離所述中間直線段的方向徑向尺寸逐漸變小的錐形內孔結構。

所述缸體為內缸體，內缸體外套裝有外缸體，內、外缸體之間設有通過內缸體上設有的通流孔與內缸體的內腔連通的過流間隙，所述外缸體上設有與過流間隙連通的儲油腔，儲油腔位於所述內缸體上方。

所述活塞具有朝左的左側受力面和朝右的右側受力面，兩側受力面中的其中一側受力面的面積大於另一側受力面的面積。

本發明的有益效果是：本發明所提供的液壓緩衝器中，缸體中的活塞與缸體間隙配合以形成通流間隙，這樣，在活塞沿左右方向移動時，位於活塞左右兩側的缸體內腔可通過通流間隙連通，當活塞在缸體的中間直線段位置處移動時，活塞受到缸體內液壓油的反向作用力以形成阻礙活塞移動的阻力，在活塞移動至對應側的阻尼段時，由於通流間隙逐漸變小，可加大相應側的液壓油向活塞所施加的阻力，形成對活塞移動行程的末端緩衝。當將這種液壓緩衝器應用於操動機構的負荷模擬試驗時，將外部連接杆與操動機構的輸出部傳動連接，操動機構的輸出部進行分合閘動作時，活塞在缸體的中間直線段的移動提供相應的正常負載阻力，並在與相應端部的阻尼段對應的移動行程末端受到較大的阻尼緩衝，避免出現過量衝擊。與現有技術中的需要設置配重塊組及單獨的緩衝缸的結構相比，本發明所提供的可提供正常負載阻力和阻尼緩衝的液壓緩衝器整體結構較為簡單，可有效簡化整個負荷模擬裝置的結構，減少負荷模擬裝置的外形體積。

進一步地，兩端的阻尼段分別具有錐形內孔結構，整體結構較為簡單，便於實現通流間隙逐漸變小的方案。

進一步地，內缸體與外缸體之間設有通過內缸體上設有的通流孔與內缸體的內腔連通的過流間隙，這樣可以在活塞移動時，實現內缸體中液壓油在內缸體中布置在活塞的左側內腔與右側內腔之間的流動補償。而且，外缸體上設有布置在內缸體上方的儲油腔，儲油腔與過流間隙連通，這樣，使得液壓油可以充滿整個過流間隙和內缸體，在可以向提供足夠達到阻尼時，還可以通過儲油腔進行緩衝儲油，可有效減小過流間隙的尺寸。

進一步地，活塞兩側受力面中的其中一側受力面的面積大於另一側受力面的面積，這樣可以對應對兩運動方向有不同阻尼要求的場所。

附圖說明

圖1為本發明所提供的操動機構用負荷模擬裝置的一種實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中液壓緩衝器的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。

本發明所提供的操動機構用負荷模擬裝置的具體實施例，如圖1、圖2所示，該實施例中的負荷模擬裝置包括框架，框架包括下支撐座1和通過法蘭連接結構7與下支撐座1固定裝配在一起的上支撐座2，上支撐座2上設有用於固定安放待試驗操動機構6的安裝座，並且，上支撐座2上還設有用於向操動機構的輸出部提供模擬負載的緩衝器3，由緩衝器3模擬斷路器負載，進而實現對操動機構的負荷模擬試驗。

本實施例中，緩衝器3包括套裝在一起的內缸體35和外缸體37，內缸體35由對應密封裝配在外缸體37兩端的堵頭31定位裝配在外缸體中，內外缸體均沿左右方向延伸，實際上，此處的內缸體包括沿左右方向依次設置的左端阻尼段351、中間直線段352和右端阻尼段353，左端阻尼段351、中間直線段352和右端阻尼段353依次頂壓接觸配合，並通過對應的兩個堵頭將左端阻尼段351、中間直線段352和右端阻尼段353擋止定位的裝配在外缸體37中。

內缸體35中沿左右方向往復的移動裝配有活塞33，活塞33上設有沿左右方向延伸並向外缸體外延伸的外部連接杆30，外部連接杆30用於通過過渡連接盤5與待試驗的操動機構6的輸出部傳動連接。

活塞33與內缸體間隙配合以形成通流間隙，該通流間隙包括中間直線段與活塞33形成的在活塞移動過程中間隙大小不變的穩定間隙，以及兩端的阻尼段與活塞33形成的在活塞移動過程中沿著朝著遠離中間直線段352的方向逐漸變小的變徑間隙，實際上，兩端的阻尼段分別具有朝著遠離中間直線段352的方向徑向尺寸逐漸變小的錐形內孔結構，這樣，當活塞33移動至左端阻尼段中時，由活塞與左端阻尼段的錐形內孔所形成的通流間隙隨著活塞的持續向左移動，通流間隙會逐漸減小，進而使得由內缸體中的液壓油施加在活塞上的迫使活塞減速的阻尼作用力逐漸變小，當活塞移動至右端阻尼段中時，隨著通流間隙的逐漸減小，使得內缸體中的液壓油施加在活塞上以迫使活塞減速的阻尼作用力逐漸減小。

另外，本實施例中，內缸體的中間直線段352的外周面上設有環形凹槽，環形凹槽與外缸體37形成過流間隙36，過流間隙36通過中間直線段352上設有的通流孔39與內缸體35的內腔連通。通流孔39為徑向通流孔，徑向通流孔沿左右方向布置有三排，每排的徑向通流孔沿內缸體周向均布有多個。最外側的兩排徑向通流孔間距較大以用於在活塞移動到位時對應與內缸體的布置在活塞左右兩側的內腔連通。

而且，在外缸體37的上部外置有儲油杯4，儲油杯4位於內缸體35的上方，儲油杯具有儲油腔40，儲油腔40位於內缸體的上方並與過流間隙36連通。

實際上，活塞33通過外部連接杆30與待試驗的操動機構的輸出部傳動連接，當操動機構實現合閘操作時，外部連接杆30帶著活塞向左移動，當操動機構實現分閘操作時，外部連接杆30帶著活塞向右移動，由於操作機構合閘時的操作功較小，分閘時操作功較大，故使活塞的朝右的右側受力面大於朝左的左側受力面。

另外，在活塞33左側還連接有延伸至外缸體外部的外部檢測杆38，使用時，可以在外部檢測杆38上設置相應檢測裝置，以用於檢測操動機構的分合閘速度和時間。為了保護外部檢測杆38，在上支撐座2上還固設有套裝在外部檢測杆38上的保護襯管8。

並且，在外缸體37上還設有與過流間隙36連通的過油孔371，該過油孔371上通常設置堵頭，在需要排油孔可將過油孔371打開。

本實施例中，由於油杯的存在，可將緩衝器內部充滿液壓油，油位可在油杯標線位置400，當活塞向左運動，活塞向左推動液壓油，液壓油通過內缸體的通流孔流入到過流間隙中，過流間隙中的液壓油流入油杯中，油杯油位上升，在活塞移動向左越多通流孔後，過流間隙中的液壓油流入活塞的右側，油杯油位下降。

本實施例中，油杯中不會預先充滿油，在活塞往復移動過程中，一部分油進入到油杯中，根據油杯設計的容量，可調節活塞動作時的阻力，達到模擬斷路器負荷的目的。

使用時，當操作機構合閘時，活塞33向左移動，活塞向左推動液壓油，液壓油通過內缸體35上的徑向通流孔流入過流間隙36和儲存油杯4中，由於活塞33與內缸體之間留有通流間隙，通過該通流間隙以及對應的徑向通流孔，液壓油流入內缸體的處於活塞右側的腔體中。當操動機構進行分閘操作時，活塞朝向右側移動，而液壓油則向左流動。

由於內缸體具有中間直線段，當活塞在中間直線段處移動時，活塞受到的反向阻力並不發生變化，實現負載模擬。直至移動至相應端部的阻尼段中時，由於通流間隙的逐漸減小，進而使得液壓油施加在活塞上的迫使活塞減速的阻尼作用力逐漸變小，實現阻尼緩衝。

本實施例中，阻尼段具有錐形內孔結構，在其他實施例中，阻尼段的內孔也可以為具有階梯面朝向中間直線段的連接階梯結構。

本實施例中，在內外缸體之間設置有過流間隙，在其他實施例中，也可以省去過流間隙及儲存油杯，僅依靠活塞與內缸體之間的通流間隙實現液壓油在活塞左右兩側的腔體之間的流通。

上述實施例中的負荷模擬裝置用於對液壓操動機構進行負荷模擬試驗，當然，也可根據實際需要對彈簧操動機構進行負荷模擬試驗。

實際上，上述負荷模擬裝置實施例中的緩衝器也可應用在授權公告號為CN202735482U的中國實用新型專利中模擬負載裝置上來實現操動機構的負荷模擬。

本發明還提供一種液壓緩衝器，該液壓緩衝器的結構與上述操動機構用負荷模擬裝置中的緩衝器的結構相同，在此不再贅述。