一種應用在星三角降壓啟動中的機械應急啟動裝置的製作方法
2023-10-18 07:22:04 1
本發明涉及的是一種應用在星三角降壓啟動中的機械應急啟動裝置，是經過對機械部分結構的重新計算及設計，適用於星三角式降壓啟動的設備中。
背景技術：
真空交流接觸器其優越的性能已經在：煤礦、冶金、電力、紡織、等各種行業得到實際中的廣泛應用，其優越的性能：無弧光，全真空封閉，防塵，防爆，絕緣係數，穩定係數已遠遠超過普通的交流接觸器。交流真空接觸器由絕緣隔電框架、金屬底座、傳動拐臂、電磁系統和真空開關等組成，當電磁線圈通過額定控制電壓時，銜鐵帶動拐臂轉動，使真空開關內主觸頭接通，電磁線圈斷電後，由於分閘彈簧作用，使主觸頭分斷。真空交流接觸器適用於：交流50Hz、額定電壓：1140V以下，額定電流63A至800A的饋電網絡，控制電壓：AC220V以下供遠距離接通和分斷電路，以及頻繁啟動和停止交流電動機所用。但是，不論是真空交流接觸器還是普通交流接觸器在現場使用過程中，往往會出現控制迴路出現故障無法驅動接觸器線圈或者線圈本身故障無法正常合閘，比如消防行業搶險救災需要強制合閘運行；否則，將造成重大的財產損失甚至帶來嚴重威脅人生安全的後果。所以2014年10月1日實施的國家標準：BG 50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規範》第11.0.12強條規定：消防水泵控制櫃應設置機械應急啟泵功能。該條文解釋為：只要供電正常，無論控制線路如何都能強制啟動消防給水設備。
2016年02月24日，中國發明專利申請公布號CN105355505A公開了由本公司提出的一種可機械應急動作的真空交流接觸器；由絕緣隔電框架、金屬後封板、電磁操動機構、手動操作機構和真空開關管部件組成，電磁操動機構上有合閘保持扣板、傳動拐臂、合閘銜鐵、合閘線圈和分閘彈簧；在合閘銜鐵縱向的中心靠邊位置，開有沉頭孔，與該沉頭孔位置相正對的金屬後封板上也有一通孔；一長拉杆穿過金屬後封板上的通孔，長拉杆的加帽部分連接合閘銜鐵上的沉頭孔，長拉杆的攻絲部分與手動操作機構聯動杆的「L」形拉勾相連。該技術方案雖然可以在二次控制迴路出現故障時，或者真空開關本身的電磁線圈損壞時，能夠手動應急啟動消防給水泵及消火栓。但是「L」形拉勾的設置，安裝困難，容易變形發卡。特別是「L」形拉勾一致性差，對於目前動力驅動電機設備常規的星三角工頻降壓啟動會產生發抖；常規的星三角工頻降壓啟動是使用得最為廣泛的、穩定性最好的一種方式；由於星三角啟動需要在電機上引出六根動力線：U1、V1、W1、U2、V2、W2用交流接觸器組成從星形啟動到三角形運行的一個過程，所以在機械應急啟動時必須要強制性地動作兩臺交流真空接觸器，使六根動力線直接通電才能使終端電機強制運行；急需一種一致性好的機械應急啟動裝置。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種應用在星三角降壓啟動中的機械應急啟動裝置，可以同步驅動兩臺交流真空接觸器，對其銜鐵部分及手動操作機構進線改進，實現機械應急啟動。當正常情況下兩臺交流真空接觸器單獨運行組成星-三角降壓啟動；當控制迴路故障無法正常運行時，及可實現機械應急啟動功能；即就是在最後的緊要關頭，控制迴路或接觸器本身吸合線圈故障無法啟動、而此時主電源完好，通過機械應急啟動裝置就可強制吸合兩臺交流真空接觸器直接啟動終端電機，這無疑是在基於傳統控制電路的模式上，大大提高了系統的可靠性，同時解決了機械應急啟動裝置一致性的技術問題。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
一種應用在星三角降壓啟動中的機械應急啟動裝置，由絕緣隔電框架、金屬後封板、兩套電磁控制機構、手動操作機構和兩套真空開關管部件組成，每套電磁控制結構上有合閘保持扣板、傳動拐臂、合閘銜鐵、合閘線圈和分閘彈簧；其中，傳動拐臂的拐點安裝在合閘轉軸上，傳動拐臂的一臂是合閘銜鐵，臂端緊壓分閘彈簧，另一臂連接真空開關管部件的動觸頭；在合閘銜鐵縱向的中心靠邊位置，開有沉頭孔，與該沉頭孔位置相對應的金屬後封板位置上相應有一通槽；一長拉杆穿過對應金屬後封板上的通槽，長拉杆的加帽部分連接合閘銜鐵上的沉頭孔，長拉杆另端的絲紋部分通過定位銷與手動操作機構聯動杆上對應的「U」形聯動塊活動連接；所述手動操作機構聯動杆的輸出段為方形鋼，兩端呈圓杆狀；所述的「U」形聯動塊有兩塊，每塊底部對應焊接於手動操作機構聯動杆方形鋼的平面上，上部兩邊的中心位置分別開銷孔，兩銷孔為一大一小同軸正對；所述的定位銷呈大小圓柱體同心組合狀，其大圓柱體部分端插進「U」形聯動塊的大銷孔，小圓柱體部分端插進「U」形聯動塊的小銷孔；在大圓柱體部分的中間部位還有一橫向孔，使上述之一長拉杆的絲紋部分穿過該橫向孔，並有兩調節螺母鎖緊。
所述的手動操作機構採用彈簧儲能式快合/快分結構：手動操作機構是在合閘/分閘動作中自動拉伸彈簧進行瞬時儲能。
本發明其創新點在於：當存在控制線路出現故障時，電磁控制機構無法合閘動作；此時，操作員在拉動手動操作機構時，聯動杆轉動，聯動杆上的「U」形聯動塊通過定位銷牽引長拉杆帶動合閘銜鐵，合閘銜鐵克服分閘彈簧的反作用力迅速沿合閘轉軸逆時針轉動，傳動拐臂推動真空開關管動觸頭上移，與靜觸頭緊密接觸，使真空管處於合閘位置，強制性將兩臺交流真空接觸器觸頭吸合，整套機構保持在合閘狀態，合閘過程結束。
本發明和已有技術對比：
1.可以實現電磁合閘/分閘與機械合閘/分閘；機械應急啟動一致性好；
2.本發明的手動操作機構採用蓄能式瞬合/瞬分結構，該控制手柄只能往一個方向移動-從斷開位置到最終運行位置；如果手柄行程還未到合閘狀態前，此時操作者釋放手柄，該手柄便自動返回到斷開位置。符合2014年10月1日實施的國家標準GB 50974 - 2014《消防給水及消火栓系統技術規範》第11.0.12強條規定；
3.機械合/分通過內部的聯動杆同時帶動兩臺交流真空接觸器的主觸頭與輔觸頭吸合與分斷，行程調校完好後，整個動作過程能做到完全同步；
4.本發明具有機合/電分功能，及當機械合閘運行之後，分閘時為了使操作更為便捷，效率更高，在手動操作機構中增加了電磁脫扣部件，該部件直接使用AC220V供電；當需要停機時操作者按下停機按鈕整個合閘機構便可直接分閘脫扣，若由於某種原因無法執行，也可手動強制分閘；該電磁脫扣部件在控制系統中還起到一個保護作用，及檢測到負載電機有短路等致命情況時，電磁脫鉤部件動作，使得操作員無法強制起動設備；
5.本發明電合優於機合；當操作者操作機械應急手柄時，該手柄的位置行程即將到合閘自鎖位置後，在觸頭即將合閘之前；此時如果交流真空接觸器的線圈還是完好的便會在這個臨界點優先動作，這樣增加了合閘的同步性，由於電磁線圈的磁力吸合作用也減少了操作機構的輸出力矩，這樣使得整個系統更加穩定、可靠；
6.本發明適用場合：適用與國標新標準：GB 50974 - 2014《消防給水及消火栓系統技術規範》第11.0.12強條：消防水泵控制櫃應設置機械應急啟泵裝置（在供電正常的情況下能手動的強行起動水泵電機）。在二次控制迴路出現故障時，或者真空開關本身電磁吸合線圈損壞時，可以手動應急起動消防給水泵及消火栓。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是圖1中的合閘銜鐵示意圖。
圖3是圖1中的金屬後封板示意圖。
圖4是圖1中的長拉杆示意圖。
圖5是聯動杆的示意圖。
圖6是定位銷的示意圖。
圖7是圖1中的「U」形聯動塊示意圖。
圖中：1絕緣隔電框架；2金屬後封板；3真空開關管部件；4傳動拐臂；5合閘銜鐵；6合閘線圈；7分閘彈簧；8合閘轉軸；9調節螺母；10長拉杆；11「U」形聯動塊；12手動操作機構聯動杆；13定位銷；14長拉杆的加帽部分；15沉頭孔；16銷孔；17通槽。
具體實施方式
下面結合附圖和實施方式對本發明做進一步說明。
一種應用在星三角降壓啟動中的機械應急啟動裝置，由絕緣隔電框架1、金屬後封板2、兩套電磁控制機構、手動操作機構和兩套真空開關管部件3組成，每套電磁控制結構上有合閘保持扣板、傳動拐臂4、合閘銜鐵5、合閘線圈6和分閘彈簧7；其中，傳動拐臂4的拐點安裝在合閘轉軸8上，傳動拐臂4的一臂是合閘銜鐵5，臂端緊壓分閘彈簧7，另一臂連接真空開關管部件3的動觸頭；在合閘銜鐵5縱向的中心位置，橫向的靠上（或靠邊）位置，開有沉頭孔15；該沉頭孔15從裡向外過通孔直接為φ6mm，該孔從裡向外沉頭深3mm；直徑φ12mm；與該沉頭孔15位置相正對的金屬後封板2位置上相應縱向的中心位置，橫向的靠上位置也有一通槽17，通槽17的兩端為φ6mm的圓弧、總長為18mm；一長拉杆10穿過對應金屬後封板2上的通槽17，長拉杆10的直徑為φ5mm，長度為235mm；長拉杆的加帽部分14連接合閘銜鐵5上的沉頭孔15，長拉杆10的加帽部分厚度為2.8mm，直徑為φ11mm，另一頭絲紋部分的攻絲長45mm；長拉杆10另端的絲紋部分通過定位銷13與手動操作機構聯動杆12上對應的「U」形聯動塊11活動連接；所述手動操作機構聯動杆12的輸出段為方形鋼，兩端呈圓杆狀，杆12長300mm寬16mm；所述的「U」形聯動塊11有兩塊，每塊底部對應焊接於手動操作機構聯動杆12方形鋼的平面上，上部兩邊的中心位置分別開同軸的銷孔16，銷孔16為一大一小；其中一邊小銷孔為φ6mm，另一邊大銷孔為φ10mm；「U」形聯動塊11採用4mm鐵板衝壓成型，切割寬度為30mm，高度為60mm；所述的定位銷13呈大小圓柱體同心組合狀，定位銷13採用φ10mm的圓鋼，切割長40mm；一端車圓φ5.8mm，長9mm；其大圓柱體部分端插進「U」形聯動塊11的大銷孔，小圓柱體部分端插進「U」形聯動塊11的小銷孔；在大圓柱體部分的中間部位還有一橫向孔，橫向孔φ6mm，使上述之一長拉杆10的絲紋部分穿過該橫向孔，並有兩調節螺母9鎖緊或並帽螺絲校準鎖緊。
所述的手動操作機構採用彈簧儲能式快合/快分結構：手動操作機構是在合閘/分閘動作中自動拉伸彈簧進行瞬時儲能。
所述每個「U」形聯動塊11焊接在手動操作機構聯動杆12的位置，分別與交真空開關管部件3上的合閘銜鐵5沉頭孔15位置相對應，應能保證長拉杆10平行居中。
組裝方法：將長拉杆10穿過真空接觸器的合閘銜鐵5與金屬後封板2；並安裝固定好真空接觸器與手動操作機構；長拉杆10中心的縱向安裝位置比手動操作機構的聯動杆12的平面位置要高46mm，將「U」形聯動塊11對應長拉杆10中心位置焊接於聯動杆12的平面上，將「定位銷」13直插於「U」形聯動塊11的圓孔中，將長拉杆10直插於定位銷13的圓孔中，並用兩個φ6mm並帽螺絲校準鎖緊多餘的攻絲部分。
該機構部件功能描述：具有手動合/分功能，機構分閘有兩種方式：一電分，即在機構內分閘線圈上施加AC220V電壓便可實現；二手分，即扳動操作機構的控制手柄向分閘位置便可實現分閘。
經實際測試與多次實驗，手動操作機構的分閘/合閘行程大於兩臺真空接觸器合閘銜鐵5的分閘/合閘行程；手動操作機構的分閘/合閘力矩大於兩臺兩臺真空接觸器的最高合閘力矩；並測試六隻真空開關管部件3能隨之可靠同步動作分閘/合閘。由於手動操作機構聯動結構簡單可靠，並且固調好調節螺絲後，可以實現兩臺真空接觸器同步動作。大大增加了在實際應用中的穩定係數。