一種具有自保持功能的刀閘式開關的製作方法
2023-06-14 15:52:31
一種具有自保持功能的刀閘式開關的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種具有自保持功能的刀閘式開關，包括刀閘主軸、刀閘、驅動拐臂、驅動軸和銷；刀閘主軸和刀閘固定連接；驅動拐臂的一端與驅動軸固定連接，另一端設置有銷孔；刀閘主軸和驅動軸只能繞其各自的軸心轉動，刀閘主軸和驅動軸平行布置，並相距一定的距離；刀閘的下部沿長度方向在刀閘中心線處開有一個長槽孔；長槽孔通過銷與驅動拐臂連接，銷穿過長槽孔及驅動拐臂上的銷孔，銷能夠沿長槽孔滑動。該刀閘式開關在基本不改變傳統刀閘式開關結構的情況下，增加開關在接通位置和斷開位置的自保持功能，使開關刀閘在接通位置和斷開位置時在正反兩個方向都能鎖定不動。本發明相較傳統的刀閘式開關來說，可提高刀閘式開關的安全性能，減少事故發生。
【專利說明】—種具有自保持功能的刀閘式開關
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及開關【技術領域】，特別涉及一種具有自保持功能的刀閘式開關。
【【背景技術】】
[0002]當前在高壓開關設備領域，刀閘式開關以其結構簡單、成本低廉佔據著主導地位。
[0003]傳統的刀閘式開關僅具有接通和斷開位置的單向限位功能，在刀閘運動方向不能進行限位。開關在接通位置經受短路電流時，或者在斷開位置進行短路關合時，由於電動力的作用，可能把開關刀閘與開關靜觸頭斥開一定的距離，在刀閘和靜觸頭間引起電弧燃燒，輕則損壞開關設備，引起停電事故，重則引發操作人員的傷亡事故。
[0004]為了避免上述問題，一般在開關所在的主迴路或接地迴路設計時，需要考慮電動力的方向，使電動力指向限位的方向，防止事故的發生。這樣一來，可能會造成主迴路或接地迴路零件的複雜化，而且對開關的布置方式也產生了很大的限制，影響開關設備的結構設計。特別在有些複雜的電流迴路情況下，電動力的方向不容易確定，有可能造成方向判斷失誤。
【
【發明內容】
】
[0005]本發明的目的在於提供一種具有自保持功能的刀閘式開關，以克服上述刀閘式開關存在的缺陷或不足；本發明在基本不改變傳統刀閘式開關結構的情況下，增加開關在接通位置和斷開位置的自保持功能，使開關刀閘在接通位置和斷開位置時在正反兩個方向都能鎖定不動。
[0006]為了實現上述目的，本發明採用如下的技術方案:
[0007]一種具有自保持功能的刀閘式開關，包括刀閘主軸、刀閘、驅動拐臂、驅動軸和銷；刀閘主軸和刀閘固定連接；驅動拐臂的一端與驅動軸固定連接，另一端設置有銷孔；刀閘主軸和驅動軸只能繞其各自的軸心轉動，刀閘主軸和驅動軸平行布置，並相距一定的距離；刀閘的下部沿長度方向在刀閘中心線處開有一個長槽孔；長槽孔通過銷與驅動拐臂連接，銷穿過長槽孔及驅動拐臂上的銷孔，銷能夠沿長槽孔滑動。
[0008]優選的，刀閘在中部偏下位置有一個與刀閘主軸固定連接的固定孔，刀閘通過該固定孔與刀閘主軸固定連接，使刀閘只能隨刀閘主軸一起繞刀閘主軸軸心作旋轉運動；驅動拐臂的一端有一個與驅動軸固定連接的固定孔，驅動拐臂通過該固定孔與驅動軸固定連接，使驅動拐臂只能隨驅動軸一起繞驅動軸軸心作旋轉運動；銷能夠在所述銷孔內繞自身軸心轉動。
[0009]優選的，刀閘主軸的軸心和驅動軸的軸心連線與水平方向的夾角為45度。
[0010]優選的,驅動軸連接有手動或者電動操動機構。
[0011]優選的，所述具有自保持功能的刀閘式開關由刀閘主軸、刀閘、驅動拐臂、驅動軸和銷組成。
[0012]優選的，所述具有自保持功能的刀閘式開關具有兩個工作位置，分別是斷開位置和接通位置；在斷開位置或接通位置中一個位置時，刀閘主軸的中心線與驅動拐臂的中心線之間的夾角小於90度，且銷軸位於長槽孔遠離刀閘主軸的一端；在斷開位置或接通位置中另一個位置時，刀閘主軸的中心線與驅動拐臂的中心線之間的夾角小於90度，且銷軸位於長槽孔遠離刀閘主軸的一端。
[0013]優選的，在斷開位置或接通位置中一個位置時，刀閘主軸的中心線與驅動拐臂的中心線之間的夾角小於90°且大於等於45° ;在斷開位置或接通位置中另一個位置時，刀閘主軸的中心線與驅動拐臂的中心線之間的夾角小於90°且大於等於45°。
[0014]優選的，所述具有自保持功能的刀閘式開關，其操動過程包括以下步驟:外接操動機構推動驅動軸轉動，驅動軸帶動其上的驅動拐臂一起轉動，驅動拐臂帶動銷一起繞驅動軸的軸心轉動，銷在運動時沿刀閘上的長槽孔相對滑動，並推動刀閘繞刀閘主軸的軸心轉動，從而完成開關的動作過程。
[0015]優選的，所述具有自保持功能的刀閘式開關由斷開位置運動到接通位置操動過程包括以下步驟:驅動軸順時針方向轉動，帶動驅動拐臂及銷一起繞驅動軸的軸心作順時針方向轉動，銷由於刀閘上的長槽孔的限制將沿長槽孔向靠近刀閘主軸的方向滑動，並推動刀閘繞刀閘主軸的軸心作逆時針方向轉動，刀閘的中心線在越過刀閘主軸與驅動軸的軸心連線後，銷沿長槽孔的滑動方向將改變，將改為向遠離刀閘主軸的方向滑動，並繼續推動刀閘繞刀閘主軸的軸心作逆時針方向轉動，當銷沿長槽孔運動到遠離刀閘主軸的一端時，由於長槽孔的限位作用，銷不能繼續繞驅動軸的軸心順時針方向轉動，從而限制了驅動拐臂和驅動軸的轉動，開關整體停止運動，開關達到接通位置。
[0016]優選的，所述刀閘連接有軟連接或接地軟銅線；在刀閘式開關的接通位置設置有與刀閘相配合的第一靜觸頭座。
[0017]優選的，所述刀閘連接有軟連接；在刀閘式開關的接通位置設置有與刀閘相配合的第一靜觸頭座；在刀閘式開關的斷開位置設置有與刀閘相配合的第二靜觸頭座。
[0018]相對於現有技術，本發明具有以下有益效果:
[0019]本發明用於刀閘式開關的主體部分，其動作過程為，驅動軸帶動驅動拐臂一起繞驅動軸轉動，驅動拐臂轉動時通過銷推動刀閘繞刀閘主軸轉動，同時銷在刀閘的長槽孔內滑動，當銷滑動到長槽孔靠近刀閘端部的孔端部時，由於孔端部的限位作用，運動停止，開關到達接通或者斷開位置。
[0020]刀閘式開關在運動時，必須使驅動拐臂的中心線與刀閘的中心線越過垂直位置後驅動軸再繼續轉動一個很小的角度，刀閘上的長槽孔才允許限位，此時，驅動拐臂所受到的反作用力使驅動拐臂對驅動軸的轉矩方向已經反向，對刀閘施加正反兩個方向的轉矩，由於長槽孔和銷的限位作用，刀閘均無法轉動，刀閘被鎖定在接通或者斷開位置，達到自保持的目的。
[0021]經驗證實驗，本發明的刀閘式開關在零件的機械強度允許的範圍內，均能達到自保持的效果。
[0022]本發明具有以下有益效果:本刀閘式開關，分合閘位置可對調；相較傳統的刀閘式開關來說，可提高刀閘式開關的安全性能，減少事故發生。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0023]圖1a和圖1b為本發明一種具有自保持功能的刀閘式開關在斷開和接通位置的示意圖；
[0024]圖2a和圖2b為本發明一種具有自保持功能的刀閘式開關配合第一靜觸頭座和軟連接時，處於隔離位置和接通位置的示意圖；
[0025]圖3a和圖3b為本發明一種具有自保持功能的刀閘式開關配合第一靜觸頭座和接地軟銅線時作為接地開關的示意圖；其中，圖3a處於分閘位置，圖3b接地位置的示意圖；
[0026]圖4a、4b、4c為本發明一種具有自保持功能的刀閘式開關配合第一靜觸頭座、軟連接以及第二靜觸頭座時作為三工位開關的示意圖；圖4a為三工位開關的接地位置，圖4b為三工位開關的隔離位置，圖4c為三工位開關的接通位置。
【【具體實施方式】】
[0027]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0028]如圖1a和圖1b所示，本發明一種具有自保持功能的刀閘式開關有兩個工作位置，分別是斷開位置和接通位置。
[0029]本發明一種具有自保持功能的刀閘式開關，包括刀閘主軸1、刀閘2、驅動拐臂3、驅動軸4和銷5 ；
[0030]刀閘主軸I和驅動軸4隻能繞其各自的軸心轉動，刀閘主軸I和驅動軸4平行布置，並相距一定的距離，以利於刀閘2和驅動拐臂3的布置；
[0031]刀閘主軸I的軸心和驅動軸4的軸心連線與水平方向的夾角為45度，這樣可以保證刀閘式開關在接通或斷開位置時刀閘2接近水平或垂直，以利於開關設備整體主迴路或接地迴路的設計；
[0032]刀閘主軸I和驅動軸4的軸心位置在需要時可以成任何角度的方位布置，此時刀閘2的位置也比圖1a和圖1b所示位置旋轉一定角度，以滿足特殊的使用場合的角度要求；
[0033]刀閘2如圖1a和圖1b所示，在中部偏下有一個與刀閘主軸I固定連接的固定孔，刀閘2通過該固定孔與刀閘主軸I固定連接，使刀閘2隻能隨刀閘主軸I一起繞刀閘主軸I軸心作旋轉運動，圖1a和圖1b中所畫的圓孔只作連接示意用，實際固定連接方式根據情況可以通過焊接、平鍵、花鍵、定位銷等方式實現；
[0034]沿刀閘2長度方向中心線處開有一個長槽孔2.1，長槽孔2.1通過銷5與驅動拐臂3連接，銷5穿過長槽孔2.1及驅動拐臂3上的銷孔，銷5可以沿長槽孔2.1滑動；
[0035]驅動拐臂3在左側開有一個銷孔，銷5可以在該銷孔內繞自身軸心轉動；驅動拐臂3在右側有一個與驅動軸4固定連接的固定孔，驅動拐臂3通過該固定孔與驅動軸4固定連接，使驅動拐臂只能隨驅動軸4 一起繞驅動軸4軸心作旋轉運動，圖1a和圖1b中所畫的圓孔只作連接示意用，實際固定連接方式根據情況可以通過焊接、平鍵、花鍵、定位銷等方式實現；
[0036]本發明一種具有自保持功能的刀閘式開關通過外接操動機構推動驅動軸4轉動，驅動軸4帶動其上的驅動拐臂3 —起轉動，驅動拐臂3帶動銷5 —起繞驅動軸4的軸心轉動，銷5在運動時沿刀閘2上的長槽孔2.1相對滑動，並推動刀閘2繞刀閘主軸I的軸心轉動，從而完成開關的動作過程；
[0037]外接的操動機構可以是手動機構或者電動機構；
[0038]驅動軸4上可以比圖1a所示的結構再增加過中彈簧，實現刀閘式開關的快速動作；
[0039]從圖1a所示的斷開位置運動到圖1b所示雙點劃線所示的接通位置的過程為:驅動軸4順時針方向轉動,帶動驅動拐臂3及銷5 —起繞驅動軸4的軸心作順時針方向轉動，銷5由於刀閘2上的長槽孔2.1的限制將沿長槽孔2.1向靠近刀閘主軸I的方向滑動，並推動刀閘2繞刀閘主軸I的軸心作逆時針方向轉動，刀閘2的中心線在越過刀閘主軸I與驅動軸4的軸心連線後，銷5沿長槽孔2.1的滑動方向將改變，將改為向遠離刀閘主軸I的方向滑動，並繼續推動刀閘2繞刀閘主軸I的軸心作逆時針方向轉動，當銷5沿長槽孔2.1運動到如圖1b所示的位置時，由於長槽孔2.1的限位作用，銷5不能繼續繞驅動軸4軸心順時針方向轉動，從而限制了驅動拐臂3和驅動軸4的轉動，開關整體停止運動，開關達到圖2所示接通位置；
[0040]刀閘式開關從圖1b所示的接通位置運動到圖1a所示的斷開位置的過程，與上述過程原理相同，轉動方向相反；
[0041]如圖1a所示，刀閘式開關在斷開位置時，驅動拐臂3必須在其中心線越過驅動軸4的軸心到刀閘2的中心線的垂直線位置後再繼續轉動一個很小的角度Θ (建議該角度:0°< Θ <45° )，刀閘2上的長槽孔2.1才進行限位，此時，當給刀閘2提供一個繼續順時針方向轉動的力矩時，刀閘2基本被鎖定在圖1a所示的位置，當給刀閘2提供一個逆時針方向的轉矩時，由於驅動拐臂3的中心線已經越過驅動軸4的軸心到與刀閘2的中心線的垂直線位置一個角度Θ，此時刀閘2對銷5及驅動拐臂3產生的力矩為逆時針方向的，由於長槽孔2.1端部的限位作用，刀閘2無法逆時針方向轉動，被鎖定在圖1a所示的位置，因此，刀閘2正反兩個方向均被鎖定，達到了自保持的功能；
[0042]刀閘式開關在接通位置時，其結構與在圖1a所示斷開位置關於驅動軸4的軸心與刀閘主軸I的軸心的連線對稱，其鎖定原理與在上述斷開位置相同。
[0043]圖2a和圖2b所示本刀閘式開關的刀閘主體結構配合第一靜觸頭座6和軟連接7時，通過外加操動機構可實現隔離開關的功能，圖2a為隔離開關的隔離位置，圖2b為隔離開關的接通位置。
[0044]圖3a和圖3b所示本刀閘式開關的主體結構配合第一靜觸頭座6和接地軟銅線8時，通過外加操動機構可實現接地開關的功能，圖3a為接地開關的分閘位置，圖3b為接地開關的接地位置。圖3a和圖3b所示的接地開關的分閘位置和接地位置的保持原理與圖1a和圖1b所示的隔離開關的隔離位置和接通位置相同。
[0045]圖4a、4b、4c所示本刀閘式開關的主體結構配合第一靜觸頭座6、軟連接7以及第二靜觸頭座9時，通過外加三工位操動機構可實現三工位開關的功能，圖4a為三工位開關的接地位置，圖4b為三工位開關的隔離位置，圖4c為三工位開關的接通位置。
[0046]圖4a和圖4c所不的三工位開關的接地位置和接通位置的保持原理與圖1a和圖1b所示的隔離開關的隔離位置和接通位置相同，圖4b所示的三工位開關的隔離位置不具有自保持功能，其隔離位置由外加的三工位操動機構限定。
【權利要求】
1.一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:包括刀閘主軸(11刀閘口)、驅動拐臂⑶、驅動軸⑷和銷⑶； 刀閘主軸(1)和刀閘(2)固定連接；驅動拐臂(3)的一端與驅動軸(4)固定連接，另一端設置有銷孔； 刀閘主軸(1)和驅動軸(4)只能繞其各自的軸心轉動，刀閘主軸(1)和驅動軸(4)平行布置，並相距一定的距離； 刀閘⑵的下部沿長度方向在刀閘⑵中心線處開有一個長槽孔(2.1)；長槽孔(2.1)通過銷⑶與驅動拐臂⑶連接，銷(5)穿過長槽孔(2.1)及驅動拐臂⑶上的銷孔，銷(5)能夠沿長槽孔(2.1)滑動。
2.根據權利要求1所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:刀閘(2)在中部偏下位置有一個與刀閘主軸(1)固定連接的固定孔，刀閘(2)通過該固定孔與刀閘主軸(1)固定連接，使刀閘(2)只能隨刀閘主軸(1) 一起繞刀閘主軸(1)軸心作旋轉運動； 驅動拐臂(3)的一端有一個與驅動軸(4)固定連接的固定孔，驅動拐臂通過該固定孔與驅動軸(4)固定連接，使驅動拐臂只能隨驅動軸(4) 一起繞驅動軸(4)軸心作旋轉運動； 銷(5)能夠在所述銷孔內繞自身軸心轉動。
3.根據權利要求1所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:刀閘主軸(1)的軸心和驅動軸(4)的軸心連線與水平方向的夾角為45度。
4.根據權利要求1所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:驅動軸(4)連接有手動或者電動操動機構。
5.根據權利要求1所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:所述具有自保持功能的刀閘式開關具有兩個工作位置，分別是斷開位置和接通位置； 在斷開位置或接通位置中一個位置時，刀閘主軸(1)的中心線與驅動拐臂(3)的中心線之間的夾角小於90度，且銷軸(5)位於長槽孔(2.1)遠離刀閘主軸(1)的一端；在斷開位置或接通位置中另一個位置時，刀閘主軸(1)的中心線與驅動拐臂(3)的中心線之間的夾角小於90度，且銷軸(5)位於長槽孔(2.1)遠離刀閘主軸(1)的一端。
6.根據權利要求1所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:在斷開位置或接通位置中一個位置時，刀閘主軸(1)的中心線與驅動拐臂(3)的中心線之間的夾角小於90。且大於等於45。；在斷開位置或接通位置中另一個位置時，刀閘主軸(1)的中心線與驅動拐臂(3)的中心線之間的夾角小於90。且大於等於45。。
7.根據權利要求1所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:所述具有自保持功能的刀閘式開關，其操動過程包括以下步驟: 外接操動機構推動驅動軸(4)轉動，驅動軸(4)帶動其上的驅動拐臂(3) —起轉動，驅動拐臂(3)帶動銷(5) —起繞驅動軸(4)的軸心轉動，銷(5)在運動時沿刀閘(2)上的長槽孔(2.1)相對滑動，並推動刀閘(2)繞刀閘主軸(1)的軸心轉動，從而完成開關的動作過程。
8.根據權利要求1所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:所述具有自保持功能的刀閘式開關由斷開位置運動到接通位置操動過程包括以下步驟: 驅動軸(4)順時針方向轉動，帶動驅動拐臂(3)及銷(5) —起繞驅動軸(4)的軸心作順時針方向轉動，銷(5)由於刀閘(2)上的長槽孔(2.1)的限制將沿長槽孔(2.1)向靠近刀閘主軸⑴的方向滑動，並推動刀閘⑵繞刀閘主軸⑴的軸心作逆時針方向轉動，刀閘(2)的中心線在越過刀閘主軸⑴與驅動軸⑷的軸心連線後，銷(5)沿長槽孔(2.1)的滑動方向將改變，將改為向遠離刀閘主軸(1)的方向滑動，並繼續推動刀閘(2)繞刀閘主軸(1)的軸心作逆時針方向轉動，當銷⑶沿長槽孔(2.1)運動到遠離刀閘主軸⑴的一端時，由於長槽孔(2.1)的限位作用，銷(5)不能繼續繞驅動軸⑷的軸心順時針方向轉動，從而限制了驅動拐臂(3)和驅動軸(4)的轉動，開關整體停止運動，開關達到接通位置。
9.根據權利要求5或6所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:所述刀閘(2)連接有軟連接(7)或接地軟銅線(8)；在刀閘式開關的接通位置設置有與刀閘(2)相配合的第一靜觸頭座(6)。
10.根據權利要求5或6所述的一種具有自保持功能的刀閘式開關，其特徵在於:所述刀閘(2)連接有軟連接(7)；在刀閘式開關的接通位置設置有與刀閘(2)相配合的第一靜觸頭座(6)；在刀閘式開關的斷開位置設置有與刀閘(2)相配合的第二靜觸頭座(幻。
【文檔編號】H01H21/54GK104465193SQ201410826605
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】潘峰, 顏莉萍, 李欣, 李鵬 申請人:中國西電電氣股份有限公司