[发明专利]高压真空断路器的合闸装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种断路器机械操控装置，确切地说公开了一种高压真空断路器的合闸装置。

背景技术

高压真空断路器，在工农业生产中发挥了巨大的作用，特别是近年来各种设计巧妙、使用方便的断路器市场上层出不穷。高压真空断路器的控制装置一般包括电气和机械两部分，特别是机械合闸装置，通常采用压下永磁缸上端的导杆，对磁芯施加向下的压力，使磁芯克服永磁环的磁场向上作用力，越过永磁环磁场临界点进入永磁环的磁场向下磁场力的范围，从而在永磁环的磁场向下作用力及弹簧的拉力作用下，带动杠杆实现真空开关的合闸。但是许多断路器的机械操控装置，因为采用杠杆原理，需要增加许多配置，不仅增大了断路器的体积，而且也增加了材料成本。

发明内容

高压真空断路器的合闸装置，作为断路器主体上的一种辅助装置，就是为解决上述问题而公开的一种新的技术方案，该装置主要与断路器主体上的联动装置配合起来实现人工合闸目的；断路器主体由三个支架（1a、1b、1c）、真空开关（2）、永磁缸（3）、推拉杆（8）、加固体（9）、加固构件（37）、联动装置及分闸装置构成；支架（1a、1b、1c）系大小形状相同的板状体，三块支架（1a、1b、1c）呈重叠状竖立平行放置，支架（1a）设置安装孔（27），三块支架通过垂直于支架(1a、1b、1c)的加固构件（37）固置在一起；永磁缸（3）固置于支架（1a）与支架（1b）所形成的间隙内、处于加固构件（37）的后面；永磁缸（3）包括上电磁线圈（6）、下电磁线圈（7）、永磁环（4）、磁芯（5）及推拉杆（8），上电磁线圈（6）的功率小于下电磁线圈（7）的功率，上电磁线圈（6）固置于永磁缸（3）内偏上部，下电磁线圈（7）固置于永磁缸（3）内偏下部，永磁环（4）固置于上电磁线圈（6）和下电磁线圈（7）之间，磁芯（5）下端轴心固置推拉杆（8），磁芯（5）插置于永磁缸（3）内，并通过磁芯（5）的上轴及推拉杆（8）稳定于永磁缸（3）内，在上电磁线圈（6）或下电磁线圈（7）导电后磁芯（5）可作向上或向下运动；推拉杆（8）下端固置加固体（9）；真空开关（2）有三个，分别固置在支架上、处于加固构件（37）的前面；加固体（9）是一上宽下窄呈倒置的“凸”字型一体成型的金属块，加固体（9）上部较宽处设置直立的椭圆孔（10），直立的椭圆孔（10）垂直面对支架（1a）内侧的面，加固体（9）下部较窄的部位面对支架（1a）内侧的面设置一卧式椭圆孔（11）；联动装置包括卡置在三个支架上的支点轴（23），固置于支点轴（23）并与真空开关（2）的绝缘子（20）下端的推拉杆卡接的阻力臂（19），固置于支点轴（23）上的助力臂（31），固置于支点轴（23）上并与阻力臂（19）及助力臂（31）保持一定角度的施力臂（17、17’），穿置于加固体（9）的直立椭圆孔（10）内的机械轴（18），穿置于卧式椭圆孔（11）内的销轴（25），助力臂（31），助力弹簧（35），平衡构件（33）及平衡弹簧（34）；所述的阻力臂（19）共有若干个，每两个组成一组，且每一组阻力臂（19）的末端设置对应的椭圆孔（21），并通过栓轴（22）与真空开关（2）绝缘子（20）下端的推拉杆卡接；所述的施力臂（17）中间部位设置一轴孔，从中间轴孔处到支点轴（23）处的部分与阻力臂（19）及助力臂（31）的水平线形成15-20度夹角，施力臂（17）从中间轴孔处到末端的部分呈水平状，其末端设置一轴孔；所述的施力臂（17’）的长度与施力臂（17）从中间轴孔到支点轴（23）的长度相等，且与施力臂（17）的上半段对应固置在支点轴（23）上、并将加固体（9）夹置在施力臂（17）与施力臂（17’）之间，施力臂（17’）的末端与施力臂（17）中间轴孔对应设置一轴孔，并通过销轴（25）穿过卧式椭圆孔（11）与施力臂（17）的中间轴孔固接在一起，销轴（25）伸出施力臂（17’）另一侧部分为拨轴（25’），施力臂（17’）与施力臂（17）固置在支点轴（23）同侧并与阻力臂（19）分列在支点轴（23）两侧；助力臂（31）固置于支点轴（23）上并与阻力臂（19）对应分列在支点轴（23）的两侧处于同一水平线，助力臂（31）的末端设置一圆孔（24），助力弹簧（35）下端挂置在圆孔（24）内，上端固置在加固构件（37）上；所述的机械轴（18）穿过直立椭圆孔（10）轴接在永磁缸（3）两侧的支架（1a）、（1b）上，并确保加固体（9）在机械轴（18）上做上下运动时有一定的行程，即不管分闸还是合闸时，机械轴（18）均处于直立椭圆孔（10）内；机械轴（18）处于加固体（9）与中间支架（1b）之间的轴体上固置一偏心轮（29），偏心轮（29）上设置凸齿（30），凸齿（30）与施力臂（17’）的朝向一致并略向下倾斜，偏心轮（29）固置在机械轴（18）上，当飞轮（26）逆时针旋转时凸齿（30）、凸轮（36）同步旋转相同的角度，确保凸齿（30）能够同步拨动拨轴（25’），使拨轴（25’）向下做同步运行，从而带动施力臂（17、17’）及阻力臂（19）以支点轴（23）为指支点做杠杆运动；所述的平衡构件（33）呈一倒置的近似“等腰三角形”的构件，顶角处设置一轴孔，并通过该轴孔固接在机械轴（18）伸出支架（1b）的那段端部，平衡构件（33）的两底角处分别设置一个圆孔，两根平衡弹簧（34）下端分别挂置在平衡构件（33）底角的两个圆孔内，其上端固置在与支架（1b）固接的固定件（32）上，在两根平衡弹簧（34）和助力弹簧（35）的拉力作用下，平衡构件（33）固置在机械轴（18）上的角度始终确保磁芯（5）处于永磁环（4）的磁力临界位置，施力臂（17）及施力臂（17’）受到哪怕是轻度的向上或向下的作用力，磁芯（5）都会突破永磁环（4）的临界点向上或向下运行，并在永磁环（4）向上或向下的磁力作用下稳定在永磁缸（3）的上部或下部，并通过阻力臂（19）对真空开关（2）的推拉杆同步施加向下或向上的拉力或推力，从而使真空开关（2）做出分闸或合闸的动作；或者通过对上电磁线圈（6）导入瞬间直流电电流，产生与永磁环（4）同向的磁力，突破永磁环（4）的临界点，使磁芯（5）向上运动，并在永磁环（4）的恒久磁力作用下真空开关（2）处于相对稳定的分闸状态；同理也可以通过对下电磁线圈（7）导入瞬间直流电流，使磁芯（5）向下运行，使真空开关（2）始终处于合闸状态；或者通过改变电磁线圈（6）和电磁线圈（7）中的电流方向，使两线圈产生同向磁力从而使磁芯（5）突破永磁环（4）的临界点，做向上或向下运行，达到分闸或合闸目的；所述的分闸操控装置由可调节连杆（15）、连杆销轴（16）、推杆（12）、曲轴（14）、曲轴柄（14’）、扳手（13）、螺丝（28）构成；可调节连杆（15）经连杆销轴（16）轴接在施力臂（17）末端的轴孔内，并通过连接件与推杆（12）轴接，推杆（12）上端连接到曲轴（14）的偏心轴上，曲轴（14）通过曲轴柄（14’）轴接在支架（1a）上，扳手（13）经螺丝（28）固置在曲轴柄（14’）的端部；永磁缸（3）经加固体（9）及销轴（25）与联动装置连接，联动装置与真空开关（2）相连，形成一个可独立运作的控制与被控制系统，分闸装置经施力臂（17）与联动装置连接，合闸装置经机械轴（18）及偏心轮（29）上的凸齿（30）对联动装置施加作用，从而构成既可以通过电磁线圈控制真空开关（2）的合闸或分闸，又可经过分闸装置及合闸装置实现人工分闸或合闸的目；其特征在于：所述的合闸装置由机械轴（18）、飞轮（26）、凸轮（36）、牙盘（38）、链条（39）、弧形卡件（40）、提压连杆（41）、摇柄轴（42）、提压连杆偏心轴（43）、摇柄（44）、止柄件（45）、手柄（46）、凸轮方轴（47）、弧形卡件拉簧（48）、拉簧搭钩（49）及铆轴（50）构成；所述的机械轴（18）前端套置飞轮（26）和凸轮（36），弧形卡件（40）卡置在凸轮（36）上，提压连杆（41）上端套置在提压连杆偏心轴（43）上，牙盘（38）经摇柄轴（42）固置在支架（1a）上，摇柄（44）固置在牙盘（38）外轴上，牙盘经链条（39）与飞轮（36）链接；所述的机械轴（18）包括前端的圆轴部分及紧邻前端圆轴的凸轮方轴（47），凸轮方轴（47）后端的其余部分为直径等于凸轮方轴（47）对角线的圆柱形轴体，机械轴（18）穿出外侧支架（1a）的凸轮方轴（47）上套置凸轮（36），凸轮（36）的凸起截面朝向顺时针方向并垂直于机械轴（18）的轴心线，并使凸轮（36）的凸起截面在真空开关（2）处于分闸状态时与水平线形成35-45度夹角；机械轴（18）的前端部圆轴上固置一自行车飞轮（26），飞轮（26）顺时针旋转时为空转，逆时针旋转时为负载；弧形卡件（40）为一中间向上拱起一定弧度、两端略显平直的板状体，其一端设置轴孔并套置固定在支架（1a）上，套置固定点处于机械轴（18）轴心所处水平线偏下15度部位，弧形卡件（40）能以此为支点上下摆动，另一端设置圆孔并经弧形卡件拉簧（48）与固置在支架（1a）上的销钉（49）连接，在弧形卡件拉簧（48）的拉力作用下稳定在凸轮（36）上方，并时刻紧贴凸轮（36）；摇柄轴（42）与提压连杆偏心轴（43）一体成型，提压连杆偏心轴（43）的圆心偏离摇柄轴（42）圆心，牙盘（38）外侧设置外轴，牙盘（38）内侧固置在提压连杆偏心轴（43）上，并使牙盘（38）的外轴轴心线与摇柄轴（42）的轴心线重合，摇柄轴（42）套置固定在支架（1a）上处于机械轴（18）的正上方，摇柄（44）套置在牙盘（38）外轴上，摇柄（44）末端设置手柄（46），牙盘（38）上方两侧设置两个止柄件（45），止柄件（45）固置在支架（1a）上，确保摇柄（44）在两止柄件（45）之间从始点到终点的摇摆角度不大于50度；提压连杆（41）上端为长圆形环状，上下圆弧与提压连杆偏心轴（43）的弧度啮合，提压连杆（41）的下端经铆轴（50）与弧形卡件（40）的拱起部连接，在旋转摇柄（44）时，弧形卡件（40）可被提起或放下；弧形卡件（40）拱起部位的内弧轮廓与真空开关（2）处于分闸状态时的凸轮（36）的凸起部位轮廓相同，即凸轮（36）凸起截面从大于45度角的任一点顺时针旋转时，旋转到45度或35度角时即被卡止，只可顺时针或逆时针旋转一定角度。