[发明专利]控制电力断路器的带阻尼系统的差动液压柱塞缸

说明书

本发明涉及到一种用于控制电力断路器的差动液压柱塞缸（jack）;在此类柱塞缸中，由缸体内表面和外露的活塞杆的外表面限定一个柱塞缸环状室，它始终与一个高压液流源相连。

液压柱塞缸外露的活塞杆与断路器的动触头相连。在柱塞缸主室下端形成的供/排液孔口，可选择为与上述高压液流源相连（“供液”位置），以便对活塞施加外部推力;或选择为与一个低压槽相连（“排液”位置），以便活塞在维持于环状室内高压强P的作用下退回到其初始位置。

第一个动作使活塞杆向外移动，则使得断路器移向接合或合闸位置，第二个动作使活塞向内移动进入缸体内，则使得断路器移向非接合或断开位置。

上述这类差动液压柱塞缸的断路器控制系统是众所周知的，例如在法国专利第2317532号（或美国专利第4026523号）中已有描述。

为这种应用而做的差动柱塞缸的设计，导致了结构上的困难，特别是因为虽然处于量级为300至400巴的非常高的流体压力P下，但仍须在相当长时间内保证恒定而又绝对的密封。

如前边引用的先有专利中所示，这些柱塞缸因而就一定要在通过缸体上端的活塞杆外露部位装设第一道密封，且在活塞上装设第二道密封。

该第二道密封必须承受恶劣的运行工况，因而带来结构上的困难。如果要求设置完好的密封，这种密封最好是“弹簧加载密封”型式。

在以同一发明人姓名于1987年3月25日提交的法国专利申请第8704134号中，表示出其中所述的差动柱塞缸中借助于将活塞与一个逆止阀组合而可以省掉活塞密封，此逆止阀用于在上述柱塞缸跳闸冲程末端将柱塞缸的供/排液孔口关闭。

在控制电力断路器的液压柱塞缸的结构中，进一步的困难是需要保证对活塞行程末端高效阻尼。实际上，由于活塞的行程或冲程运动，必定是发生在大约百分之几秒的很短时间内，所以动作十分突然，且由此应该采取在行程末端减慢或阻尼活塞动作的措施。在这种应用中，由于供阻尼动作的距离非常短（20到50毫米数量级），则问题更为严重。

在已知类型的液压柱塞缸阻尼系统中，在缸体端部装配一个漂浮环。在这个漂浮环内嵌入一个由活塞携带的基本为截头圆锥状的伸长部分或阻尼杆。在活塞冲程的末尾，位于阻尼环内表面和上述活塞伸长部分之间的环形通道的横截面积逐渐减小，于是就对缸室内在活塞和装有阻尼环的缸体端部之间容纳的油产生一个拉长（Wiredrawing）或节流作用。所说的油的拉长作用具有对活塞行程末端阻尼的效果。

在帕克·旱尼芬的英国专利第998753号中，给出了一个用于液压柱塞缸的阻尼漂浮环的例子，尤其是在前面引用的法国专利第2317532号中，专门应用到控制电力断路器。

已知的漂浮环型阻尼系统，当用于传统设计的液压柱塞缸，或换句话说，用到活塞上装配有密封垫的柱塞缸时，都达到了满意的操作。但是一定要采取保护措施，以保证在阻尼或“缓冲器”室内出现的非常高的过压强不会传递到柱塞缸活塞的密封环上，否则密封环很快就不能用了。

这样，如果要达到对电力断路器控制的实际很高的可靠性，以及很长时间不检修的运行寿命，就使柱塞缸的结构在更大程度上复杂化了。

然而，这些已知的漂浮环阻尼系统并不适用于活塞上未装配密封环的差动柱塞缸，因为它们不能保证在柱塞缸跳闸冲程末端对缸体主室的供/排液孔口的不漏液密闭。这就会导致持续漏油，因而导致在断路器处于断开位置期间的所有时间内持续油耗，这是一种不希望的情况。

本发明的目的在于克服上述缺点，并使得有可能构成一种带有一个环形阻尼系统的差动柱塞缸结构，该阻尼系统设计简单，比以往有更高的运行可靠性。

本发明应用于前边引用的法国专利第8704134号中所述型式的柱塞缸，即缸体中活塞与一个逆止阀组合，以关闭缸体主室的供/排液孔口;该逆止阀的关闭部件确定为由活塞驱动，以便在上述活塞跳闸冲程末端关闭上述孔口;缸体中的活塞未装配任何密封环。

本发明中，由一个阻尼环构成截止逆止阀，该阻尼环可漂浮地安装在缸体的端部，并围绕着供/排液孔口。上述阻尼环具有基本为圆筒形的内表面，一个由活塞下表面携带的基本为圆锥形的阻尼伸长杆适用于与该圆筒形内表面配合，以在上述阻尼环的内表面和上述伸长杆之间产生油拉长作用。

上述漂浮环适用于在其上部环形表面上带有圆形凸出的第一唇部，在跳闸冲程末端，活塞的下表面以不漏液方式与该第一唇部相顶接;同时该漂浮环适用于在其下部环形表面上带有圆形凸出的第二唇部，当在跳闸冲程末端活塞把向下的推力施加到阻尼环上时，该第二唇部以不漏液方式与围绕着供/排液孔口的缸体下端部相顶接。