專利名稱：一種液壓彈簧操動機構用的單穩(wěn)態(tài)永磁液壓閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以SFe氣體為滅弧介質(zhì)的高壓斷路器技術，特別是涉及一種液壓彈簧
操動機構用的單穩(wěn)態(tài)永磁液壓閥。
背景技術：
近十年來隨著國家電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)也隨之向高電壓、遠距離、大容量方 向提升。從20世紀70年代看，許多國家的大電網(wǎng)相繼發(fā)生重大事故，引起長時間的停電， 造成巨大的經(jīng)濟損失，直至危機社會秩序。解決安全可靠性問題越顯突出。據(jù)ABB公司調(diào)查 統(tǒng)計顯示，操動機構故障率占故障總數(shù)的43%。因此對高壓斷路器操動機構進行改進，盡量 減少零部件數(shù)量，降低操作功耗，提高可靠性，已迫在眉睫。
目前輸電線路用的斷路器最高工作電壓等級通常為126 1100kV，多采用以SF6氣體為滅
弧介質(zhì)的高壓斷路器。它的操動機構是液壓彈簧操動機構中液壓閥是該機構中的重要部件。 現(xiàn)有液壓閥利用三個電磁閥的通斷控制油路，更換工作油的流動方向，進而控制閥芯向左或 向右運動，最終通過連桿帶動斷路器操作觸頭做分閘或合閘運動。經(jīng)驗表明，現(xiàn)有液壓閥在 工作時容易出現(xiàn)以下問題，其一、兩個電磁閥分別控制閥芯向左或向右運動，使操作過程和 控制油路復雜。其二、對介質(zhì)潔凈度要求較高， 一旦介質(zhì)中出現(xiàn)雜質(zhì)電磁閥會發(fā)生拒動現(xiàn)象。 其三、密封環(huán)節(jié)多、安全系數(shù)低，容易漏油。其四、液壓油污沉積會造成液壓閥閥芯動作失 常，甚至液壓閥失效。
實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有液壓閥結構不足之處，本實用新型提供一種結構簡單，零部件少，機械壽命長， 可靠性高，與液壓彈簧機構完美配合的液壓彈簧操動機構用的單穩(wěn)態(tài)永磁液壓閥。
本實用新型的技術構想是 一、改進現(xiàn)有液壓閥結構去掉現(xiàn)有液壓閥的三個電磁閥、 控制油路、和閥芯右端油腔，并調(diào)整閥芯兩端的有效壓力面積，使永磁液壓閥閥芯在相同油 壓的情況，受到的合壓力向右。目的是在油壓和永磁閥的共同作用下推動閥芯可靠快速的向 右運動。二、重點設計了一種新型永磁閥與液壓閥相配合。
本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案是該閥包括閥體，閥體內(nèi)分有常低壓 油區(qū)，工作油區(qū)，第一常高壓油區(qū)，第二常高壓油區(qū)，及設在其內(nèi)的閥芯，閥體右部裝有永 磁閥，它含有一個操作線圈、磁軛環(huán)、尼龍端蓋、動鐵芯、導磁環(huán)、尼龍圈和磁軛。
其中磁軛體內(nèi)設有動鐵芯，動鐵芯體外沿軸向方向依次設有操作線圈，磁軛環(huán)，尼龍 墊圈，導磁環(huán)，其中磁軛環(huán)外表面設有永磁環(huán)，磁軛端面處設有尼龍端蓋，動鐵芯上的驅(qū)動 桿兩端分別穿出磁軛體外和尼龍端蓋外，閥體上設有與工作油區(qū)連通的工作油路接口 B，與 第一常高壓油區(qū)連通的高壓油路接口 C，與常低壓油區(qū)連通的低壓油路接口 A。
本實用新型設置導磁環(huán)的目的是，當動鐵芯處在如圖2b中的位置時，操作線圈中通入較 小電流就可以使動鐵芯動作。設置尼龍圈(非導磁材料)的目的是，當動鐵芯處在如圖2c中
的位置時，永磁體對動鐵芯可以提供足夠大的吸力。闊體的內(nèi)部有密封的第一常高壓油區(qū)、 第二常高壓油區(qū)、工作油區(qū)、常低壓油區(qū)和閥芯，永磁閥嵌入閥體的右端部，閥芯與永磁閥 的驅(qū)動桿通過螺紋連接，則閥芯、永磁閥的驅(qū)動桿和動鐵芯連接后成一整體。
本實用新型相比現(xiàn)有技術的有益效果是無需液壓先導閥(電磁閥)，閥內(nèi)液壓油對閥芯 產(chǎn)生一種預使閥芯產(chǎn)生向右運動的力，使斷路器分閘動作速度快，可獲得較為理想的分閘速 度特性；永磁閥單獨控制閥芯向左運動，使斷路器合閘，動作特性與壓力無關，防止液壓閥 慢分及慢合；操作功耗小，閥體體積小，密封點少，安裝、維修、調(diào)試方便。


圖1是永磁液壓閥結構原理示意圖； 圖2是永磁閥操作過程原理示意其中，圖a分閘位置示意圖，圖b合閘操作示意圖，圖c合閘位置示意圖，圖d分閘操 作示意圖。
圖1中，1常低壓油區(qū)，2工作油區(qū)，3第一常高壓油區(qū)，4永磁閥，5高壓油孔，6閥 芯，7第二常高壓油區(qū)，8閥體，A低壓油路接口， B工作油路接口， C高壓油路接口。
圖2中，9驅(qū)動桿，IO操作線圈，ll永磁環(huán)，12尼龍端蓋，13動鐵芯，14導磁環(huán)，15 尼龍圈，16磁軛，17磁軛環(huán)。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進一步說明， 一種液壓彈簧操動機構用的單穩(wěn)態(tài)永磁液壓閥 如圖1所示，包括閥體8，閥體8內(nèi)具有常低壓油區(qū)1，工作油區(qū)2，第一常高壓油區(qū)3，第 二常高壓油區(qū)7，及設在其內(nèi)的閥芯6，在閥體8右腔內(nèi)，設有永磁閥4，永磁閥4內(nèi)設有動 鐵芯13，動鐵芯13上的驅(qū)動桿9與閥芯6相連。闊體上設有與工作油區(qū)連通的工作油路接 口B，與第一常高壓油區(qū)連通的高壓油路接口C，與常低壓油區(qū)連通的低壓油路接口 A，本實 用新型在高壓斷路器液壓彈簧操動機構上使用時，閥體上的工作油路與液壓操動機構上的工 作油路接口 B相連；高壓油路接口 C與液壓操動機構上的高壓油路接口 C相連；低壓油路接 口 A與液壓操動機構上的低壓油路接口 A相連，其中永磁閥4的磁軛16腹腔內(nèi)設有動鐵芯
13，動鐵心13體外沿軸向方向依次設有操作線圈10，磁軛環(huán)17，尼龍墊圈15，導磁環(huán)14， 其中磁軛環(huán)17外表面設有永磁環(huán)11，磁軛16端面處設有尼龍端蓋12，動鐵芯13有驅(qū)動桿 9兩端分別伸出磁軛16體外和尼龍端蓋12外。當閥芯6保持在右端部，且永磁閥操作線圈 10中沒有電流通過時(如圖1所示)，在油壓相同的情況下，由于閥芯6左端的有效壓力面 積大于右端的有效壓力面積，因此閥芯6受到向右的驅(qū)動力(合壓力)，且僅此驅(qū)動力使閥芯 6及動鐵芯13保持在右端部。由于永磁閥左端部為尼龍端蓋12 (非導磁材料)，永磁環(huán)11產(chǎn) 生的磁力線經(jīng)磁軛16、導磁環(huán)14和動鐵芯13的低磁阻通道構成閉合回路如圖2a中I所示。 則動鐵芯13受到永磁環(huán)11的吸力很小，可忽略不記。此時工作油區(qū)2與常低壓油區(qū)1接通， 工作油區(qū)2保持低壓狀態(tài)。則液壓彈簧操動機構的底部油腔充滿低壓油，推動拉桿完成分閘 操作，斷路器觸頭保持在分閘位置。
當給永磁液壓閥動作信號時，永磁閥的操作線圈IO通以正向直流電流，該電流產(chǎn)生的磁 力線方向與永磁體的磁力線方向相反，見圖2b中。其產(chǎn)生磁動勢，利用磁軛16和導磁環(huán)14 提供的低磁阻抗通道，使在動鐵芯13中產(chǎn)生的磁場由操作線圈產(chǎn)生的磁場和永磁體產(chǎn)生的磁 場疊加而成，電流達到一定值時，動鐵芯13中產(chǎn)生向左的電磁力大于閥芯6向右的驅(qū)動力， 此時在合力的作用下，動鐵芯連同驅(qū)動桿以一定的速度通過工作氣隙，并帶動闊芯6向左運 動。在這個過程中工作油區(qū)2與常低壓油區(qū)1斷開，與第一常高壓油區(qū)3接通，工作油區(qū)2 由低壓狀態(tài)變?yōu)楦邏籂顟B(tài)。進而帶動斷路器觸頭由分閘位置向合閘位置運動。
當閥芯6運動到左端部時，高壓斷路器觸頭處在合閘位置。永磁闊的操作線圈10電流截 止，永磁環(huán)ll產(chǎn)生的磁場，利用動鐵芯13和磁軛16提供的低磁阻抗通道，構成閉合回路。 見圖2c，動鐵芯13受到的向左的吸力，且此吸力大于閥芯6向右的驅(qū)動力，從而將動鐵芯 13及閥芯6保持在左端部，此時工作油區(qū)2與第一常高壓油區(qū)3接通。工作油區(qū)2保持在高 壓狀態(tài)，則液壓彈簧操動機構的底部油腔充滿高壓油，推動拉桿完成合閘操作，斷路器觸頭 保持在合閘位置。
當再給永磁液壓閥動作信號時，永磁閥的操作線圈IO通入反向直流電流，該電流產(chǎn)生的 磁力線方向與永磁體產(chǎn)生的磁力線方向相反，見圖2d。動鐵芯13中的磁場由操作線圈產(chǎn)生 的磁場和永磁體產(chǎn)生磁場如圖2d中I所示疊加而成，電流達到一定值時，動鐵芯13中產(chǎn)生 向左的電磁力小于閥芯6向右的驅(qū)動力，此時動鐵芯連同驅(qū)動桿在合力的作用下，帶動閥芯 6向右運動。在這個過程中工作油區(qū)2與常低壓油區(qū)1斷開，與第一常高壓油區(qū)3接通，工 作油區(qū)由低壓狀態(tài)變?yōu)楦邏籂顟B(tài)。進而帶動斷路器觸頭由合閘位置向分閘位置運動。
權利要求1、一種液壓彈簧操動機構用的單穩(wěn)態(tài)永磁液壓閥，包括閥體、永磁閥，閥體內(nèi)分有常低壓油區(qū)，工作油區(qū)，第一常高壓油區(qū)，第二常高壓油區(qū)，閥體內(nèi)設有閥芯，其特征是閥體右部裝有永磁閥，永磁閥內(nèi)設有動鐵芯，動鐵芯上的驅(qū)動桿與閥芯相連，閥體上設有與工作油區(qū)連通的工作油路接口B，與第一常高壓油區(qū)連通的高壓油路接口C，與常低壓油區(qū)連通的低壓油路接口A。
2、 根據(jù)權利要求l所述的一種液壓彈簧操動機構用的單穩(wěn)態(tài)永磁液壓閥，其特征在于所 述的永磁閥包括 一個操作線圈、磁軛環(huán)、尼龍端蓋、動鐵芯、導磁環(huán)、尼龍圈和磁軛，其 中磁軛體內(nèi)設有動鐵芯，動鐵芯體外沿軸向方向依次設有操作線圈、磁軛環(huán)、尼龍墊圈、 導磁環(huán)，其中磁軛環(huán)外表面設有永磁環(huán)，磁軛端面處設有尼龍端蓋，動鐵芯上的驅(qū)動桿兩端 分別穿出磁軛體外和尼龍端蓋外。
專利摘要一種液壓彈簧操動機構用的單穩(wěn)態(tài)永磁液壓閥，屬高壓斷路器開關領域。它包括閥體，閥體內(nèi)的常低壓油區(qū)，工作油區(qū)，第一常高壓油區(qū)，第二常高壓油區(qū)，及設在其內(nèi)的閥芯，其特點是閥體右部鑲有永磁閥，永磁閥由一個操作線圈、磁軛環(huán)、尼龍端蓋、動鐵芯、導磁環(huán)、尼龍圈、磁軛組成。其中磁軛體內(nèi)設有動鐵芯，動鐵芯體外依次設有操作線圈，磁軛環(huán)，尼龍墊圈，導磁環(huán)，其中磁軛環(huán)外表面設有永磁環(huán)，磁軛端面處設有尼龍端蓋，動鐵芯上的驅(qū)動桿兩端分別穿出磁軛體外和尼龍端蓋外，在閥體上設有與各油區(qū)連通的油路接口。本閥具有結構簡單，動作靈敏，安全可靠，使用壽命長的優(yōu)點。
文檔編號F16K31/06GK201184429SQ200820011729
公開日2009年1月21日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權日2008年3月25日
發(fā)明者徐建源, 莘 林, 陽 田, 馬躍乾 申請人:沈陽工業(yè)大學