專利名稱：彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械與電氣控制技術(shù)，特別提供了彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
本實(shí)用新型涉及一種彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要用于輸變電線路中高壓
斷路器合分閘動(dòng)作。以SF6斷路器為例，在輸變電線路中，SF6斷路器使 用的操動(dòng)機(jī)構(gòu)是其最關(guān)鍵的動(dòng)力元件，它的性能和可靠性直接關(guān)系到整臺(tái) 斷路器的性能。由于液壓系統(tǒng)具有動(dòng)力特性穩(wěn)定，可靠，輸出功率大等特 點(diǎn)，所以在大功率的操作機(jī)構(gòu)上，主要采用液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，過去的液壓操 動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用氮?dú)馔沧鳛閮?chǔ)能元件，且液壓系統(tǒng)之間需要通過一定數(shù)量的 管路連接，同時(shí)，它的密封不夠可靠，因此，使用時(shí)易出現(xiàn)下列問題1) 儲(chǔ)能裝置氮?dú)鈮毫﹄S溫度變化，不夠穩(wěn)定，且有漏氮的問題；2)系統(tǒng)聯(lián)接 時(shí)，需要一定數(shù)量的管路，使得系統(tǒng)通過管路時(shí)壓力損失加大，降低了系 統(tǒng)工作效率；3)由于斷路器在使用時(shí)，合分閘速度要求較高，因此，使得 活塞上下移動(dòng)速度較快，活塞桿上的密封用O型圈密封已無法滿足要求， 存在漏油問題；4)該機(jī)構(gòu)還不能對(duì)分合閘速度進(jìn)行調(diào)整。 人們期望有-一種技術(shù)效果更好的彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種主要用于輸變電線路中高壓斷路器合分閘 動(dòng)作的彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述"彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)"是業(yè)內(nèi)的一種習(xí)慣 稱呼，也有稱其為彈簧液壓操動(dòng)器或彈簧液壓操動(dòng)裝置的。本實(shí)用新型中 "彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)"和彈簧液壓操動(dòng)器或彈簧液壓操動(dòng)裝置含義相同。
本實(shí)用新型彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包含有支架(1)和安裝在其上并且 與之相互聯(lián)系在一起的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置、儲(chǔ)能元件；其特征在于所述儲(chǔ) 能元件是碟片彈簧(5)，碟片彈簧(5)固定安裝在支架(1)上；所述碟 片彈簧(5)共有2 32個(gè)。
所述碟片彈簧(5)優(yōu)選成對(duì)配合使用，優(yōu)選使用數(shù)目為3 10對(duì)，每 組可以包含有1 6對(duì)碟片彈簧(5);占總數(shù)目一半的碟片彈簧(5)同向 依次緊密貼合布置，剩余的碟片彈簧(5)也各自同向依次緊密貼合布置， 以上所述兩大部分之間以開口較大的方向相接觸或以開口較小的方向接 觸。每對(duì)碟片彈簧(5)中的兩個(gè)碟片彈簧(5)的開口較大的方向直接接 觸扣合在一起，各對(duì)碟片彈簧(5)依次以開口較小的方向直接相鄰布置。
所述的碟片彈簧(5)被以預(yù)變形的方式軸向限定在園板(4)與下托 板(14)之間用以保證其具有初始的預(yù)緊力，其預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng) 度變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)下總長(zhǎng)度的70 99%，優(yōu)選范圍是75 85%。(所謂"預(yù) 變形"指的是在將碟片彈簧(5)裝配好之后和壓縮儲(chǔ)能之前，對(duì)碟片彈簧 (5)施加一定的預(yù)壓力使其預(yù)壓縮變形，使得在之后的儲(chǔ)能和釋放能量的 全過程中，碟片彈簧(5)始終至少承受預(yù)壓力的作用，碟片彈簧(5)不 能完全恢復(fù)到未受擠壓的自由狀態(tài)。)
所述儲(chǔ)能活塞(9)和碟片彈簧(5)通過導(dǎo)向托板(7)相互作用；儲(chǔ)
能活塞(9)與導(dǎo)向托板(7)始終直接接觸。
動(dòng)力及傳動(dòng)裝置中包含有電機(jī)(17)和油泵(19)，電機(jī)(17)和油泵
(19)之間由傳動(dòng)齒輪(15)相連接。本實(shí)用新型的特點(diǎn)之一是部分或 者全部液壓元件(包括二級(jí)閥總成(31)、油泵(19)等)全封閉在油箱
(21)內(nèi)，形成油泵(19)打壓自循環(huán)系統(tǒng)；由于不使用暴露在外的明管， 就減少了泄漏的可能性。所述碟片彈簧(5)儲(chǔ)能變形范圍是軸向總長(zhǎng)度
為自由狀態(tài)下總長(zhǎng)度的50% 99%，優(yōu)選范圍是55% 85%;這是在儲(chǔ)能 狀態(tài)下初始至結(jié)束的變化過程中的碟片彈簧(5)軸向總長(zhǎng)度的變動(dòng)范圍。
(前述的所謂"自由狀態(tài)"即碟片彈簧(5)未受外力且僅僅是以與工作 狀態(tài)下的裝配關(guān)系相同的相對(duì)排布順序相互緊密接觸排布。)
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液 壓元件工作；所述動(dòng)力及傳動(dòng)裝置中包含有電機(jī)(17)和油泵(19),電機(jī) U7)和油泵(19)之間的連接件是依次連接的傳動(dòng)齒輪(15)和偏心曲 軸(18)。
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還包含有壓控開關(guān)(24)，其通過帶凸輪裝置 和齒輪齒條嚙合裝置連接在靠近碟片彈簧(5)的下托板(14)上；用于檢 測(cè)碟片彈簧(5)儲(chǔ)能的具體狀態(tài)，由于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)與齒條嚙合直線運(yùn)動(dòng)和碟 片彈簧(5)的軸向運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，可以直接反映碟片彈簧(5)的儲(chǔ)蓄能量 值，因此，這一測(cè)量值不受溫度的影響；
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還有用于在碟片彈簧(5)失壓時(shí)保護(hù)所述彈 簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的斷路器的防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22),其通過螺桿固 定連接在碟片彈簧內(nèi)的導(dǎo)向托板(7)上；
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還有用于排氣或用于測(cè)量系統(tǒng)壓力的排氣閥
(40)，其安裝在液壓工作缸(8)上；其包含有如下結(jié)構(gòu)壓力表接頭(40a)、 測(cè)壓排氣接頭(40b)、組合墊圈(40c);其中，壓力表接頭(40a)的一端 通過螺紋聯(lián)接方式安裝在液壓工作缸(8)上，組合墊圈(40c)是用來保 證測(cè)壓排氣接頭(40b)和液壓工作缸(8)連接處的密封的；測(cè)壓排氣接 頭(40b)以螺紋連接的方式安裝在壓力表接頭(40a)的另一端上。在使 用過程中，測(cè)壓排氣接頭(40b)可以根據(jù)情況連接測(cè)壓裝置或者通過泄氣 提供防過壓保護(hù)。(參見附圖3)
本實(shí)用新型中，所述動(dòng)力及傳動(dòng)裝置包含有以液壓方式工作的如下元 件或組件液壓油箱(21)、油泵(19)、電機(jī)(17)、液壓工作缸(8)、工 作缸活塞桿(11)、儲(chǔ)能活塞(9)、 二級(jí)閥總成(31)其中
液壓油箱(21)安裝在彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的下部，油泵(19)下部的 吸油濾油器向下深入到液壓油箱(21)內(nèi)的油中，用于驅(qū)動(dòng)油泵(19)工 作的電機(jī)(17)通過傳動(dòng)部件(包含有偏心曲軸(18)、齒輪(15))連 接著油泵(19);液壓工作缸(8)內(nèi)設(shè)有工作缸活塞桿(11)，用于給碟片 彈簧(5)儲(chǔ)能的儲(chǔ)能活塞(9)安裝在液壓工作缸(8)中，安裝在工作缸 活塞桿(1〗)上，工作缸活塞桿(11)從上到下貫穿整個(gè)彈簧液壓操動(dòng)機(jī) 構(gòu)的大部分，液壓工作缸(8)連接著二級(jí)閥總成(31)和油泵(19)， 二 級(jí)閥總成(31)通過油道連通著油泵(19); 二級(jí)閥總成(31)中包含有一 級(jí)閥總成(30);
二級(jí)閥總成(31)包括分合閘閥芯、閥座、復(fù)位彈簧等組成； 一級(jí)閥
總成(30)包括合分閘閥座、合分閘閥芯及鋼球、球托、彈簧等組成，二
者通過一個(gè)閥體(32)連成一體，它們都固定連接在液壓工作缸(8)的下 部；
本實(shí)用新型中，油泵(19)通過泵座(20)和逆止單向閥用螺釘固定 在液壓工作缸(8)下端的另一側(cè)上。電機(jī)(17)通過過渡板(16)用螺釘 連接在方板(29)上，電機(jī)(17)啟動(dòng)后，通過齒輪(15)傳動(dòng)帶動(dòng)泵座 (20)上的偏心曲軸(18)使得油泵(19)不斷打出高壓油，供系統(tǒng)使用；
本實(shí)用新型中還有電磁鐵(28)，其通過靜鐵芯固定在方板(29)上， 通過電動(dòng)或手動(dòng)按壓手柄(26)推動(dòng)電磁鐵中推桿(27)來推一級(jí)閥閥芯 動(dòng)作，起到合分閘換向作用；分合閘裝置中，合閘一級(jí)閥有一個(gè)，而分閘 一級(jí)閥有兩個(gè)；工作時(shí)，只用一個(gè)分閘一級(jí)閥，另一個(gè)作備用；
本實(shí)用新型中還有安全閥(23)，其安裝在二級(jí)閥體端蓋里，分合閘調(diào) 速裝置安裝在閥體(32)上，固定在方板(29)上；
工作缸活塞桿(11)通過與緩沖杯不同的配合尺寸及特殊的結(jié)構(gòu)，對(duì) 工作缸活塞桿(11)起緩沖作用，對(duì)斷路器也起到減少?zèng)_擊作用。
本實(shí)用新型基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，研制開發(fā)了新型的彈簧液壓 操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其能夠保證大功率斷路器系統(tǒng)(例如SF6斷路器系統(tǒng))工作更 加可靠。同時(shí)，它的性能明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于
1) 采用碟形彈簧(5)儲(chǔ)能，油壓不受環(huán)境溫度影響，沒有漏氮?dú)鈫?題，可長(zhǎng)期保持穩(wěn)定和可靠性；
2) 由于采用了將電機(jī)(17)垂直地設(shè)在油箱(21)的一側(cè)，并通過齒
輪(15)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)，使其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，與同等操作功率的液壓機(jī)構(gòu)相比， 體積縮小；
3) 因采用液壓傳遞動(dòng)力，機(jī)構(gòu)動(dòng)作速度快，輸出功率大；
4) 采用模塊化結(jié)構(gòu)，取消所有液壓管路，降低了壓力損失，提高工作 效率；
5) 液壓元件均封閉在油箱(21)內(nèi)，形成油泵(19)打壓自循環(huán)系統(tǒng)， 機(jī)構(gòu)不外滲油，長(zhǎng)期運(yùn)行不需要注油；
6) 排氣閥(40)裝在液壓工作缸(8)缸體上，它除排氣以外，還可 以用于測(cè)量系統(tǒng)的壓力；
7) 本實(shí)用新型的動(dòng)作優(yōu)選為全液壓形式，使用壽命相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而 言明顯提高；
8) 本實(shí)用新型設(shè)有手動(dòng)分、合閘按鈕，具有慢分、慢合及自動(dòng)防慢分、 防慢合功能，零油壓時(shí)備有防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)，將本實(shí)用新型鎖 定在合閘位置；
9) 本實(shí)用新型優(yōu)選可以通過采用高質(zhì)量的安全閥(23)使動(dòng)作準(zhǔn)確程 度明顯提高，并可以對(duì)分、合閘速度進(jìn)行調(diào)節(jié)；本實(shí)用新型所述的液壓系 統(tǒng)中的密封可以采用復(fù)合密封，從而減少了不必要的泄漏，系統(tǒng)工作可靠 度由此可以大大增強(qiáng)。
本實(shí)用新型的工作原理說明如下(參見圖4、 5):
1)當(dāng)油泵(19)打壓時(shí)，先將排氣閥(40)打開，再啟動(dòng)油泵(19), 將液壓系統(tǒng)中空氣通過排氣閥(40)排出，當(dāng)排氣閥(40)排出油后關(guān)閉 排氣閥，低壓油箱(21)中的低壓油經(jīng)油泵(19)打壓成為高壓油，通過
液壓工作缸(8)缸體內(nèi)部孔流向儲(chǔ)能活塞(9)用于壓縮碟片彈簧(5)。
打壓至額定壓力后，壓力開關(guān)切斷電機(jī)(17)電源，打壓完畢。當(dāng)油泵(19) 停止打壓時(shí)，單向閥(逆止閥)自動(dòng)關(guān)閉，從而防止高壓油溢入壓力相對(duì) 較低的油箱(21)。儲(chǔ)能活塞(9)的壓力用于確保碟片彈簧(5)在環(huán)境溫 度改變時(shí)，其作用力不變。在規(guī)定的壓縮變形范圍內(nèi)，碟片彈簧(5)具有 穩(wěn)定的彈力特性，保證斷路器固有機(jī)械性能。當(dāng)斷路器進(jìn)行操作或者雖不 操作但儲(chǔ)能時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，均會(huì)造成油壓下降現(xiàn)象，可以通過監(jiān)測(cè)、控制環(huán) 節(jié)自動(dòng)啟動(dòng)油泵(19)建立額定壓力，使斷路器在各個(gè)工況條件下均能得 到保證和監(jiān)測(cè)。
2) 合閘操作合閘電磁鐵接到合閘指令后，(通過推桿等)打開合閘 一級(jí)閥鋼球，高壓油進(jìn)入二級(jí)閥芯的一側(cè)(例如左側(cè))，閥芯向相反的另一 側(cè)(例如右側(cè))移動(dòng)，頂開閥芯也向另一側(cè)(例如右側(cè))移動(dòng)，這時(shí)，高 壓油通過閥芯進(jìn)入液壓工作缸(8)底部，由于儲(chǔ)能活塞(9)下面承壓面 積大于其上面承壓面積，總壓力使得活塞桿向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合閘動(dòng)作。
3) 分閘操作分閘電磁鐵接到分閘指令后，(通過推桿)打開分閘--級(jí)閥鋼球，與上述合閘操作過程中的"另一側(cè)"(例如右側(cè))對(duì)應(yīng)的二級(jí)閥 芯的那一側(cè)的高壓油通過一級(jí)閥與低壓油接通，閥芯在其另--側(cè)(例如左 側(cè))高壓油推動(dòng)下(向右)移動(dòng)，使液壓工作缸(8)底部與低壓油相通， 儲(chǔ)能活塞(9)下部為低壓油，而其上部仍為高壓油，壓力使得儲(chǔ)能活塞(9) 向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分閘動(dòng)作。
4) 慢分、慢合操作通過安全閥(23)將儲(chǔ)能活塞(9)儲(chǔ)能壓力泄 掉，啟動(dòng)油泵(19)，在系統(tǒng)即將儲(chǔ)能時(shí)進(jìn)行分、合閘操作，從而實(shí)現(xiàn)慢分、
慢合操作。它的作用是用于安裝、維修設(shè)備時(shí)使用。
5) 泄壓當(dāng)系統(tǒng)需要泄壓時(shí)，通過安全閥(23)手動(dòng)手柄將安全閥(23) 打開，完成泄壓功能。
6) 合閘位置自保持機(jī)構(gòu)處于零壓狀態(tài)下，本實(shí)用新型在合閘位置保
持是靠二級(jí)閥閥芯上彈性鋼球鎖完成，在本實(shí)用新型建立油壓過程中不應(yīng) 產(chǎn)生慢分現(xiàn)象。
7) 本實(shí)用新型的防慢分系統(tǒng)由于非正常原因失壓到零壓后，本實(shí)用
新型仍處在合閘位置時(shí)，為防止本實(shí)用新型失壓慢分，除了自保持功能外，
還有一套安裝在碟片彈簧(5)裝置中導(dǎo)向托板上的防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置 (22)來防止失壓慢分。(值得一提的是當(dāng)斷路器與本實(shí)用新型聯(lián)接進(jìn)行慢 分操作時(shí)， 一定要將防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)拆除，聯(lián)接斷路器后需 再次將防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)安裝上。)
8) 本實(shí)用新型的壓力控制本實(shí)用新型壓力控制是由7個(gè)不同行程的 凸輪控制壓力開關(guān)來完成。當(dāng)系統(tǒng)壓力低于相應(yīng)的壓力值時(shí)，將不能進(jìn)行 規(guī)定的合、分閘操作，以保證系統(tǒng)和斷路器安全。
本實(shí)用新型所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)械彈簧儲(chǔ)能與液壓機(jī)構(gòu)相結(jié)合 的產(chǎn)品，它克服以前直接液壓操動(dòng)的不足，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)用 新型性價(jià)比明顯提高，其能更好地滿足市場(chǎng)需求。目前國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目 很多，電網(wǎng)改造迫在眉睫，本實(shí)用新型具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:


圖1為本實(shí)用新型液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1左視圖3為泄氣閥結(jié)構(gòu)原理示意圖4是本實(shí)用新型分閘狀態(tài)下工作原理圖5為本實(shí)用新型合閘狀態(tài)下工作原理圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1
彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包含有支架(1)和安裝在其上并且與之相互聯(lián) 系在一起的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置、儲(chǔ)能元件；具體而言，彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)主 要由電機(jī)(17)、油泵(19)、碟片彈簧(5)，液壓工作缸(8)、儲(chǔ)能活塞 (9)、 二級(jí)閥總成(31)(其中包含有一級(jí)閥總成(30)和閥體(32))、輔 助開關(guān)、壓控開關(guān)(24)、油箱(21)、安全閥(23)、手動(dòng)分、合閘操作裝 置及防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)、排氣閥(40)等組成。
本實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能元件是碟片彈簧(5),碟片彈簧(5)固定安裝 在支架(1)上；所述碟片彈簧(5)成對(duì)配合使用，使用數(shù)目為5對(duì)，每 對(duì)中的兩個(gè)碟片彈簧(5)的開口較大的方向直接接觸扣合在一起，各對(duì)碟 片彈簧(5)依次以開口較小的方向直接相鄰布置。
所述的碟片彈簧(5)被以預(yù)變形的方式軸向限定在園板(4)與下托 板(14)之間用以保證其具有初始的預(yù)緊力，其預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng)
度變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)下總長(zhǎng)度的80%左右。具體而言，支架(1)的下法蘭(3) 通過螺栓(6)與位于碟片彈簧(5) —側(cè)的園板(4)固定聯(lián)接；碟片彈簧
(5)用園板(4)、螺桿(6)與導(dǎo)向托板(7)固定在下托板(14)上，用 以保證其具有初始的預(yù)緊力。其所構(gòu)成的碟片彈簧(5)組件通過雙頭螺栓
(13)與液壓工作缸(8)聯(lián)接。液壓工作缸(8)的缸體內(nèi)設(shè)有工作缸活 塞桿(11),在液壓工作缸(8)的缸體內(nèi)還裝有儲(chǔ)能活塞(9)，用于碟片 彈簧儲(chǔ)能。
所述儲(chǔ)能活塞(9)和碟片彈簧(5)通過導(dǎo)向托板(7)相互作用；儲(chǔ) 能活塞(9)與導(dǎo)向托板(7)始終直接接觸。
動(dòng)力及傳動(dòng)裝置中包含有電機(jī)(17)和油泵(19)，電機(jī)(17)和油泵 (19)之間由傳動(dòng)齒輪(15)相連接。所有液壓元件全封閉在油箱(21) 內(nèi)，形成油泵(19)打壓自循環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)施例的特點(diǎn)之一是所有液壓 元件全封閉在油箱(21)內(nèi)，形成油泵(19)打壓自循環(huán)系統(tǒng)，這避免了 明管的使用，減少了泄漏的可能性。
所述碟片彈簧(5)儲(chǔ)能變形范圍是軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總長(zhǎng)度 的60% 80%;這是在儲(chǔ)能狀態(tài)下初始至結(jié)束的變化過程中的碟片彈簧(5) 軸向總長(zhǎng)度的變動(dòng)范圍。(前述的所謂"自由狀態(tài)"BP:碟片彈簧(5)未 受外力且僅僅是以與工作狀態(tài)下的裝配關(guān)系相同的相對(duì)排布順序相互緊密 接觸排布。)
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液 壓元件工作；所述動(dòng)力及傳動(dòng)裝置中包含有電機(jī)(17)和油泵(19)，電機(jī) (17)和油泵(19)之間的連接件是依次連接的傳動(dòng)齒輪(15)和偏心曲
軸(18)。
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還包含有壓控開關(guān)(24)，其通過帶凸輪裝置 和齒輪齒條嚙合裝置連接在靠近碟片彈簧(5)的下托板(14)上；用于檢 測(cè)碟片彈簧(5)儲(chǔ)能的具體狀態(tài)，由于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)與齒條嚙合直線運(yùn)動(dòng)和碟 片彈簧(5)的軸向運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，可以直接反映碟片彈簧(5)的儲(chǔ)蓄能量 值，因此，這一測(cè)量值不受溫度的影響；
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還有用于在碟片彈簧(5)失壓時(shí)保護(hù)所述彈 簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的斷路器的防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)，其通過螺桿固 定連接在碟片彈簧內(nèi)的導(dǎo)向托板(7)上；
所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還有用于排氣或用于測(cè)量系統(tǒng)壓力的排氣閥 (40)，其安裝在液壓工作缸(8)上；其包含有如下結(jié)構(gòu)壓力表接頭(40a)、 測(cè)壓排氣接頭(40b)、組合墊圈(40c);其中，壓力表接頭(40a)的--端 通過螺紋聯(lián)接方式安裝在液壓工作缸(8)上，組合墊圈(40c)是用來保 證測(cè)壓排氣接頭(40b〉和液壓工作缸(8)連接處的密封的；測(cè)壓排氣接 頭(40b)以螺紋連接的方式安裝在壓力表接頭(40a)的另一端上。在使 用過程中，測(cè)壓排氣接頭(40b)可以根據(jù)情況連接測(cè)壓裝置或者通過排氣 保證油缸動(dòng)作平穩(wěn)可靠。(參見附圖3)
本實(shí)施例中，所述動(dòng)力、控制及傳動(dòng)裝置包含有以液壓方式工作的如 下元件或組件液壓油箱(21)、油泵(19)、電機(jī)(17)、液壓工作缸(8)、 工作缸活塞桿(11)、儲(chǔ)能活塞(9)、 二級(jí)閥總成(31)其中
液壓油箱(21)安裝在彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的下部，油泵(19)下部的 吸油濾油器向下深入到液壓油箱(21)內(nèi)的油中。用于驅(qū)動(dòng)油泵(19)工
作的電機(jī)(17)通過傳動(dòng)部件(包含有偏心曲軸(18)、齒輪(15))連 接著油泵(19);液壓工作缸(8)內(nèi)設(shè)有工作缸活塞桿(11)，用于給碟片 彈簧(5)儲(chǔ)能的儲(chǔ)能活塞(9)安裝在液壓工作缸(8)中，工作缸活塞桿 (11)從上到下貫穿整個(gè)彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的大部分，液壓工作缸(8)連 接著二級(jí)閥總成(31)和油泵(19)， 二級(jí)閥總成(31)通過油道連通著油 泵(19); 二級(jí)閥總成(31)中包含有一級(jí)閥總成(30);
二級(jí)閥總成(31)包括分合閘閥芯、閥座、復(fù)位彈簧等部分； 一級(jí)閥 總成(30)包括合分閘閥座、合分閘閥芯及鋼球、球托、彈簧等部分，二 者通過一個(gè)閥體(32)連成一體，它們都固定連接在液壓工作缸(8)的下 部；安全閥(23)在閥體(32)端蓋里，分合閘調(diào)速桿擰在閥體(32)上， 用螺母固定在方板(29)上。
本實(shí)施例中，油泵(19)通過泵座(20)和逆止單向閥用螺釘固定在 液壓工作缸(8)下端的另一側(cè)上。電機(jī)(17)通過過渡板(16)用螺釘連 接在方板(29)上，電機(jī)(17)啟動(dòng)后，通過齒輪(15)傳動(dòng)帶動(dòng)泵座(20) 上的偏心曲軸(18)使得油泵(19)不斷打出高壓油，供系統(tǒng)使用；
本實(shí)施例中還有電磁鐵(28)，其通過靜鐵芯固定在方板(29)上，通 過電動(dòng)或手動(dòng)按壓手柄(26)推動(dòng)電磁鐵中推桿(27)來推一級(jí)閥閥芯動(dòng) 作，起到合、分閘換向作用；分合閘裝置中，合閘一級(jí)閥有一個(gè)，而分閘 一級(jí)閥有兩個(gè)；工作時(shí)，只用一個(gè)分閘一級(jí)閥，另一個(gè)作備用；
本實(shí)施例中還有安全閥(23)，其安裝在二級(jí)閥體端蓋里，分合閘調(diào)速 裝置安裝在閥體(32)上，固定在方板(29)上；
工作缸活塞桿(11)通過與緩沖杯不同的配合尺寸及特殊的結(jié)構(gòu)，對(duì)
工作缸活塞桿(1)起緩沖作用，對(duì)斷路器也起到減少?zèng)_擊作用。
壓控開關(guān)(24)通過帶凸輪裝置、齒輪齒條嚙合裝置連接在碟片彈簧 (5)的下托板(14)上，用于檢測(cè)碟片彈簧(5)儲(chǔ)能狀態(tài)，由于齒輪(15) 轉(zhuǎn)動(dòng)與齒條嚙合直線運(yùn)動(dòng)和碟片彈簧(5)的軸向運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，可以直接反 映碟片彈簧(5)的儲(chǔ)蓄能量值，因此，這一測(cè)量值不受溫度的影響。防失 壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)通過螺桿()固定連接在碟片彈簧內(nèi)的導(dǎo)向托板 (7)上，在碟片彈簧失壓時(shí)，機(jī)械鎖裝置(22)起作用，從而對(duì)斷路器起 保護(hù)作用。排氣閥(40)裝在油缸缸體上，它除排氣以外，該孔還可以用 于測(cè)量系統(tǒng)的壓力。
本實(shí)施例基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，其能夠保證大功率的SF6斷路 器系統(tǒng)工作更加可靠。同時(shí)，它的性能明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。
本實(shí)施例的特點(diǎn)在于
1) 采用碟形彈簧(5)儲(chǔ)能，油壓不受環(huán)境溫度影響，沒有漏氮?dú)鈫?題，可長(zhǎng)期保持穩(wěn)定和可靠性；
2) 由于采用了碟形彈簧(5)儲(chǔ)能且油缸布置在碟形彈簧(5)內(nèi)部， 我們將電機(jī)(17)垂直地設(shè)在油箱(21)的一側(cè)，并通過齒輪(15)傳動(dòng)， 使其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，與同等操作功率的液壓機(jī)構(gòu)相比，體積縮??；
3) 因采用液壓傳遞動(dòng)力，機(jī)構(gòu)動(dòng)作速度快，輸出功率大；
4) 采用模塊化結(jié)構(gòu)，取消所有液壓管路，減少了壓力損失，提高工作 效率；
5) 部分或者全部液壓元件封閉在油箱(21)內(nèi)，形成油泵(19)打壓 自循環(huán)系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)不外滲油，長(zhǎng)期運(yùn)行不需要注油；6) 排氣閥(40)裝在液壓工作缸(8)缸體上，它除排氣以外，還可
以用于測(cè)量系統(tǒng)的壓力；
7) 本實(shí)施例的動(dòng)作為全液壓形式，使用壽命相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言明顯
提高；
8) 本實(shí)施例設(shè)有手動(dòng)分、合閘按鈕，具有慢分、慢合及自動(dòng)防慢分、 防慢合功能，零油壓時(shí)備有防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22),將本實(shí)用新型鎖 定在合閘位置；
9) 本實(shí)施例中還通過采用高質(zhì)量的安全閥(23)使動(dòng)作準(zhǔn)確程度明顯 提高，并可以對(duì)分、合閘速度進(jìn)行調(diào)節(jié)；本實(shí)施例所述的液壓系統(tǒng)中的密 封可以采用復(fù)合密封，從而減少了不必要的泄漏，系統(tǒng)工作可靠度由此可 以大大增強(qiáng)。
本實(shí)施例的工作原理說明如下(參見圖4、 5):
1)當(dāng)油泵(19)打壓時(shí)，先將排氣閥(40)打開，再啟動(dòng)油泵(19)， 將液壓系統(tǒng)中空氣通過排氣閥(40)排出，當(dāng)排氣閥(40)排出油后關(guān)閉 排氣閥，低壓油箱(21)中的低壓油經(jīng)油泵(19)打壓成為高壓油，通過 液壓工作缸(8)缸體內(nèi)部孔流向儲(chǔ)能活塞(9)用于壓縮碟片彈簧(5)。 打壓至額定壓力后，壓力開關(guān)切斷電機(jī)(17)電源，打壓完畢。當(dāng)油泵(19) 停止打壓時(shí)，單向閥(逆止閥)自動(dòng)關(guān)閉，從而防止高壓油溢入壓力相對(duì) 較低的油箱(21)。儲(chǔ)能活塞(9)的壓力用于確保碟片彈簧(5)在環(huán)境溫 度改變時(shí)，其作用力不變。在規(guī)定的壓縮變形范圍內(nèi)，碟片彈簧(5)具有 穩(wěn)定的彈力特性，保證斷路器固有機(jī)械性能。當(dāng)斷路器進(jìn)行操作或者雖不 操作但儲(chǔ)能時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，均會(huì)造成油壓下降現(xiàn)象，可以通過監(jiān)測(cè)、控制環(huán)
節(jié)自動(dòng)啟動(dòng)油泵(19)建立額定壓力，使斷路器在各個(gè)工況條件下均能得 到保證和監(jiān)測(cè)。圖4中另有用于油路切換的換向閥(41)。
2) 合閘操作合閘電磁鐵接到合閘指令后，(通過推桿等)打開合閘 一級(jí)閥鋼球，高壓油進(jìn)入二級(jí)閥芯的一側(cè)(右側(cè))，閥芯向相反的另一側(cè)(左 側(cè))移動(dòng)，頂開閥芯也向另一側(cè)(左側(cè))移動(dòng)，這時(shí)，高壓油通過閥芯進(jìn) 入液壓工作缸(8)底部，由于儲(chǔ)能活塞(9)下面承壓面積大于其上面承 壓面積，總壓力使得活塞桿向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合閘動(dòng)作。
3) 分閘操作分閘電磁鐵接到分閘指令后，(通過推桿)打開分閘一 級(jí)閥鋼球，與上述合閘操作過程中的"另一側(cè)"(右側(cè))對(duì)應(yīng)的二級(jí)閥芯的 那一側(cè)的高壓油通過一級(jí)閥與低壓油接通，閥芯在其另一側(cè)(左側(cè))高壓 油推動(dòng)下(向右)移動(dòng)，使液壓工作缸(8)底部與低壓油相通，儲(chǔ)能活塞
(9)下部為低壓油，而其上部仍為高壓油，壓力使得儲(chǔ)能活塞(9)向下 運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分閘動(dòng)作。
4) 慢分、慢合操作通過安全閥(23)將儲(chǔ)能活塞(9)儲(chǔ)能壓力泄 掉，啟動(dòng)油泵(19)，在系統(tǒng)即將儲(chǔ)能時(shí)進(jìn)行分、合閘操作，從而實(shí)現(xiàn)慢分、 慢合操作。它的作用是用于安裝、維修設(shè)備時(shí)使用。
5) 泄壓當(dāng)系統(tǒng)需要泄壓時(shí)，通過安全閥(23)手動(dòng)手柄將安全閥(23) 打開，完成泄壓功能。
6) 合閘位置自保持機(jī)構(gòu)處于零壓狀態(tài)下，本實(shí)施例在合閘位置保持 是靠二級(jí)閥閥芯上彈性鋼球鎖完成，在本實(shí)施例建立油壓過程中不應(yīng)產(chǎn)生 慢分現(xiàn)象。
7) 本實(shí)施例的防慢分系統(tǒng)由于非正常原因失壓到零壓后，本實(shí)施例仍處在合閘位置時(shí)，為防止本實(shí)施例失壓慢分，除了自保持功能外，還有
一套安裝在碟片彈簧(5)裝置中導(dǎo)向托板上的防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22) 來防止失壓慢分。(值得一提的是當(dāng)斷路器與本實(shí)用新型聯(lián)接進(jìn)行慢分操作 時(shí)， 一定要將防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)拆除，聯(lián)接斷路器后需再次將 防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)安裝上。)
8)本實(shí)施例的壓力控制由7個(gè)不同行程的凸輪控制壓力開關(guān)來完成。 當(dāng)系統(tǒng)壓力低于相應(yīng)的壓力值時(shí)，將不能進(jìn)行規(guī)定的合、分閘操作，以保 證系統(tǒng)和斷路器安全。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本相同，其不同之處在于
1) 本實(shí)施例中，所述碟片彈簧(5)共有3對(duì)；
2) 所述的碟片彈簧(5)預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng)度變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)下 總長(zhǎng)度的75%;
3) 所述碟片彈簧(5)儲(chǔ)能變形范圍是軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總
長(zhǎng)度的50% 75%。
實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本相同，其不同之處在于
1) 本實(shí)施例中，所述碟片彈簧(5)共有10對(duì)；
2) 所述的碟片彈簧(5)預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng)度變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)下 總長(zhǎng)度的85%;3)所述碟片彈簧(5)儲(chǔ)能變形范圍是軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總 長(zhǎng)度的50% 85%。
實(shí)施例4
本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本相同，其不同之處在于
1) 本實(shí)施例中，所述碟片彈簧(5)共有32個(gè)(16對(duì))。所述碟片彈 簧(5)成對(duì)配合使用，每對(duì)中的兩個(gè)碟片彈簧(5)的開口較小的方向直 接接觸扣合在一起，各對(duì)碟片彈簧(5)依次以開口較小的方向直接相鄰布置。
2) 所述的碟片彈簧(5)預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng)度變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)下 總長(zhǎng)度的70%;
3) 所述碟片彈簧(5)儲(chǔ)能變形范圍是軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總 長(zhǎng)度的50% 7()%。
實(shí)施例5
本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本相同，其不同之處在于
1) 本實(shí)施例中，所述碟片彈簧(5)共有21個(gè)。所述直接相鄰的兩個(gè) 碟片彈簧(5)同時(shí)以開口較大的方向或同時(shí)以開口較小的方向相接觸；
2) 所述的碟片彈簧(5)預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng)度變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)下
總長(zhǎng)度的99%;
3) 所述碟片彈簧(5)儲(chǔ)能變形范圍是軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總 長(zhǎng)度的60% 99%。
實(shí)施例6
本實(shí)施例與實(shí)施例4內(nèi)容基本相同，其不同之處在于-本實(shí)施例中，所述碟片彈簧(5)共有24個(gè)(16對(duì))。這些碟片彈簧(5) 成組使用共有兩組，每組包含有6對(duì)碟片彈簧(5);占總數(shù)目一半的碟片 彈簧(5)同向依次緊密貼合布置，剩余的碟片彈簧(5)也各自同向依次 緊密貼合布置，以上所述兩大部分之間以開口較大的方向(相對(duì))相接觸 或以開口較小的方向(相向)接觸。
實(shí)施例7
本實(shí)施例與實(shí)施例6內(nèi)容基本相同，其不同之處在于 本實(shí)施例中，所述碟片彈簧(5)共有20個(gè)(10對(duì))。這些碟片彈簧(5) 成組使用共有5組，每組包含有2對(duì)碟片彈簧(5)。
權(quán)利要求1、彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包含有支架(1)和安裝在其上并且與之相互聯(lián)系在一起的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置、儲(chǔ)能元件；其特征在于所述儲(chǔ)能元件是碟片彈簧(5)，碟片彈簧(5)固定安裝在支架(1)上；所述碟片彈簧(5)共有2～32個(gè)。
2、 按照權(quán)利要求1所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述碟片彈 簧(5)成對(duì)配合使用，共有3 10對(duì)。
3、 按照權(quán)利要求2所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于.-碟片彈簧(5)成組使用，每組包含有1 6對(duì)碟片彈簧(5);占總數(shù)目一半的碟片彈簧(5)同向依次緊密貼合布置，剩余的碟片彈簧(5)也 各自同向依次緊密貼合布置，以上所述兩大部分之間以開口較大的方向相 接觸或以開口較小的方向接觸。
4、 按照權(quán)利要求3所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于每對(duì)中的兩 個(gè)碟片彈簧(5)的開口較大的方向直接接觸扣合在一起，各對(duì)碟片彈簧(5) 依次以開口較小的方向直接相鄰布置。
5、 按照權(quán)利要求l所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的碟片 彈簧(5)被軸向限定在園板(4)與下托板(14)之間，碟片彈簧(5)的 預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總長(zhǎng)度的70 99%。
6、 按照權(quán)利要求l所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述儲(chǔ)能活塞(9)和碟片彈簧(5)通過導(dǎo)向托板(7)相互作用；儲(chǔ)能活塞(9)與導(dǎo)向托板(7)始終直接接觸。
7、 按照權(quán)利要求4所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液壓元件工作；所述動(dòng)力及傳動(dòng)裝置中包含有電機(jī)(17)和油泵(19)，電機(jī)(17)和油泵(19)之間的連接件是依 次連接的傳動(dòng)齒輪(15)和偏心曲軸(18);部分或全部液壓元件封閉在油 箱(21)內(nèi)，形成油泵(19)打壓自循環(huán)系統(tǒng)。
8、 按照權(quán)利要求7所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述碟片彈 簧(5)儲(chǔ)能變形的范圍是軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總長(zhǎng)度的50% 99 %。
9、 按照權(quán)利要求7所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述碟片彈簧(5)的預(yù)變形程度為軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總長(zhǎng)度的75% 85%;所述碟片彈簧(5)儲(chǔ)能變形范圍是軸向總長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下總長(zhǎng)度的55% 85%。
10、 按照權(quán)利要求1 9之一所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還包含有壓控開關(guān)(24)，其通過帶凸輪裝置和齒輪齒條嚙合裝置連接在靠近碟片彈簧(5)的下托板(14)上；所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還有用于在碟片彈簧(5)失壓時(shí)保護(hù)所述彈 簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的斷路器的防失壓保護(hù)機(jī)械鎖裝置(22)，其通過螺桿固 定連接在碟片彈簧內(nèi)的導(dǎo)向托板(7)上；所述彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還有排氣閥(40)，其安裝在液壓工作缸(8) 上；其包含有如下結(jié)構(gòu)壓力表接頭(40a)、測(cè)壓排氣接頭(40b)、組合 墊圈(40c);其中，壓力表接頭(40a)的一端通過螺紋聯(lián)接方式安裝在液 壓工作缸(8)上，測(cè)壓排氣接頭(40b)以螺紋連接的方式安裝在壓力表 接頭(40a)的另一端上。
專利摘要彈簧液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包含有支架(1)和安裝在其上并且與之相互聯(lián)系在一起的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置、儲(chǔ)能元件；所述儲(chǔ)能元件是碟片彈簧(5)，碟片彈簧(5)固定安裝在支架(1)上；所述碟片彈簧(5)共有2～32個(gè)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作速度快、使用壽命長(zhǎng)、泄漏可能性低、工作更加可靠、性價(jià)比高，明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
文檔編號(hào)H01H33/34GK201004412SQ20062016828
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者任鳳君, 華德榮, 偉 張, 施文耀, 旭 梁, 光 王, 民 王, 胡秋江, 曄 邱, 陶浩明 申請(qǐng)人:沈陽液壓件制造有限公司