一种三工位操作机构的储能装置的制作方法

1.本技术涉及真空断路器的领域，尤其是涉及一种三工位操作机构的储能装置。


背景技术：

2.真空断路器用于保护和控制电器设备，具有可频繁操作、灭弧不用检修等优点，普及应用于配电网中。真空断路器主要包括真空灭弧室、操作机构、支架及其他部件，其中真空灭弧室用于迅速熄灭电弧并抑制电流，避免事故和意外的发生；操作机构用于控制电路开断和关合。
3.操作机构的类型多种，目前以弹簧操作机构应用最为广泛。弹簧操作机构将机械能、电能传递给弹簧并储存，弹簧能在分合闸时释放，提高分合闸的速度。
4.三工位操作机构即操作工位有分闸、合闸和接地，目前操作机构多数可做到二工位。弹簧操作机构中储能装置是最重要的部分，而三工位操作机构的储能装置由于各操作工位的储能结构独立，因此仍存在体积大、零配件多、可靠性差的问题。


技术实现要素：

5.为了减少储能装置体积并提高其可靠性，本技术提供一种三工位操作机构的储能装置。
6.本技术提供的一种三工位操作机构的储能装置采用如下的技术方案：
7.一种三工位操作机构的储能装置，包括安装座，所述安装座上依次设置有第一涡卷簧、第二涡卷簧、第一支架、操动板、第二支架，所述第一支架、操动板和第二支架均与安装座转动连接；
8.所述第一涡卷簧内端固定、外端设置有第一连接部，所述第二涡卷簧内端与第一支架连接、外端设置有第二连接部，所述第一支架包括第一支板、设置于第一支板外部的第一弯折部，所述操动板外部朝向第二涡卷簧的一侧设置有驱动部，所述操动板背向第一支架的一侧设置有解锁推板，所述第二支架包括第二支板、设置于第二支板外部的第二弯折部；所述驱动部一侧可抵住第一连接部和第二连接部、相对另一侧可抵住第一弯折部，所述第二弯折部位于驱动部外侧，所述第二弯折部一侧可抵住第一连接部和第二连接部、相对另一侧可抵住第一弯折部；
9.还包括输出轴、驱动轴、保持组件和锁定组件，所述输出轴与操动板连接，所述驱动轴与第二支架连接，所述保持组件用于对第二支架进行定位并由解锁推板进行解锁，所述锁定组件用于对操动板进行定位并在分闸时解锁，所述锁定组件对操动板定位时第一涡卷簧储能。
10.通过采用上述技术方案，合闸时，锁定组件对操动板定位，使其无法转动。
11.分闸时，锁定组件解锁，第一涡卷簧释放储能，操动板受到第一连接部作用而转动，同时带动第二涡卷簧、第一支架和第二支架转动，使得驱动轴转动而控制真空断路器分闸，直至第二支架受到保持组件的定位。
12.接地时，转动输出轴而带动操动板，进而驱动部带动第一支架活动，第二涡卷簧外端固定、内端拧转而储能，直至解锁推板对保持组件解锁，第二涡卷簧释放储能，第二支架受到第二连接部作用而转动，使得驱动轴转动而控制真空断路器接地。
13.接地工位至分闸工位、分闸工位至合闸工位的操作同理，操动板带动第二涡卷簧储能，直至解锁推板对保持组件解锁，第二支架受第二涡卷簧作用而快速转动，实现工位切换。
14.每个状态都有着相互连锁的逻辑关系，本技术的储能装置采用单电机便能实现分闸、合闸和接地三工位之间的快速切换，整体结构占用空间小，操作可靠性高。
15.可选的，所述保持组件包括两个关于驱动轴对称设置的保持板、三个绕驱动轴间隔设置的保持座，所述保持板一端通过铰接轴与第二支架铰接、中部连接有保持销，两个所述保持销之间设置有弹性件，所述弹性件用于推动两个保持板相背转动，所述第二支板设置有供保持销卡入并绕铰接轴转动的限位孔，所述保持座固定连接于安装座上；
16.所述保持板远离铰接轴的一端中部抵住保持座时，该保持板可绕铰接轴转动，且该保持板未绕铰接轴转动的状态下无法绕驱动轴朝向另一保持板转动。
17.通过采用上述技术方案，保持板和保持座之间构成稳固的状态，保持组件可对第二支架进行限位，进而限制夹在第二弯折部两侧的第一弯折部和第二连接部，从而限制操动板。
18.操作工位需要切换时，操动板先行转动，带动解锁推板推挤保持板，使保持板绕铰接轴转动而与相应保持座分离，保持板和保持座构成的状态被破坏，第二支架在第二涡卷簧带动下转动，实现驱动轴的快速转动。
19.可选的，三个所述保持座依次为第一保持座、第二保持座、第三保持座，两个所述保持板分为第一保持板和第二保持板；
20.分闸工位下，所述第一保持板抵住第一保持座；
21.合闸工位下，所述第一保持板抵住第二保持座，所述第二保持板抵住第一保持座；
22.接地工位下，所述第一保持板抵住第三保持座，所述第二保持板抵住第二保持座。
23.通过采用上述技术方案，单个保持组件便能在各状态下进行定位保持，各状态之间存在逻辑关系，结构可靠。
24.可选的，所述弹性件为具有弹性的弧形条，所述弧形条两端与保持销连接。
25.通过采用上述技术方案，弧形条两端具有向外撑开的趋势，使得保持销处于限位孔外端，两个保持板的位置固定，保持板和保持座构成的状态稳定。解锁时，弧形条受压弯曲，受解锁推板挤压的保持板朝向另一保持板活动，破坏该稳定状态。
26.可选的，所述第二支板设置有凸起部，所述凸起部抵住弹性件。
27.通过采用上述技术方案，凸起部用于顶起弹性件，使弹性件的位置相对保持板平齐，进而便于弹性件撑开保持板。
28.可选的，所述安装座包括隔板、底板和固定环，所述隔板设置于第一涡卷簧和第二涡卷簧之间，所述隔板设置有供第二弯折部和驱动部穿过的弧形孔，所述底板设置于第二支架背向操动板的一侧，所述底板设置有供解锁推板、保持板和驱动轴穿过的通孔，所述固定环设置有供第一涡卷簧内端卡入的插槽。
29.通过采用上述技术方案，储能装置整体体积小，空间分布合理，装配生产简单。
30.可选的，所述第一支板中部设置有供输出轴穿过的连接环，所述第一支板绕连接环间隔设置有多个固定部，所述第二涡卷簧内端弯折而勾住其中一固定部。
31.通过采用上述技术方案，将第二涡卷簧内端勾住不同位置的固定部，可调节第二涡卷簧的张紧程度，进而满足储能装置的需要。
32.可选的，所述输出轴包括与操动板连接的插座、插入插座的插轴，所述驱动轴与插座转动配合。
33.通过采用上述技术方案，输出轴结构设置合理，装配便捷。
34.可选的，所述操动板边缘设置有凸沿，所述锁定组件包括用于挡住凸沿的锁定部，所述锁定部一端通过转动轴与安装座铰接，所述锁定部远离转动轴的一侧设置有解锁轴，所述解锁轴用于限位锁定部并设置有供锁定部穿过的缺口。
35.通过采用上述技术方案，解锁轴转动至缺口对应锁定部，锁定部便能背离操动板转动而进入缺口，操动板可在第一涡卷簧的作用而转动。
36.可选的，所述锁定组件还包括用于将锁定部抵住操动板的推顶件，所述锁定部包括转动条、连接于转动条朝向操动板一侧的连接块，所述连接块设置有供凸沿穿过的通槽，所述连接块转动穿设有限位杆，所述限位杆伸入通槽并用于限位凸沿，所述转动条远离转动轴的一端穿设有连接杆，所述安装座设置有供连接杆穿过并绕转动轴转动的限位弧孔。
37.通过采用上述技术方案，限位杆抵住锁定部，而限位杆可绕自身轴向转动，故能减小锁定部和操动板之间的摩擦力，进而便于操动板转动。
38.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：本技术的储能装置采用单电机便能实现分闸、合闸和接地三工位状态之间的快速切换，每个状态都有着相互连锁的逻辑关系，整体结构占用空间小，操作可靠性高。
附图说明
39.图1是本技术实施例于合闸状态下的正视结构示意图；
40.图2是本技术实施例的爆炸示意图；
41.图3是本技术实施例去除隔板、固定环和第一涡卷簧后的结构示意图；
42.图4是本技术实施例中锁定部的结构示意图；
43.图5是本技术实施例于合闸状态下的背视结构示意图；
44.图6是本技术实施例于分闸状态下的正视结构示意图；
45.图7是本技术实施例于分闸状态下的背视结构示意图；
46.图8是本技术实施例于分闸状态至接地状态过程中的正视结构示意图；
47.图9是本技术实施例于分闸状态至接地状态过程中的背视结构示意图；
48.图10是本技术实施例于接地状态下的正视结构示意图；
49.图11是本技术实施例于接地状态下的背视结构示意图；
50.图12是本技术实施例于接地状态至分闸状态过程中的正视结构示意图；
51.图13是本技术实施例于接地状态至分闸状态过程中的背视结构示意图；
52.图14是本技术实施例于分闸状态至合闸状态过程中的正视结构示意图；
53.图15是本技术实施例于分闸状态至合闸状态过程中的背视结构示意图。
54.附图标记说明：1、安装座；11、隔板；111、弧形孔；12、底板；121、通孔；122、限位弧
孔；13、固定环；131、插槽；2、第一涡卷簧；21、第一连接部；3、第二涡卷簧；31、第二连接部；4、第一支架；41、第一支板；411、连接环；412、固定部；42、第一弯折部；5、操动板；51、驱动部；52、解锁推板；53、凸沿；6、第二支架；61、第二支板；611、限位孔；612、凸起部；62、第二弯折部；7、输出轴；71、插座；72、插轴；8、锁定组件；81、锁定部；811、转动条；812、连接块；8121、通槽；813、限位杆；82、转动轴；83、解锁轴；831、缺口；84、推顶件；85、连接杆；9、保持组件；91、第一保持板；92、第二保持板；93、第一保持座；94、第二保持座；95、第三保持座；96、铰接轴；97、保持销；98、弹性件；10、驱动轴。
具体实施方式
55.以下结合附图1-15对本技术作进一步详细说明。
56.本技术实施例公开一种三工位操作机构的储能装置。
57.参照图1、图2，储能装置包括安装座1、第一涡卷簧2、第二涡卷簧3、第一支架4、操动板5、第二支架6、输出轴7、锁定组件8、保持组件9和驱动轴10。输出轴7和驱动轴10同轴设置且转动配合，第一涡卷簧2、第二涡卷簧3、第一支架4、操动板5和第二支架6沿输出轴7和驱动轴10的轴心线依次设置。
58.合闸状态至分闸状态时，通过锁定组件8解锁，第一涡卷簧2释放储能而带动驱动轴10快速转动；其余状态之间切换时，通过操作机构手动或电动带动输出轴7转动，第二涡卷簧3先储能后释放而带动驱动轴10快速转动。
59.参照图1、图2，安装座1包括隔板11、底板12和固定环13，隔板11和底板12相互平行且相对固定，固定环13固定连接于隔板11背向底板12的一侧中部。第二涡卷簧3、第一支架4、操动板5和第二支架6均安装于隔板11和底板12之间且沿隔板11至底板12的方向依次设置，第一涡卷簧2安装于隔板11背向底板12的一侧。保持组件9安装于第二支架6和底板12之间，且用于定位第二支架6。锁定组件8安装于底板12朝向隔板11的一侧，且用于定位操动板5。
60.参照图1、图2，第一涡卷簧2套于固定环13外侧，固定环13外侧设置有供第一涡卷簧2内端弯折插入的插槽131，第一涡卷簧2外端背向固定环13弯折形成第一连接部21。因此第一涡卷簧2内端受到固定，其储能和释放通过第一连接部21活动实现。
61.参照图2、图3，第二涡卷簧3安装于第一支架4上，第一支架4包括第一支板41、一体连接于第一支板41外部的第一弯折部42，第一弯折部42呈u型且伸至第二涡卷簧3外侧。第一支板41朝向第二涡卷簧3的一侧中部固定连接有连接环411，输出轴7可经连接环411穿过第一支架4。连接环411外侧绕其轴线间隔设置有三个固定部412，固定部412为弧形板状且弧心与连接环411轴心线重合，固定部412与第一支板41一体连接。在其他实施例中，固定部412数量可以为一个、两个、四个等，固定部412形状可以为圆柱状、三角柱状等。
62.参照图2、图3，第二涡卷簧3内端弯折而勾住其中一固定部412、外端背向连接环411弯折形成第二连接部31，第一弯折部42位于第二连接部31一侧。第二连接部31固定时，第一支架4转动，使得第一弯折部42背向第二连接部31转动，第二涡卷簧3内端便收紧储能。第一支架4固定时，第二连接部31背向第一弯折部42活动，第二涡卷簧3也能收紧储能。
63.参照图2、图3，操动板5外部朝向第二涡卷簧3的一侧一体连接有驱动部51，驱动部51为板状，在其他实施例中驱动部51形状可以为块状、条状、柱状等。驱动部51伸至第二连
接部31和第一弯折部42之间而受两者夹紧固定。操动板5背向第一支架4的一侧固定插接有两个解锁推板52，解锁推板52随操动板5活动而解锁保持组件9，使得第二支架6可活动。
64.参照图2、图3，第二支架6包括第二支板61、一体连接于第二支板61外部的第二弯折部62，第二弯折部62呈板状且位于第二支板61朝向第二涡卷簧3的一侧。第二弯折部62伸至第二连接部31和第一弯折部42之间而受两者夹紧固定，第二弯折部62至输出轴7轴心线的距离大于驱动部51至输出轴7轴心线的距离，故第二弯折部62可随第二支架6转动至驱动部51外侧，驱动部51和第二弯折部62之间不会发生碰撞。
65.参照图1、图2，驱动部51和第二弯折部62均延伸至第一涡卷簧2外侧，隔板11设置有供第二弯折部62和驱动部51穿过并绕输出轴7转动的弧形孔111。第一连接部21位于驱动部51和第二弯折部62背向第一弯折部42的一侧。合闸状态下，驱动部51、第二弯折部62均夹紧于第一弯折部42和第二连接部31，且第一连接部21抵住驱动部51、第二弯折部62，第一涡卷簧2处于储能状态。
66.参照图1、图2，输出轴7包括插座71和插轴72，插座71与连接环411转动配合且与操动板5固定连接，插座71朝向隔板11的一端的供插轴72卡接插入、另一端与驱动轴10转动配合，插轴72穿过隔板11并与固定环13转动配合，驱动轴10与第二支板61固定连接。因此，第一支架4、操动板5和第二支架6均能绕输出轴7和驱动轴10的轴线转动。
67.其中，插轴72与操作机构的齿轮结构卡接配合，故插轴72可受操作机构输出而转动，进而带动操动板5转动。
68.第一支架4受操动板5的驱动部51作用或受第二支架6的第二弯折部62作用而发生转动。
69.第二支架6受第一涡卷簧2的第一连接部21作用或受第二涡卷簧3的第二连接部31作用而发生快速转动。
70.参照图3，在合闸状态下，锁定组件8限制操动板5逆时针转动，保持组件9限制第二支架6顺时针转动，进而限制第一涡卷簧2、第二涡卷簧3、第一支架4的位置，从而限制操动板5。该处所指的“逆时针”、“顺时针”以图3的视角为准，即附图说明所称的正视视角。
71.参照图3，操动板5边缘一体连接有凸沿53，锁定组件8包括锁定部81、转动轴82、解锁轴83、推顶件84和连接杆85，锁定部81用于抵住凸沿53朝向驱动部51的一侧，锁定部81一端通过转动轴82与底板12铰接、另一端背向操动板5的一侧抵住解锁轴83，因此解锁轴83可限制锁定部81背向操动板5转动，进而使锁定部81限制操动板5转动。解锁轴83设置有供锁定部81穿过的缺口831，且解锁轴83受操作机构作用而转动，当解锁轴83转动至缺口831对应锁定部81，锁定部81便能背离操动板5转动而进入缺口831，操动板5可在第一涡卷簧2的作用而转动。
72.参照图3、图4，锁定部81包括与转动轴82连接且抵住解锁轴83的转动条811、固定连接于转动条811朝向操动板5一侧的连接块812，连接块812厚于操动板5且中部设置有供凸沿53穿过的通槽8121。连接块812转动穿设有限位杆813，限位杆813伸入通槽8121内并抵住凸沿53一侧，使得操动板5无法转动。转动条811远离转动轴82的一端固定穿设有连接杆85，安装座1设置有供连接杆85穿过并绕转动轴82转动的限位弧孔122，限位弧孔122可对锁定部81的转动范围进行限制。
73.参照图3，推顶件84具有弹性而用于将锁定部81抵住操动板5，在本实施例中，推顶
件84为扭簧，扭簧一端抵在连接杆85背向操动板5的一侧、另一端与安装座1相对固定，因此推顶件84始终对锁定部81具有向操动板5转动的趋势。解锁时，操动板5在第一涡卷簧2作用下快速转动，而克服推顶件84的弹性趋势，将锁定部81背向操动板5顶动。
74.在其他实施例中，推顶件84还可以为弹簧，锁定部81背向操动板5的一侧设置有与安装座1固定连接的弹簧座，弹簧设置于弹簧座和锁定部81之间。
75.参照图5，保持组件9包括两个关于驱动轴10对称设置的保持板、三个绕驱动轴10等间隔设置的保持座，保持座固定连接于底板12背侧。底板12设置有供底板12设置有供解锁推板52、保持板和驱动轴10穿过的通孔121。保持板一端通过铰接轴96与第二支架6铰接、中部固定穿设有保持销97，两个保持销97之间设置有弹性件98，第二支板61设置有供保持销97卡入并绕铰接轴96转动的限位孔611。
76.参照图5，在本实施例中，弹性件98为具有弹性的金属制弧形条，且弧形条两端卷弯固定于保持销97上，因此弹性件98两端具有向外撑开的趋势，可推动两个保持板相背转动至保持销97在不受外力作用下始终处于两个限位孔611相远离一端。该状态下，两个保持板构成等腰梯形的两个腰边，且保持板远离铰接轴96的一端伸出至第二支板61外侧。解锁推板52随操动板5转动后，可挤压保持板伸出的部分，使其收回。第二支板61中部拱起形成有凸起部612，凸起部612抵住弹性件98，使弹性件98基本平行于保持板。
77.参照图5，保持板远离铰接轴96的端面为弧形面且弧心与铰接轴96轴心线重合，保持座外沿为圆形，因此保持板抵住保持座时仍能绕铰接轴96转动。两个保持板可同时抵住相邻的两个保持座，且此时保持座和保持板的两个接触点位于两个保持座和驱动轴10连线成的三角形外侧。因此，保持板远离铰接轴96的一端中部抵住保持座时，该保持板受弹性件98撑开的状态下无法绕驱动轴10朝向另一保持板转动，即第二支架6无法转动。两个解锁推板52分别对应于两个保持板，需要解锁时，操动板5带动解锁推板52转动，使得解锁推板52推挤其中一保持板，进而使得该保持板绕驱动轴10转动时与保持座之间不会有重叠部分，即保持座无法继续阻碍该保持板活动。
78.参照图5，三个保持座沿顺时针方向依次为第一保持座93、第二保持座94、第三保持座95，两个保持板分为第一保持板91和第二保持板92。该处所指的“顺时针”以图5的视角为准，即附图说明所称的背视视角。分闸工位下，第一保持板91抵住第一保持座93；合闸工位下，第一保持板91抵住第二保持座94，第二保持板92抵住第一保持座93；接地工位下，第一保持板91抵住第三保持座95，第二保持板92抵住第二保持座94。
79.本技术实施例一种三工位操作机构的储能装置的实施原理为：
80.合闸状态参照图3、图5，锁定组件8对第二支架6一方向的转动进行限制，使得第二弯折部62对第一涡卷簧2进行固定，第一涡卷簧2的储能无法释放。
81.分闸时，锁定组件8解锁，第一涡卷簧2释放储能，操动板5受到第一连接部21作用而转动，同时带动第二涡卷簧3、第一支架4和第二支架6一同转动，使得驱动轴10快速转动而控制真空断路器分闸。分闸过程中，第一保持板91先受第二保持座94挤压而往内转动，随后受弹性件98作用而往外转动至抵住第二保持座94。
82.分闸状态参照6、图7，第一保持板91抵住第二保持座94，第二保持板92抵住第一保持座93，此时第二支架6无法转动，进而限制第二涡卷簧3、第一支架4和操动板5的位置。
83.参照图8、图9，接地时，转动输出轴7而带动操动板5，进而驱动部51克服第二涡卷
簧3带动第一支架4活动，第二涡卷簧3外端受第二弯折部62固定、内端拧转而储能，直至解锁推板52挤压第二保持板92朝内转动，使得第一保持座93无法限制第二保持板92，第二涡卷簧3释放储能，第二支架6受到第二连接部31作用而转动，使得驱动轴10转动而控制真空断路器接地。接地过程中，第一保持板91先受第三保持座95挤压而往内转动，随后受弹性件98作用而往外转动至抵住第三保持座95。
84.接地状态参照图10、图11，第一保持板91抵住第三保持座95，第二保持板92抵住第二保持座94，此时第二支架6无法转动，进而限制第二涡卷簧3、第一支架4和操动板5的位置。
85.参照图12、图13，接地工位至分闸工位切换时，操动板5带动第二涡卷簧3外端活动而储能，直至解锁推板52挤压第一保持板91朝内转动，使得第三保持座95无法限制第一保持板91，第二涡卷簧3释放储能而带动第二支架6反向快速转动。
86.参照图14、图15，分闸工位至合闸工位的操作同理，操动板5带动第二涡卷簧3外端活动而储能，直至解锁推板52挤压第一保持板91朝内转动，使得第二保持座94无法限制第一保持板91，第二涡卷簧3释放储能而带动第二支架6反向快速转动。
87.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。