一种用于永磁开关设备的手动合闸装置的制作方法

1.本发明涉及开关设备技术领域，具体地说是一种用于永磁开关设备的手动合闸装置。


背景技术：

2.中压配电系统中装配了大量采用永磁机构的真空断路器、重合器和负荷开关。这些采用永磁机构的真空开关，具备动作部件少、可靠性高、响应时间快等优点，可在极短时间内进行多次快速重合闸，在配电网、特别是户外配电网上得到广泛运用。
3.永磁机构采用电容储能，储能时间短。永磁开关设备在安装、调试及运维期间，往往线路停电，永磁机构的电容无法充电，致使永磁开关无法进行合闸操作。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于永磁开关设备的手动合闸装置，能够解决永磁机构断电时，永磁开关设备无法合闸的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
6.一种用于永磁开关设备的手动合闸装置，包括合闸轴套组件、拐臂和连接合闸轴套组件与拐臂的连杆。
7.拐臂用于与永磁开关设备的合闸保持半轴固定连接，以带动合闸保持半轴转动实现永磁开关设备合闸保持功能的启用与取消。
8.合闸轴套组件包括外轴套和芯轴，外轴套用于与永磁开关设备输入齿轮的齿轮轴通过单向轴承同轴连接，能够单向带动输入齿轮转动对永磁开关设备的储能弹簧储能，外轴套上设有沿周向方向延伸的长孔。
9.芯轴设在外轴套内且与外轴套转动连接，芯轴上设有垂直于芯轴长度方向的拨销，拨销从长孔穿过外轴套，长孔的长度大于拨销的宽度。
10.拨销位于外轴套外侧的一端通过连杆与拐臂的自由端连接，用于在芯轴转动时通过连杆驱动拐臂，从而带动合闸保持半轴转动。
11.进一步地，还设有与永磁开关设备框架固定连接的机架，外轴套与机架之间设有用于使外轴套在带动输入齿轮转动后反转回位的复位机构和用于限制外轴套转动范围的限位机构。
12.限位机构包括设在外轴套上的限位销和设在机架上的限位块，限位块包括起始限位块和终止限位块，限位销位于起始限位块和终止限位块之间，用于限制外轴套的转动范围。
13.复位机构包括设在外轴套上的复位拨杆和连接机架与复位拨杆的复位弹簧，转动芯轴带动外轴套同步转动为储能弹簧储能能够拉伸复位弹簧，释放芯轴复位弹簧能够带动外轴套反向转动。
14.进一步地，合闸保持半轴与机架之间设有用于使合闸保持半轴保持在启用合闸保
持功能位置的保持机构。
15.保持机构包括与合闸保持半轴固定连接的保持拐臂、与保持拐臂转动连接的滑杆、套在滑杆上的保持弹簧和设在机架上的保持销轴。滑杆一端与保持拐臂通过短轴转动连接，另一端沿长度方向设有导向槽，保持销轴穿过导向槽与滑杆滑动连接，转动合闸保持半轴启用合闸保持功能能够带动短轴经过合闸保持半轴与保持销轴的连线。
16.滑杆在靠近保持拐臂的一端设有挡块，保持弹簧设在挡块和保持销轴之间。保持弹簧在短轴、合闸保持半轴和保持销轴三者位于同一直线压缩量最大，用于在转动合闸保持半轴启用合闸保持功能时，保持弹簧被压缩后再回弹，支撑在挡块和保持销轴之间使合闸保持半轴保持在启用合闸保持功能的位置。
17.进一步地，连杆与拨销和拐臂均通过铰链转动连接。
18.进一步地，芯轴还设有用于方便手动转动芯轴的手柄。
19.进一步地，手柄与芯轴可拆卸固定连接。
20.采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：1、本发明采用连杆连接合闸轴套组件和合闸保持半轴，使两者联动，通过手柄即可操作合闸保持半轴启用合闸保持功能，以及为储能弹簧的充能，从而完成手动合闸操作；2、合闸轴套组件创造性的采用转动连接的芯轴和外轴套结构，通过使芯轴上的拨销穿过外轴套上的长孔，实现芯轴和外轴套的分步转动：芯轴先转动带动合闸保持半轴转动启用合闸保持功能，再带动外轴套同步转动为储能弹簧充能，在合闸完成后，推动手柄回复初始位置取消合闸保持功能，操作简便，合闸效果稳定，不会产生误操作；3、通过设置复位机构和限位机构，使往复推动手柄带动外轴套转动为储能弹簧充能时，每次推动手柄后能够在复位机构的作用下自动回位，方便下一次操作；4、通过设置保持机构能够使合闸保持半轴保持在启用合闸保持功能的位置，避免在往复推动手柄为储能弹簧充能时，误操作合闸保持半轴转动至取消位置。
附图说明
21.图1是本发明的整体结构示意图。
22.图2是图1中a处的放大示意图。
23.图3是本发明的爆炸结构示意图。
24.图4是图3中b处的放大示意图。
25.图5是合闸轴套组件的爆炸结构示意图。
26.图6是取消合闸保持功能时本发明各个部件的位置关系示意图。
27.图7是图6所示状态中合闸轴套组件的立体结构示意图。
28.图8是启用合闸保持功能时本发明各个部件的位置关系示意图。
29.图9是芯轴转动至拨销与长孔端面接触的位置关系示意图。
30.图10是外轴套带动主动齿轮转动至极限位置时本发明各个部件的位置关系示意图。
31.附图说明：11、机架，12、合闸保持半轴，13、齿轮轴，14、储能弹簧，15、永磁机构，21、外轴套，211、长孔，22、芯轴，221、拨销，222、手柄，23、单向轴承，3、拐臂，4、连杆，51、限位销，52起始限位块，53、终止限位块，54、复位拨杆，55、复位弹簧，61保持拐臂，611、短轴，
62、滑杆，621、导向槽，622、挡块，63、保持弹簧，64、保持销轴。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明中一种用于永磁开关设备的手动合闸装置的特征和性能作进一步详细说明。
33.请参阅图1～5，一种用于永磁开关设备的手动合闸装置，包括机架11、合闸轴套组件、拐臂3和连接合闸轴套组件与拐臂3的连杆4。
34.拐臂3与永磁开关设备的合闸保持半轴12固定连接，用于带动合闸保持半轴12转动实现永磁开关设备合闸保持功能的启用与取消。
35.合闸轴套组件包括外轴套21和芯轴22，外轴套21与永磁开关设备输入齿轮的齿轮轴13通过单向轴承23同轴连接，用于单向带动输入齿轮转动对永磁开关设备的储能弹簧14储能。外轴套21上沿周向方向还设有长孔211。
36.芯轴22设在外轴套21内且与外轴套21同轴转动连接，芯轴22上设有垂直于芯轴22长度方向的拨销221。拨销221从长孔211穿过外轴套21，特别地，长孔211的长度大于拨销221的宽度。芯轴22还设有用于方便手动转动芯轴22的手柄222，手柄222与芯轴22可拆卸固定连接。
37.在转动芯轴22时，拨销221在长孔211中沿长孔211长孔211的长度方向移动，芯轴22先相对于外轴套21转动，当芯轴22转动至拨销221与长孔211端面接触后，芯轴22通过拨销221带动外轴套21同步转动，外轴套21带动输入齿轮转动对永磁开关设备的储能弹簧14储能。
38.拨销221穿过长孔211的一端通过连杆4与拐臂3的自由端连接，连杆4与拨销221和拐臂3均通过铰链转动连接。芯轴22转动时能够通过连杆4驱动拐臂3，从而带动合闸保持半轴12转动，执行合闸保持功能的启用与取消。
39.进一步地，手动合闸装置还包括与永磁开关设备框架固定连接的机架11，特别地，具体实施时永磁开关设备的框架可以充当机架11，无需额外设置独立的机架11。
40.外轴套21与永磁开关设备的机架11之间设有用于使外轴套21在带动输入齿轮转动后反转回位的复位机构和用于限制外轴套21转动范围的限位机构。
41.限位机构包括设在外轴套21上的限位销51和设在机架11上的限位块，限位块包括起始限位块52和终止限位块53，限位销51位于起始限位块52和终止限位块53之间，用于限制外轴套21的转动范围。
42.复位机构包括设在外轴套21上的复位拨杆54和连接机架11与复位拨杆的复位弹簧55。
43.芯轴22带动外轴套21同步转动为储能弹簧14储能时，复位拨杆54跟随外轴套21转动能够拉伸复位弹簧55。释放芯轴22后，外轴套21能够在复位弹簧55的作用下反向转动。
44.进一步地，合闸保持半轴12与机架11之间设有用于使合闸保持半轴12保持在启用合闸保持功能位置的保持机构。
45.保持机构包括与合闸保持半轴12固定连接的保持拐臂61、与保持拐臂61转动连接的滑杆62、套在滑杆上的保持弹簧63和设在机架11上的保持销轴64。滑杆52一端与保持拐臂61通过短轴611转动连接，另一端沿长度方向设有导向槽621。保持销轴64穿过导向槽621
与滑杆62滑动连接。转动合闸保持半轴12执行启用操作能够带动短轴611经过合闸保持半轴12与保持销轴64的连线。
46.滑杆62在靠近保持拐臂61的一端设有挡块622，保持弹簧63设在挡块622和保持销轴64之间。保持弹簧63在短轴611、合闸保持半轴12和保持销轴64三者位于同一直线压缩量最大，用于在转动合闸保持半轴12进行启用操作时保持弹簧63被压缩后回弹，支撑在挡块622和保持销轴64之间使合闸保持半轴12保持在启用状态。
47.手动操作永磁开关设备进行合闸操作，需要经过以下步骤。
48.步骤一，转动合闸保持半轴12启用永磁开关设备的合闸保持功能。
49.步骤二，为储能弹簧14储能，当储能弹簧14充能超过临界点时，储能弹簧14驱动执行合闸操作，合闸保持功能维持合闸状态。
50.步骤三，合闸后永磁机构15永磁保持力最大，能够维持合闸状态，转动合闸保持半轴12取消合闸保持功能，手动操作完成。
51.在执行步骤一的操作前，永磁开关设备处于断电状态，永磁机构15的电容亏电无法进行合闸操作，需要进行手动合闸操作，并且需要启用合闸保持功能，使合闸状态保持到永磁回路实现最大合闸保持力，永磁机构15能够正常工作后，才能取消合闸保持功能。
52.步骤一操作前手动合闸装置的状态如图6所示。外轴套21在复位弹簧55的拉动下，顺时针转动至限位销51贴紧在起始限位块52上。
53.合闸保持半轴12处在取消合闸保持功能的位置，短轴611位于合闸保持半轴12和保持销轴64连线的下侧，保持弹簧63作用在挡块622和保持销轴64之间，顺时针转动合闸保持半轴12启用合闸保持功能需要先压缩保持弹簧63，保持弹簧63起到使合闸保持半轴12保持在取消合闸保持功能位置的作用。
54.拨销221通过连杆4与合闸保持半轴12上的拐臂3连接，合闸保持半轴12位于取消合闸保持功能位置时，拨销221位于长孔211的中部，如图7所示，图7为图6所示状态中合闸轴套组件的立体结构示意图。
55.在执行步骤一操作时，通过操作手柄222带动芯轴22逆时针转动，拨销221跟随芯轴22逆时针转动，拨销通过连杆4驱动拐臂3带动合闸保持半轴12逆时针转动至短轴611位于合闸保持半轴12和保持销轴64连线的上侧，启用合闸保持功能。在整个步骤一过程中拨销221均在长孔211中运动，外轴套21不转动。
56.合闸保持半轴12逆时针转动启用合闸保持功能，需要先压缩保持弹簧63直到短轴611与合闸保持半轴12和保持销轴64在同一直线上，此时保持弹簧63的压缩量达到最大，当短轴611越过合闸保持半轴12和保持销轴64的连线位于连线上方后，保持弹簧63回弹起到使合闸保持半轴12保持在启用合闸保持功能位置的作用。
57.步骤一完成后手动合闸装置的状态如图8所示。
58.完成步骤一的操作后，执行步骤二的操作。操作手柄222带动芯轴22逆时针转动。拨销221跟随芯轴22转动至与长孔211的端面接触后，如图9所示，外轴套21能够在拨销221的推动下克服复位弹簧55的拉力随芯轴22同步转动。操作手柄222逆时针转动，直到限位销51与终止限位块53接触，如图10所示状态。
59.外轴套21逆时针转动能够通过单向轴承23带动永磁开关设备的输入齿轮转动，为储能弹簧14储能。当限位销51转动到与终止限位块53接触后，放开手柄222，外轴套21在复
位弹簧55的拉动下能够带动芯轴21复位至图8所示状态。由于单向轴承23的作用，外轴套21复位时输入齿轮不会跟随转动。
60.在整个步骤二过程中，合闸保持半轴12均处于开启合闸保护功能的范围内，并且在外轴套21复位后，保持机构能够将合闸保持半轴12保持在启用合闸保持功能的位置。
61.步骤二需要重复多次上述操作，直至储能弹簧14充能超过临界点，储能弹簧14释放能量执行合闸操作。由于合闸保持功能已经启用，储能弹簧14执行合闸操作后，合闸状态能够保持。
62.合闸后永磁机构15达到最大保持力，具有保持合闸状态的能力后，执行步骤三取消合闸保持功能，只利用永磁机构15保持合闸状态。
63.步骤二完成后，步骤三执行前，手动合闸装置的状态如图8所示。执行步骤三操作时，操作手柄222带动芯轴22顺时针转动，拨销221跟随芯轴22顺时针转动，拨销通过连杆4驱动拐臂3带动合闸保持半轴12顺时针转动至短轴611位于合闸保持半轴12和保持销轴64连线的下侧，取消合闸保持功能。在整个步骤一过程中拨销221均在长孔211中运动，外轴套21不转动。步骤三完成后，手动合闸装置恢复至图6所示状态，一次手动合闸操作完成。
64.需要说明的是，上述实施例仅用来说明本发明，但本发明并不局限于上述实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。