一种用于储能装置的离合机构及其气体绝缘断路器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离合机构，特别是涉及一种用于储能装置的离合机构。此外，本发明还涉及采用这种离合机构的气体绝缘断路器。
【背景技术】
[0002]多种储能装置均须与离合机构配合以积聚能量并在需要时释放能量。这些储能装置例如可以是利用弹簧来积聚势能，且当能量积聚完成时使离合机构处于能够双向转动的状态以释放能量。
[0003]多种现有用于高压输电的气体绝缘断路器均采用储能装置和与其配合的离合机构，在只能单向转动的状态下的离合机构使得储能装置能够积聚和储存能量。当离合机构处于能够双向转动的状态下时，动力装置将与储能装置机械分离，进而使储能装置中所积聚的能量得以释放，从而将储能装置中所储存的势能转化为动能，进而推动气体绝缘断路器中的操动机构来断开或闭合连接有气体绝缘断路器的电路。一种现有的离合机构采用棘轮机构的形式，其中棘轮与棘爪相互配合，在只能单向转动的状态下棘轮随着能量的积聚只能单向转动，故所积聚的能量不会流失。当储能装置完成能量积聚时，棘爪将与棘轮上的一圆弧面实现动力装置与储能装置的机械分离，并在需要时释放能量。
[0004]韩国专利KR100841649B1公开了一种用于中压配电的开关柜手车，其中为了能在手动操作手车和电动操作手车两种不同模式间进行切换，采用了一种离合机构。该离合机构包括主动齿轮、被动齿轮和丝杆，其中切换单元可将被动齿轮的扭矩传递到丝杆或者隔离被动齿轮的扭矩向丝杆的传递。切换单元包括一个设在手柄插入口中的离合杆和设在球插入口中的离合球以及弹性部件。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种用于储能装置的离合机构，包括一个加载齿轮、一个驱动齿轮、两个轴承以及一个包括齿轮部和离合部的齿轮轴，其中所述加载齿轮通过所述轴承与所述离合部可双向转动地同轴连接，而所述驱动齿轮与所述齿轮部外啮合。所述齿轮轴包括数个圆柱体、与所述圆柱体对应的数个离合杆和数个第一弹性元件以及位于所述齿轮轴的空腔内的一个推杆和一个第二弹性元件，其中所述离合部具有沿周向与所述圆柱体对应的数个限位槽，所述圆柱体位于所述限位槽中。所述离合杆可移动地穿过所述离合部的壁，所述第一弹性元件的一端固定于所述离合部，另一端挤压所述离合杆。所述推杆包括一个离合槽并可沿轴向滑动，其中所述第二弹性元件接合所述推杆的一端并挤压所述推杆。所述驱动齿轮固定有一个压块，所述压块可接触所述推杆的另一端并推动所述推杆沿轴向滑动。当所述压块推动所述推杆时，所述推杆通过所述离合杆推动所述圆柱体进入所述限位槽的底部，从而使得所述加载齿轮和所述齿轮轴能够双向转动。当所述压块脱离所述推杆时，所述第一弹性元件沿径向朝所述齿轮轴的轴线推动所述离合杆，从而使得所述加载齿轮和所述齿轮轴只能单向转动。本发明离合机构以较低的成本实现了在储能完成时动力装置与储能装置之间简便且可靠的机械分离。
[0006]依据本发明的一个方面，所述第一弹性元件为弹性金属圈。
[0007]依据本发明的另一方面，所述离合机构还包括与所述第一弹性元件对应的数个销，所述销位于所述离合部并固定在所述第一弹性元件的两端间远离所述齿轮轴的轴线一侦牝使得所述第一弹性元件在所述离合杆推动所述圆柱体时产生弹性形变。
[0008]依据本发明的再一方面，所述离合机构还包括与所述圆柱体对应的数个第三弹性元件，所述第三弹性元件安装于所述限位槽与所述离合杆相对的一侧，并用于推动所述圆柱体使其能够被夹紧在所述加载齿轮与所述齿轮轴之间。
[0009]依据本发明的又一方面，所述压块包括一可与所述推杆接触的斜面。
[0010]依据本发明的又一方面，所述限位槽为“V”型槽。
[0011]依据本发明的又一方面，所述离合杆与所述推杆相接触的一端具有斜面，以在所述推杆沿轴向滑动时所述离合杆能够离开或进入所述离合槽。
[0012]依据本发明的又一方面，所述离合槽与所述离合杆相接触的一侧具有斜面，以在所述推杆沿轴向滑动时所述离合杆能够离开或进入所述离合槽。
[0013]依据本发明的又一方面，所述推杆在其与所述压块接触的一端与所述齿轮轴之间具有一个导向套。
[0014]本发明还提供一种气体绝缘断路器，包括动力装置、操动装置、储能装置以及上述任一权利要求所述的离合机构，其中所述加载齿轮与动力装置连接，所述驱动齿轮与储能装置连接，而所述齿轮轴与操动装置连接。本发明的气体绝缘断路器因采用上述离合机构而以较低的成本实现了在储能完成时动力装置与储能装置之间简便且可靠的机械分离。
[0015]下文将以明确易懂的方式，结合【附图说明】优选实施例，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
【附图说明】
[0016]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0017]图1示意性地展示了储能装置释放之后只能单向转动时本发明离合机构的立体图；
[0018]图2示意性地展示了储能装置释放瞬间或积聚能量完毕时能够双向转动时本发明离合机构的立体图；
[0019]图3示意性地展示了相互连接的加载齿轮和齿轮轴的立体图；
[0020]图4示意性地展示了图3的加载齿轮和齿轮轴处于图2的能够双向转动的状态下的轴向剖视图和径向剖视图B-B ；
[0021]图5示意性地展示了图3的加载齿轮和齿轮轴处于图1的只能单向转动的状态下的轴向剖视图和径向剖视图B-B ；
[0022]图6示意性地展示了带有斜面的压块。
[0023]主要装置符号说明
[0024]21推杆25加载齿轮
[0025]22驱动齿轮26压块
[0026]23轴承261斜面
[0027]24齿轮轴28圆柱体
[0028]241齿轮部242离合部
[0029]243限位槽20第二弹性元件
[0030]29离合杆31第三弹性元件
[0031]30第一弹性元件33、244 孔
[0032]211离合槽212导向套
[0033]27塞块
【具体实施方式】
[0034]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。在图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部件，且其中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地描绘了其中的一个，或仅标出了其中的一个。为使图面简洁，图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。本文中“连接”或“固定”表示直接的“连接”或“固定”，或是经由第三者的“连接”或“固定”。
[0035]如图1至5所示，一种用于储能装置的离合机构包括一个加载齿轮25、一个驱动齿轮22、两个轴承23 (例如深沟球轴承等)以及一个包括齿轮部241和离合部242的齿轮轴24，其中加载齿轮25通过轴承23与离合部242可双向转动地同轴连接，而驱动齿轮22与齿轮部241外啮合。齿轮轴24包括五个圆柱体28、与圆柱体28对应的五个离合杆29和五个第一弹性元件30以及位于齿轮轴24的空腔内的一个推杆21和一个第二弹性元件20，其中离合部242具有沿周向与圆柱体28对应的五个“V”型的限位槽243，而圆柱体28位于“V”型槽中。本领域技术人员将理解，尽管图示的实施方式采用了五个圆柱体，但是根据需要采用少于或多于五个的圆柱体及与其对应的离合杆、第一弹性元件和限位槽也是可以的，只要数量的选择可以满足设计要求。此外，也可采用“V”型以外的其它形状的限位槽，例如带有坡度的梯形槽。离合杆29可移动地穿过离合部242的壁，第一弹性元件30的一端通过离合部242上的孔33固定于离合部242，另一端挤压离合杆29。离合机构还可包括与第一弹性元件30对应的五个销32。销32位于离合部242并沿轴向安装在第一弹性元件30的两端间远离齿轮轴24的轴线一侧，使得第一弹性元件30在离合杆29推动圆柱体28时产生弹性形变。本领域技术人员将理解，在第一弹性元件30的一端不可转动地固定于孔26中的情况下，销32不是必须的，但是销32的安装有利于增强挤压离合杆29的效果。本领域技术人员还将理解，第一弹性元件30可以为弹性金属圈，但也可以为其它已知的金属或非金属部件。“V”型的限位槽243的各种参数可根据现有超越离合器的设计要求由本领域技术人员进行选择。在本发明中，齿轮部241和离合部242的交界处并非仅指二者的分界线而是也包括靠近分界线的位置。本领域技术人员将理解。本发明中的“轴向”、“径向”和“周向”是指离合机构组装完毕后各部件相对于齿轮轴24的轴线的方向，而“轴线”是指齿轮轴24的轴线。
[0036]推杆21包括一个离合槽211并可沿轴向滑动，其中第二弹性元件20接合推杆21的一端并挤压推杆21。第二弹性兀件20可以如图4和5所不,通过一个塞块27固定在齿轮轴24的空腔内，也可通过其它未示出的限位件固定。驱动齿轮22固定有一个压块26，且压块26的斜面261可接触推杆21的另一端并推