专利名称：充气式环网开关设备的气室密封结构的制作方法
技术领域：
充气式环网开关设备的气室密封结构技术领域[0001]本实用新型涉及一种充气式环网开关设备的气室密封结构，是充气式环网开关设备的核心部件，属于充气开关设备技术领域。
背景技术：
[0002]充气式环网开关设备的一次元件封装在充有绝缘气体介质的密闭气室内，系全密封全绝缘产品，具有体积小、环境适应性广、运行可靠性高等特点，可适用于空间受限场合、 严酷环境条件场合、及高可靠性要求场合等。[0003]对充气式环网开关设备而言，气室是其核心部件，设备的绝缘性能完全由气室内的绝缘气体的密度(可相应转换为绝对压力)来保证，且设备运行时处于正压状态(即气室内气压高于气室外的大气压力)，因此作为绝缘的气体介质会通过气室的各密封薄弱环节向外泄漏。当气室内的气压泄漏低于设备的最低功能水平时，会引发设备的绝缘事故，造成大范围停电及用电设备事故，甚至是人员伤亡。通常的机械密封可以通过定期检修来更换密封元件，但作为供电设备的气体绝缘类开关设备一旦投入运行，就应该保持其可靠的气体密封性，要求在其使用寿命周期内(通常为20年或30年)均能可靠运行。从上述意义上来讲，气体绝缘类开关设备的密封技术尽管不是领先性技术，但却是决定性技术，需引起高度重视。[0004]密封从机理上分为动密封和静密封两大类。现有充气式环网开关设备的主开关元件的分合闸传动密封结构件(以下简称“气室密封结构件”)采用双“C”型骨架油封与 “0”型密封圈组合分别实现该密封环节的动、静密封，但该结构存在动摩擦失效、老化失效风险，且可进一步导致开关的操作拒动或分合闸不到位。其基本结构及其密封机理叙述如下[0005]气室外的开关操作机构输出轴通过传动联接套、密封传动轴带动开关绝缘主轴正、反向旋转，从而实现开关的分、合闸操作。[0006]密封结构及密封机理是密封法兰作为密封传动轴的的支承结构件，密封法兰与不锈钢密封箱体之间通过“0”型密封圈实现静密封；密封传动轴与密封法兰之间通过前后级两只“C”型骨架油封实现动密封。[0007]这种密封结构存在以下不足[0008]1) “C”型骨架油封、“0”型密封圈的主体均为橡胶制品，利用其弹性形变力或辅助弹性支撑力实现密封。随着设备运行时间的推移，“C”型骨架油封、“0”型密封圈会因应力松驰、材料老化等作用而逐渐丧失其密封弹性力，导致泄漏的增加。[0009]2) “C”型骨架油封承载的是动密封，开关分合闸操作时，密封传动轴与“C”型骨架油封之间会形成固-固接触式动摩擦，容易造成动密封失效。[0010]3) “C”型骨架油封、“0”型密封圈，其实际密封性能受材质、供应商制造工艺、存贮环境、密封结构设计、密封面加工制造精度、密封装配、投运后的异常压力、低温等多重因素影响，即便是通过密封检测合格的气室，投运时仍存在密封寿命较短的可能性实用新型内容[0011]本实用新型的目的是提供一种充气式环网开关设备的气室密封结构，解决现有充气式环网开关设备的气室密封结构因采用双“C”型骨架油封与“0”型密封圈组合分别实现该密封环节的动、静密封而存在的动摩擦失效、老化失效风险，且可进一步导致开关的操作拒动或分合闸不到位的不足。通过本实用新型实现理想的动、静密封，有利于开关分合闸到位。[0012]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种充气式环网开关设备的气室密封结构，包括不锈钢密封箱体，不锈钢密封箱体内的输出轴，靠近两端套置轴承的密封传动轴，联接输出轴和密封传动轴的传动联接套，密封传动轴带动的充气隔室内的开关绝缘主轴，其特征是，套置轴承的密封传动轴置于设置的不锈钢轴套内，两轴承间的密封传动轴上套有磁极，磁极与密封传动轴之间有配合间隙，配合间隙中充有磁性液体，不锈钢轴套与不锈钢密封箱体间的配合部位激光焊接。[0013]所述磁极为相距间隔的两组，两组磁极间的密封传动轴上套置永磁体。[0014]所述磁极内壁有若干周向凹槽[0015]所述磁极的凹槽带有斜面，斜面朝向气压较高的一侧。[0016]本实用新型中气室外的开关操作机构输出轴通过传动联接套、密封传动轴带动开关绝缘主轴正、反向旋转，从而实现开关的分、合闸操作。[0017]本实用新型的密封结构及密封机理是不锈钢轴套作为密封传动轴的支承结构件，二者通过设置在不锈钢轴套内的磁性液体实现动密封。不锈钢轴套与不锈钢密封箱体间的配合部位采用激光焊接工艺形成激光焊縫实现静密封。[0018]本实用新型具有以下优点[0019]1)机械寿命高由于本实用新型的密封结构件动密封为磁流体密封方式，具有无摩擦自润滑特性，同时作为转动件的轴承6不承受径向及轴向力的作用，因此密封传动轴4 转动时基本不存在动摩擦阻滞力，机械寿命完全可以达到120000转以上。无现有“C”型骨架油封密封的摩擦失效问题。[0020]2)无材料老化密封失效风险本实用新型的密封结构件，动密封为磁流体密封、 静密封为激光焊接密封，故无应力松弛、材料老化导致的密封失效问题。[0021]3)能耗低由于动密封采用磁流体密封方式，具有无摩擦自润滑特性，因此开关操作时，仅需克服开关本体操作所需的阻转矩，而无需克服如“C”型骨架油封密封力所附加的阻矩。[0022]4)动密封副(件)的自修复性磁性液体密封副(件)具有自修复功能，即当特殊情况下，充气隔室的内外气压差高于额定设计量时，磁性液体密封环会被破坏，当充气隔室的内外气压差低于额定设计量时，密封环会自动复原，保持其原有的密封性能，因此具自修复性，而“C”型骨架油封密封副(件)则无此功能，一旦由于气压差作用而被破坏则须更换。[0023]5)实际密封性能易于管控磁流体密封结构件可委托专业制造商制造；激光焊接只需经工艺验证，完全靠设备保证，实际密封性能易于管控，只要通过出厂密封检测，就可保证设备的长期密封可靠性。而不会象“C”型骨架油封、“0”型密封圈那样，实际密封性能受诸多因素影响，即便是通过出厂密封检测，也不能完全保证产品的长期密封可靠性。
[0024]图1为本实用新型结构示意图；[0025]图中，1不锈钢密封箱体，2激光焊缝，3传动联接套，4密封传动轴，5输出轴，6轴承，7永磁体，8密封圈，9磁极，10开关绝缘主轴，11磁性液体，12不锈钢轴套。
具体实施方式
[0026]结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图1所示，本实用新型的基本结构包括不锈钢密封箱体1，不锈钢密封箱体1内的输出轴5，靠近两端套置轴承6的密封传动轴4，联接输出轴5和密封传动轴4的传动联接套3，密封传动轴4带动的充气隔室内的开关绝缘主轴10，套置轴承6的密封传动轴4置于设置的不锈钢轴套12内，两轴承6间的密封传动轴4上套有磁极9，磁极9与密封传动轴4之间有配合间隙，配合间隙中充有磁性液体11，不锈钢轴套12与不锈钢密封箱体1间的配合部位采用激光焊接工艺形成激光焊缝 2，使不锈钢轴套12与不锈钢密封箱体1成为一体式结构，密封长期有效可靠。[0027]磁极9为相距间隔的两组，两组磁极9间的密封传动轴4上套置永磁体7，利用永磁体7，将磁性液体11加以集中，使磁性体形成” 0”形密封环，而形成密封效果。在磁极9 与密封传动轴4之间设计有配合间隙，磁极9内壁有周向凹槽并带有斜面，斜面朝向气压较高的充气隔室内部，在磁极9与密封传动轴4之间的配合间隙中具有磁性液体11，由于磁极齿尖处磁场力最强，磁性液体11由于对磁场的响应特性而集中于齿尖处，在磁极9与密封传动轴4之间的配合间隙中形成一个个“0”型液体密封环，将配合间隙充满，阻止被密封介质从间隙通过。由于磁性液体11具有良好的流动性，同时由于其对磁场的响应特性，当密封传动轴4转动时，磁性液体密封环不会被破坏，从而实现了无摩擦自润滑动密封。
权利要求1.一种充气式环网开关设备的气室密封结构，包括不锈钢密封箱体，不锈钢密封箱体内的输出轴，靠近两端套置轴承的密封传动轴，联接输出轴和密封传动轴的传动联接套，密封传动轴带动的充气隔室内的开关绝缘主轴，其特征是，套置轴承的密封传动轴置于设置的不锈钢轴套内，两轴承间的密封传动轴上套有磁极，磁极与密封传动轴之间有配合间隙， 配合间隙中充有磁性液体，不锈钢轴套与不锈钢密封箱体间的配合部位激光焊接。
2.根据权利要求1所述的充气式环网开关设备的气室密封结构，其特征是，所述磁极为相距间隔的两组，两组磁极间的密封传动轴上套置永磁体。
3.根据权利要求1、2所述的充气式环网开关设备的气室密封结构，其特征是，所述磁极内壁有若干周向凹槽。
4.根据权利要求1、2所述的充气式环网开关设备的气室密封结构，其特征是，所述磁极的凹槽带有斜面，斜面朝向气压较高的一侧。
专利摘要本实用新型涉及一种充气式环网开关设备的气室密封结构，是充气式环网开关设备的核心部件，属于充气开关设备技术领域。主要特点是采用不锈钢轴套作为密封传动轴的支承结构件，二者通过设置在不锈钢轴套内的磁性液体实现动密封，不锈钢轴套与不锈钢密封箱体间的配合部位采用激光焊接工艺形成激光焊縫实现静密封。本实用新型具有机械寿命高、无材料老化密封失效风险、能耗低、动密封副的自修复性和实际密封性能易于管控等优点，本实用新型理想的动、静密封，有利于开关分合闸到位。
文档编号H02B13/035GK202260231SQ201120355148
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者吴红亚, 周永成, 王士年, 范方年, 陈勇 申请人:江苏宝胜电气股份有限公司