断路器模块化弹簧操动机构的制作方法

本实用新型涉及断路器操动机构，与断路器的分合操作相关，具体为一种断路器模块化弹簧操动机构。

背景技术：

断路器操动机构是供操作高压断路器、高压负荷开关及高压隔离开关使用的电气控制设备，断路器操动机构是高压断路器的重要组成部分，通常由储能单元、控制单元、和力传递单元组成。现有技术中的断路器操动机构主要有以下几种型式，弹簧操动机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等，而其中，弹簧操动机构因结构简单、制造工艺要求适中，免维护，成本低应用最为典型。如市场上广泛使用的SF6断路器的操动机构采用最多的就是弹簧操动机构。

断路器弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧的储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经过机械传递单元使触头运动。

授权公告号为CN202549750U的中国实用新型公开了一种弹簧操动机构及断路器，该断路器解决的是弹簧储能指示结果不准确性的技术问题；授权公告号为CN203774167U的实用新型专利公布了一种小型的真空断路器弹簧操动机构，该结构解决的现有弹簧操动机构占用空间大的技术问题；申请公布号为CN105513848A的中国发明专利公开了一种用于断路器的弹簧操动机构，该结构解决的是现有弹簧操作机构分合闸时间长、机械性能稳定性差、能量损失大的技术问题；授权公告号为CN103050334B中国发明专利公布了一种高压真空断路器整体模块化弹簧操动机构，该机构解决的是现有弹簧操作机构在安装过程中分闸单元和合闸单元因自重形成错位，最终导致无法正常实现分合闸锁扣的技术问题；授权公告号为CN102664111B的发明专利公布了一种断路器弹簧操动机构，该机构解决的是现有操动机构安装空间利用率低，影响对弹簧操动机构的改造和智能化升级，影响弹簧操动机构推广应用的技术问题。

上述专利公布的技术方案在各自的技术问题上都具有积极的有效效果，但不足的是上述的操动机构结构较单一、弹簧机构输出功率较小，调试调整余度小，安装使用较繁琐。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种模块化的弹簧操动机构，通过将弹簧操动机构和电磁操动机构相结合，解决现有操动机构安装空间利用率低，安装使用繁琐，调试余度小的技术问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

断路器模块化弹簧操动机构，包括框架、储能组件、合闸组件及分闸组件；

所述储能组件包括储能电机，小齿轮，与小齿轮啮合的大齿轮，设置在大齿轮上的驱动爪，与驱动爪前端承力接触或对应的离合推轮，与驱动爪后端承力接触或对应的离合推轮，设置在储能轴上的合闸凸轮和驱动块，设置在储能轴两端的储能拐臂，与储能拐臂连接的储能弹簧及设置在第三支撑轴上的第一掣子；所述大齿轮通过轴承设置在储能轴上，所述第一掣子与合闸凸轮承力接触或对应；

所述合闸组件包括合闸线圈、合闸推板及第一掣子，所述第一掣子设置在第一支撑轴上，其一端与合闸推板承力接触或对应，另一端与设置在储能轴上的合闸凸轮承力接触或对应；

所述分闸组件包括分闸线圈、分闸推板、分闸连板及第二掣子，所述分闸连板设置在脱扣半轴上，其一端与分闸推板抵触或对应，另一端与第二掣子承力接触或对应；所述第二掣子与设置在合闸保持轨臂上的合闸保持滚轮承力接触或对应

进一步地，所述储能组件还包括手动储能手柄，所述手动储能手柄通过单向轴承设置在储能输出轴的一端，所述储能输出轴与储能电机动力连接，所述小齿轮固定设置在储能输出轴上。

进一步地，所述储能组件还包括储能指示牌、行程开关和行程开关压板，所述储能指示牌的一端与驱动块接触或位置对应，另一端与行程开关压板连接；所述行程开关与储能电机电性相连，所述行程开关与行程开关压板位置对应。

进一步地，该操动机构还包括一分合闸指示牌，所述分合闸指示牌与合闸保持拐臂的一端承力接触或位置对应，所述合闸保持拐臂通过圆柱销与第一掣子相连。

进一步地，所述操动机构还包括一计数器，所述计数器与分合闸指示牌弹性连接。

与现有技术相比，本实用新型所述的断路器模块化弹簧操动机构充分利用了操动机构的内部空间，零部件装配位置准确，模块功能单元分布整齐集中，并保证了功能的完整性与传动环节的可靠性，实现了操动机构的集成化。本实用新型统一采用标准化的零部件，当合闸功增大时，只需将合闸簧更换，减少了备品备件的种类和数量，提高了零部件质量的稳定性、操动机构的可靠性和一致性，实现了操动机构的标准化。同时，本实用新型充分考虑了断路器动作过程中受力的平衡与结构的合理性，设计的断路器弹簧操动机构结构紧凑、体积小巧，可轻松配装不同规格的断路器框架，为生产的批量化和产品的通用化带来了极大的便利。

附图说明

图1是本实用新型结构图；

图2是本实用新型分合闸传动原理示意图；

图3是本实用新型分合闸部件示意图；

图4是本实用新型中驱动爪与驱动块咬合示意图；

图5是本实用新型储能原理示意图；

图6是图5的另一视图；

图7是本实用新型内衫板结构示意图；

图8是本实用新型储能到位时的状态示意图；

图9是本实用新型合闸到位时的状态示意图。

其中：1、储能电机，2、储能输出轴，3、小齿轮，4、大齿轮，5、储能指示牌，6、储能拐臂，7、储能弹簧，8、行程开关压板，9、行程开关，10、分闸推板，11、分闸线圈，12、合闸线圈，13、合闸推板，14、第一支撑轴，15、第一掣子，16、第二支撑轴，17、计数器，18、储能轴，19、合闸凸轮，20、第二掣子，21、分合闸指示牌，22、手动储能手柄，23、驱动块，40、内衫板，41、驱动爪，51、第三支撑轴，510、离合推轮，52、第四支撑轴，53、限位轴，54、脱扣半轴，540、分闸连板，60、主轴，61、合闸输出轨臂，610、合闸滚轮，62、合闸保持轨臂，620、合闸保持滚轮，63、连接轨臂。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1~图9所示，本实用新型提供了一种断路器模块化弹簧操动机构，该操动机构主要包括以下几大组件：框架，用于承载安装储能组件、合闸组件及分闸组件，由两块大的平行金属板构成；储能组件，用于弹簧的储能；合闸组件，用于实现断路器的合闸功能；分闸组件，用于实现断路器的分闸功能。具体各组件结构如下：

储能组件包括储能电机1，小齿轮3，与小齿轮3啮合的大齿轮4，设置在大齿轮4上的驱动爪41，与驱动爪41承力接触或对应的离合推轮510，离合推轮510设置在第三支撑轴51的左端；设置在储能轴18上的合闸凸轮19和驱动块23，驱动块23设置在大齿轮4的左侧，与储能轴18键连接，驱动爪41与驱动块23类似于棘爪与棘轮机构，驱动爪41用于驱动驱动块23转动；合闸凸轮19设置在大齿轮4的右侧，同样与储能轴18键连接。储能轴18两端的设置两个储能拐臂6，储能拐臂6连接储能弹簧7；大齿轮4通过轴承设置在储能轴18上；第一掣子15安装在第三支撑轴51上，与安装在储能轴18上的合闸凸轮19承力接触或对应。

储能组件还设置有手动储能功能，包括手动储能手柄22，所述手动储能手柄22通过单向轴承设置在储能输出轴2的一端，所述储能输出轴2与储能电机1动力连接，所述小齿轮3固定设置在储能输出轴2上。

储能是否完成可以通过储能指示牌5来显示，储能指示牌5通过销轴安装与框架上，其末端通过滚轮与驱动块23接触或位置对应，另一端与行程开关压板8连接，行程开关压板8的上端与行程开关9承力接触或对应，行程开关9与储能电机1电性连接，储能到位后，驱动块23推动储能指示牌5小角度的转动，储能指示牌5显示已储能字样，同时，行程开关压板8与行程开关9接触，行程开关9切断储能电机1动力。

上述所述的承力接触或对应指的的是不同状态下的相互发生作用关系的部件显示状态，如在储能开始时状，驱动爪41与离合推轮510仅仅在空间位置上对应，而不接触；而在储能完成后，驱动爪41与离合推轮510承力接触，离合推轮510抬起驱动爪41，实现储能保持。下述出现的承力接触或对应等字眼同此条解释，不再作特别说明。

此储能过程工作原理如下：储能电机1输出动力，带动储能输出轴2转动，小齿轮3转动，大齿轮4转动，驱动爪41与驱动块23咬合，驱动块23转动，带动储能轴18转动，从而储能拐臂6转动，储能弹簧8拉伸，储能弹簧8储能，储能完成后，设置在第三支撑轴51上的离合推轮510抬起驱动爪41，行程开关9与行程开关压板8动作，切断储能电机1的输出动能，完成储能过程。

储能完成后，合闸凸轮19上的储能滚轮与第一掣子15相扣，弹簧动能保持储能完成。

合闸组件包括合闸线圈12、合闸推板13及第一掣子15，合闸线圈12设置在框架的右上部，合闸线圈12通电后带动合闸连板动作，合闸连板与合闸推板13连接，合闸推板13与设置在第一支撑轴14上的第一掣子15承力接触或对应，第一掣子15另一端与合闸凸轮19抵触或对应。

合闸线圈12动作或手动按压合闸连板，合闸推板13与第一掣子15发生作用，使的合闸凸轮19与第一掣子15脱离，储能弹簧7释放能量，储能轴18转动，同时大主轴60转动至合闸位置并通过设置在第四支撑轴52上的第二掣子20保持其合闸状态。此时储能弹簧7及行程开关9复位，可进行电动或手动储能为下一次合闸作准备。

分闸组件包括分闸线圈11、分闸推板10和分闸连板540，分闸连板540设置在脱扣半轴54上，其一端与分闸推板10抵触或对应，另一端与第二掣子20承力接触或对应；分闸线圈11通电后，驱动分闸连板540动作，分闸连板540推动第二掣子20动作，第二掣子20与设置在合闸保持轨臂62上的合闸保持滚轮620脱离，从而机构实现分闸。需说明的是，合闸保持轨臂62通过销轴连接在合闸输出轨臂61上，合闸输出轨臂61设置在主轴60上，主轴60后端设置连接轨臂，用于与灭弧室相连。为便于均匀承力接触，闸输出轨臂61前端还设置有合闸滚轮610。

分合闸过程可以通过分合闸指示牌21显示，所述分合闸指示牌21与合闸保持拐臂62的一端承力接触或位置对应，所述合闸保持拐臂62通过圆柱销与合闸输出轨臂61相连。

在本实施例中，还包括一计数器17，所述计数器17与分合闸指示牌21弹性连接。分合闸指示牌21动作的同时，可带动计数器17动作，从而使得计数器17实现计数功能。

在本实施例中，本领域技术中的所熟知的公知常识部件，如内衫板40、与内衫板40穿接的第二支撑轴16及限位轴53等部件，未作特别说明，在本实施例注明，仅用作整体机构的理解说明。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对本实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型基本构思的情况下，本实用新型可以作其它形式的修改。