一种断路器的机械连锁结构和机械连锁装置的制作方法

本申请涉及断路器领域，具体涉及一种断路器的机械连锁结构和机械连锁装置。

背景技术：

真空断路器作为电力系统中不可缺少的主要控制和保护设备，可靠性高、开断容量大、检修周期长、无污染、无爆炸危险、适合频繁操作等一系列优点，已经在电力工业、工矿企业等各个领域都得到了越来越广泛的应用。

在现有技术中，双电源转换开关是一种常用的低压开关电器，广泛用于冶炼、化工、医院、政府机关等要求不间断供电的场合，当常用电源发生故障或停电时，双电源转换开关将电源自动切换至备用电源，以保证正常供电。但是一旦两个断路器同时合闸，则会造成设备短路，人员受电击等事故，十分不安全。

如图1所示，现有的断路器2’包括合闸半轴21’、储能轴25’、挚子轴22’和驱动轴23’，所述合闸半轴21’刚性连接有合闸开关24’，所述合闸半轴21’上设置有凹槽211’，所述挚子轴22’上刚性连接有挚子27’，所述储能轴25’上刚性连接有凸轮28’，所述驱动轴23’上刚性连接有拐臂元件29’。合闸前，所述挚子27’至少一部分搭靠在合闸半轴21’的外周面上，所述挚子27’限位所述凸轮28’。当需要对断路器2’合闸时，按下合闸开关24’，所述合闸半轴21’随之转动，合闸半轴21’上的凹槽211’也随之转动，当凹槽211’转动到一定位置时，所述挚子27’搭靠在合闸半轴21’的部分能够从凹槽211’中转过，当所述挚子27’转动后，所述凸轮28’不再受到挚子27’的限位作用，储能装置(图中未示出)可带动储能轴25’转动，所述凸轮28’随之转动，当所述凸轮28’运动到拐臂元件29’位置，推动拐臂元件29’转动，所述拐臂元件29’带动驱动轴23’转动，所述驱动轴23’通过连接结构带动真空灭弧室内的动触头朝向靠近静触头的方向运动，直至和静触头接触。

通用的机械联锁装置常用于两个相互协同工作的断路器之间，以一台断路器的状态来限制另一台断路器的操作。现有技术中出现有缆绳机械联锁装置，用来防止两个断路器同时处于合闸状态，从而避免设备短路、人员受电击等安全事故。

现有技术中的机械联锁装置是通过缆绳的拉动使被联锁的那台断路器的脱扣杆处于较低的位置，从而使其合闸操作无效。这种拉动在如下情况下会失效：紧定螺钉未拧紧至规定的扭矩；因未选规定的紧定螺钉，而使其在使用不久后会变松；用户选用了替代的缆绳，可是在投入运行后不久该缆绳发生断裂。

申请号为cn201420742272.4的实用新型专利公开了一种用于中压双电源切换的真空断路器手车，并具体公开了第一断路器合闸，操作主轴带动第一转轴转动，从而带动固设在第一转轴上的第一凸轮旋转，通过第一凸轮压下第一连锁分柱带动第二联锁分柱下压落在该第二凸轮的第二凹槽内，与此同时连接在联锁柱下端的第一弹性件压缩储能且第一凸轮的外圆顶抵在该第一联锁分柱上，使得第二断路器的操作主轴不能旋转(因为联锁柱只能沿其轴向滑动，不能转动)，即第二断路器不能合闸。上述的机械连锁结构较为复杂，且对零件的加工要求高，需要准确控制凸轮和联锁柱的位置关系，否则难以达到控制效果。

因此，本领域迫切需要一种结构简单、方便操作的机械联锁结构来控制断路器，从而大大提高产品的安全性能。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的机械连锁结构复杂、精度要求高的问题，本发明提出一种断路器的机械连锁结构和机械连锁装置来解决上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种断路器的机械连锁结构，其特征在于，所述机械连锁结构设置在两个断路器之间，所述机械连锁结构包括：

偏转件，所述偏转件与一个断路器的合闸半轴刚性连接，断路器合闸时所述偏转件随断路器的合闸半轴偏转；

阻止件，所述阻止件由另一个断路器的驱动轴驱动，另一个断路器合闸时所述驱动轴驱动所述阻止件靠近所述偏转件以阻止所述偏转件偏转。

通过上述的机械连锁结构可以实现一个断路器合闸时，另一个断路器无法合闸，保证断路器的安全使用，且通过偏转件和阻止件的设置无需精确控制偏转件和阻止件的位置，便可以实现控制断路器工作的效果，方便长期使用。

进一步地，所述偏转件直接与所述合闸半轴刚性连接或者借助联动杆与所述合闸半轴刚性连接。所述机械连锁结构设置在两个断路器之间，当偏转件和断路器的合闸半轴相邻时，直接将偏转件和断路器的合闸半轴刚性连接，合闸半轴转动时带动偏转件偏转；当偏转件和断路器的合闸半轴之间隔着分闸半轴时，采用联动杆连接合闸半轴，偏转件连接在联动杆上的结构来实现合闸半轴带动偏转件偏转，此种结构简单有效，无需调整断路器的内部结构。

进一步地，所述阻止件靠近所述偏转件的一端为阻止部，所述阻止件的另一端为受力部，所述阻止件的中部为转动轴心，所述驱动轴借助传动机构驱动所述受力部使所述阻止部靠近或偏离所述偏转件。通过上述简单的结构可以实现阻止件的阻止部和偏转件的相对位置的变化。

进一步地，所述传动机构包括拐臂和连接件，所述连接件的一端和阻止件的受力部铰接，所述连接件的另一端与所述拐臂的一端铰接，所述拐臂的另外一端通过联轴器与所述驱动轴连接。

进一步地，所述联轴器包括第一半联轴器和第二半联轴器，所述第一半联轴器与另一个断路器的驱动轴固定连接，所述第二半联轴器与拐臂固定连接。

进一步地，所述第一半联轴器包括“一”字形凸块，所述第二半联轴器包括平行且相对设置的两个“一”字形凸块，所述第一半联轴器上的凸块伸入所述第二半联轴器的两个平行凸块中间。

合理设置拐臂和断路器驱动轴之间的联轴器结构，方便驱动轴带动拐臂运动，且进一步设置第一半联轴器和第二半联轴器的形状和结构关系，方便在两个断路器安装好之后，直接从侧面推入，便可实现机械连锁结构和两个断路器的连接关系，十分方便；除此之外，“一”字形凸块方便加工，可有效降低成本。

进一步地，所述拐臂远离第二半联轴器的一面延伸有拐臂轴，所述拐臂轴上设置有使拐臂复位的复位弹簧。通过设置复位弹簧，当断路器进行分闸操作时，在复位弹簧的作用下，机械连锁结构可以快速地回到初始状态。

进一步地，所述拐臂轴的最外端为手动操作端。通过设置手动操作端，方便在传动结构出现失误的情况下，还可以通过手动操作端来控制机械连锁结构工作，进一步地保障了设备的安全使用。

进一步地，所述机械连锁结构还包括架体，所述阻止件可转动地设置在架体上。通过设置架体对相应的部件进行支撑，保证机械连锁结构稳定地工作。

一种机械连锁装置，包括两个上述的一种断路器的机械连锁结构，两个机械连锁结构设置在两个断路器之间，每个断路器的合闸半轴与一个偏转件刚性连接，每个断路器的驱动轴驱动一个阻止件，任意一个断路器的合闸半轴连接的偏转件和另一个断路器的驱动轴驱动的阻止件配合。

通过在两个断路器之间设置两个机械连锁结构，实现了两个断路器之间的相互控制，大大提高了设备使用的安全性。

通过上述的技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的机械连锁结构可以实现一个断路器合闸时，另一个断路器无法合闸，保证断路器的安全使用，且通过偏转件和阻止件的设置无需精确控制偏转件和阻止件的位置，便可以实现控制断路器工作的效果，方便长期使用；

2.本发明的机械连锁结构的拐臂和驱动轴之间的联轴器包括第一半联轴器和第二半联轴器，通过第一半联轴器和第二半联轴器实现驱动轴带动阻止件运动；且进一步设置第一半联轴器和第二半联轴器的形状和结构关系，方便在两个断路器安装好之后，直接从侧面推入，便可实现机械连轴结构和两个断路器的连接关系，十分方便；除此之外，“一”字形凸块方便加工，可有效降低成本，此外任何一台断路器处于工作状态时，都不会影响另外一台断路器的退出与检修；

3.工作状态中需要调试，任何一台断路器都可以手动操作，当一台断路器处于工作位置时，退出另一台断路器，手动操作联锁机构进行调试，避免断电及断路器空合；

4.本发明的机械连锁结构的拐臂上设置有使拐臂复位的复位弹簧，当断路器进行分闸操作时，在复位弹簧的作用下，机械连锁结构可以快速地回到初始状态；

5.本发明的机械连锁结构的拐臂上还设置有手动操作端，方便在传动结构出现失误的情况下，还可以通过手动操作端来控制机械连锁结构工作，进一步地保障了设备的安全使用；

6.本发明的机械连锁装置通过在两个断路器之间设置两个机械连锁结构，实现了两个断路器之间的相互控制，大大提高了设备使用的安全性。

附图说明

图1为现有技术中的断路器的合闸驱动结构；

图2为本发明的机械连锁结构的结构示意图；

图3为本发明的机械连锁结构的立体图；

图4为图2中a部的俯视图；

图5为图2中b部的放大图；

图中，1-机械连锁结构；11-偏转件；12-阻止件；121-阻止部；122-受力部；123-转动轴心；13-拐臂；131-轴套；132-复位弹簧；133-手动操作端；14-连接件；15-联轴器；151-第一半联轴器；152-第二半联轴器；16-限位件；2-断路器；21-合闸半轴；23-驱动轴；24-合闸开关；26-联动杆；2’-断路器；21’-合闸半轴；211’-凹槽；22’-挚子轴；23’-驱动轴；24’-合闸开关；25’-储能轴；27’-挚子；28’-凸轮；29’-拐臂元件。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的内容作进一步地说明。

如图2-5所示，本实施例的断路器的机械连锁结构1设置在两个断路器2之间，通过机械连锁结构1来控制两个断路器2的闭合，避免两个断路器2同时合闸带来安全隐患。

所述机械连锁结构1包括:

偏转件11，所述偏转件11与一个断路器2的合闸半轴21刚性连接，断路器2合闸时所述偏转件11随断路器2的合闸半轴21偏转；

阻止件12，所述阻止件12由另一个断路器2的驱动轴23驱动，另一个断路器2合闸时所述驱动轴23驱动所述阻止件12靠近所述偏转件11以阻止所述偏转件11偏转。

所述偏转件11设置在断路器2的外部，偏转件11与断路器2的合闸半轴21刚性连接，当所述偏转件11和合闸半轴21相邻时，偏转件11直接刚性连接在合闸半轴21上，；当所述偏转件11和合闸半轴21之间相隔一定距离时，设置联动杆26与合闸半轴21固定连接，所述偏转件11刚性连接在联动杆26上，如图3-4所示。所述联动杆26优选地设置在断路器2的内部，且外端伸出断路器2，这种设置方式节省空间，且不需要对断路器2的其他结构进行改变，就可以带动合闸半轴21和偏转件11之间的同步运动。

所述阻止件12用于在一个断路器2合闸时阻止另一个断路器2合闸。所述阻止件12包括受力部122、阻止部121和转动轴心123。所述阻止件12靠近偏转件11的一端为阻止部121，另一端为受力部122，所述转动轴心123设置在阻止件12的非两端的位置上，优选为设置在阻止件12的中部，所述阻止部121和受力部122均可以转动轴心123为中心上下摆动，所述固定杆的位置固定。所述受力部122在驱动轴23的作用下上下运动，带动阻止部121靠近或偏离所述偏转件11。当所述阻止部121靠近偏转件11时，则起到阻止偏转件11偏转，进而阻止另一断路器合闸的作用，当所述阻止部121偏离偏转件11时，则对偏转件11没有阻止作用，则另一断路器可以进行合闸操作。

所述阻止件12由另一断路器2的驱动轴23驱动，所述驱动轴23借助传动机构驱动阻止件12的受力部122。所述传动机构的结构可以有多种，只要达到驱动轴23的转动可动阻止件12的阻止部靠近或偏离偏转件11的效果即可。例如可以采用齿轮和螺杆结构，驱动轴带动齿轮转动，齿轮进一步带动螺杆上下运动，螺杆和阻止件的受力部铰接，带动阻止件运动。本申请采用的是拐臂和连接件结构。

如图5所示，所述传动机构包括拐臂13和连接件14，所述驱动轴23和拐臂13连接，所述拐臂13的自由端和连接件14的一端铰接，所述连接件14的另一端和阻止件12的受力部122铰接。所述驱动轴23和拐臂13之间通过联轴器15连接，所述驱动轴23靠近拐臂13的一端固定连接有第一半联轴器151，所述拐臂13靠近第一半联轴器151的一面固定连接有第二半联轴器152，所述第一半联轴器151和第二半联轴器152配合工作。

为了便于安装，本实施例的联轴器15的具体结构如下：所述第一半联轴器151包括第一凸块，所述第二半联轴器包括第二凸块，所述第一凸块和第二凸块的形状可以自由设置，只要能达到传动作用即可。由于在该机械连锁结构的使用过程中，会存在先安装好两个断路器，后安装机械连锁结构的情况，为了方便安装，所述第一凸块可设置为“一”字形这种厚度保持恒定的形状，也可设置为其它厚度逐渐递增的形状，例如梯形柱等。所述第二凸块的形状与第一凸块的形状相适应，当所述第一凸块的形状为梯形柱时，所述第二凸块可设置为两个，两个第二凸块的内侧面和梯形柱的两个相对的边相适应的结构，如为了和梯形柱的两侧边相适应，设置两个内侧面构成八字形。为了加工方便，本申请优选第一凸块和第二凸块均为“一”字形凸块，且第二凸块数量为两个，两个第二凸块平行且相对设置，所述第一凸块深入两个第二凸块中间。除此之外，在分闸时，合理设置第一凸块和第二凸块的“一”字形凸块均位于水平状态，方便在两台断路器均处于分闸状态时，取出中间的机械连锁结构，进而方便对机械连锁结构和断路器进行分别检修。

本实施例的联轴器的工作原理为：连锁结构安装好之后第一半联轴器151的“一”字形凸块接入所述第二半联轴器152的两个平行凸块中间时实现动力传递，分闸状态下，所述第一半联轴器151的“一”字形凸块以及所述第二半联轴器152的两个平行凸块处于水平状态，所述第一半联轴器151的“一”字形凸块能够从所述第二半联轴器152的两个平行凸块之间滑出，这样方便断路器退出检修。

所述拐臂13的另一面延伸有拐臂轴，所述拐臂轴上套设有复位弹簧132，优选地，所述拐臂轴上设有轴套131，所述复位弹簧套设在轴套131的外部。所述复位弹簧132的一端和拐臂13固定连接，所述复位弹簧132的另一端为自由端。所述自由端的活动范围由限位件16限制。

所述拐臂轴的最外端为手动操作端133，所述手动操作端133可以连接手动操作工作人工控制驱动轴和机械连锁结构运动，本实施例中任何一台断路器处于工作状态时，都不会影响另外一台断路器的退出与检修，工作状态中需要调试，任何一台断路器都可以手动操作，当一台断路器处于工作位置时，退出另一台断路器，手动操作联锁机构进行调试，避免断电及断路器空合。

为了方便对机械连锁结构的固定和保护，所述机械连锁结构还包括架体，所述阻止件可转动地安装在所述架体上，优选地，转动轴心123可以是固定杆，所述固定杆设置在架体上；优选地，所述限位件16可固定设置在所述架体上。

在两个断路器2之间采用上述的机械连锁结构，当一个断路器2合闸时，按下合闸开关24，则合闸半轴21旋转，所述合闸半轴21通过连接件带动驱动轴23旋转，所述驱动轴23通过联轴器15带动拐臂13转动，拐臂13的自由端向上运动，带动连接连接件14向上运动，所述阻止件12的受力部122随之向上运动，所述阻止件12的阻止部121向下运动，靠近偏转件11，阻止偏转件11偏转，而偏转件11和合闸半轴21刚性连接，在偏转件11无法偏转的情况下，所述合闸半轴21也无法转动，这样也无法通过连接元件带动驱动轴23转动，驱动轴23也无法驱动真空灭弧室内的动触头朝向靠近静触头的方向运动，即阻止另一断路器2合闸。在工作原理相同的情况下，上述的运动方向可以根据断路器的工作情况作适当调整，也可以设置阻止部向上运动时靠近偏转件11，阻止偏转件11偏转。

本实施例还提供一种机械连锁装置，包括两个上述的一种断路器的机械连锁结构1，两个机械连锁结构1设置在两个断路器2之间，每个断路器2的合闸半轴21与一个偏转件11刚性连接，每个断路器2的驱动轴23驱动一个阻止件12，任意一个断路器2的合闸半轴21连接的偏转件11和另一个断路器2的驱动轴23驱动的阻止件12配合。通过在两个断路器之间设置两个机械连锁结构，实现了两个断路器之间的相互控制，大大提高了设备使用的安全性。

本申请的机械连锁结构和机械连锁装置，结构简单，成本低，适用性强，能够有效起到安全防护的作用。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。