CN104966642A - 一种顶杆及使用该顶杆的脱扣装置、操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶杆及使用该顶杆的脱扣装置、操作机构。顶杆的杆节有两节以上、并沿依次沿杆长方向导向移动串接，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。这样在挚子在从对应半轴上脱扣后，脱扣摆臂也会摆动到位，此时操作摆臂、顶杆和脱扣摆臂会保持相对静止，这样在误操作、操作不当等情况引起的操作摆臂被继续施加扭矩时，顶杆的各节杆节会相对压缩弹性件，以通过弹性件的弹性变形吸收操作摆臂施加在顶杆上的压动力，也就减少了顶杆传递到摆臂上的压动力，减少了脱扣过度作用在脱扣动作各结构件之间造成的机械损伤。

Description

一种顶杆及使用该顶杆的脱扣装置、操作机构

技术领域

本发明涉及一种顶杆及使用该顶杆的脱扣装置、操作机构。

背景技术

目前，40.5KV以下电压等级所用真空断路器仍以弹簧操作机构为主。弹簧操作机构不仅电动功能齐备，而且其手动合、分闸功能要求也要达到相关国家标准。如中国专利文献CN 102592859 A（公告日为2014年8月20日）公开的“操动机构手动分合闸装置”，包括机架及其上装配的手动脱扣装置，手动脱扣装置包括控制合闸挚子动作的合闸脱扣摆臂、控制分闸挚子动作的分闸脱扣摆臂及压动分、合闸脱扣摆臂中一个的同时偏离另一个的操作摆臂，操作摆臂通过手动操作轴转动装配在机架上，操作摆臂的转动行程内装配有分、合闸顶杆，分闸顶杆处于操作摆臂的自由端和分闸脱扣摆臂之间，合闸顶杆处于操作摆臂的自由端和合闸脱扣摆臂之间，且分、合闸顶杆沿各自的杆长方向导向装配在机架上，并在分、合闸顶杆上分别装配有顶杆复位弹簧，这样合闸顶杆会在操作摆臂的压动下向合闸脱扣摆臂的自由端传递压动力，以使合闸脱扣摆臂带动合闸半轴转动，执行合闸操作；分闸顶杆会在操作摆臂的压动下向分闸脱扣摆臂的自由端传递压动力，以使分闸脱扣摆臂带动分闸半轴转动，执行分闸操作。但因分、合闸动作触发的过程中，在操作摆臂、顶杆和脱扣摆臂之间依次通过刚性件进行压动力的传递，所以在挚子在对应半轴上已经脱扣后，如继续在手动操作轴上施加脱扣扭力的话，操作摆臂会通过顶杆继续顶压对应的脱扣摆臂，而操作摆臂、顶杆和脱扣摆臂都是些结构精巧但又强度相对有限的结构件，这些结构件在相对于机架停止的情况下被继续压动的话极易出现弯曲变形、弯折、乃至于折断等机械损伤，导致下次的脱扣动作出现动作不可靠，乃至于无法脱扣的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少脱扣过度作用在脱扣动作各结构件之间造成的机械损伤的顶杆，同时还提供了一种使用该顶杆的脱扣装置及使用该脱扣装置的操作机构。

为了实现以上目的，本发明中顶杆的技术方案如下：

顶杆，包括两节以上依次沿杆长方向导向移动串接的杆节，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。

相邻两杆节通过对应设置的插接孔和插接端沿杆长方向插套连接，插接端的外周面和插接孔的孔壁面沿杆长方向导向移动配合，且所述弹性件处于插接孔中，弹性件的两端分别顶压在插接孔的孔壁面上凸设的挡止台阶和插接端的端面上。

杆节为两节，两杆节分别为输入端所处的输入杆节和输出端所处的输出杆节，所述插接孔处于输入杆节的远离输入端的端部，插接端为输出杆节的远离输出端的端部。

输入端的外周上空套有用于挡止在复位弹簧的靠近输入端的一端的挡环，并在输入端上沿径向可拆插装有挡止在挡环朝向输入端的一侧的挡销。

本发明中脱扣装置的技术方案如下：

脱扣装置，包括操作摆臂、脱扣摆臂及两者之间装配的顶杆，顶杆用于沿杆长方向导向移动装配在机架上、以在操作摆臂的自由端压动下向脱扣摆臂传递压动力，顶杆包括两节以上依次沿杆长方向导向移动串接的杆节，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。

输入端的外周上空套有用于挡止在复位弹簧的靠近输入端的一端的挡环，并在输入端上沿径向可拆插装有挡止在挡环朝向输入端的一侧的挡销。

本发明中操作机构的技术方案如下：

操作机构，包括机架机器上装配的脱扣装置，脱扣装置包括操作摆臂、脱扣摆臂及两者之间装配的顶杆，顶杆沿杆长方向导向移动装配在机架上、以用于在操作摆臂的自由端压动下向脱扣摆臂传递压动力，顶杆包括两节以上依次沿杆长方向导向移动串接的杆节，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。

机架上固设有用于在对应挚子从半轴上脱扣后、阻止脱扣摆臂的自由端继续向脱扣方向摆动的限位杆，在脱扣摆臂被限位杆挡止时、脱扣摆臂的用于连接半轴的一端和限位杆分处于脱扣摆臂的悬伸方向上顶杆的相背两侧。

相邻两杆节通过对应设置的插接孔和插接端沿杆长方向插套连接，插接端的外周面和插接孔的孔壁面沿杆长方向导向移动配合，且所述弹性件处于插接孔中，弹性件的两端分别顶压在插接孔的孔壁面上凸设的挡止台阶和插接端的端面上。

输入端的外周上空套有用于挡止在复位弹簧的靠近输入端的一端的挡环，并在输入端上沿径向可拆插装有挡止在挡环朝向输入端的一侧的挡销。

本发明中顶杆的杆节有两节以上、并沿依次沿杆长方向导向移动串接，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。这样在挚子在从对应半轴上脱扣后，脱扣摆臂也会摆动到位，此时操作摆臂、顶杆和脱扣摆臂会保持相对静止，这样在误操作、操作不当等情况引起的操作摆臂被继续施加扭矩时，顶杆的各节杆节会相对压缩弹性件，以通过弹性件的弹性变形吸收操作摆臂施加在顶杆上的压动力，也就减少了顶杆传递到摆臂上的压动力，减少了脱扣过度作用在脱扣动作各结构件之间造成的机械损伤。

附图说明

图1是本发明的操作机构的实施例的结构示意图；

图2是图1中操作机构在去除前夹板后的结构示意图；

图3是图1中顶杆在机架上的装配结构示意图；

图4是图2中手动操作轴的结构示意图；

图5是图1中脱扣半轴的结构示意图。

具体实施方式

本发明中操作机构的实施例：如图1至图5所示，该操作机构是一种带柔性手动分合闸功能的弹簧操作机构，包括机架及其上装配的脱扣装置，其中脱扣装置既可以在机架上作为整个弹簧操作机构的合闸脱扣机构，也可以作为整个弹簧操作机构的合闸脱扣机构，当然分、合闸脱扣机构也可以同时均采用本实施例中脱扣装置。

机架与普通弹簧操作机构相同，包括前后间隔的前夹板和后夹板，前夹板的后侧板面和后夹板的前后板面前后相对布置。

脱扣装置包括手动操作轴组件1、顶杆组件、半轴组件3及挚子组件52。

手动操作轴包括绕前后延伸的轴线转动穿装在前夹板和后夹板上的操作转轴，操作转轴的前端固定插装有沿径向延伸并向上悬伸的传递杆11，该传递杆11在操作转轴的前端形成了可俯仰摆动的操作摆臂，并在整个手动操作轴顺时针转动到位后，通过后夹板上固定的处于操作摆臂右侧的右操作挡销42挡止，实现对手动操作轴的顺时针到位挡止；操作转轴上于前夹板和后夹板之间的位置处沿径向固设插装有操作限位轴12，操作限位轴12向操作转轴的左上方悬伸，以在操作转轴逆时针转动到位后，通过操作限位轴12与后夹板上固定的左操作挡销41挡止配合、实现对手动操作轴组件1的逆时针到位挡止。

顶杆组件包括两节沿左右方向导向移动串接的杆节，处于左侧的杆节为沿左右方向导向穿装在前夹板上固设的固定柱23上的滑动套21，滑动套21的右端设有沿左右延伸且右端开口、左端封闭的插接孔，插接孔盲端的端面在插接孔的左侧形成了凸设在其孔壁面上的挡止台阶，并在滑动套21的右端口上设有向外翻折的环形翻沿，该环形翻沿挡止在固定柱23的右侧，以避免整个滑动套21从固定柱23上的穿孔左端脱出，而滑动套21的左端为用于被操作摆臂的自由端压动的输入端，并在该输入端上沿径向可拆插装有挡销，该挡销为开口销26，开口销26的两侧从滑动套21的两端伸出，并在开口销26的右侧挡止装配有空套在滑动套21的外周上的挡环，该挡环为平垫圈27，平垫圈27的右环端面和固定柱23上穿孔的左侧孔沿之间顶装有复位弹簧，复位弹簧为空套在滑动套21的外周上的复位压簧22；处于右侧的杆节为沿左右方向滑动插装在滑动套21中的芯轴24，芯轴24的左端为插装在插接孔中的插接端，插接端的外周面和插接孔的孔壁面沿左右方向导向移动配合，并在插接端的端面和插接孔的挡止台阶之间的弹性件，该弹性件为左右延伸的螺旋柱状的缓冲压簧25，而芯轴24的右端为用于压动脱扣摆臂的输出端，该输出端的端部设有向外翻折的环形的顶压翻边，以增大芯轴24在顶压脱扣摆臂时的接触面积。

半轴组件3包括绕前后延伸的轴线转动装配在前夹板上的半轴31，该半轴31上开设有在脱扣时与挚子配合的中间凹槽，该中间凹槽处于半轴31上于前夹板和后夹板之间的位置处，并在半轴31的前端通过径向延伸的紧定螺钉固定有向下悬伸的挡板33，挡板33在半轴31上形成了可左右摆动的脱扣摆臂，同时在半轴31上套装有半轴复位扭簧32，半轴复位扭簧32的一端被前夹板上固设的扭簧挡销挡止、另一端反绕在挡板33的自由端上，以使该半轴复位扭簧32通过挡板33向半轴31施加使其顺时针转动的扭矩。在前夹板上设有处于挡板33左侧的左脱扣限位组件和处于挡板33右侧的右脱扣限位杆71。右脱扣限位杆71可在挚子从半轴31上脱扣后阻止脱扣摆臂的自由端继续向脱扣方向摆动，并在脱扣摆臂被限位杆挡止时、脱扣摆臂的连接半轴31的一端和限位杆分处于脱扣摆臂的悬伸方向上顶杆组件的上下两侧。左脱扣限位组件包括固定在前夹板上的定位螺栓73，定位螺栓73的头部处于前夹板之后，定位螺栓73的杆部从前夹板的前侧伸出，伸出部分的外周面上分别加工有相互平行的定位平面，并在这两个定位平面之间垂直开设有螺纹孔，该螺纹孔内旋装有左右延伸的限位螺栓72，限位螺栓72的头部用于在挡板33的自由端处于顺时针转动极限位时进行挡止，限位螺栓72的杆部从螺纹孔的左侧伸出，伸出部分上安装有锁紧螺母75和防松垫片74。

挚子组件52包括绕前后延伸的轴线转动装配在后夹板上的挚子转轴，挚子转轴上止旋装配有左右延伸的凸轮板53，凸轮板53的左端用于与半轴31配合，凸轮板53的右端用于与储能组件6中储能齿轮上固设的储能挡销61配合，并在挚子转轴上套装有挚子复位扭簧51，该挚子复位扭簧51的两端分别连接在前夹板和凸轮板53的左侧，以通过凸轮板53向挚子转轴施加逆时针转动的扭矩。

本实施例中操作机构在实现手动操作合闸或分闸功能前提下，提高了抵抗手动操作时外力过大、过猛对机构自身硬件造成损害的能力。以操作机构的合闸动作为例，在合闸时，通过对手动操作轴组件1施加转矩，手动操作轴组件1和其上的传递杆11给顶杆组件的滑动套21以推力，以顶杆组件的固定柱23为固定支撑，通过固定柱23内滑到导孔，使顶杆组件的滑动套21内缓冲压簧25弹力作用下推动芯轴24，芯轴24再推动挡板33，挡板33和半轴31通过螺纹连接固定一起转动，并带动半轴复位扭簧32储备复位能，半轴31转动的同时，凸轮板53的左扣接端（图2）与半轴31的中间凹槽（图5）脱离，脱口挚子转轴52被解锁，实现合闸，在其转动到与右脱扣限位杆71接触时，停止转动；脱口挚子转轴52在挚子复位扭簧51作用下回位;在合闸到位后的一定位置，由于挡板33被右脱扣限位杆71限位，挡板33受到阻力瞬间增大，顶杆组件内部预压的内缓冲压簧25释放的弹力推动芯轴24无法克服挡板33反力，手动操作轴组件1和其上的传递杆11继续施加的力将使预压的内缓冲压簧25一直处于被压缩状态，进而保护芯轴24一直推动接触挡板33，但芯轴24和挡板33一直保持静止不动状态。直到手动操作轴组件1的操作限位轴12转动过程中接触到右操作挡销42时无法再转动，手动操作轴组件1即使在外力继续增大作用下，传递杆11传递的力将保持在一个恒定的值。从而实现保护机构顶杆组件、挡板33和右脱扣限位杆71这些结构精巧，强度相对有限的结构件，大大提高机构自身的可靠性。当对手动操作轴组件1施加转矩被移除时，手动操作轴组件1和其上的传递杆11回到初始位置，顶杆组件在复位压簧22、缓冲压簧25和半轴复位扭簧32复位力推动挡板33再推动芯轴24的共同作用下，推动平垫圈27和开口销26带动滑动套21复位；半轴31同时也复位，挡板33接触限位螺栓72；其分闸同理。

在其他实施例中，顶杆组件中顶杆也可以用三节以上的杆节依次串接而成，而且各杆节之间的连接方式不限于插套配合的方式，比如可采用多级导轨结构、法兰连接结构等，当然相邻两杆节之间的弹性件也可以选用橡胶垫、气弹簧、液压缸等。

本发明中操作机构的实施例：本实施例中操作机构的结构与上述实施例中操作机构的结构相同，因此不再赘述。

本发明中顶杆的实施例：本实施例中顶杆的结构与上述实施例中顶杆的结构相同，因此不再赘述。

Claims (10)

1.顶杆，其特征在于，包括两节以上依次沿杆长方向导向移动串接的杆节，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。

2.根据权利要求1所述的顶杆，其特征在于，相邻两杆节通过对应设置的插接孔和插接端沿杆长方向插套连接，插接端的外周面和插接孔的孔壁面沿杆长方向导向移动配合，且所述弹性件处于插接孔中，弹性件的两端分别顶压在插接孔的孔壁面上凸设的挡止台阶和插接端的端面上。

3.根据权利要求2所述的顶杆，其特征在于，杆节为两节，两杆节分别为输入端所处的输入杆节和输出端所处的输出杆节，所述插接孔处于输入杆节的远离输入端的端部，插接端为输出杆节的远离输出端的端部。

4.根据权利要求1或2或3所述的顶杆，其特征在于，输入端的外周上空套有用于挡止在复位弹簧的靠近输入端的一端的挡环，并在输入端上沿径向可拆插装有挡止在挡环朝向输入端的一侧的挡销。

5.脱扣装置，包括操作摆臂、脱扣摆臂及两者之间装配的顶杆，顶杆用于沿杆长方向导向移动装配在机架上、以在操作摆臂的自由端压动下向脱扣摆臂传递压动力，其特征在于，顶杆包括两节以上依次沿杆长方向导向移动串接的杆节，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。

6.根据权利要求5所述的脱扣装置，其特征在于，输入端的外周上空套有用于挡止在复位弹簧的靠近输入端的一端的挡环，并在输入端上沿径向可拆插装有挡止在挡环朝向输入端的一侧的挡销。

7.操作机构，包括机架机器上装配的脱扣装置，脱扣装置包括操作摆臂、脱扣摆臂及两者之间装配的顶杆，顶杆沿杆长方向导向移动装配在机架上、以用于在操作摆臂的自由端压动下向脱扣摆臂传递压动力，其特征在于，顶杆包括两节以上依次沿杆长方向导向移动串接的杆节，各杆节中于杆长方向两端的两杆节的相背端分别为用于被操作摆臂压动的输入端和用于压动脱扣摆臂的输出端，并在相邻两杆节之间装配有可沿杆长方向涨缩的弹性件。

8.根据权利要求7所述的操作机构，其特征在于，机架上固设有用于在对应挚子从半轴上脱扣后、阻止脱扣摆臂的自由端继续向脱扣方向摆动的限位杆，在脱扣摆臂被限位杆挡止时、脱扣摆臂的用于连接半轴的一端和限位杆分处于脱扣摆臂的悬伸方向上顶杆的相背两侧。

9.根据权利要求7或8所述的操作机构，其特征在于，相邻两杆节通过对应设置的插接孔和插接端沿杆长方向插套连接，插接端的外周面和插接孔的孔壁面沿杆长方向导向移动配合，且所述弹性件处于插接孔中，弹性件的两端分别顶压在插接孔的孔壁面上凸设的挡止台阶和插接端的端面上。

10.根据权利要求7或8所述的操作机构，其特征在于，输入端的外周上空套有用于挡止在复位弹簧的靠近输入端的一端的挡环，并在输入端上沿径向可拆插装有挡止在挡环朝向输入端的一侧的挡销。