CN103400711A - 一种大功率弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率弹簧操动机构，属于输变电技术领域，包括左右两块壁板、分合闸弹簧筒、主副分闸挚子、合闸挚子、电机、多级传动齿轮、储能棘爪、逆止棘爪、储能轴系和传动轴系等。本发明的弹簧操动机构将分闸弹簧筒和合闸弹簧筒置于两块平行设置的壁板之间，两块壁板上设有储能轴系和传动轴系两大轴转动系统，左壁板上设置分闸挚子系统，右壁板上设置合闸挚子系统和储能系统。本发明具有分合闸功率大、速度快、机械特性稳定、可靠性高、体积小和直线输出等优点。

Description

一种大功率弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及一种高压断路器用超大功率弹簧操动机构,属于高压输变电技术领域。

技术背景

弹簧操动机构是高压输变电领域的重要设备,是高压断路器的重要组成部分,高压断路器的合分闸操作是通过操动机构来实现的。高压断路器的操动机构主要分为液压和弹簧两种操动机构，液压操动机构具有分、合闸时间短并且稳定等优点，但又存在结构复杂、工艺高求高、成本高、技术实现难等缺点；弹簧操动机构具有成本低、结构简单、原理直观、维护少等特点，适合在高压断路器上广泛大量使用。

目前应用于高压断路器的弹簧操动机构普遍存在整体体积庞大、制造工艺困难、输出功率小等问题。由于传动结构效率问题，造成断路器的分合闸时间长，特性不稳定，降低了高压断路器的可靠性。随着国家电力系统的发展，系统容量的不断增加，传送电压不断增高，断路器技术的进步，国家电网需要一种分合闸时间短、机械特性稳定，输出功率大的新型弹簧操动机构。

发明内容

本发明的目的是提供了一种适用于500KV以上断路器用的大功率弹簧操动机构，以解决目前500KV以上断路器弹簧操动机构体积大、结构复杂、制造工艺困难、分合闸时间不稳定、依靠进口产品等技术问题。

本发明实现上述目的的技术方案如下：

一种弹簧操动机构，该机构包括作为基体的两块壁板以及集成在所述两块壁板上的储能系统、传动系统、分闸控制系统、合闸控制系统、输出系统；由左壁板和右壁板平行放置作为主支撑固定体，将传动系统的分闸弹簧筒和合闸弹簧筒固定在左壁板和右壁板之间的左右两端；所述分、合闸弹簧筒内分别穿装大分、合闸弹簧和小分、合闸弹簧，小分、合闸弹簧分别穿装在大分、合闸弹簧内；分、合闸弹簧调整座、大分、合闸弹簧、小分、合闸弹簧、分、合闸弹簧座分别被依次从上而下的压缩在分、合闸弹簧筒内；将密封穿装有缓冲套、活塞杆的缓冲缸压合固定于分闸弹簧筒上口部的法兰上，缓冲缸被置于小分闸弹簧内，活塞杆的下端螺纹固定连接分闸弹簧座67上；两块壁板上设置螺栓孔和轴孔，两块壁板上设置了两大轴系，即储能轴系和传动轴系；储能轴系主要由凸轮轴、凸轮轴轴承套、凸轮轴轴承组成，凸轮轴是储能轴系的主轴，通过两个装有凸轮轴轴承的凸轮轴轴承套，分别固定贯穿在左、右两块壁板上的中间位置；传动轴系主要由输出轴、管型轴、输出轴轴承套、管型轴轴承套、分闸内拐臂和合闸内拐臂构成，输出轴通过输出轴轴承和输出轴轴承套固定在左壁板内壁上，输出轴的右端插入管型轴内，管型轴内安装有管型轴内轴承和内定位套，管型轴穿装在装有管型轴外轴承的管型轴轴承套内，管型轴轴承套固定在右壁板内侧，输出轴的中间穿装固定分闸内拐臂，管型轴的左端穿装固定合闸内拐臂，分闸内拐臂左端贴合输出轴轴承套右端面，合闸内拐臂左端贴合输出轴右端面，合闸内拐臂右端贴合管型轴轴承套的左端面；分闸内拐臂的顶端穿装分闸弹簧滚子轴，分闸弹簧滚子轴上套装分闸弹簧滚子，分闸弹簧滚子与分闸弹簧座贴合；合闸内拐臂的顶端穿装合闸弹簧滚子轴，合闸弹簧滚子轴上套装合闸弹簧滚子，合闸弹簧滚子与合闸弹簧座贴合；所述的凸轮轴两端凸出左、右壁板，凸轮轴两端是六方轴，凸轮轴基于两块壁板的中面对称；所述的输出轴和管型轴可同轴的自由旋转，输出轴的左端突出左壁板，管型轴的右端突出右壁板；所述的合闸内拐臂与管型轴之间用花键轴形式固定并同轴转动，分闸内拐臂与输出轴之间采用六方轴形式固定并同步转动；凸轮轴的左端左壁板外侧装有凸轮，凸轮以凸轮轴为中心旋转，左壁板上凸轮轴的下方是输出轴，输出轴的左端凸出左壁板的一端与合闸拐臂右端固定，合闸拐臂以输出轴为中心旋转，合闸滚子用合闸滚子轴穿装在合闸拐臂的左端；凸轮轴左方左壁板的左端用螺栓固定分闸挚子支架，主分闸挚子轴一端穿装在分闸挚子支架中间另一端穿装在左壁板上，主分闸挚子轴穿装在主分闸挚子上端，主分闸挚子位于左壁板外侧与分闸挚子支架之间，主分闸挚子滚子用轴销固定在主分闸挚子的下端；副分闸挚子轴穿装在副分闸挚子的上端，固定在主分闸挚子中间位置，副分闸挚子轴位于主分闸挚子轴的下方，副分闸挚子的下端用副分闸挚子滚子轴穿装固定副分闸挚子滚子；副分闸挚子限位轴穿装固定在主分闸挚子上位于其中间位置，主分闸挚子限位轴穿装固定在分闸挚子支架和左壁板之间位于主分闸挚子的中间位置；副分闸挚子弹簧座固定在左壁板和分闸挚子支架之间，副分闸挚子弹簧支撑在副分闸挚子弹簧座和副分闸挚子之间，在副分闸挚子弹簧的弹力作用下，使副分闸挚子紧靠在副分闸挚子限位轴上，并且使主分闸挚子紧靠在主分闸挚子限位轴上；所述的传动系统通过棘轮上的储能滚子与合闸控制系统的合闸挚子配合动作，储能滚子随棘轮转动，贴合合闸挚子并限位，合闸挚子控制储能滚子从而控制能量的锁定与释放；通过合闸拐臂和合闸滚子与分闸控制系统的副分闸挚子和副分闸挚子滚子配合动作，合闸滚子可被凸轮推致与副分闸挚子贴合，副分闸挚子滚子贴合合闸拐臂，副分闸挚子和副分闸挚子滚子控制合闸滚子和合闸拐臂从而控制能量的锁定与释放；通过分闸弹簧座与输出系统的活塞杆配合动作，分闸弹簧座与活塞杆下端螺纹连接固定；通过棘轮与储能系统的储能棘爪配合动作，曲轴每转动一圈棘爪尖端就推动棘轮边缘的棘齿一下，从而使棘轮转动。

所述的分闸控制系统由分闸电磁铁、分闸半轴、一级分闸挚子、二级分闸挚子支架、二级分闸挚子、二级分闸挚子轴、二级分闸挚子复位扭簧、主分闸挚子滚子、主分闸挚子、副分闸挚子、副分闸挚子轴、副分闸挚子滚子轴、副分闸挚子滚子、副分闸挚子弹簧、副分闸挚子弹簧座、主分闸挚子轴、分闸挚子支架、主分闸挚子限位轴、副分闸挚子限位轴组成；所述的主分闸挚子和副分闸挚子基于主分闸挚子的中面对称，副分闸挚子位于内侧；二级分闸挚子支架用螺栓固定在左壁板的左下方，二级分闸挚子轴穿装固定在左壁板和二级分闸挚子支架之间，在二级分闸挚子轴上穿装二级分闸挚子和二级分闸挚子复位扭簧，分闸半轴穿装固定在左壁板和二级分闸挚子支架之间位于二级分闸挚子轴的右下方，一级分闸挚子穿装固定在分闸半轴上，分闸电磁铁固定在一级分闸挚子的右侧，二级分闸挚子复位扭簧一端固定在二级分闸挚子左侧，另一端固定在一级分闸挚子左侧面上；凸轮轴的右端凸出右壁板部分穿装固定棘轮，棘轮被固定在凸轮轴上右壁板的外侧，操动连杆的一端用螺轴固定于棘轮上，操动连杆的另一端与储能连杆的一端用储能轴销A穿装固定，储能连杆的另一端与储能拐臂的一端用储能轴销B穿装固定，管型轴右端凸出右壁板的部分与储能拐臂穿装固定在一起。储能滚子轴穿装储能滚子后固定在棘轮边缘夹在棘轮中间的开口处。

所述的储能系统由棘爪固定座、逆止棘爪轴、逆止棘爪、储能棘爪、曲轴、储能棘爪弹簧、大伞齿、小伞齿、电机、电机输出轴、齿轮轴、传动齿轮轴、曲轴、一级传动大齿轮、齿轮轴齿、一级传动大齿轮、二级传动小齿轮、二级传动大齿轮；棘爪固定座用螺栓固定在右壁板上棘轮的上方，逆止棘爪轴穿装在右壁板和棘爪固定座之间，曲轴贯穿左、右壁板和棘爪固定座，棘爪固定座和右壁板之间的曲轴部分套装着储能棘爪，在储能棘爪和逆止棘爪的后端用储能棘爪弹簧支撑着，在储能棘爪弹簧的作用力下，使储能棘爪和逆止棘爪的尖端都紧靠着棘轮的边缘；右壁板的右上方固定着电机，电机输出轴上安装固定小伞齿，齿轮轴贯穿左右壁板，凸出右壁板的部分穿装大伞齿，齿轮轴上左壁板内侧一端设有齿轮轴齿；传动齿轮轴贯穿固定在左、右壁板之间齿轮轴的左下方，传动齿轮轴的左端左壁板的内侧穿装一级传动大齿轮，传动齿轮轴的右端右壁板的内侧穿装二级传动小齿轮；曲轴上右壁板的内侧穿装二级传动大齿轮；所述的大伞齿与小伞齿配合转动，一级传动大齿轮与齿轮轴齿配合转动，二级传动小齿轮与二级传动大齿轮配合转动。

所述的合闸控制系统由合闸电磁铁、小合闸挚子、小合闸挚子复位扭簧、合闸挚子、合闸挚子轴、合闸挚子滚子、合闸挚子弹簧座、合闸挚子弹簧、右壁板、合闸内拐臂、合闸弹簧滚子轴、合闸弹簧滚子、合闸挚子支架、小合闸挚子轴组成；合闸挚子轴贯穿在右壁板和合闸挚子支架之间，合闸挚子轴穿装合闸挚子上端，合闸挚子置于右壁板与合闸挚子支架之间，合闸挚子滚子用轴销穿装在合闸挚子的下端；合闸挚子弹簧座用螺栓固定于右壁板上，将合闸挚子弹簧支撑在合闸挚子弹簧座于合闸挚子之间，在合闸挚子弹簧的作用力下使合闸挚子下端左侧面始终与棘轮的圆周边缘贴合；小合闸挚子轴穿装固定在右壁板上合闸挚子的下方，小合闸挚子轴上穿装小合闸挚子和小合闸挚子复位扭簧，合闸电磁铁固定于小合闸挚子轴的右方，在小合闸挚子复位扭簧的作用下使小合闸挚子的右端始终与合闸电磁铁的动铁芯杆贴合。

负责将机构的分、合闸动能传递给断路器的输出系统由活塞杆、挡板、缓冲缸、缓冲套、缸堵组成。

本发明具有分合闸功率大、速度快、机械特性稳定、可靠性高、体积小和直线输出等优点。

附图说明

图1为本发明弹簧操动机构前视示意图；（合闸储能状态）

图2为本发明弹簧操动机构后视示意图；（分闸储能状态）

图3为图4的A-A剖面示意图；（分闸未储能状态）

图4为图1的A向视图；

图5为图1的B向视图；

图6为图1中储能轴系B-B剖和传动轴系C-C剖示意图。

图中编号：1、左壁板，2、凸轮，3、凸轮轴，4、输出轴，5、合闸拐臂，6、合闸滚子轴，7、合闸滚子，8、分闸电磁铁，9、分闸半轴，10、一级分闸挚子，11、二级分闸挚子支架，12、二级分闸挚子，13、二级分闸挚子轴，14、二级分闸挚子复位扭簧，15、主分闸挚子滚子，16、主分闸挚子，17、副分闸挚子，18、副分闸挚子轴，19、副分闸挚子滚子轴，20、副分闸挚子滚子，21、副分闸挚子弹簧，22、副分闸挚子弹簧座，23、主分闸挚子轴，24、分闸挚子支架，25、主分闸挚子限位轴，26、副分闸挚子限位轴，27、活塞杆，28、棘爪固定座，29、逆止棘爪轴，30、逆止棘爪，31、储能棘爪，32、曲轴，33、储能棘爪弹簧，34、大伞齿，35、小伞齿，36、电机，37、电机输出轴，38、螺轴，39、操动连杆，40、储能轴销A，41、储能连杆，42、储能轴销B，43、储能拐臂，44、管型轴，45、合闸电磁铁，46、小合闸挚子，47、小合闸挚子复位扭簧，48、合闸挚子，49、合闸挚子轴，50、合闸挚子滚子，51、合闸挚子弹簧座，52、合闸挚子弹簧，53、右壁板，54、合闸内拐臂，55、合闸弹簧滚子轴，56、合闸弹簧滚子，57、合闸弹簧座，58、合闸弹簧筒，59、大合闸弹簧，60、小合闸弹簧，61、合闸弹簧调整座，62、合闸弹簧筒法兰，63、合闸弹簧调整螺栓，64、分闸内拐臂，65、分闸弹簧滚子，66、分闸弹簧滚子轴，67、分闸弹簧座，68、大分闸弹簧，69、小分闸弹簧，70、分闸弹簧筒，71、分闸弹簧调整座，72、分闸弹簧筒法兰，73、挡板，74、缓冲缸，75、缓冲套，76、缸堵a，77、内密封圈，78、排油孔a，79、密封圈A，80、密封圈B，81、分闸缓冲孔，82、合闸缓冲孔，83、齿轮轴，84、传动齿轮轴，85、曲轴，86、一级传动大齿轮，87、分闸弹簧调整螺栓，88、齿轮轴齿，89、一级传动大齿轮，90、二级传动小齿轮，91、二级传动大齿轮，92、棘轮，93、储能滚子，94、储能滚子轴，95、凸轮轴轴承套，96、凸轮轴轴承，97、输出轴轴承套，98、管型轴轴承套，99、内定位轴套，100、外定位轴套，101、输出轴轴承，102、管型轴内轴承，103、管型轴外轴承，104、合闸挚子支架，105、小合闸挚子轴，106、缸堵b，107排油孔b。

具体实施方式

下面结合附图对本专利作进一步的详细说明。

本发明的弹簧操动机构（如图1、图3所示），弹簧操动机构是夹板式结构，将左壁板1和右壁板53两块壁板平行放置为主支撑固定体，将分闸弹簧筒70和合闸弹簧筒58用螺栓固定在左壁板1和右壁板53之间置于壁板的左右两端。合闸弹簧筒58内穿装大合闸弹簧59和小合闸弹簧60，小合闸弹簧60穿装在大合闸弹簧59内，大、小合闸弹簧上端面贴合接触在合闸弹簧调整座61的下端面上，大、小合闸弹簧的下端面贴合接触合闸弹簧座57的上端面上，合闸弹簧调整座61、大合闸弹簧59、小合闸弹簧60、合闸弹簧座61被依次从上而下的压缩在合闸弹簧筒58内；分闸弹簧筒70内穿装大、小分闸弹簧，小分闸弹簧69穿装在大分闸弹簧68内，大、小分闸弹簧上端面贴合接触在分闸弹簧调整座71的下端面上，大、小分闸弹簧的下端面贴合接触分闸弹簧座67的上端面上，分闸弹簧调整座71、大、小分闸弹簧、分闸弹簧座67被依次从上而下的压缩在分闸弹簧筒70内；将缓冲套75穿装在缓冲缸74内，活塞杆27穿装于缓冲套75内，利用上下两个缸堵a76和缸堵b106将缓冲套75密封在缓冲缸74内，两个缸堵a76和缸堵b106外壁上设有密封圈A79用于密封缓冲缸74和两个缸堵之间的缝隙，两个缸堵a76和缸堵b106外壁上还设有密封圈B80用于密封缓冲套75和两个缸堵之间的缝隙，两个缸堵内孔壁上设有内密封圈77,用于密封活塞杆27和两个缸堵之间的缝隙，如此将活塞杆27和缓冲套75密封于缓冲缸74内，活塞杆27可在缓冲套75内上下滑动，活塞杆27的下端螺纹固定连接分闸弹簧座67上，利用挡板73将缓冲缸74压合固定于分闸弹簧筒法兰72上，缓冲缸74被置于小分闸弹簧69内。

当弹簧机构合闸动作时，活塞杆27从下向上移动，活塞杆27中间的突台向上推挤缓冲套75与活塞杆27之间突台以上的液压油，使这部分液压油从缓冲套75上的合闸缓冲孔82和缸堵a76上的排油孔a78排到缓冲套75与缓冲缸74之间，再从缓冲套75下端的分闸缓冲孔81流入缓冲套75与活塞杆27之间活塞杆27突台下方的空间。

当弹簧机构分闸动作时，活塞杆27从上向下移动，活塞杆27中间的突台向下推挤缓冲套75与活塞杆27之间突台以下的液压油，使这部分液压油从缓冲套75上的分闸缓冲孔81和缸堵b106上的排油孔b107排到缓冲套75与缓冲缸74之间，再从缓冲套75上端的合闸缓冲孔82流入缓冲套75与活塞杆27之间活塞杆27突台上方的空间。

所述的分闸弹簧筒70上端的分闸弹簧调整法兰72上均布的装有分闸弹簧调整螺栓87，用于调整分闸弹簧筒法兰72与分闸弹簧调整座71的距离；所述的合闸弹簧筒58上端的合闸弹簧法兰62均布装有合闸弹簧调整螺栓63，用于调整合闸弹簧筒法兰62与合闸弹簧调整座61之间的距离。通过调整这两个记录可以调整合闸弹簧和分闸弹簧的压缩量，从而调整分合闸的速度。(如图3所示)

两块壁板上设置了两大轴系（如图6所示），即储能轴系和传动轴系。储能轴系（如图6的B-B剖）主要由凸轮轴3、凸轮轴轴承套95、凸轮轴轴承96组成，凸轮轴3是储能轴系的主轴，凸轮轴3上穿装两个装有凸轮轴轴承96的凸轮轴轴承套95，两个凸轮轴轴承套95分别固定在左壁板1和右壁板53上，凸轮轴3就被贯穿在两块壁板中间位置；传动轴系（如图6的C-C剖）主要由输出轴4、管型轴44、输出轴轴承套97、管型轴轴承套98、分闸内拐臂64和合闸内拐臂54构成，输出轴4穿装在装有输出轴轴承101的输出轴轴承套97内，输出轴轴承套97固定在左壁板1内壁上，输出轴4的右端插入管型轴44内孔，管型轴44内孔安装有管型轴内轴承102和内定位套99，管型轴44穿装在装有管型轴外轴承103的管型轴轴承套98内，管型轴轴承套98固定在右壁板53内侧，输出轴4的中间穿装固定分闸内拐臂64，管型轴44的左端穿装固定合闸内拐臂54，分闸内拐臂64左端贴合输出轴轴承套97右端面，合闸内拐臂54左端贴合输出轴4右端面，合闸内拐臂54右端贴合管型轴轴承套98的左端面。

分闸内拐臂64的顶端穿装分闸弹簧滚子轴66，分闸弹簧滚子轴66上套装分闸弹簧滚子65，分闸弹簧滚子65与分闸弹簧座67贴合；合闸内拐臂54的顶端穿装合闸弹簧滚子轴55，合闸弹簧滚子轴55上套装合闸弹簧滚子56，合闸弹簧滚子56与合闸弹簧座57贴合。（如图3所示）

所述的凸轮轴3两端凸出左、右壁板，凸轮轴3两端是六方轴，凸轮轴3基于两块壁板的中面对称。（如图6的B-B剖）

所述的输出轴4和管型轴44可同轴的自由旋转，输出轴4的左端突出左壁板1，管型轴44的右端突出右壁板53。（如图6的C-C剖）

所述的合闸内拐臂54与管型轴44之间用花键轴形式固定并同轴转动，分闸内拐臂64与输出轴4之间采用六方轴形式固定并可同步转动。（如图6的C-C剖）

（如图1所示）凸轮轴3的左端左壁板1外侧装有凸轮2，凸轮2以凸轮轴3轴心为中心旋转，左壁板1上凸轮轴3的下方是输出轴4，输出轴4的左端凸出左壁板1的一端与合闸拐臂5右端固定，合闸拐臂5以输出轴4轴心为中心旋转，合闸滚子7用合闸滚子轴6穿装在合闸拐臂5的左端。凸轮轴3左方左壁板1的左端用螺栓固定分闸挚子支架24，主分闸挚子轴23一端穿装在分闸挚子支架24中间另一端穿装在左壁板1上，主分闸挚子轴23穿装在主分闸挚子16上端，主分闸挚子16位于左壁板1外侧与分闸挚子支架24之间，主分闸挚子滚子15用轴销固定在主分闸挚子16的下端；副分闸挚子轴18穿装在副分闸挚子17的上端，固定在主分闸挚子16中间位置，副分闸挚子轴18位于主分闸挚子轴23的下方，副分闸挚子17的下端用副分闸挚子滚子轴19穿装固定副分闸挚子滚子20；副分闸挚子限位轴26穿装固定在主分闸挚子16上位于其中间位置，主分闸挚子限位轴25穿装固定在分闸挚子支架24和左壁板1之间位于主分闸挚子16的中间位置；副分闸挚子弹簧座22固定在左壁板1和分闸挚子支架24之间，副分闸挚子弹簧21支撑在副分闸挚子弹簧座22和副分闸挚子17之间，在副分闸挚子弹簧21的弹力作用下，使副分闸挚子17紧靠在副分闸挚子限位轴26上，并且使主分闸挚子16紧靠在主分闸挚子限位轴25上。

所述的主分闸挚子16和副分闸挚子17基于主分闸挚子16的中面对称，副分闸挚子17位于主分闸挚子16内侧。

二级分闸挚子支架11用螺栓固定在左壁板1的左下方，二级分闸挚子轴13穿装固定在左壁板1和二级分闸挚子支架11之间，在二级分闸挚子轴13上穿装二级分闸挚子12和二级分闸挚子复位扭簧14，分闸半轴9穿装固定在左壁板1和二级分闸挚子支架11之间位于二级分闸挚子轴13的右下方，一级分闸挚子10穿装固定在分闸半轴9上，分闸电磁铁8固定在一级分闸挚子10的右侧，二级分闸挚子复位扭簧14一端固定在二级分闸挚子12左侧，另一端固定在一级分闸挚子10左侧面上（如图1所示）。

凸轮轴3的右端凸出右壁板53部分穿装固定棘轮92，棘轮92被固定在凸轮轴3上右壁板53的外侧，操动连杆39的一端用螺轴38固定于棘轮92上，操动连杆39的另一端与储能连杆41的一端用储能轴销A40穿装固定，储能连杆41的另一端与储能拐臂43的一端用储能轴销B42穿装固定，管型轴44右端凸出右壁板53的部分与储能拐臂43穿装固定在一起。储能滚子轴94穿装储能滚子93后固定在棘轮92边缘夹在棘轮92中间的开口处。（如图2所示）

棘爪固定座28用螺栓固定在右壁板53上棘轮92的上方，逆止棘爪轴29穿装在右壁板53和棘爪固定座28之间，逆止棘爪30穿装在逆止棘爪轴29上；曲轴32一端固定在左壁板1上贯穿右壁板53后另一端固定在棘爪固定座28上，棘爪固定座28和右壁板53之间的曲轴部分套装着储能棘爪31，在储能棘爪31和逆止棘爪30的后端用储能棘爪弹簧33支撑着，在储能棘爪弹簧33的作用力下，使储能棘爪31和逆止棘爪30的尖端都紧靠着棘轮92的边缘。（如图2所示）

右壁板53的右上方固定着电机36，电机输出轴37上安装固定小伞齿35，齿轮轴83贯穿左右壁板，凸出右壁板53的部分穿装大伞齿34，齿轮轴83上左壁板1内侧一端设有齿轮轴齿88；传动齿轮轴84贯穿固定在左、右壁板之间齿轮轴83的左下方，传动齿轮轴84的左端左壁板1的内侧穿装一级传动大齿轮89，传动齿轮轴84的右端右壁板53的内侧穿装二级传动小齿轮90；曲轴85上右壁板53的内侧穿装二级传动大齿轮91。（如图2、5所示）

所述的大伞齿34与小伞齿35配合转动，两者置于右壁板53外侧；一级传动大齿轮89与齿轮轴齿88配合转动，两者置于左壁板1内侧面一端；二级传动小齿轮90与二级传动大齿轮91配合转动，两者置于右壁板53内侧面一端。

合闸挚子支架104螺栓固定于右壁板53上电机36下端，合闸挚子轴49穿装在合闸挚子48的上端，合闸挚子轴49固定在右壁板53和合闸挚子支架104之间，合闸挚子滚子50用轴销穿装在合闸挚子48的下端；合闸挚子弹簧座51用螺栓固定于右壁板53上，将合闸挚子弹簧52支撑在合闸挚子弹簧座51于合闸挚子48之间，在合闸挚子弹簧52的作用力下使合闸挚子48下端左侧面始终与棘轮92的圆周边缘贴合；小合闸挚子轴105穿装固定在右壁板53上合闸挚子48的下方，小合闸挚子轴105上穿装小合闸挚子46和小合闸挚子复位扭簧47，合闸电磁铁45固定于小合闸挚子轴105的右方，在小合闸挚子复位扭簧47的作用下使小合闸挚子48的右端始终与合闸电磁铁的动铁芯杆贴合（如图2所示）。

本发明弹簧操动机构工作方式：

储能过程：电机36通电使电机输出轴37带动小伞齿35转动，小伞齿35与大伞齿34配合使齿轮轴83转动，齿轮轴83上齿轮轴齿88与一级传动大齿轮89配合，使齿轮轴转83动，齿轮轴83上二级传动小齿轮90与曲轴85上二级传动大齿轮91配合，使曲轴85转动，曲轴85转动带动储能棘爪31运动，储能棘爪31推动棘轮92圆周边缘棘齿使棘轮92逆时针转动，棘轮92转动使螺轴38位移，螺轴38拉动操动连杆39储能连杆41储能拐臂43，使储能拐臂43逆时针旋转，储能拐臂43带动管型轴44逆时针旋转，管型轴44带动合闸内拐臂54逆时针旋转（如图3所示），合闸内拐臂54上的合闸弹簧滚子56向上推动合闸弹簧座57，从而使59大合闸弹簧和60小合闸弹簧压缩以存储弹簧释能。（如图2所示）当棘轮92上的储能滚子93与合闸挚子48下端相切限位时，此时在大小合闸弹簧的作用力下，使储能拐臂43受到顺时针旋转的力，储能拐臂43要拉动储能连杆41操动连杆39螺轴38，从而使棘轮92受到逆时针旋转的力，合闸挚子48在合闸挚子弹簧52的作用力和46的配合下使合闸挚子48下端抵住了棘轮92上的储能滚子93，阻止了棘轮92的转动，大小合闸弹簧的释能得以存储，储能过程完毕。

合闸过程：（如图2所示）合闸电磁铁45通电，合闸电磁铁45击打小合闸挚子46右端，使小合闸挚子46逆时针旋转，小合闸挚子46左端与合闸挚子滚子50脱离，此时合闸挚子48抵不住大小合闸弹簧传递给棘轮92的力，棘轮92上的储能滚子93推开合闸挚子48，大小合闸弹簧弹力释能释放推动合闸弹簧座57向下运动（如图3所示），合闸弹簧座57推动合闸弹簧滚子56向下运动，从而带动储能拐臂43逆时针旋转（如图2所示），旋转阶段的开始是储能拐臂43右端的储能轴销B42带动操动连杆39储能连杆41拉动棘轮92旋转，然后是储能拐臂43左端拉动储能轴销A40操动连杆39拉动棘轮92旋转，通过改变力臂加大拉力，棘轮92的逆时针旋转带动凸轮轴3逆时针转动，凸轮轴3的转动带动凸轮2顺时针转动转动（如图1所示）。凸轮2推动合闸拐臂5左端的合闸滚子7，使合闸拐臂43逆时针转动带动输出轴4转动，从而使分闸内拐臂64顺时针转动（如图3所示），此时分闸弹簧滚子66推动分闸弹簧座67向上移动压缩大小分闸弹簧，分闸弹簧座67带动活塞杆27向上移动，直至凸轮2与合闸滚子7分离（如图1所示），使分闸弹簧座67和活塞杆27不在向上移动，完成合闸过程。

（如图1所示）随着合闸拐臂43的转动合闸滚子7推开副分闸挚子17的下端，副分闸挚子17以副分闸挚子轴18为轴心顺时针转动，直至合闸拐臂43左端无法推动副分闸挚子17，此时凸轮2与合闸滚子7也分离，在大小分闸弹簧的弹力作用下，要使输出轴4和合闸拐臂43顺时针转动，副分闸挚子17上的副分闸挚子滚子20在副分闸挚子限位轴26、副分闸挚子弹簧21的作用力下配合二级分闸挚子12锁住的主分闸挚子滚子15，使合闸拐臂43被锁住，从而阻止了输出轴4的转动，大小分闸弹簧的弹力释能得以保存。

分闸过程：（如图1所示）分闸电磁铁8通电后击打一级分闸挚子10，使一级分闸挚子10和分闸半轴9逆时针转动，二级分闸挚子12无法锁住主分闸挚子16上的主分闸挚子滚子15，在大小分闸弹簧的作用力下，使合闸拐臂43顺时针转动，合闸拐臂43推动副分闸挚子17上的副分闸挚子滚子20使副分闸挚子17顺时针转动，在副分闸挚子弹簧21作用下副分闸挚子17使主分闸挚子16顺时针转动，主分闸挚子滚子15与二级分闸挚子12的左端分离，在大小分闸弹簧的弹力释能作用下分闸弹簧座67与活塞杆27向下移动，带动输出轴4和分闸内拐臂64旋转，带动合闸拐臂43继续旋转，随着分闸弹簧座67与活塞杆27向下移动，直至活塞杆27中间的突台与缓冲缸74下端的缸堵b106贴合完成分闸过程。

Claims (5)

1.一种弹簧操动机构，该机构包括作为基体的两块壁板以及集成在所述两块壁板上的储能系统、传动系统、分闸控制系统、合闸控制系统、输出系统；其特征在于：由左壁板和右壁板平行放置作为主支撑固定体，将传动系统的分闸弹簧筒和合闸弹簧筒固定在左壁板和右壁板之间的左右两端；所述分、合闸弹簧筒内分别穿装大分、合闸弹簧和小分、合闸弹簧，小分、合闸弹簧分别穿装在大分、合闸弹簧内；分、合闸弹簧调整座、大分、合闸弹簧、小分、合闸弹簧、分、合闸弹簧座分别被依次从上而下的压缩在分、合闸弹簧筒内；将密封穿装有缓冲套、活塞杆的缓冲缸压合固定于分闸弹簧筒上口部的法兰上，缓冲缸被置于小分闸弹簧内，活塞杆的下端螺纹固定连接分闸弹簧座67上；两块壁板上设置螺栓孔和轴孔，两块壁板上设置了两大轴系，即储能轴系和传动轴系；储能轴系主要由凸轮轴、凸轮轴轴承套、凸轮轴轴承组成，凸轮轴是储能轴系的主轴，通过两个装有凸轮轴轴承的凸轮轴轴承套，分别固定贯穿在左、右两块壁板上的中间位置；传动轴系主要由输出轴、管型轴、输出轴轴承套、管型轴轴承套、分闸内拐臂和合闸内拐臂构成，输出轴通过输出轴轴承和输出轴轴承套固定在左壁板内壁上，输出轴的右端插入管型轴内，管型轴内安装有管型轴内轴承和内定位套，管型轴穿装在装有管型轴外轴承的管型轴轴承套内，管型轴轴承套固定在右壁板内侧，输出轴的中间穿装固定分闸内拐臂，管型轴的左端穿装固定合闸内拐臂，分闸内拐臂左端贴合输出轴轴承套右端面，合闸内拐臂左端贴合输出轴右端面，合闸内拐臂右端贴合管型轴轴承套的左端面；分闸内拐臂的顶端穿装分闸弹簧滚子轴，分闸弹簧滚子轴上套装分闸弹簧滚子，分闸弹簧滚子与分闸弹簧座贴合；合闸内拐臂的顶端穿装合闸弹簧滚子轴，合闸弹簧滚子轴上套装合闸弹簧滚子，合闸弹簧滚子与合闸弹簧座贴合；所述的凸轮轴两端凸出左、右壁板，凸轮轴两端是六方轴，凸轮轴基于两块壁板的中面对称；所述的输出轴和管型轴可同轴的自由旋转，输出轴的左端突出左壁板，管型轴的右端突出右壁板；所述的合闸内拐臂与管型轴之间用花键轴形式固定并同轴转动，分闸内拐臂与输出轴之间采用六方轴形式固定并同步转动；凸轮轴的左端左壁板外侧装有凸轮，凸轮以凸轮轴为中心旋转，左壁板上凸轮轴的下方是输出轴，输出轴的左端凸出左壁板的一端与合闸拐臂右端固定，合闸拐臂以输出轴为中心旋转，合闸滚子用合闸滚子轴穿装在合闸拐臂的左端；凸轮轴左方左壁板的左端用螺栓固定分闸挚子支架，主分闸挚子轴一端穿装在分闸挚子支架中间另一端穿装在左壁板上，主分闸挚子轴穿装在主分闸挚子上端，主分闸挚子位于左壁板外侧与分闸挚子支架之间，主分闸挚子滚子用轴销固定在主分闸挚子的下端；副分闸挚子轴穿装在副分闸挚子的上端，固定在主分闸挚子中间位置，副分闸挚子轴位于主分闸挚子轴的下方，副分闸挚子的下端用副分闸挚子滚子轴穿装固定副分闸挚子滚子；副分闸挚子限位轴穿装固定在主分闸挚子上位于其中间位置，主分闸挚子限位轴穿装固定在分闸挚子支架和左壁板之间位于主分闸挚子的中间位置；副分闸挚子弹簧座固定在左壁板和分闸挚子支架之间，副分闸挚子弹簧支撑在副分闸挚子弹簧座和副分闸挚子之间，在副分闸挚子弹簧的弹力作用下，使副分闸挚子紧靠在副分闸挚子限位轴上，并且使主分闸挚子紧靠在主分闸挚子限位轴上；所述的传动系统通过棘轮上的储能滚子与合闸控制系统的合闸挚子配合动作，储能滚子随棘轮转动，贴合合闸挚子并限位，合闸挚子控制储能滚子从而控制能量的锁定与释放；通过合闸拐臂和合闸滚子与分闸控制系统的副分闸挚子和副分闸挚子滚子配合动作，合闸滚子可被凸轮推致与副分闸挚子贴合，副分闸挚子滚子贴合合闸拐臂，副分闸挚子和副分闸挚子滚子控制合闸滚子和合闸拐臂从而控制能量的锁定与释放；通过分闸弹簧座与输出系统的活塞杆配合动作，分闸弹簧座与活塞杆下端螺纹连接固定；通过棘轮与储能系统的储能棘爪配合动作，曲轴每转动一圈棘爪尖端就推动棘轮边缘的棘齿一下，从而使棘轮转动。

2.根据权利要求1所述的一种弹簧操动机构，其特征在于，所述的分闸控制系统由分闸电磁铁、分闸半轴、一级分闸挚子、二级分闸挚子支架、二级分闸挚子、二级分闸挚子轴、二级分闸挚子复位扭簧、主分闸挚子滚子、主分闸挚子、副分闸挚子、副分闸挚子轴、副分闸挚子滚子轴、副分闸挚子滚子、副分闸挚子弹簧、副分闸挚子弹簧座、主分闸挚子轴、分闸挚子支架、主分闸挚子限位轴、副分闸挚子限位轴组成；所述的主分闸挚子和副分闸挚子基于主分闸挚子的中面对称，副分闸挚子位于内侧；二级分闸挚子支架用螺栓固定在左壁板的左下方，二级分闸挚子轴穿装固定在左壁板和二级分闸挚子支架之间，在二级分闸挚子轴上穿装二级分闸挚子和二级分闸挚子复位扭簧，分闸半轴穿装固定在左壁板和二级分闸挚子支架之间位于二级分闸挚子轴的右下方，一级分闸挚子穿装固定在分闸半轴上，分闸电磁铁固定在一级分闸挚子的右侧，二级分闸挚子复位扭簧一端固定在二级分闸挚子左侧，另一端固定在一级分闸挚子左侧面上；凸轮轴的右端凸出右壁板部分穿装固定棘轮，棘轮被固定在凸轮轴上右壁板的外侧，操动连杆的一端用螺轴固定于棘轮上，操动连杆的另一端与储能连杆的一端用储能轴销A穿装固定，储能连杆的另一端与储能拐臂的一端用储能轴销B穿装固定，管型轴右端凸出右壁板的部分与储能拐臂穿装固定在一起。储能滚子轴穿装储能滚子后固定在棘轮边缘夹在棘轮中间的开口处。

3.根据权利要求1所述的一种弹簧操动机构，其特征在于，所述的储能系统由棘爪固定座、逆止棘爪轴、逆止棘爪、储能棘爪、曲轴、储能棘爪弹簧、大伞齿、小伞齿、电机、电机输出轴、齿轮轴、传动齿轮轴、曲轴、一级传动大齿轮、齿轮轴齿、一级传动大齿轮、二级传动小齿轮、二级传动大齿轮；棘爪固定座用螺栓固定在右壁板上棘轮的上方，逆止棘爪轴穿装在右壁板和棘爪固定座之间，曲轴贯穿左、右壁板和棘爪固定座，棘爪固定座和右壁板之间的曲轴部分套装着储能棘爪，在储能棘爪和逆止棘爪的后端用储能棘爪弹簧支撑着，在储能棘爪弹簧的作用力下，使储能棘爪和逆止棘爪的尖端都紧靠着棘轮的边缘；右壁板的右上方固定着电机，电机输出轴上安装固定小伞齿，齿轮轴贯穿左右壁板，凸出右壁板的部分穿装大伞齿，齿轮轴上左壁板内侧一端设有齿轮轴齿；传动齿轮轴贯穿固定在左、右壁板之间齿轮轴的左下方，传动齿轮轴的左端左壁板的内侧穿装一级传动大齿轮，传动齿轮轴的右端右壁板的内侧穿装二级传动小齿轮；曲轴上右壁板的内侧穿装二级传动大齿轮；所述的大伞齿与小伞齿配合转动，一级传动大齿轮与齿轮轴齿配合转动，二级传动小齿轮与二级传动大齿轮配合转动。

4.根据权利要求1所述的一种弹簧操动机构，其特征在于，所述的合闸控制系统由合闸电磁铁、小合闸挚子、小合闸挚子复位扭簧、合闸挚子、合闸挚子轴、合闸挚子滚子、合闸挚子弹簧座、合闸挚子弹簧、右壁板、合闸内拐臂、合闸弹簧滚子轴、合闸弹簧滚子、合闸挚子支架、小合闸挚子轴组成；合闸挚子轴贯穿在右壁板和合闸挚子支架之间，合闸挚子轴穿装合闸挚子上端，合闸挚子置于右壁板与合闸挚子支架之间，合闸挚子滚子用轴销穿装在合闸挚子的下端；合闸挚子弹簧座用螺栓固定于右壁板上，将合闸挚子弹簧支撑在合闸挚子弹簧座于合闸挚子之间，在合闸挚子弹簧的作用力下使合闸挚子下端左侧面始终与棘轮的圆周边缘贴合；小合闸挚子轴穿装固定在右壁板上合闸挚子的下方，小合闸挚子轴上穿装小合闸挚子和小合闸挚子复位扭簧，合闸电磁铁固定于小合闸挚子轴的右方，在小合闸挚子复位扭簧的作用下使小合闸挚子的右端始终与合闸电磁铁的动铁芯杆贴合。

5.根据权利要求1所述的一种弹簧操动机构，其特征在于，负责将机构的分、合闸动能传递给断路器的输出系统由活塞杆、挡板、缓冲缸、缓冲套、缸堵组成。

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