CN104952650A - 用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构及其气体绝缘断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构，包括：一个由一个动力装置的输出轴带动的传动轴；一个离合件，其具有一个可与所述传动轴单向传动连接的接合端和一个啮合端；一个推杆，其穿设于所述离合件中并具有一个接触端和一个连接于所述传动轴的固定端；一个包括可与所述啮合端传动连接的传动齿轮的齿轮轴；一个转动件，其可转动地套设于所述齿轮轴并具有一个传动端和一个驱动端；和一个复位件，其一端抵靠于所述传动轴，而另一端抵靠于所述输出轴；一个驱动齿轮，其与所述齿轮轴传动连接并在周向上设有一个可推动所述传动端的驱动部。本发明还涉及采用这种离合机构的气体绝缘断路器。本发明离合机构的传递扭矩小、可靠性高、成本低。

Description

用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构及其气体绝缘断路器

技术领域

本发明涉及离合机构，特别是涉及一种用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构。此外，本发明还涉及采用这种离合机构的气体绝缘断路器。

背景技术

多种储能装置均须与离合机构配合以积聚能量并在需要时释放能量。这些储能装置例如可以是利用弹簧来积聚势能，且当能量积聚完成时使离合机构处于解锁状态以释放能量。

多种现有用于高压输电的气体绝缘断路器均采用储能装置和与其配合的离合机构，在锁紧状态下的离合机构使得储能装置能够积聚和储存能量。当离合机构处于解锁状态下时，动力装置将与储能装置机械分离，进而使储能装置中所积聚的能量得以释放，从而将储能装置中所储存的势能转化为动能，进而推动气体绝缘断路器中的操动机构来断开或闭合连接有气体绝缘断路器的电路。一种现有的离合机构采用棘轮机构的形式，其中棘轮与棘爪相互配合，在锁紧状态下棘轮随着能量的积聚只能单向转动，故所积聚的能量不会流失。当储能装置完成能量积聚时，棘爪将与棘轮上的一圆弧面实现动力装置与储能装置的机械分离，从而释放所积聚的能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构，实现在储能完成时动力装置与储能装置之间简便且可靠的机械分离，且具有较小的传递扭矩和较低的成本。本发明的另一个目的是提供使用上述离合机构的气体绝缘断路器。

本发明提供了一种用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构，包括：一个传动轴，其由一个动力装置的输出轴带动；一个离合件，其具有一个可与所述传动轴单向传动连接的接合端和一个啮合端；一个推杆，其穿设于所述离合件中并具有一个接触端和一个连接于所述传动轴的固定端；一个齿轮轴，其包括一个可与所述啮合端传动连接的传动齿轮；一个转动件，其可转动地套设于所述齿轮轴并具有一个传动端和一个驱动端，所述驱动端可推动所述接触端；和一个复位件，其一端抵靠于所述传动轴，而另一端抵靠于所述输出轴，所述复位件产生的复位力趋向于使传动轴与接合端传动连接；一个驱动齿轮，其与所述齿轮轴传动连接并在周向上设有一个可推动所述传动端的驱动部，所述驱动部可推动所述转动件绕所述齿轮轴转动以使所述驱动端推动所述接触端。

在本发明离合机构的一种示意性的实施方式中，其中所述传动轴与所述接合端通过牙嵌离合来单向传动连接。

在本发明离合机构的另一示意性的实施方式中，其中所述传动轴包括一个固定在其内周面的连接板，所述固定端连接于所述连接板。

在本发明离合机构的再一示意性的实施方式中，其中所述复位件为一个弹簧，其一端抵靠于所述传动轴的所述连接板，另一端抵靠于所述输出轴。

在本发明离合机构的又一示意性的实施方式中，其中所述啮合端为可与所述传动齿轮啮合的锥齿轮。

在本发明离合机构的又一示意性的实施方式中，还包括：一个限位件，其具有一个限位端，且所述传动端可抵靠于所述限位端；和一个复位弹簧，其一端连接于所述限位件，而另一端连接于所述传动端，所述复位弹簧产生的回复力趋向于使所述传动端抵靠于所述限位端。

在本发明离合机构的又一示意性的实施方式中，还包括一个中间齿轮轴和一个穿设于所述中间齿轮轴上的中间齿轮，所述中间齿轮传动连接所述齿轮轴，而所述中间齿轮轴的齿轮部传动连接所述驱动齿轮。

在本发明离合机构的又一示意性的实施方式中，其中所述驱动部为一个圆柱凸起。

本发明还提供了一种气体绝缘断路器，包括动力装置、储能装置以及上述离合机构，其中所述传动轴与动力装置连接，所述驱动齿轮与储能装置连接。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1用于说明用于储能装置的离合机构的一种示意性实施方式的结构示意图。

图2至图4用于说明用于储能装置的离合机构的工作过程。

图5用于说明用于储能装置的离合机构的另一示意性实施方式的结构示意图。

标号说明

10  传动轴

12  输出轴

14  弹簧

16  连接板

20  离合件

22  接合端

24  啮合端

30  推杆

32  接触端

34  固定端

40  齿轮轴

42  传动齿轮

50  转动件

52  传动端

54  驱动端

60  驱动齿轮

62  驱动部

70  限位件

72  限位端

80  复位弹簧

90  中间齿轮轴

92  中间齿轮

94  齿轮部。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

在本文中，“传动连接”指一个部件将其转动或平动传递至另一个部件。另外，“传动连接”可以是两个部件之间直接接触而传动，也可以是两个部件没有直接接触，而是通过其他部件间接的传动。

图1用于说明用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构的一种示意性实施方式的结构示意图。如图1所示，用于储能装置的离合机构包括一个传动轴10、一个离合件20、一个推杆30、一个齿轮轴40、一个转动件50、一个复位件14和一个驱动齿轮60。

传动轴10与一个动力装置的输出轴12连接，动力装置例如为电动机，且输出轴可为电动机的输出轴。传动轴10可由输出轴12带动而同步转动。

离合件20具有一个接合端22和一个啮合端24。接合端22可与传动轴10单向传动连接，使得传动轴10可带动离合件20单向转动。单向传动连接可通过如图1所示的牙嵌离合来实现，但也可以采用其他方式。此处，单向传动是指传动轴10仅能带动离合件20朝向一个固定的方向转动，而当传动轴10改变其转动方向时，离合件20不会跟随传动轴10转动。

推杆30穿设于离合件20中，并具有一个接触端32和一个固定端34。固定端34固定连接于传动轴10，参见图1和图4，传动轴10包括一个固定在其内周面的连接板16，而固定端34连接于连接板16。推杆30可沿图1中箭头所示的离合方向相对于离合件20运动。当推杆30沿图1中箭头所示的离合方向运动时，传动轴10与接合端22脱离，传动轴10可以继续由输出轴12带动而转动，但传动轴10无法带动离合件20转动。在用于储能装置的离合机构的离合过程中，传动轴10沿其轴向相对于离合件20运动，而离合件20沿其轴向位置固定。

齿轮轴40包括一个可与啮合端24传动连接的传动齿轮42。传动齿轮42啮合于啮合端24使得离合件20可带动传动齿轮42转动。在用于储能装置的离合机构的一种示意性实施方式中，啮合端24为锥齿轮，通过使用锥齿轮，使得离合件20的转动轴向垂直于传动齿轮42的转动轴向。

转动件50连接于齿轮轴40的转轴的轴心，且转动件50可转动地套设于齿轮轴40，并可相对于齿轮轴40的轴心转动。转动件50具有一个传动端52和一个驱动端54。当转动件50相对于传动齿轮42的轴心转动时，驱动端54可推动接触端32接触，并通过接触端32推动推杆30沿图1中箭头所示的离合方向运动。

参见图1和图2，复位件14为一个弹簧，其一端抵靠于传动轴10的连接板16，另一端抵靠于输出轴12。弹簧产生的复位力趋向于使传动轴10与接合端22传动连接。复位力的方向与图1中箭头所示的离合方向相反。当驱动端54与接触端32脱离接触且储能装置储存的能量释放后，在复位力的作用下，传动轴10可重新与接合端22传动连接，传动轴10带动离合件20转动。复位件14除了可以为弹簧外，还可以为其他能够产生适合的复位力的部件，例如由弹性材料制成的部件。驱动齿轮60可与齿轮轴40传动连接。在图1所示的实施方式中，驱动齿轮60与齿轮轴40通过外啮合来传动连接。驱动齿轮60在周向上设有一个驱动部62。在图1所示的实施方式中，驱动部62为一个圆柱凸起。在驱动齿轮60转动地过程中，驱动部62可与传动端52接触，且当驱动部62与传动端52接触时，驱动部62可推动转动件50绕齿轮轴40转动，以使驱动端54推动接触端32。上述结构使得本发明的离合机构的传递扭矩小、可靠性高，且成本低。

图2至图4用于说明用于储能装置的离合机构的工作过程。如图2所示，传动轴10带动离合件20转动。离合件20带动传动齿轮42转动。传动齿轮42带动驱动齿轮60转动（例如逆时针转动），从而进行储能装置的储能过程。驱动齿轮60的转动还带动驱动部62朝向传动端52转动，且在图2所示的时刻驱动部62还未与传动端52接触。

驱动齿轮60带动驱动部62朝向传动端52继续转动。如图3所示，驱动部62与传动端52接触，且驱动齿轮60的转动通过驱动部62传递至转动件50，使得转动件50相对于传动齿轮42的轴心顺时针转动，且驱动端54开始与接触端32接触。此时，传动轴10带动离合件20转动。离合件20带动传动齿轮42转动。传动齿轮42带动驱动齿轮60逆时针转动，储能装置的储能过程继续。

如图4所示，驱动齿轮60的转动通过驱动部62传递至转动件50。驱动端54与接触端32接触后，驱动端54开始沿图4中箭头所示的离合方向推动接触端32，从而将转动件50的转动转换为推杆30沿图4中箭头所示的离合方向的平动。推杆30沿图4中箭头所示的离合方向的平动推动传动轴10，使得传动轴10沿图4中箭头所示的离合方向的运动，从而与接合端22脱离。传动轴10与接合端22脱离后，传动轴10的转动无法传递至离合件20，使得传动齿轮42和驱动齿轮60停止转动，储能装置的储能过程结束。当气体绝缘断路器被触发而断开供电线路时，储能装置存储的能量被释放，且驱动齿轮60继续逆时针转动，当驱动端54脱离与接触端32的接触后，复位件（例如弹簧）产生的复位力使传动轴10与接合端22再次传动连接，使得输出轴12输出的扭矩重新传递至驱动齿轮60。

图5用于说明储能装置的离合机构的另一种示意性实施方式的结构示意图。如图5所示，离合机构包括一个限位件70和一个复位弹簧80。限位件70具有一个限位端72。复位弹簧80的一端连接于限位件70，且复位弹簧80的另一端连接于传动端52。复位弹簧80所产生的弹性回复力趋向于使传动端52抵靠于限位端72。当驱动部62未与传动端52接触时，在复位弹簧80弹性回复力的作用下，传动端52可抵靠于限位端72。当驱动部62带动转动件50转动时，使得复位弹簧80拉伸。

如图5所示，在用于储能装置的离合机构的一种示意性实施方式中，离合机构包括一个中间齿轮轴90。中间齿轮轴90设有一个穿设于中间齿轮轴90上的中间齿轮92和一个齿轮部94。中间齿轮92啮合于齿轮轴40，且齿轮部94啮合于驱动齿轮60。中间齿轮92和齿轮部94均为直齿圆柱齿轮，且它们分别与齿轮轴40和驱动齿轮60的啮合为外啮合。中间齿轮92和齿轮部94之间设有一个单向超越离合器（图中未显示），当储能装置储存的能量释放的过程中，驱动齿轮60快速转动，且驱动齿轮60仅带动齿轮部94转动，而其他的齿轮都不转动。

本发明还提供了一种气体绝缘断路器，它包括动力装置、储能装置以及上述离合机构，其中传动轴10与动力装置连接，驱动齿轮60与储能装置连接。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构，包括：

一个传动轴（10），其由一个动力装置的输出轴（12）带动；

一个离合件（20），其具有一个可与所述传动轴（10）单向传动连接的接合端（22）和一个啮合端（24）；

一个推杆（30），其穿设于所述离合件（20）中并具有一个接触端（32）和一个连接于所述传动轴（10）的固定端（34）；

一个齿轮轴（40），其包括一个可与所述啮合端（24）传动连接的传动齿轮（42）；

一个转动件（50），其可转动地套设于所述齿轮轴（40）并具有一个传动端（52）和一个驱动端（54），所述驱动端（54）可推动所述接触端（32）；和

一个复位件（14），其一端抵靠于所述传动轴（10），而另一端抵靠于所述输出轴（12），所述复位件（14）产生的复位力趋向于使所述传动轴（10）与所述接合端（22）传动连接；

一个驱动齿轮（60），其与所述齿轮轴（40）传动连接并在周向上设有一个可推动所述传动端（52）的驱动部（62），所述驱动部（62）可推动所述转动件（50）绕所述齿轮轴（40）转动以使所述驱动端（54）推动所述接触端（32）。

2.如权利要求1所述的离合机构，其中所述传动轴（10）与所述接合端（22）通过牙嵌离合来单向传动连接。

3.如权利要求1所述的离合机构，其中所述传动轴（10）包括一个固定在其内周面的连接板（16），所述固定端（34）连接于所述连接板（16）。

4.如权利要求3所述的离合机构，其中所述复位件（14）为一个弹簧，其一端抵靠于所述传动轴（10）的所述连接板（16），另一端抵靠于所述输出轴（12）。

5.如权利要求1所述的离合机构，其中所述啮合端（24）为可与所述传动齿轮（42）啮合的锥齿轮。

6.如权利要求1所述的离合机构，其中还包括：

一个限位件（70），其具有一个限位端（72），且所述传动端（52）可抵靠于所述限位端（72）；和

一个复位弹簧（80），其一端连接于所述限位件（70），而另一端连接于所述传动端（52），所述复位弹簧（80）产生的回复力趋向于使所述传动端（52）抵靠于所述限位端（72）。

7.如权利要求1所述的离合机构，其中还包括一个中间齿轮轴（90）和一个穿设于所述中间齿轮轴（90）上的中间齿轮（92），所述中间齿轮（92）传动连接所述齿轮轴（40），而所述中间齿轮轴（90）的齿轮部（94）传动连接所述驱动齿轮（60）。

8.如权利要求1所述的离合机构，其中所述驱动部（62）为一个圆柱凸起。

9.一种气体绝缘断路器，包括动力装置、储能装置以及上述任一权利要求所述的离合机构，其中所述传动轴（10）与动力装置连接，所述驱动齿轮（60）与储能装置连接。