CN105225862B - 一种弹簧操动机构及其手动储能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弹簧操动机构及其手动储能装置，包括支座及转动装配于支座上的传动轴，所述传动轴正向旋转对应操动机构储能、反向旋转对应弹簧操动机构释放，还包括超越离合器和锁止装置，超越离合器具有正向旋转分离反向旋转相互结合的内圈和外圈，所述超越离合器的外圈与支座相对转动设置，所述超越离合器的内圈用于与转动装配在支座内的传动轴固定或通过传动结构同步旋转传动连接，所述锁止装置具有阻止超越离合器的外圈旋转以阻止弹簧操动机构的传动轴反向旋转的锁定状态，所述锁止装置还具有解除对超越离合器的外圈的锁止以使弹簧操动机构的传动轴反向旋转的解锁状态。本发明中的弹簧操作机构既能够手动储能又能够释能。
Description
技术领域
本发明涉及一种弹簧操动机构及其手动储能装置。
背景技术
高压开关弹簧操动机构用来为高压开关电路器动、静触头分、合闸的动力，一般的弹簧操动机构配备有用来对弹簧操动机构储能的储能电机，为了使操动机构能够有效、可靠的分、合闸，弹簧操动机构通常需要即能够通过电机驱动方式进行储能，还能够通过手动储能的方式为弹簧储能。
现有技术中如公告日为2014.02.12、公告号为CN203434017U的中国实用新型专利公开的一种用于断路器弹簧操动机构的手动储能装置，该手动储能装置包括设置在断路器弹簧操纵机构的机构齿轮轴上的第一锥齿轮、与第一锥齿轮配合的第二锥齿轮，第二锥齿轮的轮轴上设有手柄套，手柄套内壁与第二锥齿轮的轮轴之间设置单向轴承，手柄套与单向轴承外圈固定连接，手柄套上固定连接有手柄本体。在断路器弹簧操动机构需要手动储能时，沿正向转动手柄，手柄驱动第二锥齿轮的轮轴正向转动，第二锥齿轮轮轴带动第一锥齿轮转动对弹簧操动机构储能，由于第二锥齿轮的轮轴外表面与单向轴承的内壁配合，单向轴承的外壁与手柄套固定连接，使得手柄正向转动时带动第二锥齿轮正向转动，手柄反向转动时无法带动第二锥齿轮反向转动。
由于弹簧操动机构中的储能弹簧必须在完全加载时才能实现脱扣，当驱动电机停转时，由于电机惯性会继续转动，因此无法保证电机驱动轴停转的位置正好对应储能弹簧完全加载的位置，当储能弹簧未达到完全加载位置，就需要对储能弹簧的能量进行释放，以方便技术人员操作弹簧操动机构。而上述手动储能装置只能带动第二锥齿轮正向转动进行储能操作，无法满足手动释能操作，进而无法满足使用需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够手动储能和使弹簧操动机构释能的手动储能装置。本发明的目的在于提供一种使用该手动储能装置的断路器弹簧操动机构。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种弹簧操动机构的手动储能装置，包括支座及转动装配于支座上的传动轴，所述传动轴正向旋转对应操动机构储能、反向旋转对应弹簧操动机构释放，还包括超越离合器和锁止装置，超越离合器具有正向旋转分离反向旋转相互结合的内圈和外圈，所述超越离合器的外圈与支座相对转动设置，所述超越离合器的内圈用于与转动装配在支座内的传动轴固定或通过传动结构同步旋转传动连接，所述锁止装置具有阻止超越离合器的外圈旋转以阻止弹簧操动机构的传动轴反向旋转的锁定状态，所述锁止装置还具有解除对超越离合器的外圈的锁止以使弹簧操动机构的传动轴反向旋转的解锁状态。
所述支座设有供弹簧操动机构的传动轴转动装配的中心孔，所述超越离合器设置在支座的中心孔内，超越离合器与支座之间设有限位套，所述超越离合器的外圈与所述限位套固定连接，所述限位套与所述支座相对转动，所述锁止装置设置在支座和限位套上。
所述锁止装置包括能够移动至锁止位和解锁位的锁舌、限位套上设置的与锁止位的锁舌挡止配合以阻止限位套转动的止转配合结构，锁止装置在锁定状态下所述锁舌处于锁止位而与止转配合结构止转配合，锁止装置在锁解锁状态下所述锁舌处于解锁位而与止转配合结构分离，还包括驱动锁舌从解锁位向锁止位移动的弹性件，弹性件在锁舌受外力时被压缩而使锁舌从锁止位向解锁位移动。
所述限位套的端部设置有凸缘，所述止转配合结构为设置在凸缘的径向侧面上的至少一个平面段，支座上开设有盲孔，所述锁舌为穿装在盲孔中的限位柱，所述弹性件为设置在盲孔底部的能够将限位柱顶起的复位弹簧。
弹簧操动机构，包括输入轴和与输入轴传动连接的手动储能装置，手动储能装置包括支座及转动装配于支座上的传动轴，所述传动轴正向旋转对应操动机构储能、反向旋转对应弹簧操动机构释放，还包括超越离合器和锁止装置，超越离合器具有正向旋转分离反向旋转相互结合的内圈和外圈，所述超越离合器的外圈与支座相对转动设置，所述超越离合器的内圈用于与转动装配在支座内的传动轴固定或通过传动结构同步旋转传动连接，所述锁止装置具有阻止超越离合器的外圈旋转以阻止弹簧操动机构的传动轴反向旋转的锁定状态，所述锁止装置还具有解除对超越离合器的外圈的锁止以使弹簧操动机构的传动轴反向旋转的解锁状态。
所述支座设有供弹簧操动机构的传动轴转动装配的中心孔，所述超越离合器设置在支座的中心孔内，超越离合器与支座之间设有限位套，所述超越离合器的外圈与所述限位套固定连接，所述限位套与所述支座相对转动，所述锁止装置设置在支座和限位套上。
所述锁止装置包括能够移动至锁止位和解锁位的锁舌、限位套上设置的与锁止位的锁舌挡止配合以阻止限位套转动的止转配合结构，锁止装置在锁定状态下所述锁舌处于锁止位而与止转配合结构止转配合，锁止装置在锁解锁状态下所述锁舌处于解锁位而与止转配合结构分离，还包括驱动锁舌从解锁位向锁止位移动的弹性件，弹性件在锁舌受外力时被压缩而使锁舌从锁止位向解锁位移动。
所述限位套的端部设置有凸缘，所述止转配合结构为设置在凸缘的径向侧面上的至少一个平面段，支座上开设有盲孔，所述锁舌为穿装在盲孔中的限位柱，所述弹性件为设置在盲孔底部的能够将限位柱顶起的复位弹簧。
本发明的有益技术效果为：弹簧操动机构的手动储能装置包括支座和锁止装置，弹簧操动机构的传动轴穿装在支座中，支座与传动轴之间设置有超越离合器，超越离合器具有内圈和外圈，超越离合器的内圈与传动轴固定或者通过传动结构同步旋转传动连接，超越离合器的外圈与支座相对转动设置，锁止装置具有锁定状态和解锁状态，当弹簧操动机构的传动轴正向转动时，超越离合器的外圈和内圈分离，锁止装置处于锁定状态，锁止装置阻止超越离合器的外圈转动，传动轴不会反向转动；当锁止装置处于解锁状态时，超越离合器的外圈能够相对于支座转动，此时超越离合器的外圈和内圈相互结合，弹簧操动机构的传动轴能够反向转动，进而实现弹簧操动机构的释能过程，本发明能够实现手动储能和手动储能功能，当需要储能时，让锁止装置处于锁定状态，当需要释能时，让锁止装置处于解锁状态，提高弹簧操动机构的使用性能。
附图说明
图1是本发明实施例1中弹簧操动机构的结构示意图；
图2 是本发明实施例1中弹簧操动机构的结构示意图；
图3是图2中I部的放大示意图；
图4是本发明实施例1中弹簧操动机构的手动储能装置的结构示意图；
图5是本发明实施例1中弹簧操动机构的手动储能装置的结构示意图；
图6是本发明实施例1中弹簧操动机构的手动储能装置处于锁定状态时限位套与限位柱的配合示意图；
图7是本发明实施例1中弹簧操动机构的摇把的结构示意图；
图8是图7中II部的放大示意图；
图中：1-支座 2-复位弹簧 3-限位套 31-平面段4-传动轴 5-支承轴承 6-圆柱销7-弹性挡圈 8-调整垫片 9-推力轴承 11-限位柱 111-台阶面12-弹簧操动机构 14-摇把141-第一侧壁 142-第二侧壁 15-储能电机 16-输入轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
本发明中弹簧操动机构的实施例1，如图1~图8所示，弹簧操动机构12包括储能电机15、手动储能装置和输入***的输入轴16，输入轴16的端部设置有第一锥齿轮，储能电机15的输出端连接有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，弹簧操动机构可通过电机转动带动输入轴16正向转动进行储能，也可以通过手动储能装置为弹簧操动机构储能。
手动储能装置包括支座1和锁止装置。支座1设置有中心孔，中心孔内转动装配有传动轴4，传动轴4的轴向一端连接有与第一锥齿轮配合的第三锥齿轮，当传动轴4正向旋转带动输入轴16正向转动，对应弹簧操动机构储能，当传动轴4反向旋转带动输入轴16反向转动，对应弹簧操动机构释放。支座1与传动轴4之间设置有支承轴承5和超越离合器，支承轴承5和超越离合器沿传动轴轴向间隔设置，支承轴承5的内圈与传动轴配合，支承轴承5的外圈与支座1固定，超越离合器具有内圈和外圈，超越离合器的外圈与支座之间设置有限位套3，超越离合器的内圈与传动轴4固定，超越离合器的外圈与限位套3固定连接，限位套3和超越离合器的外圈能够相对于支座1转动，超越离合器的内圈和外圈在传动轴4正向旋转时分离，在传动轴反向转动时相互结合。
锁止装置具有锁定状态和解锁状态，当锁止装置处于锁定状态时，锁止装置阻止限位套转动，限位套和超越离合器的外圈相对于支座固定，当锁止装置处于解锁状态时，锁止装置解除对限位套的锁止，限位套和超越离合器的外圈能够相对于支座转动；锁止装置包括设置在支座上能够移动至锁止位和解锁位的锁舌、限位套上设置的与锁止位的锁舌挡止配合以阻止限位套转动的止转配合结构，锁止装置在锁定状态下所述锁舌处于锁止位而与止转配合结构止转配合，锁止装置在锁解锁状态下所述锁舌处于解锁位而与止转配合结构分离，还包括驱动锁舌从解锁位向锁止位移动的弹性件，弹性件在锁舌受外力时被压缩而使锁舌从锁止位向解锁位移动。限位套3远离第三锥齿轮的一端设置有凸缘，凸缘的径向外侧面上具有平面段31，所述止转配合结构为平面段31，支座1上开设有开口背离第三锥齿轮的盲孔，所述锁舌为穿装在盲孔中的限位柱11，所述弹性件为设置在盲孔底部的能够将限位柱顶起的复位弹簧2。当锁止装置处于锁定状态时，平面段与限位柱的外侧面挡止配合，锁止装置阻止限位套3和超越离合器的外圈相对于支座1转动，当按下限位柱11时锁止装置处于解锁状态，限位柱为凸缘让位，锁止装置解除对限位套和超越离合器的锁止，限位套和超越离合器的外圈能够相对与支座转动。松开限位柱11，当平面段31到达限位柱位置处时，复位弹簧2将限位柱11顶起，限位柱11复位，限位柱重新和平面段31挡止配合，阻止限位套和超越离合器相对于支座1转动。为了防止限位柱11从盲孔中脱落，限位柱11为阶梯轴，限位柱11背离复位弹簧的一端具有台阶面111，当限位柱在复位弹簧在弹力作用下向盲孔的孔口处移动时，限位柱的台阶面111与凸缘的内侧端面挡止配合以防止限位柱从盲孔中弹出。
传动轴4远离第三锥齿轮的一端设置有推力轴承9和弹性挡圈7，推力轴承9和弹性挡圈7之间设置有调整垫片8，推力轴承9的两端面分别与超越离合器和弹性挡圈配合。传动轴4远离第三锥齿轮的一端开设有轴线沿传动轴的径向延伸的轴孔，轴孔中穿装有圆柱销6，圆柱销6通过摇把14的扭转作用能够驱动传动轴4转动，摇把14的头部开设有供圆柱销6放入的卡槽。
本发明弹簧操动机构的工作原理是：手动储能时，限位柱与限位套上的平面段挡止配合，锁止装置处于锁定状态，将圆柱销放入摇把的卡槽内，通过摇把手动驱动传动轴正向转动，超越离合器的外圈和内圈是分离的，限位套和超越离合器的外圈相对于支座固定，超越离合器的内圈随着传动轴转动，传动轴带动输入轴正向转动，进而向操动机构储能，在手动储能过程中，由于超越离合器的外圈和内圈在传动轴反向转动时会相互结合，又超越离合器的外圈、限位套相对于支座固定，因此在储能过程中传动轴不会反向转动，保证储能能够顺利进行。当需要手动释能时，按下限位柱，限位柱为限位套让位，锁止装置处于解锁状态，锁止装置解除对限位套的锁止，传动轴反向转动，超越离合器的内圈和外圈相互结合，传动轴带动超越离合器的内圈、外圈和限位套同时反向转动，弹簧操动机构释放。当需要停止释放弹簧操动机构时松开限位柱11，限位套的平面段31转动至限位柱位置处时，复位弹簧2将限位柱11顶起，限位柱与平面段挡止配合以阻止传动轴继续反向转动，弹簧操动机构停止释放，间断按下限位柱，弹簧操动机构能够进行间歇释能，防止弹簧操动机构瞬间弹簧能量完全释放造成事故。
如图7、图8所示，摇把14的卡槽包括用于与圆柱销挡止配合的第一侧壁141和能够引导圆柱销进入卡槽和退出卡槽的第二侧壁142，第一侧壁141和第二侧壁142朝同一方向倾斜设置，当正向针旋转摇把时，圆柱销与第一侧壁挡止配合，摇把带动传动轴正向转动为弹簧操动机构储能，当手动储能过程中，储能电机突然转动，会带动传动轴正向转动，此时第二侧壁会引导圆柱销退出卡槽，圆柱销与摇把脱离，防止传动轴带动摇把转动打伤操作人员。同时，摇把只能够正向转动传动轴，当反向转动摇把时，在第二侧壁的引导作用下，圆柱销会从卡槽中退出，进而防止误操作的发生。支座上开设有穿孔，穿孔中安装固定螺栓将支座固定在的弹簧操动机构上。
在其他实施例中，锁止装置也可以为其他结构，例如在支座上固设一个凸块，限位套包括限位内套体和限位外套体，限位内套体和限位外套体采用键配合，限位内套体与超越离合器的外圈固定连接，限位外套体可在限位内套体的外部沿轴向导向滑动，限位外套体的端部固设有限位法兰盘，限位法兰盘的对应端面上开设有与凸块配合的凹槽，锁止装置的锁舌为所述凸块，锁止装置的止转配合结构为设置在限位外套体上的凹槽，可在限位外套体上和支座上对应设置相互配合的电磁铁，当电磁铁相互吸引和相互排斥时驱动限位外套体导向移动，也可通过手动操作驱动限位外套体导向移动，将限位法兰盘向靠近凸块的方向导向滑动，使凸块与凹槽配合，此时锁止装置处于锁定状态，凸块阻止限位套和超越离合器的外圈转动，将限位法兰盘远离凸块，锁止装置处于解锁状态；另外，可在限位套上设置凸块，支座上设置与凸块配合的凹槽。锁止装置还可以为设置在限位套上的制动器，支座上固设有与制动器配合固定件，当弹簧操动机构需要储能时，制动器抱紧支座上的固定件以阻止限位套转动，当需要释能时，制动器松开固定件。
在其他实施例中，超越离合器的内圈与传动轴之间可设置传动件，例如通过齿轮齿圈啮合同步传动连接，齿轮与传动轴固定，齿圈与超越离合器的内圈固定；限位套可以不设，可在超越离合器远离第三锥齿轮一端上固设挡沿，止转面设置挡沿上。凸缘外侧面的平面段可替换为缺口或凹槽，当锁止装置处于锁止状态时，限位柱一端露出盲孔，限位柱被卡在缺口或凹槽中，限位柱与缺口的内壁挡止配合进而阻止限位套转动。凸缘外侧面的平面段还可以设置多个，例如两个、三个等，当锁止装置处于锁定状态时，限位柱与其中一个平面段挡止配合。
本发明中弹簧操动机构储能时，通过摇把手动扭转传动轴转动为弹簧储能，显然也可以在传动轴的端部连接驱动电机，通过驱动电机带动传动轴转动为弹簧操动机构储能。
本发明中弹簧操动机构的手动储能装置的实施例，手动储能装置的具体结构上述已经详细描述过，为避免重复，在此不做赘述。
Claims (6)
1.一种弹簧操动机构的手动储能装置，包括支座及转动装配于支座上的传动轴，所述传动轴正向旋转对应操动机构储能、反向旋转对应弹簧操动机构释放，其特征在于：还包括超越离合器和锁止装置，超越离合器具有正向旋转分离反向旋转相互结合的内圈和外圈，所述超越离合器的外圈与支座相对转动设置，所述超越离合器的内圈用于与转动装配在支座内的传动轴固定或通过传动结构同步旋转传动连接，所述锁止装置具有阻止超越离合器的外圈旋转以阻止弹簧操动机构的传动轴反向旋转的锁定状态，所述锁止装置还具有解除对超越离合器的外圈的锁止以使弹簧操动机构的传动轴反向旋转的解锁状态，所述支座设有供弹簧操动机构的传动轴转动装配的中心孔，所述超越离合器设置在支座的中心孔内，超越离合器与支座之间设有限位套，所述超越离合器的外圈与所述限位套固定连接，所述限位套与所述支座相对转动，所述锁止装置设置在支座和限位套上。
2.根据权利要求1所述的手动储能装置，其特征在于：所述锁止装置包括能够移动至锁止位和解锁位的锁舌、限位套上设置的与锁止位的锁舌挡止配合以阻止限位套转动的止转配合结构，锁止装置在锁定状态下所述锁舌处于锁止位而与止转配合结构止转配合，锁止装置在锁解锁状态下所述锁舌处于解锁位而与止转配合结构分离，还包括驱动锁舌从解锁位向锁止位移动的弹性件，弹性件在锁舌受外力时被压缩而使锁舌从锁止位向解锁位移动。
3.根据权利要求2所述的手动储能装置，其特征在于：所述限位套的端部设置有凸缘，所述止转配合结构为设置在凸缘的径向侧面上的至少一个平面段，支座上开设有盲孔，所述锁舌为穿装在盲孔中的限位柱，所述弹性件为设置在盲孔底部的能够将限位柱顶起的复位弹簧。
4.弹簧操动机构，包括输入轴和与输入轴传动连接的手动储能装置，手动储能装置包括支座及转动装配于支座上的传动轴，所述传动轴正向旋转对应操动机构储能、反向旋转对应弹簧操动机构释放，其特征在于：还包括超越离合器和锁止装置，超越离合器具有正向旋转分离反向旋转相互结合的内圈和外圈，所述超越离合器的外圈与支座相对转动设置，所述超越离合器的内圈用于与转动装配在支座内的传动轴固定或通过传动结构同步旋转传动连接，所述锁止装置具有阻止超越离合器的外圈旋转以阻止弹簧操动机构的传动轴反向旋转的锁定状态，所述锁止装置还具有解除对超越离合器的外圈的锁止以使弹簧操动机构的传动轴反向旋转的解锁状态，所述支座设有供弹簧操动机构的传动轴转动装配的中心孔，所述超越离合器设置在支座的中心孔内，超越离合器与支座之间设有限位套，所述超越离合器的外圈与所述限位套固定连接，所述限位套与所述支座相对转动，所述锁止装置设置在支座和限位套上。
5.根据权利要求4所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述锁止装置包括能够移动至锁止位和解锁位的锁舌、限位套上设置的与锁止位的锁舌挡止配合以阻止限位套转动的止转配合结构，锁止装置在锁定状态下所述锁舌处于锁止位而与止转配合结构止转配合，锁止装置在锁解锁状态下所述锁舌处于解锁位而与止转配合结构分离，还包括驱动锁舌从解锁位向锁止位移动的弹性件，弹性件在锁舌受外力时被压缩而使锁舌从锁止位向解锁位移动。
6.根据权利要求5所述的弹簧操动机构，其特征在于：所述限位套的端部设置有凸缘，所述止转配合结构为设置在凸缘的径向侧面上的至少一个平面段，支座上开设有盲孔，所述锁舌为穿装在盲孔中的限位柱，所述弹性件为设置在盲孔底部的能够将限位柱顶起的复位弹簧。
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