一种油缓冲器及高压直流断路器的制作方法

本发明涉及一种油缓冲器及高压直流断路器。

背景技术：
高压断路器的分合闸运动速度较高，而触头的运动行程相对较小，要使高速运动的触头在短行程内停止，需要采用缓冲效果较好的缓冲器来吸收运动部件的动能，防止断路器中的零部件因受到巨大的冲击而损坏，因此，缓冲器对断路器的使用和性能起着至关重要的作用。现有技术中断路器缓冲器多有采用油缓冲器，油缓冲器除了能够吸收断路器运动部件的动能，保护断路器运动部件不受冲击而损坏，其缓冲特性还直接影响断路器分、合闸末期速度和行程曲线。公告号为CN201315270Y的中国实用新型专利公开了断路器的油缓冲器，该类型缓冲器采用内缸体、外缸体、活塞杆及油密封零部件的总体结构，在分合闸运动过程中活塞杆在小缸体内沿其轴向方向运动，推动液压油从内缸体圆周方向阻尼孔中流出，从而起到缓冲作用。影响缓冲特性的因素主要是小缸体上的阻尼孔，合适的阻尼孔尺寸及位置关系可以提高断路器产品的可靠性和稳定性。但是，该类型的缓冲器结构复杂、零部件加工难度大、成本高，装配效率低，不便于维护。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种结构简单、缓冲效果较好的油缓冲器；同时，本发明还提供了一种使用该油缓冲器的高压直流断路器。本发明的油缓冲器采用如下技术方案：一种油缓冲器，包括前后延伸的密封油缸以及与密封油缸导向滑动配合的活塞，密封油缸内充满缓冲油，所述密封油缸的前端设有用于与活塞外径导向滑动配合的缓冲段，所述活塞的外周面上沿活塞的缩回方向设有在运动至缓冲段内时与缓冲段的内壁面之间的间隙逐渐增大的缓冲曲面。所述缓冲曲面有多个且周向间隔设置在活塞上。所述缓冲曲面包括两个以上阶梯状平面。所述活塞上于缓冲段的后侧设有非缓冲段，所述非缓冲段具有用于与活塞的最大外径处的外圆周面吻合的导向面，所述导向面上设有内凹的轴向延伸的过油槽。所述活塞上设有轴向贯通活塞两端的通油孔。本发明的高压直流断路器采用如下技术方案：一种高压直流断路器，包括操动机构，所述操动机构上传动连接有油缓冲器，所述油缓冲器包括密封油缸以及与密封油缸导向滑动配合的活塞，密封油缸内充满缓冲油，所述密封油缸的前端设有用于与活塞外径导向滑动配合的缓冲段，所述活塞的外周面上沿活塞的缩回方向设有在运动至缓冲段内时与缓冲段的内壁面之间的间隙逐渐增大的缓冲曲面。所述缓冲曲面有多个且周向间隔设置在活塞上。所述缓冲曲面包括两个以上阶梯状平面。所述活塞上于缓冲段的后侧设有非缓冲段，所述非缓冲段具有用于与活塞的最大外径处的外圆周面吻合的导向面，所述导向面上设有内凹的轴向延伸的过油槽。所述活塞上设有轴向贯通活塞两端的通油孔。本发明的油缓冲器密封油缸内轴向设有缓冲段，在活塞向缓冲段运动时,活塞挤压缓冲腔内的缓冲油，缓冲油由活塞外周的曲面和缓冲段内壁面之间的间隙中排出，由于活塞外周的曲面与缓冲段的内壁面之间的间隙逐渐减小，缓冲段内的缓冲油从间隙中排出流量逐渐减少，缓冲段内没有排出的缓冲油对活塞产生的阻力逐渐变大，起到缓冲制动作用。这种油缓冲器的活塞上可以很容易制造出不同形状的曲面，制造简单，通过设计不同的曲面能够控制计算缓冲油从曲面与油缸之间的间隙中排出的流量，能够满足活塞不同运动状态的缓冲，同时，由于密闭油缸中没有其他较小的活动零部件，不容易损坏。附图说明图1为本发明一种油缓冲器的实施例结构示意图；图2为图1中密闭油缸的结构示意图；图3为图2中A-A面的剖视图；图4为图1中活塞杆的立体结构示意图；图5为本发明的一种高压直流断路器的结构示意图。具体实施方式本发明的一种高压直流断路器的实施例：如图1-5所示，包括断路器本体10，断路器本体10内设有用于驱动断路器触头分合闸的操动机构100，油缓冲器后端通过销轴9与操动机构的机架铰接，并能绕销轴9转动，操动机构100的输出轴7通过输出拐臂6分别传动连接传动拉杆8和油缓冲器前端的活塞杆1，活塞杆1用于与输出拐臂6传动连接的一端设有连接长孔5，输出拐臂6上设有与连接长孔5配合的轴销60，在输出轴7动作时轴销60能够在活塞杆1上的连接长孔5内滑动，当断路器分闸动作时，输出轴7带动输出拐臂6逆时针旋转，销轴60在活塞杆1的连接长孔5内沿活塞杆轴向向下滑动，这样在分闸初始阶段缓冲器不投入使用，保证了断路器分闸前期具有很高的运动速度，当销轴60滑动至活塞杆1的连接长孔5的最下端时，带动活塞杆1沿密闭油缸2轴向向缸体底部运动，输出拐臂6逆时针方向旋转的同时推动传动拉杆8，从而带动断路器动触头分闸动作；在断路器合闸运动时，与上述运动过程相反，此处不再赘述。活塞杆1和密闭油缸2之间通过密封盖3密封，密封盖3具有与密闭油缸2的开口内径吻合的外圆周，该外圆周上设有用于安装密封垫圈的安装槽33，密封盖3的中心处设有供活塞杆1穿过并与活塞杆1导向滑动配合的连接孔，连接孔的内壁设有三个用于状密封圈31的安装槽，密闭油缸2的开口前端设有用于安装挡圈32的环槽，在密封盖3装入密闭油缸2的内腔中时通过在环槽中装入挡圈32对密封盖3进行挡止和限位。活塞杆1伸入密闭油缸2的内腔的一端设有活塞11，活塞11为径向尺寸大于活塞杆1的圆柱形活塞头，活塞头的外周面周向均匀间隔设有三组曲面，每组曲面均由台阶面101、102、103、104组成，其中，台阶面101至台阶面104距离活塞11轴心的距离依次减小，台阶面104位于活塞11的靠近密闭油缸2底部的一端，当然，其他实施方式中，曲面可以有一到两组或四组以上，每组曲面可以包括至少两个台阶面，或者曲面也可以由圆锥面代替，也可以在活塞的外周开设楔槽代替。在周向方向上每组台阶面之间为圆柱形活塞头的外圆周面，活塞11上还设有轴向延伸的贯通活塞11两端的通油孔4。密闭油缸2的内腔分为缓冲段202和非缓冲段201，其中，缓冲段202位于密闭油缸2的前端，缓冲段202具有圆柱型内腔，其内腔的直径等于活塞11的最大直径并用于与活塞11上的最大直径处的外圆周面导向滑动配合，非缓冲段201包括内径与缓冲段202的内径相等的圆周面21，圆周面21上周向均布有四个轴向延伸的凹槽20，凹槽20的槽底为圆弧形且四个凹槽的槽底位于与圆周面21同心的同一个圆周上，当活塞11在非缓冲段201内运动时，圆周面21与活塞11最大直径处的外圆周吻合配合并导向其移动，凹槽20用于连通活塞11的两端使两端的缓冲油能够轴向流通不会对活塞11的移动产生阻力。本发明的油缓冲器的工作原理：在分闸运动时，活塞杆1受力带动活塞11由密闭油缸2的开口端向前端运动，即由非缓冲段201向缓冲段202运动，在非缓冲段201内运动时，由于过油槽20连通活塞11的两端，此时，油缓冲器对活塞11产生的运动阻力很小甚至几乎没有，在活塞11由非缓冲段201向缓冲段202中运动时，由于活塞11的外周设有台阶面101、102、106、104，且台阶面101、102、103、104距离活塞轴线的距离依次减小，这样随着活塞11不断进入缓冲段202，台阶面104、103、102、101依次进入缓冲段，活塞11与缓冲段202的内圆周面之间形成的过油缝隙越来越小，缓冲段202内的缓冲油从过油缝隙中排出到非缓冲段201内的缓冲油流量越来越小，这样缓冲段202内的缓冲油对活塞11的运动阻力越来越大，在这样逐渐增大的缓冲阻力下活塞杆最终停止运动，达到对断路器的缓冲要求。同时，在其他实施方式中，由于断路器的分合闸速度不同，触头及拉杆的质量不同，对缓冲器的缓冲要求不同，可以根据不同的缓冲要求计算缓冲油的流量在活塞的外圆周开设不同的曲面以实现最佳缓冲效果；在合闸运动时，活塞11在活塞杆1的带动下从缓冲段202中向非缓冲段201中运动，由于活塞11上还设有轴向贯通的通油孔4，非缓冲段201内的一部分缓冲油能够通过通油孔4进入缓冲段，一部分缓冲油通过活塞11的外周逐渐增大的过油间隙进入缓冲段，这样对活塞的合闸运动速度影响很小，能够满足合闸要求。本实施例中，非缓冲段处密闭油缸的内壁上具有用于导向活塞的导向面以及轴向延伸的供缓冲油通过的过油槽，在其他实施例中，非缓冲段可以设置为内孔径大于活塞外径的圆柱型筒体，此时，活塞在非缓冲段运动时需要密封盖上的与活塞杆导向配合的连接孔对活塞杆进行导向。本发明的一种油缓冲器的实施例：如图1-4所示，其具体结构与上述高压直流断路器中的油缓冲器结构相同，此处不再赘述。本发明的油缓冲器结构简单，制作难度较低，维修方便，具有较高的使用寿命，油缓冲器的密闭油缸内部没有体积较小的运动零件，不容易损坏。