一种中压三工位隔离开关操动机构的制作方法

本发明涉及中压开关电器领域，尤其是中压隔离开关操动机构。

背景技术：

电力系统中，隔离开关设备得到了大量使用，特别是与断路器配合使用的隔离开关。隔离开关的操动机构有弹簧驱动，也有齿轮驱动模式。由于隔离开关对开合速度要求不高，因此选用齿轮驱动模式可以省去弹簧装置，节约操动机构的空间，可以实现开关设备的小型化。采用齿轮驱动模式后，由于没有弹簧操动机构的限位装置，极易造成过操作，并带来开关关合不到位。导致开关运行时，存在安全隐患。针对过操作的问题，行业内采用了离合器方式。然而现有的离合器方式，普遍存在结构复杂或操控精度不高的问题。为解决上述问题，有必要改进现有的操动机构，优化结构和提高操动精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种中压隔离开关操动机构，解决现有隔离开关操动机构离合装置复杂和操动精度不高的问题。

为解决上述问题，本发明中压隔离开关操动机构的技术方案是：一种中压隔离开关操动机构，包括机构框架、传动系统和离合系统，机构框架由前板、中板、后支架、立柱组成；传动系统由电机、减速齿轮、传动齿轮、操作轴、导向套、导向弹簧、操作轴小齿轮、大齿轮、输出轴组成；离合系统由输出轴斜齿轮、丝杆斜齿轮、丝杆、丝杆传动块、移动块、离合器、离合板、导向套组成。

操作轴通过轴承固定在中板和后支架上，操作孔朝向前板，边上有行程开关为控制系统提供感应信号。输出轴位于操作轴正上方，通过轴承固定在中板和后支架上，然后穿过后支架与隔离开关的转轴连接。电机固定在前板内侧，通过减速齿轮组与操作轴上的传动齿轮啮合。操作轴穿过导向套，导向套可以沿操作轴滑动，并与操作轴同步转动。导向套中部有导向凹槽，导向套前端设有凸齿。操作轴小齿轮通过轴承套在操作轴上，靠近后支架位置。操作轴小齿轮朝向中板方向设有凹齿。导向套的凸齿与操作轴上的凹齿相互配合。导向套的凸齿嵌入操作轴上的凹齿时，操作轴小齿轮才随操作轴一起转动。输出轴上的大齿轮位于操作轴小齿轮正上方，相互啮合。操作轴小齿轮带动大齿轮转动，从而带动输出轴转动。导向弹簧位于导向套和传动齿轮之间，主要作用是推动导向套向操作轴小齿轮运动。

输出轴位于中板和后支架的中间位置上设有随输出轴同步转动的输出斜齿轮。输出斜齿轮与垂直于输出轴水平分布的丝杆上的丝杆斜齿轮啮合，并带动丝杆同步转动。丝杆上有丝杆传动块。移动块固定在丝杆传动块上。丝杆传动块受丝杆的驱动，带动移动块水平运动。移动块位于离合器上方，移动块弯板上设有两个凸块，分别对应隔离开关的合闸位置和接地位置。移动弯板上两个凸块之间的凹槽对应隔离开关开合运动的行程。移动弯板上的行程板用于精确控制隔离开关的行程和防误操作。行程板中间中间有分闸定位缺口对应隔离开关的分闸状态，行程板左侧边沿对应隔离开关合闸状态，行程板右侧边沿对应隔离开关接地状态。离合器上的转轮位于移动弯板下方。隔离开关处于接地或合闸状态时，离合器撞针凹槽与行程板错位，隔离开关不能操作。离合器撞针复位处于待击发状态时，行程板与撞针凹槽处于同一平面，移动块才能随丝杆运动。当行程板移除撞针凹槽或行程板分闸定位缺口与撞针凹槽同步时，撞针才能撞击离合板。

丝杆下方固定有离合器。离合器由手动离合按钮、离合按钮复位弹簧、离合支杆、撞针、导向板、转轮、导向板复位弹簧组成。手动离合按钮位于离合器下部，按钮端位于前板和中板之间。离合器中部支架上有支杆转轴和导向板转轴。离合支杆中部有转轴孔，固定在支杆转轴上，沿支杆转轴转动。离合支杆中部开有凸形孔，离合支杆上部折边设有撞针卡槽。导向板中部设有凸台，凸台前部宽度小于离合支杆凸形孔的小孔宽度且向外群倾斜，凸台后部宽度大于离合支杆凸形孔的小孔宽度且小于大孔宽度。导向板前端向上折弯，开有转轮孔。转轮通过螺栓穿过转轮孔，固定在导向板上。导向板后端折边上开有转轴孔，通过导向板转轴固定在离合器中部支架上。导向板转轴上还安装有导向板复位弹簧。离合器上部是撞针，撞针外部有弹簧，撞针后部有撞针凹槽。撞针后部有行程开关串入控制电机电路，撞针复位处于待击发状态时，行程开关处于导通状态，才能进行电动操作。

离合板支架固定在后支架上，离合板通过转轴固定在离合板支架上。离合板一端开有卡口，嵌入导向套凹槽；另一端位于离合器撞针处。

中压隔离开关操动机构的工作原理：通过电机或手动操作操作轴转动，然后通过操作轴上的导向套上的凸齿嵌入操作轴小齿轮上的凹齿，带动操作轴小齿轮驱动大齿轮转动，从而驱动输出轴转动，带动隔离开关的动刀转动，实现分合闸。输出轴转动时，通过输出轴斜齿轮驱动丝杆斜齿轮转动，从而带动丝杆传动块水平运动，移动块同步运动。当移动块弯板上的凸块压到转轮时，驱动离合器上的导向板向下运动，当导向板上的凸台脱离离合器支杆上的凸形孔上的小孔时，离合支杆松开，撞针处于待击发状态。当移动弯板继续运动，其行程板脱离撞针上的凹槽或行程板定位缺口与撞针上的凹槽重合时，离合器上的撞针释放，在压缩后的弹簧驱动下撞向离合板，将导向套退出操作轴小齿轮，输出轴不再随操作轴转动。通过离合设计，保护了隔离开关，避免了隔离开关过度操作损坏动刀。

采用上述措施的本发明的有益效果：1、提高了隔离开关操动机构的操控精度。2、与现有机构相比，本发明结构简单，离合器设计新颖、有效。

附图说明

图1、中压隔离开关操动机构俯视图

图2、传动部分局部放大示意图

图3、离合传动示意图

图4、离合器右视图

图5、离合板示意图

图6、导向板示意图

图7、移动块正视图

图8、移动块左视图

附图标记说明：1、前板，2、中板，3、后支架，4、电机，5、操作轴，6、输出轴，7、大齿轮，8、输出轴斜齿轮，9、丝杆斜齿轮，10、丝杆，11、丝杆传动块，12、移动块，12.1移动弯板，12.2、行程板，12.3、分闸定位缺口，12.4、凸块，13、离合器，13.1、离合按钮，13.2、离合按钮复位弹簧，13.3离合支杆，13.31、凸形孔，13.32撞针卡槽，13.4、撞针，13.41、撞针凹槽，13.5、支杆转轴，13.6、导向板，13.61、凸台，13.62、转轴孔，13.63、转轮孔，13.7、转轮，13.8、导向板转轴，13.9、导向板复位弹簧，14、操作轴小齿轮，15、离合板，16、传动齿轮，17、导向套凹槽，18、导向套、19、导向套弹簧，20、离合板支架。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1：如图1、图2、图3所示，一种中压隔离开关操动机构，包括机构框架、传动系统和离合系统，机构框架由前板1、中板2、后支架3、立柱组成；传动系统由电机4、减速齿轮、传动齿轮16、操作轴5、导向套18、导向弹簧19、操作轴小齿轮14、大齿轮7、输出轴6组成；离合系统由输出轴斜齿轮8、丝杆斜齿轮9、丝杆10、丝杆传动块11、移动块12、离合器13、离合板15、导向套18组成。

操作轴5通过轴承固定在中板2和后支架3上，操作孔朝向前板1，操作孔边上有行程开关为控制系统提供感应信号。输出轴6位于操作轴5正上方，输出轴6通过轴承固定在中板2和后支架3上，然后穿过后支架3与隔离开关的转轴连接。电机4固定在前板1内侧，通过减速齿轮组与操作轴5上的传动齿轮16啮合。

如图2所示，操作轴5穿过导向套18，导向套18可以沿操作轴5滑动，并与操作轴5同步转动。导向套18中部有导向套凹槽17，导向套18前端设有凸齿。操作轴小齿轮14通过轴承套在操作轴5上，靠近后支架3位置。操作轴小齿轮14朝向中板方向设有凹齿。导向套的凸齿与操作轴小齿轮上的凹齿相互配合。导向套18的凸齿嵌入操作轴5上的凹齿时，操作轴小齿轮14才随操作轴一起转动。输出轴上的大齿轮7位于操作轴小齿轮14正上方，相互啮合。操作轴小齿轮14带动大齿轮7转动，从而带动输出轴6转动。导向弹簧19位于导向套18和传动齿轮16之间，主要作用是推动导向套18向操作轴小齿轮14方向运动，将导向套凸齿嵌入操作轴小齿轮上的凹齿，从而实现输出轴6的转动。导向弹簧19需要克服操作轴小齿轮转动时，施加到导向套凸齿的向后的推力。

如图2和图3所示，输出轴6位于中板2和后支架3的中间位置上设有随输出轴同步转动的输出轴斜齿轮8。输出轴斜齿轮8与垂直于输出轴水平分布的丝杆10上的丝杆斜齿轮9啮合，并带动丝杆10同步转动。丝杆9上有丝杆传动块11。如图7、图8所示，移动块12固定在丝杆传动块11上。丝杆传动块11受丝杆的驱动，带动移动块12水平运动。移动块12位于离合器13上方，移动块下部为移动块弯板12.1，移动弯板上设有两个凸块12.4，分别对应隔离开关的合闸位置和接地位置。移动弯板12.1上两个凸块12.4之间的凹槽对应隔离开关开合运动的行程。移动块上的行程板12.2下部中间开有分闸定位缺口12.3，分闸定位缺口12.3的宽度大于撞针直径1-2毫米。离合器13上的转轮13.7位于移动弯板下方。

丝杆10下方固定有离合器13。如图4所示，离合器13由手动离合按钮13.1、离合按钮复位弹簧13.2、离合支杆13.3、撞针13.4、导向板13.6、转轮13.7、导向板复位弹簧13.9组成。手动离合按钮13.1位于离合器13下部，按钮端位于前板1和中板2之间。离合器13中部支架上有支杆转轴13.5和导向板转轴13.8。如图5所示，离合支杆13.3中部有转轴孔，支杆转轴13.5穿过该转轴孔，固定在离合器13的中部支架上，沿支杆转轴13.5转动。离合支杆13.3中部开有凸形孔，离合支杆13.3上部折边设有撞针卡槽。撞针13.4前部的销钉嵌入所述的撞针卡槽。导向板13.6穿过离合支杆13.3的凸形孔13.31。如图6所示，导向板13.6中部设有凸台，凸台前部宽度小于离合支杆凸形孔的小孔宽度且向外倾斜，凸台后部宽度大于离合支杆凸形孔的小孔宽度且小于凸形孔的大孔宽度。导向板前端向上折弯，开有转轮孔13.63。转轮13.7通过螺栓穿过转轮孔13.63，固定在导向板13.6上。导向板13.6后端折边上开有转轴孔13.62，通过导向板转轴13.8固定在离合器13中部支架上。导向板转轴上还安装有导向板复位弹簧13.9。离合器上部是撞针13.4，撞针前部有销钉，销钉和离合器上部支架间有撞针弹簧。撞针弹簧主要作用是驱动撞针撞击离合板15。

离合板支架20固定在后支架3上，离合板15通过转轴固定在离合板支架20上。离合板15一端开有卡口，嵌入导向套18凹槽；另一端位于离合器撞针13.4处。

中压隔离开关操动机构的工作原理：首先，按下离合按钮13.1，推动离合支杆13.3，带动撞针13.4压缩撞针弹簧，当导向板13.6的凸台13.61卡入离合支杆13.3的凸形孔13.31的小孔时，导向板13.6和离合支杆13.3相互锁定，松开离合按钮13.1；由于撞针不再顶住离合板15，导向套18在导向套弹簧19的驱动下，导向套上的凸齿嵌入操作轴小齿轮上的凹齿。接着，通过电机4或用操作手柄插入操作轴5转动，带动操作轴小齿轮14驱动大齿轮7转动，从而驱动输出轴6转动，带动隔离开关的动刀转动，实现隔离开关的分合闸；同时在输出轴6转动时，通过输出轴斜齿轮8驱动丝杆斜齿轮9转动，从而带动丝杆传动块11水平运动，移动块12随丝杆同步运动，行程板12.2卡入撞针凹槽13.41。然后，丝杆传动块11继续运动，当移动块弯板12.1上的凸块压到转轮13.7时，驱动离合器13上的导向板13.6向下运动，当导向板上的凸台13.61脱离离合器支杆13.3上的凸形孔13.31上的小孔时，离合支杆13.3解除对撞针13.4的限制，此时撞针13.4只受行程板12.2卡在撞针凹槽13.41控制。最后，当行程板12.2的边沿脱离撞针凹槽，或行程板中部的分闸定位缺口12.3与撞针凹槽13.41重合，离合器13上的撞针13.4释放，在压缩后的弹簧驱动下撞向离合板15，离合板15带动导向套18退出操作轴小齿轮14，输出轴6不再随操作轴5转动。通过离合设计，保护了隔离开关，避免了隔离开关过度操作损坏动刀。撞针动作采用了双重控制，其一是离合支杆对撞针的控制和撞针弹簧的压缩，其二是行程板12.2对撞针凹槽的控制。行程板的设计，提高了行程控制精度，同时保证了离合器未复位时，限制了移动块的动作。提高了防误操作的能力。

采用上述措施的本发明的有益效果：1、提高了隔离开关操动机构的精度和可靠性。2、本发明结构简单，与现有机构相比，可以采用电机实现自动控制。