旋转式三工位开关及具有其的气体绝缘开关设备的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备技术领域，尤其涉及旋转式三工位开关及具有其的气体绝缘开关设备。


背景技术：

2.近年来，气体绝缘开关设备作为电力系统中的重要设备，凭借其结构紧凑、可靠性高以及安装便利等优点而被广泛地应用于发电厂、变电站、工矿企业以及住宅小区等各种场合。气体绝缘开关通常配备有整合隔离开关和接地开关二者功能的三工位开关，以可靠地在合闸位置、分闸位置和接地位置之间切换。
3.现有的三工位开关通常包括操作机构、传动机构和触头结构，该触头结构可包含动触头、静触头和接地触头等。动触头可经由传动机构被操作机构控制而在三工位之间移动，并且动触头的移动行程通常由设于操作机构上的行程限位结构来进行限制，以避免动触头与静触头脱离或接地触头脱离或移动至无法分闸的状况。然而，由于操作机构和动触头之间具有包括操作机构本身内以及传动机构内的多个传动环节，这导致操作机构和动触头之间难以避免地会存在较大的累计的配合间隙，从而导致动触头具有一定的空程误差。
4.特别是对于旋转式三工位开关而言，动触头会在三个工位之间进行旋转运动，并在任一工位旋转就位时通常处于倾斜状态。也就是，旋转就位的动触头的重心与其支撑点的连线通常不处于竖直方向，这会导致动触头在旋转就位时也会因重力作用而存在向下运动的趋势。考虑到动触头因配合间隙而存在的空程转角，这会使得动触头即使在操作机构上的行程限位结构移动就位的情况下，还是会存在在意外冲击下移动成脱离静触头或接地触头或者移动成无法分闸的情况，进而引起旋转式三工位开关发生故障。
5.因此，在本领域内对于可靠性较高的旋转式三工位开关存在需求。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在提供一种至少能够解决上述部分问题的旋转式三工位开关。
7.本实用新型还旨在提供一种应用上述改进的旋转式三工位开关的气体绝缘开关设备。
8.根据本实用新型的一个方面，提供了一种旋转式三工位开关，所述三工位开关包括操作机构、连接至该操作机构的传动机构以及连接至该传动机构的动触头，以使该动触头经由该传动机构被该操作机构控制而在合闸位置、分闸位置和接地位置之间旋转，所述传动机构包括：传动部分，其第一端部经由输入轴连接至所述操作机构且第二端部经由绝缘主轴连接至所述动触头，所述传动部分的第二端部的外周设有第一限位部；支撑部分，其中设有用于容置所述传动部分的第二端部以允许所述传动部分的第二端部相对于所述支撑部分旋转的通孔，所述支撑部分的通孔的内壁设有与所述第一限位部接合的第二限位部，以限制所述传动部分的第二端部相对于所述支撑部分的最大转角。
9.与现有技术相比，本实用新型中的传动部分可将操作机构的运动传递至动触头以
使动触头可以在三工位之间切换，并且传动机构包括设有第一限位部的传动部分和设有与该第一限位部配合的第二限位部的支撑部分，可限制绝缘主轴进而限制动触头的最大转角，以防止动触头脱离与静触头或接地触头的接合或者用于连接动触头和绝缘主轴的连杆机构旋转至死点，结构可靠。此外，本实用新型中的第一限位部和第限位部在从操作机构至动触头的传动环节末端提供，极大地避免了因多个传动环节所累积的配合间隙而形成的运动空程的影响，进一步提高了可靠性。
10.优选地，所述传动部分包括：第一传动构件，其经由所述输入轴连接至所述操作机构；第二传动构件，其接合至所述第一传动构件并且其中设有用于安装所述绝缘主轴的连接孔，以使所述绝缘主轴能够经由所述第一传动构件和所述第二传动构件被所述操作机构驱动；卡环，其套接至所述第二传动构件的外周以随所述第二传动构件的运动而旋转，所述卡环的外周设有所述第一限位部。
11.优选地，所述支撑部分包括底板和安装在所述底板上的支撑座，所述支撑座中形成的所述通孔沿轴向包括用于容置所述第二传动构件的第一支撑部段和相对于所述第一支撑部段径向外扩而容置所述卡环的第二支撑部段。
12.优选地，所述第一限位部在所述卡环移动至合闸位置或接地位置时与所述第二限位部之间留有间隙，以允许所述卡环在所述合闸位置或接地位置之后继续转动至最大转角，并且所述第一限位部和所述第二限位部在所述卡环转动至最大转角时抵接至彼此。
13.优选地，所述第二传动构件的外周设有第一接合部且所述卡环的内周设有与所述第一接合部形状配合连接的第二接合部，以使所述卡环随所述第二传动构件的运动而旋转。
14.优选地，所述第一限位部被构造成自所述卡环径向向外延伸的限位突起，所述第二限位部被构造成自所述第二支撑部段径向向外延伸的限位凹槽，该限位凹槽所对应的弧度大于该限位突起所对应的弧度。
15.优选地，所述第一传动构件和所述第二传动构件设计为相互啮合且彼此轴向成角度的主动齿轮和从动齿轮。
16.优选地，所述传动机构还包括连接至所述第二传动构件延伸穿过所述支撑座的端部外侧的轴向限位件。
17.优选地，所述传动机构还包括被布置在所述轴向限位件和所述卡环之间的调整垫。
18.根据本实用新型的另一个方面，提供了一种气体绝缘开关设备，所述气体绝缘开关设备包括前述的旋转式三工位开关。
19.本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本技术后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。
附图说明
20.以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：
21.图1是根据本实用新型的实施例的旋转式三工位开关的传动机构的立体图；
22.图2是根据本实用新型的实施例的旋转式三工位开关的传动机构的分解图；
23.图3是根据本实用新型的实施例的旋转式三工位开关的传动机构的剖视图；
24.图4a和4b是根据本实用新型的旋转式三工位开关的传动机构的第二传动构件的立体图的剖视图；
25.图5a和5b是根据本实用新型的旋转式三工位开关的传动机构的卡环的立体图和侧视图；
26.图6a和6b是根据本实用新型的旋转式三工位开关的传动机构的支撑座的立体图和侧视图；
27.图7a、7b和7c是根据本实用新型的旋转式三工位开关的传动机构分别处于分闸位置、合闸位置和接地位置时的视图。
28.附图标记说明：
29.10-传动机构；11-输入轴；12-传动部分；121-第一传动构件；121a
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第一轴向部段；121b-第一接合部段；122-第二传动构件；122a-第二轴向部段；122b-第二接合部段；122c-第一接合部；123-卡环；123a-第二接合部；123b-第一限位部；13-支撑部分；131-通孔；131a-第一支撑部段；131b
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第二支撑部段；132-第二限位部；133-底板；133a-安装槽；134-支撑座； 134a-安装部；135-支撑柱；14-绝缘主轴；15-轴向限位件；16-调整垫。
具体实施方式
30.现参考附图，详细说明本实用新型所公开的旋转式三工位开关的传动机构的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。
31.在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
32.本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
33.本实用新型中所使用的术语“接合”、“连接”及其类似术语，在本实用新型中既包括两个部件借助中间层(例如粘合剂、焊接剂等)或中间件 (例如连接件、过渡件等)间接地连接在一起，也包括两个部件不借助任何中间层(例如粘合剂、焊接剂等)或中间件(例如连接件、过渡件等)直接地连接在一起。
34.图1至图7c以举例的方式示出了本实用新型的旋转式三工位开关，旋转式三工位开关可用于气体绝缘开关设备如充气柜等，并且根据用户需要而旋转至合闸位置、分闸位置和接地位置。通常，旋转式三工位开关可包括操作机构、传动机构10和动触头，操作机构可被电动驱动或机械驱动，传动机构10将操作机构的运动传递至动触头，以使动触头进行相应动作。其中，本实施例中所涉及的操作机构和动触头可大体为本领域内技术人员所熟知的那些结构，因此在此不再赘述。
35.如图1所示，本实用新型所提供的传动机构10可包括输入轴11、传动部分12、支撑部分13和绝缘主轴14。输入轴11可固定安装至操作机构的输出端并连接至传动机构10的第
一端部，以将操作机构的运动传递至传动部分12。传动部分12的第二端部可连接至绝缘主轴14，则绝缘主轴14可在传动机构10的带动下相应旋转。绝缘主轴14可经由例如宝库拐臂和拉杆的连杆机构连接至动触头。以此方式，动触头可响应于操作机构的合闸动作、分闸动作和接地动作而相应旋转至合闸位置、分闸位置或接地位置。可选地，输入轴11和绝缘主轴14都可设计为方轴，以便于传递旋转。
36.其中，支撑部分13可设有用于容置传动部分12的第二端部的通孔131，并且该通孔131允许传动部分12的第二端部相对于支撑部分13旋转。此外，传动部分12的第二端部的外周可设有第一限位部123b，支撑部分13 的通孔131的内壁可设有接合至第一限位部123b的第二限位部132，以限制传动部分12的第二端部相对于支撑部分13的最大转角，从而限制绝缘主轴14进而限制动触头的最大转角。由此，可以防止动触头在转动过程中与静触头或接地触头脱离，或者防止动触头在转动过程中其所在的连杆机构转动至死点而使得动触头无法再被操作机构控制进行分闸，以保证旋转式三工位开关的正常工作。可以理解地，动触头所在的连杆机构的死点位置为该连杆机构共线的位置。
37.有利地，相互配合的第一限位部123b和第二限位部132设置在从操作机构至动触头的传动过程的后半程，除了该连杆机构所使用的销接结构之外，该旋转式三工位开关的传动过程中的空程误差基本不会使动触头存在空程转角，因此即使在受到外界冲击时，动触头与静触头或接地触头的连接也可以保持在可靠状态。
38.如图2和图3所示，传动部分12可包括第一传动构件121、第二传动构件122和卡环123。第一传动构件121和第二传动构件122可设计为相互啮合且彼此轴向成一定角度的主动齿轮和从动齿轮，以传递旋转并改变旋转的方向。优选地，如图2所示的第一传动构件121和第二传动构件122 的轴向可成90度角。可选地，第一传动构件121和第二传动构件122还可以被设计为涡轮蜗杆或其它传动结构。
39.如图2所示，第一传动构件121可包括第一轴向部段121a和第一接合部段121b，第一轴向部段121a可被构造为圆柱状并形成轴向方孔以连接至输入轴11，第一接合部段121b的外周侧可形成齿轮，第一接合部段 121b的中心处可形成圆柱形通孔以便于可旋转地安装在支撑部分13的圆柱形支撑柱135上。类似地，结合图4a和4b所示，第二传动构件122可包括第二轴向部段122a和第二接合部段122b，第二接合部段122b的外周上可形成齿轮以与第一接合部段121b啮合，第二轴向部段122a可穿过支撑部分13的通孔131以由支撑部分13可旋转地支撑，并且第二轴向部段 122a可形成轴向方孔以连接至绝缘主轴14。可以看到，传动部分12的第一端部可大体理解为连接至输入轴11的第一轴向部段121a，第二端部可大体理解为连接至绝缘主轴14的第二轴向部段122a。
40.第二轴向部段122a可相对于第二接合部段122b径向内缩，因此第二轴向部段122a与第二接合部段122b之间可形成台阶面，该台阶面可在第二轴向部段122a穿过支撑部分13的通孔131时提供轴向限位功能。第二轴向部段122a远离第二接合部段122b的端部外周可设有第一接合部122c 如接合凹槽，卡环123可套接在第二轴向部段122a的外侧并且卡环123 的内周可设有第二接合部123a如限位凸台，第一接合部122c和第二接合部123a可设计为形状配合连接，由此，卡环123可随第二轴向部段122a 的旋转而旋转。
41.如图2和图3所示，支撑部分13可包括底板133和支撑座134。底板 133可经由螺栓连接等方式固定安装在旋转式三工位开关上，并且底板133 上可形成大体沿第一传动构件
121的轴向延伸的安装槽133a。支撑座134 的下端可形成与安装槽133a形状配合的安装部134a，以使支撑座134可从安装槽133a的一端滑入安装槽133a内进行安装，安装便利。此外，安装槽133a和安装部134a的配合可防止连接至第一传动构件121和第二传动构件122的支撑座134被带动旋转。
42.结合图6a和6b所示，支撑座134上可形成有支撑柱135和通孔131。支撑柱135从支撑座134径向向外延伸并被构造为圆柱形，通孔131可包括用于容置第二轴向部段122a的第一支撑部段131a和相对于第一支撑部段131a径向外扩而容置所述卡环123的第二支撑部段131b，第一支撑部段131a和第二支撑部段131b之间形成的台阶面可提供轴向限位作用。其中，第二支撑部段131b的轴向延伸长度大体等于卡环123的轴向延伸长度，以使结构紧凑。
43.如图2和图5所示，卡环123的外周可设有第一限位部123b如自卡环123径向向外延伸的限位突起，相应地，支撑座134的第二支撑部段131b 上可设有第二限位部132如自第二支撑部段131b径向向外延伸的限位凹槽。其中，限位凹槽所对应的弧度大于限位突起所对应的弧度，由此，该限位突起可在该限位凹槽内相对于限位凹槽转动。
44.如图2至图4b所示，传动机构10还可包括轴向限位件15和调整垫 16。第二轴向部段122a延伸穿过支撑座134的端部外周可设有周向延伸的连接槽，以便于连接轴向限位件15如卡接至连接槽的轴用挡圈。轴向限位件15径向延伸超出第二轴向部段122a，从而防止第二传动构件122 从支撑座134脱出。此外，轴向限位件15和卡环123之间可布置调整垫 16如橡胶垫，以便于将卡环123卡紧在支撑座134和轴向定位件之间，结构可靠。
45.考虑到操作机构一般为弹簧操作机构，因此操作机构在移动到预定的合闸位置或接地位置时，卡环123、绝缘主轴14以及动触头会在移动至相应的合闸位置或接地位置后继续移动一段距离后再返回至合闸位置或接地位置。为此目的，本实用新型中的第一限位部123b在卡环123被带动至合闸位置或接地位置时第一限位部123b与第二限位部132之间留有间隙，以允许卡环123在合闸位置或接地位置后的进一步移动至最大转角，并且在卡环123被带动至最大转角时，第一限位部123b和第二限位部13 2会抵接至彼此进行限位。
46.以下结合图7a和图7c来详细描述本实用新型的旋转式三工位开关的传动机构10的运动过程。如图7a所示，传动机构10位于分闸位置，此时卡环123的第一限位部123b大致位于支撑座134的第二限位部132的大体中间位置。
47.当操作机构进行合闸操作时，第二传动构件122被带动而进行逆时针旋转，绝缘主轴14和卡环123均进行逆时针旋转，第一限位部123b相对于第二限位部132朝向第二限位部132的右侧端面逆时针转动。当第二传动构件122、绝缘主轴14和卡环123转动至如图7b所示的合闸位置时，第一限位部123b的右侧端面转动成接近第二限位部132的右侧端面。当第二传动构件122、绝缘主轴14和卡环123转动至最大转角时，第一限位部123b的右侧端面抵接至第二限位部132的右侧端面，以防止经由连杆机构连接至绝缘主轴14的动触头旋转成脱离静触头或该连杆机构旋转至死点。
48.或者，当操作机构进行接地操作时，第二传动构件122被带动而进行顺时针旋转，绝缘主轴14和卡环123均进行顺始终旋转，第二限位部132 相对于第二限位部132朝向第二限位部132的左侧端面顺时针转动。当第二传动构件122、绝缘主轴14和卡环123转动至如图7c所示的接地位置时，第一限位部123b的左侧端面转动成接近第二限位部132的左侧端面。当第二传动构件122、绝缘主轴14和卡环123转动至最大转角时，第一限位部123b的左侧端
面抵接至第二限位部132的左侧端面，以防止经由连杆机构连接至绝缘主轴14的动触头旋转成脱离接地触头或该连杆机构旋转至死点。
49.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例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，各实施例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它实施方式。
50.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。