專(zhuān)利名稱(chēng)：一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)，更具體地說(shuō)涉及一種適用于較大操作功場(chǎng)合下的多(碟簧組)貯能器并聯(lián)傳動(dòng)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，在高壓斷路器液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較多的傳統(tǒng)液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)論是單油缸還是多油缸，其貯能器均只有一組碟簧貯能器；控制閥系統(tǒng)也均為兩級(jí)串聯(lián)放大；打壓油泵都選用單柱塞泵，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)發(fā)明專(zhuān)利94118817.5及實(shí)用新型專(zhuān)利02280815.9。隨著斷路器對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功要求的增大，傳統(tǒng)的液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)要滿(mǎn)足要求主要采取以下三種措施，但同時(shí)會(huì)伴隨相應(yīng)弊端1、加大碟片直徑、厚度或內(nèi)截錐高度。但加大到一定程度后，碟簧強(qiáng)度不夠、體積過(guò)大、并且碟簧制造的成本將增加太高。
2、增加碟片數(shù)量并通過(guò)疊合或?qū)系姆绞絹?lái)增加力值和變形量。但當(dāng)?shù)黾映^(guò)一定數(shù)量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生碟簧變形不均勻，輸出力值不穩(wěn)定等系列問(wèn)題。
3、隨著油缸直徑的加大，控制閥中兩級(jí)串聯(lián)放大的后一級(jí)(換向閥)需要進(jìn)一步加大閥口通流直徑，而前級(jí)電磁閥不變，這樣會(huì)造成反應(yīng)不靈敏，動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
由于上述原因所限，所以這種結(jié)構(gòu)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)僅適用于操作功≤18KJ的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它適用于大操作功18KJ～50KJ的場(chǎng)合要求的液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，該操動(dòng)機(jī)構(gòu)在工作時(shí)其貯能器變形均勻，機(jī)構(gòu)輸出力值穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)布置方式靈活緊湊、機(jī)構(gòu)各部件之間便于組合，整體體積小。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括工作缸、操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿、碟簧組、貯能器缸體、支撐環(huán)、貯能器支架、控制閥、油道、打壓油泵，其特征是工作缸連通有多組并聯(lián)的碟簧貯能器。
所述的多組并聯(lián)的碟簧貯能器是雙碟簧組貯能器，它對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸兩側(cè)，碟簧組3外端固定，內(nèi)端緊壓支撐環(huán)4的外端面，貯能活塞5緊壓支撐環(huán)4的內(nèi)端面并裝于貯能器缸體2內(nèi)；貯能器缸體內(nèi)部油道與工作缸連通。
所述的多組并聯(lián)的碟簧貯能器是三碟簧組貯能器，其中兩組碟簧貯能器對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸兩側(cè)，與工作缸連通；第三組碟簧貯能器固定在上述兩組碟簧貯能器的垂直平分線(xiàn)上并與工作缸連通。
所述的多組并聯(lián)的碟簧貯能器是四碟簧組貯能器，其相鄰兩組碟簧貯能器相互垂直對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸周?chē)⒎謩e與工作缸連通。
所述的打壓油泵是雙柱塞或三柱塞油泵組，電機(jī)固定在電機(jī)支架上，小齒輪裝在電機(jī)輸出軸上與大齒輪嚙合；大齒輪通過(guò)偏心軸固定在電機(jī)支架上并隨電機(jī)支架一起與工作缸相連，油泵柱塞連接在工作缸上，并通過(guò)油道與工作缸連通。
所述的控制閥是串聯(lián)放大的三級(jí)閥，一級(jí)閥9與二級(jí)閥8串接，二級(jí)閥8與三級(jí)閥7串接；三級(jí)閥閥體連接在工作缸的一個(gè)平面上，并通過(guò)內(nèi)部油道與工作缸中的對(duì)應(yīng)油道連通。
所述每個(gè)單組碟簧貯能器中碟簧片數(shù)選擇在12～20片。
所述的齒輪是錐齒輪，小錐齒輪23固定在電機(jī)軸上，偏心軸25一端穿過(guò)支架26，另一端插入工作缸11，大錐齒輪24固定在偏心軸25上，并從支架26伸出一端，油泵柱塞22成180°對(duì)稱(chēng)的分布于工作缸11與支架26形成的密閉油腔內(nèi)。
所述的油泵柱塞22是三個(gè)，且成120°對(duì)稱(chēng)的分布于工作缸11與支架26形成的密閉油腔內(nèi)偏心軸25的周?chē)?br> 本實(shí)用新型特點(diǎn)是由于它的工作缸連通有多組并聯(lián)的碟簧貯能器，該貯能器組在工作缸周?chē)鷮?duì)稱(chēng)布置，在相同操作功情況下，每個(gè)單組碟簧貯能器中碟簧片數(shù)相對(duì)較少，其碟簧數(shù)量可為12～20片，且單片碟簧外形尺寸較小故貯能器變形均勻，機(jī)構(gòu)輸出力值穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)布置方式靈活緊湊、機(jī)構(gòu)各部件之間便于組合，整體體積小。雙碟簧組貯能器適用的操作功范圍為18KJ～36KJ；三碟簧組貯能器適用的操作功范圍為24KJ～40KJ；四碟簧組貯能器適用的操作功范圍為36KJ～50KJ。在設(shè)計(jì)的液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)中，將其貯能器設(shè)計(jì)為單油缸或多油缸共用多組并聯(lián)的碟簧貯能器，見(jiàn)圖1，該貯能器組由碟簧組3、貯能器缸體2、貯能活塞5、支撐環(huán)4以及貯能器支架27組成，這些碟簧組對(duì)稱(chēng)的分布在操動(dòng)機(jī)構(gòu)的外圍，根據(jù)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功的不同，貯能器的組合可分別用雙碟簧組貯能器、三碟簧組貯能器、四碟簧組貯能器來(lái)進(jìn)行組合。雙碟簧組貯能器適用的操作功范圍為18KJ～36KJ；三碟簧組貯能器適用的操作功范圍為24KJ～40KJ；四碟簧組貯能器適用的操作功范圍為≥40KJ；具體結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)附圖1、附圖2及附圖3。當(dāng)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作時(shí)這些貯能器組在液壓回路中并聯(lián)工作，同時(shí)為液壓機(jī)構(gòu)貯能。同時(shí)，機(jī)構(gòu)中為貯能器打壓的打壓油泵5也相應(yīng)的設(shè)計(jì)為多柱塞油泵組，根據(jù)貯能器所需油量的不同相應(yīng)的采用雙柱塞或三柱塞，這樣可增加打壓流量，減少打壓時(shí)間并減小油泵打壓時(shí)的壓力脈動(dòng)。但貯能器所需具體流量又與機(jī)構(gòu)的操作功有關(guān)，當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功在18KJ～36KJ范圍內(nèi)時(shí)可采用雙柱塞油泵組；當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功在24KJ～50KJ范圍內(nèi)時(shí)可采用三柱塞泵組。在打壓油泵中各柱塞也對(duì)稱(chēng)均勻分布，具體結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)圖4、圖5。另外，在設(shè)計(jì)的液壓碟簧機(jī)構(gòu)中控制閥系統(tǒng)采用串聯(lián)放大的三級(jí)閥系統(tǒng)。
所以在斷路器對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作功要求較大的場(chǎng)合(18KJ～50KJ)，隨著操作功的增大，只須相應(yīng)增加碟簧貯能器組的數(shù)量，而無(wú)需改變加大碟片或在單組碟簧組中超限增加碟簧數(shù)量。解決了單組碟簧貯能器在大操作功時(shí)產(chǎn)生的變形不均勻、力值不穩(wěn)定、體積過(guò)大、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。而且操動(dòng)機(jī)構(gòu)貯能器布置方式靈活，便于和機(jī)構(gòu)組合。它的控制閥為串聯(lián)放大的三級(jí)閥系統(tǒng)，放大倍數(shù)大，動(dòng)作靈敏快速。而且打壓油泵選用雙柱塞或三柱塞油泵組，打壓所需的時(shí)間相對(duì)縮短，打壓效率高、脈動(dòng)壓力低。概括來(lái)說(shuō)本實(shí)用新型所述的操動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種在液壓回路中采用可靈活組合的并聯(lián)工作的多碟簧組貯能器加上串聯(lián)放大的三級(jí)閥系統(tǒng)和多柱塞打壓油泵組以及其他常規(guī)部件組成的適用于大操作功斷路器的新型液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，這些附圖展示出了本實(shí)用新型不同實(shí)施例以及有關(guān)部件具體結(jié)構(gòu)。
附圖1為實(shí)施例1雙碟簧組貯能器液壓碟簧機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及操作原理示意圖；附圖2為實(shí)施例2三碟簧組貯能器液壓碟簧機(jī)構(gòu)外形結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為實(shí)施例3四碟簧組貯能器液壓碟簧機(jī)構(gòu)外形結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為實(shí)施例雙柱塞打壓油泵組結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為實(shí)施例三柱塞打壓油泵組柱塞分布結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿；2、貯能器缸體；3、碟簧組；4、支撐環(huán)；5、貯能活塞；6、打壓油泵組；7、三級(jí)閥；8、二級(jí)閥；9、一級(jí)閥；10、低壓油；11、工作缸；12、高壓油；13、連接法蘭；14、連接塊；15、斷路器拉桿；16、四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；17、輔助開(kāi)關(guān)；18、貯能器；19、控制閥組；20、打壓油道；21、油泵電機(jī)；22油泵柱塞；23、小錐齒輪；24、大錐齒輪；25、偏心軸；26、支架；27、貯能器支架。
具體實(shí)施方式
圖1即為實(shí)施例1雙碟簧組貯能器液壓碟簧機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及原理示意圖，如圖1所示，實(shí)施例1的碟簧貯能器是雙碟簧組貯能器，它對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸11兩側(cè)，碟簧組3外端固定，內(nèi)端緊壓支撐環(huán)4的外端面，貯能活塞5緊壓支撐環(huán)4的內(nèi)端面并裝于貯能器缸體2內(nèi)；貯能器缸體2內(nèi)部油道與工作缸11連通。在該結(jié)構(gòu)中碟簧組3裝于貯能器支架27外圍，由支撐環(huán)4將其壓在貯能器支架27上，并且，貯能器支架27與貯能器缸體2連接，貯能器缸體2另一端連接在工作缸11上，貯能活塞5一端與支撐環(huán)4連接另一端伸入貯能器缸體2中。貯能器貯能時(shí)，打壓油泵組6工作打壓，使貯能器缸體2中的油量增多，推動(dòng)貯能活塞5，貯能活塞5進(jìn)而推動(dòng)支撐環(huán)4時(shí)碟簧組3壓縮貯能。當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作需要壓力時(shí)，碟簧組3從壓縮的狀態(tài)釋放，繼而推動(dòng)支撐環(huán)4，支撐環(huán)4推動(dòng)貯能活塞5使貯能器缸體2中的高壓油又迅速排出，滿(mǎn)足操動(dòng)機(jī)構(gòu)的需求。由貯能器缸體2、碟簧組3、支撐環(huán)4、貯能活塞5以及貯能器支架27組成的貯能器共有兩組，對(duì)稱(chēng)的分布于工作缸11的周?chē)?。在操?dòng)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，靠操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿1上下端的油壓壓差來(lái)推動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿1上下運(yùn)動(dòng)，斷路器拉桿15通過(guò)連接塊14與操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿1連接，操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿1運(yùn)動(dòng)從而推動(dòng)斷路器拉桿15運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到操動(dòng)斷路器分、合閘的目的。操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器的連接是靠連接法蘭13來(lái)實(shí)現(xiàn)的。四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16將操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿的上下運(yùn)動(dòng)的位置信息傳遞到輔助開(kāi)關(guān)17上，輔助開(kāi)關(guān)17的接點(diǎn)接入操動(dòng)機(jī)構(gòu)的二次電氣控制回路中，從而達(dá)到對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電氣控制。圖中所示的狀態(tài)為分閘狀態(tài)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿上端油路為高壓油12，操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿下端油路為低壓油10，當(dāng)其進(jìn)行合閘操作時(shí)，控制閥組19中的一級(jí)閥9串聯(lián)接到外部合閘信號(hào)串聯(lián)通過(guò)二級(jí)閥8將油路放大，快速的對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓力回路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿1下端油路從低壓轉(zhuǎn)為高壓，靠其壓力差推動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行合閘操作。當(dāng)其進(jìn)行分閘操作時(shí)，同樣，控制閥組19接到分閘信號(hào)并對(duì)油路進(jìn)行放大，快速使操動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓力回路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖1所示，操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿上端為高壓回路，下端為低壓回路，同樣靠壓力差推動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，達(dá)到分閘的目的。
圖2為實(shí)施例2所述三碟簧組貯能器液壓碟簧機(jī)構(gòu)外形結(jié)構(gòu)示意圖，其操作原理與實(shí)施例1所述的雙碟簧組貯能器操作原理完全相同，所不同的是所述的多組并聯(lián)的碟簧貯能器是三碟簧組貯能器，其中兩組碟簧貯能器18對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸11兩側(cè)，與工作缸連通；第三組碟簧貯能器18固定在上述兩組碟簧貯能器的垂直平分線(xiàn)上并與工作11缸連通?？刂崎y組19則分布于工作缸11的另一個(gè)面上?？刂崎y組19中的一級(jí)閥9串聯(lián)接到外部合閘信號(hào)通過(guò)二級(jí)閥8串聯(lián)三級(jí)閥7將油路放大。
圖3為實(shí)施例3所述四碟簧組貯能器液壓碟簧機(jī)構(gòu)外形結(jié)構(gòu)示意圖，其操作原理同樣與實(shí)施例1所述的雙碟簧組貯能器操作原理完全相同，所不同的是其相鄰兩組碟簧貯能器18相互垂直對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸11周?chē)?，并分別與工作缸11連通。控制閥組19則布置在工作缸11的一個(gè)面上貯能器18的上方。
圖4即為本實(shí)施例雙柱塞打壓油泵組結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，油泵電機(jī)21裝于支架26上，小錐齒輪23裝在電機(jī)軸上，偏心軸25一端穿過(guò)支架26，另一端插入工作缸11，并可作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。大錐齒輪24固定裝在偏心軸25從支架26伸出的一端，油泵柱塞22成180°對(duì)稱(chēng)的分布于工作缸11與支架26形成的密閉油腔內(nèi)。當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作需要打壓時(shí)油泵電機(jī)21帶電轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小錐齒輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，小錐齒輪23與大錐齒輪24嚙合，帶動(dòng)偏心軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸25推動(dòng)油泵柱塞22上下運(yùn)動(dòng)吸油，將油從打壓油道20推入工作缸內(nèi)。偏心軸25轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，兩個(gè)油泵柱塞22各往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，即吸油打壓兩次。
圖5即為實(shí)施例三柱塞打壓油泵組柱塞分布結(jié)構(gòu)示意圖，其他結(jié)構(gòu)分布均與圖4所示的雙柱塞打壓油泵組結(jié)構(gòu)相同，唯一不同的是油泵柱塞22為三個(gè)，且成120°對(duì)稱(chēng)的分布于工作缸11與支架26形成的密閉油腔內(nèi)偏心軸25的周?chē)?。其運(yùn)動(dòng)打壓過(guò)程也與圖4所述的雙柱塞打壓油泵打壓過(guò)程相同，不同的是偏心軸25每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，則有三個(gè)油泵柱塞22各往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，即吸油打壓三次。
權(quán)利要求1.一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括工作缸、操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿、碟簧組、貯能器缸體、支撐環(huán)、貯能器支架、控制閥、油道、打壓油泵，其特征是工作缸連通有多組并聯(lián)的碟簧貯能器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的多組并聯(lián)的碟簧貯能器是雙碟簧組貯能器，它對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸兩側(cè)，碟簧(3)外端固定，內(nèi)端緊壓支撐環(huán)(4)的外端面，貯能活塞(5)緊壓支撐環(huán)(4)的內(nèi)端面并裝于貯能器缸體(2)內(nèi)；貯能器缸體內(nèi)部油道與工作缸連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的多組并聯(lián)的碟簧貯能器是三碟簧組貯能器，其中兩組碟簧貯能器對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸兩側(cè)，與工作缸連通；第三組碟簧貯能器固定在上述兩組碟簧貯能器的垂直平分線(xiàn)上并與工作缸連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的多組并聯(lián)的碟簧貯能器是四碟簧組貯能器，其相鄰兩組碟簧貯能器相互垂直對(duì)稱(chēng)的分布在工作缸周?chē)⒎謩e與工作缸連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的打壓油泵是雙柱塞或三柱塞油泵組，電機(jī)固定在電機(jī)支架上，小齒輪裝在電機(jī)輸出軸上與大齒輪嚙合；大齒輪通過(guò)偏心軸固定在電機(jī)支架上并隨電機(jī)支架一起與工作缸相連，油泵柱塞(22)連接在工作缸上，并通過(guò)油道與工作缸連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的控制閥是串聯(lián)放大的三級(jí)閥，一級(jí)閥(9)與二級(jí)閥(8)串接，二級(jí)閥(8)與三級(jí)閥(7)串接；三級(jí)閥閥體連接在工作缸的一個(gè)平面上，并通過(guò)內(nèi)部油道與工作缸中的對(duì)應(yīng)油道連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述每個(gè)單組碟簧貯能器中碟簧片數(shù)選擇在12～20片。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的齒輪是錐齒輪，小錐齒輪(23)固定在電機(jī)軸上，偏心軸(25)一端穿過(guò)支架(26)，另一端插入工作缸(11)，大錐齒輪(24)固定在偏心軸(25)上，并從支架(26)伸出一端，油泵柱塞(22)成180°對(duì)稱(chēng)的分布于工作缸(11)與支架(26)形成的密閉油腔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是油泵柱塞(22)是三個(gè)，且成120°對(duì)稱(chēng)的分布于工作缸(11)與支架(26)形成的密閉油腔內(nèi)偏心軸(25)的周?chē)?br> 專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)，更具體地說(shuō)涉及一種適用于較大操作功場(chǎng)合下的多(碟簧組)貯能器并聯(lián)傳動(dòng)液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括工作缸、操動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞桿、碟簧組、貯能器缸體、支撐環(huán)、貯能器支架、控制閥、油道、打壓油泵，其特征是工作缸連通有多組并聯(lián)的碟簧貯能器。這種液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它適用于大操作功18KJ～50KJ的場(chǎng)合要求的液壓碟簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，該操動(dòng)機(jī)構(gòu)在工作時(shí)其貯能器變形均勻，機(jī)構(gòu)輸出力值穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)布置方式靈活緊湊、機(jī)構(gòu)各部件之間便于組合，整體體積小。
文檔編號(hào)H01H33/40GK2896496SQ200620078308
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月25日
發(fā)明者陳保倫, 張猛, 王建西, 周仙娥, 姜章蘭, 張銳 申請(qǐng)人:西安西開(kāi)高壓電氣股份有限公司