[发明专利]液压开关座阀和电力断路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的液压开关座阀和权利要求15的前序部分所述的电力断路装置。

背景技术

这种开关座阀或电力断路装置，在耐久性、可靠性方面，以及在开关座阀的开关时间方面，必须满足极高的要求。例如，预期耐久性达免维护地使用30年，以及开关座阀至少进入对应于触点分离的开关位置的开关时间，应仅为10毫秒或更短。如果开关座阀内和触点处出现过早损耗，就不能满足这些要求。

从专利文件EP 1,302,958A得知的电力断路装置的开关座阀的活塞通过先导压力控制并借助压力加载的开关表面可沿两个相反的方向运动。压力端口内的压力和先导压力从两个相反的方向作用在各开关表面上。在先导压力卸压之后，只有压力端口内的压力在起作用。于是活塞被强劲地加速而以最大速度到达使触点分离的开关位置，因而活塞的座落表面和阀座之间发生强烈撞击。这些撞击将引起至少阀座处的磨损。而且，由于在活塞运动过程中，液压用户端口连通于压力端口和箱端口一段时间，所以系统内会发生至少一次液压冲击，这种液压冲击是很讨厌的，因为除其它影响之外其可能导致触点分离动作的延迟，以致缓慢分离的触点处可能出现电火花或电弧而成为强烈烧损的原因。

从专利文件EP 373,598A得知的开关座阀中，在活塞的两个座落表面的延续部位成形圆柱形的环形表面。这两个环形表面在活塞行程的预定部分内分别与腔室内壁共同起作用而能够调节流量。这两个环形表面形成为使液压用户端口绝不会连通于箱端口和压力端口。但是，这一结构特点会延长开关座阀的开关时间，这是不符合需要的。而且，其也不可能可靠地避免座落表面对阀座的强烈撞击以及系统内的液压冲击。

在从专利文件EP 1,801,473A得知的开关座阀中，采取了进一步的结构措施，包括在活塞处设置环槽和带面(land)，以便在活塞向使触点分离的开关位置运动过程中先将横断面小于最大可能流动断面的被节流液压介质流动路径打开一段预定的时间。这是在活塞的运动阶段之后完成的，在这一过程中工作端口既连通于箱端口也连通于压力端口。甚至可任选地让活塞暂停在某一中间位置。这会延长开关座阀的开关时间并且也不能防止强烈的撞击和液压冲击。

专利文件EP 0 074 419A和DE 33 45 720A中也涉及其它现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种这样的开关座阀，其至少能够在向分离的开关位置转换时以很短的开关时间工作，以及提供一种能够长久地免维护地工作的电力断路装置。

这一目的可用权利要求1所述的特征结构和权利要求15所述的特征结构来实现。

通过让被排出体积的液压介质流经至少一个限流部和流动路径流向箱，可实现吸收活塞的座落表面对阀座的撞击，从而可防止阀座的不希望产生的磨损。令人惊奇的是，甚至可使液压冲击为最小，从而可避免触点分离的延迟，进而可使触点的与电火花或电弧相关的损耗为最小。这一措施既可延长开关座阀的也可延长电力断路装置的耐久性。

通过让被排出体积的液压介质流经所述限流部和流动路径流向箱，可吸收电力断路装置的开关座阀中活塞向阀座的运动，因而可避免阀座的非正常损耗。而且，令人惊奇的是，可使液压冲击降至最小，甚至可几乎完全避免。这种吸收作用从一开始或者说是在用户端口已连通于箱端口时就开始发挥最强的效果，以致也是由于能够防止甚至最小程度的液压冲击，只要触点开始互相离开，触点就能继续快速地分离而不会有任何不希望有的延迟，这可使触点处不会产生电火花或电弧，因而可使触点的损耗为最小。本发明的电力断路装置能够毫无问题地满足耐久性方面的极高要求。

在一个有利的实施例中，节流作用在活塞的行程方向上逐渐增强，例如与活塞行程成比例关系，以致在座落表面接近阀座时吸收作用为最强。这并不意味着会使活塞运动变得迟缓，而是意味着可使座落表面向阀座座落的力逐渐减小，因为吸收作用首先是逐渐对抗由压力端口处的压力作用于活塞而产生的开关力，如果活塞已被足够地加速并且在用户端口已连通于箱端口时，那么触点分离就能尽可能早地开始并在活塞被缓冲时已处于迅速进行中。

在一个有利的实施例中，限流部设置在活塞内。通向箱的流动路径从在活塞内部的限流部延伸到连接于箱端口的腔室第一端以及延伸到活塞的第一前端。被排出体积的液压介质通过已有的箱端口流出而无需壳体内的附加通道。