[发明专利]涡卷弹簧机构储能系统转角定位控制装置

说明书

技术领域

本发明属于高压电气设备技术领域，涉及一种适合于涡卷弹簧储能驱动、供断路器分/合闸操作以及正/反向运动两用的涡卷弹簧机构储能系统转角定位控制装置。

背景技术

目前本领域现有弹簧操动机构大多均为螺旋式压力弹簧或拉力弹簧的储能结构形式，它们的储能系统的定位控制为线性运动方式，尽管现有不少操动机构也使用涡卷弹簧储能结构，但只能用于单向的合闸驱动操作，对于反向的分闸驱动操作，必须附加辅助的螺旋式弹簧或另置一组反向储能的涡卷弹簧，才能保证开关的分/合闸操作正/反向驱动的功能要求，因此控制装置必需采用多个四连杆、五连杆变直变向机构，结构比较复杂，兼之其控制装置与储能弹簧为两套反向分立单一功能输出布置方式，存在着占用空间大、合闸储能必须克服分闸储能反力、人为调整因素多、机械效率低、运行可靠性较差等不足，由此也制约了性能优越的涡卷弹簧机构的发展应用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，进而提供一种结构简单、定位精准巧妙、成本低、装配调试方便、机械效率和运行可靠性高的涡卷弹簧操动机构储能系统转角定位控制装置。

为实现上述发明目的而提供的涡卷弹簧操动机构储能系统转角定位控制装置是一种可在涡卷弹簧旋转360°储能和360°内分区段释能的过程中，巧妙利用与涡卷弹簧中心同轴套装的滑道盘螺旋曲线旋转角度和旋转轨迹的变化来实现精准定位，从而达到控制储能系统的机械与电气联锁作用的装置。它由设置于机箱内的方形定位主轴、涡卷弹簧筒、涡卷弹簧、涡卷弹簧内套、外圆上带有弧形定位凸台的盖板、左右侧保持(角位锁止)拐臂、滑道盘及其从动滑块和推杆组成，主轴和涡卷弹簧筒构成同轴同心的主支撑件，主轴由套装定位在其上的左右侧保持拐臂及与其对应的锁定装置控制转动或锁止；左侧保持拐臂、涡卷弹簧筒、涡卷弹簧、涡卷弹簧内套、盖板、滑道盘及右侧保持拐臂从左至右依次套装在主轴上，其中涡卷弹簧筒左端法兰中心孔和盖板中心孔与主轴对角线外圆为转动套装连接，左右侧保持拐臂、涡卷弹簧内套及滑道盘与主轴为固定套装连接；涡卷弹簧内套及带有内外钩的涡卷弹簧装在涡卷弹簧筒内，在涡卷弹簧筒侧壁上开有一处用于固定涡卷弹簧外钩的沟槽及供从动滑块做径向运动的缺口，在涡卷弹簧筒位于该沟槽及缺口的对称侧筒壁处开设有用于固定盖板弧形定位凸台的沟槽，在涡卷弹簧筒外壁上还开有用于固定涡卷弹簧内钩的沟槽；滑道盘上设置有通至涡卷弹簧筒内的具有等圆面设计的凸起的螺旋轨道，在盖板上设有与滑道盘上螺旋形凸起轨道对合的开口式U形槽，从动滑块的滑动开口自由滑动骑置在滑道盘凸起的轨道上并可运动于该轨道与盖板构成的U型定位槽内，推杆由涡卷弹簧筒和盖板上开口插入并垂直对应安装在从动滑块的上方，且可在一副安装在盖板上部的复位弹簧的作用下随从动滑块上下运动，推杆上设有与储能系统的离合联锁装置进行储能控制信号传递的连接点；对应主轴左右两侧的机箱上部分别设有与左右侧保持拐臂相搭接的锁定装置，所说的锁定装置均由与保持拐臂对应搭接且安装于机箱上部的可转动的掣子和可旋转的脱扣半轴构成；当涡卷弹簧释能，一侧保持拐臂随主轴旋转到一个设定的角位时，该保持拐臂即被对应的掣子的后端搭接，而掣子的前端与脱扣半轴扣接，使主轴被该侧的保持拐臂与锁定装置锁止，涡卷弹簧停止释能；解除锁止(脱扣)后，涡卷弹簧再次释能；同样主轴旋转到另一设定的角位时，被另一侧保持拐臂与锁定装置锁止。

本发明的技术解决方案还在于：该装置的主支撑件主轴及其套装在其上的左右侧保持拐臂、滑道盘和主支撑件涡卷弹簧筒以及涡卷弹簧、涡卷弹簧内套、盖板均为同心同轴的结构布置方式，两个主支撑件各自具有静止锁定装置，且两者之间均在一者处于锁定静止状态，另一者在被解除锁定下，分别按顺时针做相对旋转运动，实现对涡卷弹簧的360°储能或360°内分区段的释能，完成对被驱动断路器分/合闸的标准循环操作。

本发明的技术解决方案还在于：对应主轴左右两侧的机箱上部所设的与左右侧保持拐臂相搭接的锁定装置分别准确对应控制涡卷弹簧360°内分区段150°和210°角位的释能驱动。

本发明的技术解决方案还在于：该装置于涡卷弹簧筒内的涡卷弹簧旋转360°储能和360°内分区段释能的过程中，利用滑道盘旋转角度和螺旋轨迹的变化来实现滑块的定位，从而控制储能系统的机械与电气联锁。

本发明的技术解决方案还在于：滑道盘螺旋轨迹的设定在与双轨迹槽凸轮驱动断路器分、合闸操作循环特性及旋转角位控制上是同心同轴并刚性精准对应的，从动滑块与提升推杆均受其约束控制。具体结构中，滑道盘采用一体式双轨迹槽凸轮的左向滑道盘。