[发明专利]一种扭杆弹簧储能的液压操作机构

说明书

 

技术领域：

    本发明涉及断路器操作机构技术领域，具体涉及一种扭杆弹簧储能的液压操作机构。

背景技术：

    在额定电压≥362KV的高压断路器上，现在使用的操作机构的类型一般为液压操作机构，液压操作机构的设计原理是：通过电机-油泵对低压油（一般为1个标准大气压）打压建立高油压（一般30MPa以上) ，高压油的能量存储方式目前是两种：1.对氮气压缩后存储于容器筒内，2.压缩碟形弹簧产生的势能存储。

采用氮气储能的液压操作机构自产生起一直延用至今，后来欧洲的ABB公司采用碟簧储能-液压操作获得了发明专利。它的工作原理是电机及油泵建立高压力，高压油腔的液压油推动活塞向氮气室侧运动，压缩氮气储能，该方式易于实现，但是，由于氮气相对较小的储能密度（单位重量下存储的能量比），在需要存储超大能量时，氮气的容器体积就很大，整个产品的体积变大，同时，由于比较多的液压油，加之对液压油能量进行传递的管路多，造成液压油渗漏，油管的爆裂，对环境造成污染。就使用性而言，比较多的油中具有更多的气体，对于断路器操作时的分合闸速度、分合闸时间的稳定性造成影响，断路器运行的环境复杂、苛刻，温度的变化也会对采用氮气为储能介质的液压操作机构产生不利影响，上述速度、时间也会发生变化，这些参数是断路器的核心参数，会严重影响到断路器的性能。

采用碟簧储能的液压操作机构，由于碟簧有大的储能密度，比较小的形变就会产生巨大的载荷，存储大量的能量。但是碟簧的缺点是会产生比较高的应力集中，易产生金属疲劳，碟簧与碟簧的结合部产生滑动摩擦，碟簧释放能量时自身会消耗掉一部分能量，组装后可调节性差。

发明内容：

本发明的目的是提供一种扭杆弹簧储能的液压操作机构，它的扭杆上没有应力集中，调节方便，对扭杆储能时采用滚轮产生小的滚动摩擦力；扭杆弹簧只有圆棒材料本身的极惯性矩，固有振动频率大，释放储存的能量时自身不会消耗能量。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含机构本体、电机机油泵组合体、合闸电磁阀、分闸电磁阀、第一压板、活塞、压力缸、活塞杆、固定座，机构本体上部一侧设有电机及油泵组合体通过管路与压力缸连接，压力缸内部设有活塞，机构本体上部设有活塞杆，活塞杆下端通过管路分别与压力缸、合闸电磁阀和分闸电磁阀连接，压力缸下部设有第一压板，它还包含第二压板、第三压板、第一扭杆组件、第二扭杆组件、第三扭杆组件，所述的第一压板下方设有数个第一扭杆组件，第一扭杆组件下方设有第二压板，第二压板下方设有数个第二扭杆组件，第二扭杆组件下方设有第三压板，第三压板下方设有数个第三扭杆组件，第三扭杆组件与固定座连接。

所述的第一扭杆组件、第二扭杆组件和第三扭杆组件包含一号固定件、二号固定件、扭杆弹簧、滚轮、拐臂，第一扭杆组件、第二扭杆组件和第三扭杆组件通过一号固定件与机构本体连接，一号固定件与扭杆弹簧的一端连接，扭杆弹簧的另一端通过二号固定件连接有拐臂，拐臂的顶部通过圆柱销固定有滚轮。

所述的扭杆组件的层数和数量可以随需要的能量大小来增减。

本发明的工作原理：通过电机及油泵打压，使得低压油变成高压油通过内部管道进入压力缸内，高压油产生的压力驱使活塞向下推动压板向下运动，压板驱使滚轮、拐臂向下运动的同时，扭转扭杆弹簧旋转一定角度建立一定的扭矩Mt，储存了一定的能量E,滚轮上始终有一个压力F。如果有n个扭杆，那么总的力为n*F。当达到设计的额定油压后，电机及油泵停止工作，高压油处于8.压力缸内。由于总的力n*F存在，高压油的压力及压强不会衰减或变化。由合闸电磁阀及分闸电磁阀对压力缸内的高压油的流动方向进行切换控制，使得高压油或低压油进入活塞杆上下两侧的空间，利用即活塞两侧产生的压力差，推动活塞杆上、下运动，带动断路器合闸、分闸操作。

本发明具有以下有益效果：它的扭杆上没有应力集中，调节方便，对扭杆储能时采用滚轮产生小的滚动摩擦力；扭杆弹簧只有圆棒材料本身的极惯性矩，固有振动频率大，释放储存的能量时自身不会消耗能量。

附图说明：

    图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中每层扭杆组件的平面布置图。

图3是本发明中扭杆组件的结构示意图。

图4是本发明中扭杆弹簧的工作原理图。

具体实施方式：