[发明专利]液压操作机构

说明书

本发明涉及一个液压操作机构，适用于在接到一个操作指令时以高速驱动负载的设备。

气压例如空气压和液压例如油压，迄今都用作高速直线运动或旋转运动的设备的驱动源，而气动操作机构常用于较轻的负载。

然而，当操作一个重负载，例如重数吨的负载时，气动操作机构必然会变得较大，而且在运行时，由于提供和排放空气，必然会产生很大的噪声，又维护建立气压的空气压缩机的成本也势必会增加，所以大多常采用液压操作系统。

液压操作机构与气动系统相比，能容易得到高的压力，这是由于使用的流体具有相对的非压缩性之故，所以运行时噪声是低的，机构能做成小型的、且在高速运行时能作出优良的反应。

在液压操作系统中，如果在机构装配过程中空气混入液压流体中，或者如果在流体压缩过程中空气溶于流体中，那么流体中的这种空气就会减慢机构作出的反应速度，且运行时间也不会保持恒定不变。

这类高速机构的一个典型例子是用于电力传输系统的开关机构。

当电力传输系统的容量和电压增加时，开关，特别是电力断路器，更需要改进其特性。为此，不仅使用了气体绝缘断路器，其中采用SF₆（六氟化硫）气体作为消弧介质，而且希望改进性能，改善系统的稳定性，例如提高开关速度，减少开关时间差。此外，也越来越要求减少使用时存在的问题，例如改进机构的维护，减少噪声的产生。

尽管本发明的按照电力开关操作机构叙述的，但本发明也适用于其他相同的高速操作机构。

图1示意表示日本专利公开号N₀57-111915中所揭示的传统液压操作机构，其中[10]是开关装置，如断路器的开关部件。开关部件[101]包括固定触头[102]，和可动触头[103]，并由驱动机构[104]驱动，以开启或闭合触头，驱动机构[104]包括一个用棒[105]连接到可动触头[103]的差动活塞[106]，一个液压缸[107]，差动活塞[106]在液压缸[107]内用密封件[106a]作它们之间的液体密封。连接在[107]的头侧（大面积侧[107a]的导管[108]被连接到液压控制装置[109]，液压控制装置[109]由低压导管[111]连接到低压箱[110]蓄压器[113]是由通道[112]连接到液压缸[107]的棒侧（小面积侧）[107b]，高压导管[114]把蓄压器[113]连接到液压控制装置[109]。此外，设置供给高压流体的泵装置[115]，以便通过导管[117]回收排放到低压箱[110]内的流体。另一导管[116]是用来通过它向蓄压器[113]提供高压的。

现在将讨论上述的一般机构的操作。来自蓄压器[113]的高压流体常常是通过差动活塞[106]的棒侧[107b]上的通道[112]提供的。当一个开启开关部件[101]的操作指令提供给液压控制装置[109]时，通过导管[114]提供给差动活塞[106]的头侧[107a]的高压流体则通过导管[108]和[111]被排放到低压箱[110]内。此时，向导管[108]提供高压流体的通道的关闭的。因此，在差动活塞[106]的棒侧[107b]上的高压流体推下差动活塞[106]，开启开关部件[101]如图1所示。在此状态，由于包含导管[108]的差动活塞的头侧[107a]充满低压流体，活塞[106]的密封件[106a]必须有良好的密封性能，以便理想地达到在高低压流体之间无流体渗漏。

当闭合开关部件[101]的操作指令提供液压控制装置[109]时，从导管[108]连接到低压导管[111]的联系通道是关闭的，与此同时，把高压流体提供给导管[108]的供给通道则是打开的，所以导管[108]与高压导管[114]是联通的。其结果是，高压流体均被提供到差动活塞[106]的头侧[107a]和棒侧[107b]，由于头侧和棒侧之间的面积差所产生的推力使活塞[106]向上运动，从而闭合开关部件[101]。当开关部件[101]闭合时，则导管[108]充满高压流体。

为了解决上述问题，提供了一个液压操作结构，该液压操作机构是这样安排的：除去给与操作指令的瞬间外，施加在活塞头侧的大活塞面积侧上的液压总是保持高压。