Патент на изобретение №2291512

(54) ПРУЖИННЫЙ ПРИВОД ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО КОММУТАЦИОННОГО АППАРАТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к элементам конструкций высоковольтных коммутационных устройств, а именно к пружинным приводам, предназначенным для управления преимущественно заземлителями. Пружинный привод для высоковольтного коммутационного аппарата содержит силовой механизм, механизм завода пружины, включающий многоплечевой рычаг с демпфирующим элементом, упором и роликом, взаимодействующим с установленным на валу кулаком, кинематически связанным с контактным устройством управления. Силовой механизм снабжен парой оппозитных, соосно установленных направляющих с прорезями, расположенным в них штоком с роликами на концах, с подвижным и неподвижным элементами, между которыми закреплена пружина. В теле одной из направляющих силового механизма выполнено гнездо подшипника выходного вала, кинематически связанного со штоком. Простая конструкция пружинного привода с оптимальными кинематическими связями позволяет уменьшить габариты привода, повысить его технологичность и надежность работы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к элементам конструкций высоковольтных коммутационных устройств, а именно к пружинным приводам, предназначенным для управления преимущественно заземлитетелями.

Известен пружинный привод для выключателей высокого напряжения, состоящий из массивного трехплечевого рычага, посаженного на ось и снабженного упором, роликом, собачкой, контактирующей с полувалом, деталью, соединяющей трехплечевой и двухплечевой рычаги, и толкателем, обеспечивающим контакт двухплечного рычага с механизмом управления. Привод также снабжен подпружиненным упором, кулачком, посаженным на вал, зубчатой рейкой и сцепленной с ней посредством шарнира включающей пружиной. (Патент PL 162796, кл. Н 01 Н 33/42, публ. 1992 г.)

Для обеспечения работоспособности известного привода включающая пружина должна быть установлена консольно по отношению к плоскости кулачка, что отрицательно скажется на механическом ресурсе привода в целом из-за несимметричности нагрузок или потребует очень высокоточного исполнения с применением высокопрочных и износостойких материалов. При установке, включающей пружины с двух сторон – то же консольно – можно добиться симметричности распределяемых нагрузок, но при этом увеличиваются габариты привода. Недостатком известного пружинного привода является также сложность конструкции, трудоемкость настройки и регулировки.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности работы и технологичности пружинного привода.

Технический результат заключается в упрощении конструкции силового механизма, уменьшении габаритных размеров и оптимизации кинематических связей.

Для решения поставленной задачи в пружинном приводе, содержащем силовой механизм, механизм завода пружины, включающем многоплечевой рычаг с демпфирующим элементом, упором и роликом, взаимодействующим с установленным на валу кулаком, кинематически связанным с контактным устройством управления, предложено снабдить силовой механизм парой оппозитных, соосно установленных направляющих с прорезями, расположить в них шток с роликами на концах и с подвижным и неподвижным элементами, между которыми закреплена пружина, а в теле одной из направляющих выполнить гнездо подшипника выходного вала, кинематически связанного со штоком. Кроме того, кинематическую связь кулака механизма завода пружины с контактным устройством управления выполнить в виде храповой пары, установленной на одном валу с кулаком. Контактное устройство управления дополнительно снабдить блокирующим устройством и контактирующим с ним подпружиненным толкателем, взаимодействующим с одним из роликов штока.

На фиг.1 изображен общий вид пружинного привода в положении “включено” (контакты заземлителя замкнуты); на фиг.2 – разрез по А-А; на фиг.3 – пружинный привод в положении “отключено” (контакты заземлителя разомкнуты).

Пружинный привод содержит силовой механизм, механизм завода пружины и контактное устройство управления. Силовой механизм состоит из двух оппозитных соосно установленных направляющих 1 и 2 с прорезями 3, в которых расположен шток 4. На штоке 4 размещены подвижный элемент 5 (шайба) и неподвижный 6 (пята), а на его концах закреплены ролики 7 и 8, которые свободно перемещаются в прорезях 3. Между элементами 5 и 6 размещена включающая пружина 9. Механизм завода пружины состоит из трехплечевого рычага 10 с демпфером 11 и упором 12, ролика 13, взаимодействующего с кулачком 14, храпового колеса 15 и храповика 16. Кулачок 14 и храповое колесо 15 установлены на одном валу 17. В теле направляющей 2 выполнено гнездо подшипника 18, в котором установлен выходной вал 19. Последний связан через серьгу 20 и рычаг 21 со штоком 4. Контактное устройство управления состоит из контактного устройства 22, блокирующего устройства 23 и подпружиненного толкателя 24, который взаимодействует с одним из роликов 8. При сборке пружинного привода самоустанавливается основной подвижный узел: шток 4, включающая пружина 9, ролики 7, 8 в прорезях 3 направляющих 1 и 2, что не требует дополнительных настроек и регулировок, а также соблюдения жестких требований к обработке контактирующих друг с другом поверхностей, что повышает технологичность привода в целом.

Пружинный привод работает следующим образом.

Медленное отключение привода происходит при переводе контактов устройства 22 из положения I-I в положение II-II и подаче напряжения на электродвигатель (на чертеже не показан). Мотор-редуктор 25 приводит в движение храповое устройство 15 и установленный на том же валу кулак 14. Кулак 14, вращаясь, поднимает ролик 13, вращая трехплечий рычаг 10 против часовой стрелки. Последний воздействует на ролик 7 штока 4, перемещая последний в крайнее левое положение, и посредством серьги 20 поворачивает рычаг 21 против часовой стрелки. При этом через вал 19 движение передается на выходной элемент привода (на чертеже не показан), переводя его в положение “отключено”. Одновременно происходит завод пружины 9, подготовка ее к операции включения. В крайнем левом положении штока 4 ролик 7 воздействует на рычаг 24, который, поворачиваясь, переводит контакты блокировочного устройства 23 из положения III-III в положение IV-IV и отключает электродвигатель. В этот момент кулак 14, выйдя на максимальный радиус, продолжает вращаться по инерции, при этом пружинный привод остается в положении “отключено”, т.к. радиус кулака на этом секторе не меняется. После остановки двигателя ролик 13 трехплечего рычага 10 удерживается кулаком 14 – контакты заземлителя переведены в разомкнутое положение. Таким образом, операция завода пружины совмещена с операцией отключения, что допустимо, когда не требуется быстрого отключения, что соответствует условиям эксплуатации заземлителей.

Быстрое включение привода происходит при переводе контактов устройства 22 из положения II-II в положение I-I, подаче напряжения на электродвигатель. Мотор-редуктор через храповую пару приводит в движение кулак 14, который, поворачиваясь по часовой стрелке, выходит из зацепления с роликом 13 трехплечего рычага 10. При начальном перемещении штока 4 ролик 7 освобождает подпружиненный рычаг 24, который перемещает контакты блокировочного устройства 23 из положения IV-IV в положение III-III, отключая электродвигатель. Под действием пружины 9 шток 3 резко перемещается в крайнее правое положение, переводя через серьгу 20 и рычаг 21 выходной вал 19 привода в положение “включено”. Данное положение определено ограничивающей осью 12, в которую упирается демпфер 11 трехплечего рычага 10. Контакты заземлителя при этом замкнуты.

Конструкция предлагаемого пружинного привода по сравнению с прототипом обеспечивает симметричность нагрузок на основные узлы и детали, наилучшее согласование выходного элемента с силовым механизмом за счет взаимного расположения элементов конструкции – гнездо подшипника выходного вала 19 выполнено в направляющей 2 с прорезью 3. Кроме того, за счет совмещения операций завода пружины и отключения привода для операций включение и отключение заземлителя используется энергия двигателя, а в прототипе для этого необходим, кроме двигателя, дополнительный источник энергии, например электромагнит.

Формула изобретения

1. Пружинный привод для высоковольтного коммутационного аппарата, содержащий силовой механизм, механизм завода пружины, включающий многоплечевой рычаг с демпфирующим элементом, упором и роликом, взаимодействующим с установленным на валу кулаком, кинематически связанным с контактным устройством управления, отличающийся тем, что силовой механизм снабжен парой оппозитных соосно установленных направляющих с прорезями, расположенным в них штоком с роликами на концах, с подвижным и неподвижным элементами, между которыми закреплена пружина, а в теле одной из направляющих силового механизма выполнено гнездо подшипника выходного вала, кинематически связанного со штоком.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кинематическая связь кулака механизма завода пружины с контактным устройством управления выполнена в виде храповой пары, установленной на одном валу с кулаком.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактное устройство управления дополнительно снабжено блокирующим устройством и контактирующим с ним подпружиненным толкателем, взаимодействующим с одним из роликов штока.

РИСУНКИ