液压缓冲器及使用该液压缓冲器的断路器操动机构

摘要

本发明涉及一种液压缓冲器及使用该液压缓冲器的断路器操动机构，该液压缓冲器包括油缸和设于油缸中的活塞，活塞连接有活塞杆，活塞与油缸之间和/或者活塞上设有连通油缸的有杆腔与无杆腔的第一通道，活塞沿轴向可滑动的防脱装配在活塞杆上，活塞杆的靠近无杆腔的一端设有第二通道，第二通道的第一端口位于活塞杆外周面上，活塞在随活塞杆向无杆腔移动时可通过内壁面封闭第一端口，在随活塞杆向有杆腔移动时可让开第一端口。本发明解决了液压缓冲器零部件较多组装复杂，造成生产效率低产品成本高的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压缓冲器及使用该液压缓冲器的断路器操动机构。

背景技术

高压电网输配电设备断路器动力源弹簧操动机构中常用到缓冲器，缓冲器是一种在运行过程中可以减缓刚性碰撞的安全保护装置，缓冲器的缓冲效果好坏严重影响着断路器的性能指标。

现有技术中有采用单油缸结构和内、外缸双油腔结构的缓冲器，如公布日为2015.01.21、公布号为CN104299862A的中国发明专利申请公开的一种内、外缸双油腔结构的缓冲器，该缓冲器包括轴线沿前后方向延伸的内缸和同轴线套设在内缸外围的外缸，内缸和外缸之间具有环形间隙，内缸的缸体上设有连通内缸的内腔与环形间隙的前径向油孔和后径向油孔，内缸的内腔中导向滑动装配有活塞，活塞上设置有活塞杆，活塞包括内外同轴线套设的内套和外套，内套导向滑动套设于活塞杆上，内套构成了与活塞杆导向滑动配合的滑动配合段，外套与内缸的内腔壁密封滑动配合，活塞杆上设置有限制活塞的前后移动极限的前限位结构和后限位结构，前、后限位结构之间的间距大于滑动配合段的轴向长度，内、外套的后端之间通过环形连接板接，环形连板上设置有沿前后方向贯穿环形连板的轴向油孔，轴向油孔包括四个绕环形连板周向均匀布置的腰形孔，活塞杆上于活塞的后侧设置有用于封堵轴向油孔的后端孔口的活塞盖，活塞盖上开设有沿前后方向贯穿活塞盖的助分离孔，助分离孔与轴向油孔相互错开；该缓冲器在工作过程中，当活塞杆带动活塞向后移动时，液压油经过助分离孔进入活塞盖与活塞之间，活塞盖与活塞顺利分离，活塞上的轴向油孔没有摆活塞盖封堵，活塞后侧的液压油经两条线路流向活塞前侧，一条线路是活塞上的轴向油孔，另一条是后径向油孔、环形间隙和前径向油孔，液压油的流通面积大；当活塞杆带动活塞向前移动时，受液压油作用活塞的后端与活塞盖的前端紧贴，活塞上的轴向油孔被活塞盖封堵，活塞前侧的液压油只能够通过前径向油孔、环形间隙和后径向油孔这一条线路流向活塞后侧，液压油的流通面积小，液压油的阻尼力大。

该缓冲器为了形成两条液压油流通回路，油缸采用同轴套设在一起的内缸和外缸，内缸与外缸之间形成环形油腔，内缸壁上开设前、后径向油孔，当活塞前后移动时，液压油通过前、后径向油孔流通形成一条油通道，活塞前后运动过程中液压油能够通过环形油腔流动，但是，该缓冲器采用同轴套设的内、外缸，造成缓冲器的零部件较多，为了保证内缸与外缸之间的密封性，在生产过程中对两者的配合精度要求也较高，进而降低了生产效率，使产品成本较高；另外，由于轴向油孔开设在活塞上，为了能够封堵轴向油孔，该缓冲器的活塞包括内套、外套、环形连板，活塞杆上还设置活塞盖，活塞杆上设置的零部件较多，在组装时，需要将活塞的各个部分组装在一起，将活塞盖装在活塞杆上，再将活塞安装在活塞杆上，因此，该缓冲器的组装过程较为复杂，进一步降低生产效率，增大产品成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用单油缸结构的液压缓冲器，用以解决现有技术中液压缓冲器零部件较多组装复杂，造成生产效率低产品成本高的技术问题。本发明的目的还在于提供一种使用上述液压缓冲器的断路器操动机构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

液压缓冲器，包括油缸和设于油缸中的活塞，活塞连接有活塞杆，活塞与油缸之间和/或活塞上设有连通油缸的有杆腔与无杆腔的第一通道，活塞沿轴向可滑动的防脱装配在活塞杆上，活塞杆的靠近无杆腔的一端设有第二通道，第二通道的第一端口位于活塞杆外周面上，活塞在随活塞杆向无杆腔移动时可通过内壁面封闭第一端口，在随活塞杆向有杆腔移动时可让开第一端口。

所述第一通道为位于活塞外周面与油缸内壁之间的间隙，所述油缸内壁为圆锥面，圆锥面的小径端位于油缸的无杆腔内，所述间隙在活塞朝无杆腔移动时逐渐减小。

所述第二通道包括开设在活塞杆后端面上轴线沿活塞杆轴向延伸的盲孔和开设在盲孔侧壁上贯穿盲孔侧壁的过油孔，所述过油孔的外孔口为所述第一端口。

所述活塞杆的轴线沿前后延伸，所述活塞杆包括大径段、小径段以及设置在大径段和小径段之间的圆锥段，所述小径段位于大径段的后方，活塞杆的小径段与活塞导向滑动配合，圆锥段的半径从前向后逐渐减小，所述圆锥段的外周面构成了用于与活塞前端挡止配合以限定活塞极限位置的圆锥形挡止面。

活塞的靠近油缸有杆腔的一端开设有与活塞杆同轴的圆形凹槽，当活塞内壁封闭过油孔的外孔口时，所述圆形凹槽的槽口沿和槽底壁分别与所述圆锥形挡止面挡止配合。

所述活塞杆远离活塞的一端设有带有铰接孔的连接接头，所述铰接孔的长度方向沿活塞杆的轴向延伸。

所述活塞杆远离活塞的一端设有连接接头，所述连接接头与活塞杆通过螺纹连接，所述活塞杆或者连接接头上设有防止连接接头和活塞杆相对旋转的止旋结构。

所述连接接头上设有内螺纹孔，所述活塞杆的对应端设有用于与内螺纹孔配合的外螺纹螺柱，所述止旋结构包括开设在连接接头内螺纹孔侧壁上的穿孔，穿孔中穿装有用于顶紧所述外螺纹螺柱的紧定螺栓。

所述外螺纹螺柱上开设有长度沿轴向延伸的长槽，所述紧定螺栓的端部位于长槽内以阻止连接接头相对活塞杆转动。

断路器操动机构，包括输出主拐臂，所述输出主拐臂连接有如上述结构的液压缓冲器。

本发明的有益技术效果为：本发明的液压缓冲器在活塞与油缸之间或者活塞上设置第一通道，在活塞杆上开设第二通道，第一通道和第二通道连通有杆腔和无杆腔，活塞与活塞杆导向滑动防脱落配合，活塞在活塞杆上导向滑动时，活塞内壁可以将第二通道的第一端口封闭，当活塞杆带动活塞朝无杆腔移动时活塞内壁封闭第二通道的第一端口，液压油只能从第一通道内流过，减小液压油的流通面积，增大阻尼力，当活塞杆带动活塞向有杆腔移动时活塞内壁让开第二通道的第一端口，液压油能够从两条路线流动，增大了液压油的流通面积，降低阻尼作用。与现有技术中采用内外油缸形成油通道的方式相比，本发明在油缸内壁与活塞之间或者活塞上设置第一通道，能够减小零部件的数量；另外，与现有技术中在活塞上开设轴向油孔再设置活塞盖来封闭油孔的方式相比，本发明的结构简单，节省产品成本，便于组装生产，提高生产效率。

作为本发明的进一步改进，第一通道为位于油缸和活塞之间的间隙，油缸内壁为圆锥面，圆锥面的半径从前至后逐渐减小，当活塞杆带动活塞朝后移动时，第一通道逐渐减小，由于此时液压油只能通过第一通道流动，使得液压油的流通面积进一步减小，进而增大活塞阻尼力，进一步增加缓冲效果，反之，当活塞杆带动活塞朝前移动时，第一通道逐渐增大，液压油的流通面积增大，活塞受到的阻尼力减小。

附图说明

图1是本发明中缓冲器的一种实施例的结构剖视图；

图2是本发明中缓冲器的一种实施例的爆炸图；

图3是分闸时缓冲器的工作示意图；

图4是合闸时缓冲器的工作示意图；

图中：1、连接接头，2、预紧螺母，3、紧定螺栓，4、活塞杆、5、防尘圈，6、盖体，7、密封圈，8、缸体，81，缸体内壁，9、活塞，10、挡圈，11、铰接孔，12、第一通道，13、过油孔。

具体实施方式

本发明断路器操动机构的实施例，如图1至图4所示，本断路器操动机构为一个弹簧操动机构，弹簧操动机构包括合闸弹簧、分闸弹簧和缓冲器，合闸弹簧通过传动机构与相应动触头传动连接，传动机构包括动力输出轴及设置于动力输出轴上的输出主拐臂，输出主拐臂与分闸弹簧和缓冲器相连，传动机构属于现有技术，其具体结构不再详述。缓冲器为液压缓冲器，液压缓冲器包括轴向沿前后方向延伸的油缸，油缸的后端设有与输出主拐臂铰接的铰接部，油缸包括缸体8及设置在缸体8前端的盖体6，盖体6通过螺纹连接在缸体8前端，盖体6外侧面上开设有台阶槽，在安装盖体6时，能够借助安装工具将盖体6拧装在缸体8的前端，缸体8内壁上设有内螺纹，盖体6的后端设有外螺纹螺柱，缸体与盖体之间设有密封圈7。油缸中有活塞9，活塞9上连接有活塞杆4，盖体6的前端部与活塞杆4之间设有防尘圈5和导向密封圈，活塞杆4的前端连接有带铰接孔11的连接接头1，铰接孔11为长度沿前后方向延伸的长孔，输出主拐臂上设置有穿设于铰接孔中的销轴（图中未画出），本实施例中，连接接头1与活塞杆4通过螺纹连接在一起，连接接头1设有内螺纹孔，活塞杆前端具有与内螺纹孔旋装配合的外螺纹螺柱，为了防止缓冲器工作时连接接头1与活塞杆4相对转动，连接接头1上设有用于防止连接接头旋转的止旋结构，所述止旋结构包括开设在内螺纹孔侧壁上的穿孔及穿设在穿孔中的紧定螺栓3，紧定螺栓3上设有调节紧定螺栓的预紧螺母2，外螺纹螺柱上开设有长槽，长槽的长度方向沿轴向延伸，安装时紧定螺栓3的端部伸入到长槽内以阻止连接接头相对活塞杆转动，在其他实施例中，可在活塞杆后端设置内螺纹孔，在连接接头前端设置与内螺纹孔配合的外螺纹螺柱，止旋结构设置在活塞杆上；外螺纹螺柱上可不设置长槽，安装时，紧定螺栓顶紧外螺纹螺柱阻止连接接头相对活塞杆转动；连接接头还可以与活塞杆固连。

活塞杆与活塞9导向滑动配合，活塞9可相对于活塞杆前后滑动，活塞9的外侧面与油缸内壁之间具有第一通道12，第一通道12连通有杆腔和无杆腔。活塞杆4上开设有连通有杆腔和无杆腔的第二通道，所述第二通道包括开设在活塞杆4后端面上的盲孔以及开设在盲孔侧壁并贯穿盲孔侧壁的过油孔13，过油孔13的外孔口为第二通道的第一端口，盲孔的开口为第二通道的第二端口，当活塞杆带动活塞9向无杆腔移动时，活塞9相对活塞杆导向滑动，活塞9内壁封闭第二通道的第一端口，第二通道处于关闭状态，液压油只能经过第一通道流入有杆腔内，液压油的流通面积减小，活塞受到的阻尼力增大；当活塞杆带动活塞9向有杆腔移动时，活塞沿活塞杆导向滑动，活塞9内壁让出第一端口，第二通道处于打开状态，液压油经过第一通道和第二通道从有杆腔流入无杆腔内，液压油的流通面积增大，活塞受到阻尼力减小。

为了防止活塞从活塞杆上脱落，活塞杆上设置有限位结构，本实施例中，活塞杆4包括大径段、小径段和设置在大径段与小径段之间的半径从前至后逐渐减小的圆锥段，小径段位于大径段的后方，活塞9导向活动装配在活塞杆的小径段上，活塞杆的小径段上于活塞的后方开设有环形的凹槽，凹槽中设置有挡圈10，当活塞9相对活塞杆4向后滑动时，挡圈限定活塞向后滑动的极限位置，当活塞相对活塞杆向前滑动至极限位置时，圆锥段与活塞前端挡止配合，圆锥段的外周面为限制活塞极限位置的圆锥形挡止面，圆锥段和挡圈构成了限制活塞前后移动极限位置的前限位结构、后限位结构。

本实施例中，活塞的前端面上开设有与活塞杆同轴的圆形凹槽，凹槽的直径小于活塞杆大径段的直径，且大于小径段的直径，当活塞相对于活塞杆朝前移动时，凹槽的槽口沿与圆锥形挡止面挡止配合，凹槽的底壁与圆锥形挡止面挡止配合，凹槽的槽口沿与圆锥形挡止面、槽底壁与圆锥形挡止面形成双重挡止配合，保证过油孔的外孔口被完全封堵，使断路器分闸时，油缸内的液压油只能通过第一通道流通。

为了增加阻尼效果，本实施例中的缸体内壁81为圆锥形内壁，圆锥形内壁的小径端位于无杆腔内，大径端位于有杆腔内，活塞包括位于活塞后端部的圆柱部分，活塞的圆柱面与缸体内壁形成环形间隙，当活塞杆带动活塞向无杆腔移动时，环形间隙的径向宽度逐渐减小。当活塞杆带动活塞9向无杆腔移动时，缸体内壁81的半径逐渐减小，环形间隙的径向宽度逐渐减小，液压油的流通面积逐渐减小，随着流通面积的减小，又因为无杆腔内的液压油只能经过第一通道12流入有杆腔内，活塞受到的阻尼力较大，从而达到良好的缓冲效果，当活塞杆带动活塞向有杆腔移动时，缸体内壁81的半径逐渐增大，环形间隙的径向宽度逐渐增大，液压油的流通面积逐渐增大，有杆腔内的液压油经过第一通道、第二通道流入到无杆腔内，随着流通面积的增大，活塞受到的阻尼力减小。

本断路器操动机构的工作过程为：在相应动、静触头合闸时，销轴位于铰接孔的前端，当需要动、静触头分闸时，分闸弹簧释放能量，分闸弹簧的动力经过输出主拐臂和动力输出轴传向动触头，输出主拐臂带动销轴朝后移动，由于铰接孔为一个长度沿前后方向延伸的长孔，因此在合闸之初，活塞杆不会立即向后移动，缓冲器不对输出主拐臂产生阻尼作用，保证了动触头的分闸初始速度，随后销轴运动至铰接孔的后端，活塞杆开始带动活塞朝无杆腔移动，漏油口的外孔口被活塞封堵，无杆腔内的液压油只能经过第一通道流到有杆腔内，液压油的流通面积减小，活塞受到的阻尼力增大，且第一通道的径向宽度减小进一步减小流通面积，进一步增大阻尼效果。当需要动、静触头合闸时，合闸弹簧释放能量，合闸弹簧的动力经过传动机构传递给动触头，输出主拐臂带动销轴朝前移动，由于铰接孔为长孔，在合闸之初活塞杆不会朝前移动，缓冲器不会对输出拐臂产生阻尼作用，保证了动触头的合闸初始速度，随后销轴运动到铰接孔的前端，活塞杆带动活塞朝有杆腔移动，活塞让出过油孔的外孔口，液压油经过第一通道、第二通道流入无杆腔内，增大了液压油的流通面积，且第一通道的径向宽度逐渐增大，进一步增大了流通面积，降低阻尼效果。

本断路器操动机构的其他实施例中：油缸内壁可以为等径的圆柱面，第一通道可以为开设在活塞上的轴向油孔，第一通道还可以为开设在活塞上的轴向油孔和设置在油缸与活塞之间的间隙，或者第一通道为开设在活塞上的轴向油孔和位于油缸和活塞之间的条形油槽，条形油槽的长度沿活塞轴向延伸；前、后限位结构和可以为限位螺母，或者后限位结构为限位螺母，前限位结构为限位台阶；活塞杆和连接接头还可以一体成型；活塞上可不开设圆形凹槽，活塞到活塞杆的前极限位置时，活塞的前端面与圆锥形挡止面挤压配合。

液压缓冲器的实施例如图1至图4所示，缓冲器的具体结构与上述各断路器操动机构实施例中所述的缓冲器相同，在此不再详述。