CN104916472B - 一种三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，包括安装于机芯侧板上的手动联锁装置和安装于机构箱上的手动闭锁装置；本发明操作手柄首先推动联锁通电驱动杠杆转动，处于同一轴上的凸轮同时转动，凸轮压合电磁铁通电微动开关作状态转换，使得联锁电磁铁通电吸合，继续插入手柄，操作手柄推动联锁断电驱动杠杆转动，同样处于同一轴上的凸轮同时转动，并压合电磁铁断电微动开关作状态转换，使得联锁电磁铁断电，避免联锁电磁铁在手动操作过程中一直带电而被烧损。由于联锁电磁铁的供电回路和机构外部的联锁相连，若外部联锁条件不满足时，联锁电磁铁始终处于无电源状态，操作手柄无法插入机构中，实现了联锁的功能。

Description

一种三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置

【技术领域】

本发明属于高压电器设备技术领域，涉及一种气体绝缘金属全封闭组合电器(GIS)中高压隔离开关、高压接地开关，具体涉及一种三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置。

【背景技术】

为实现高压电器的小型化，在气体绝缘金属全封闭组合电器(GIS)产品中，将高压隔离开关(DS)、高压接地开关(ES)的操作由两台操动机构分别操作改进为由一台三工位操动机构进行操作，实现隔离开关分、接地开关分；隔离开关合、接地开关分；隔离开关分、接地开关合三种不同的开关状态。为避免人为误操作，确保机构操作时的人身安全和输变电设备的安全，就需要对三工位机构的操作设置一定的前提条件，包括电动操作和手动操作。为彻底消除人为误操作的可能性，部分用户要求对某个设备检修操作时才提供给其操作电源，这就需要对三工位机构的DS侧和ES侧分别提供各自独立的电源，而现有三工位机构DS侧的手动联锁和ES侧的手动联锁共用一个电源回路，无法满足用户提出的对DS和ES各自单独提供电源的操作条件。同时，现有三工位机构在手动操作时需要打开机构的侧门，给用户手动操作造成不便。基于上述原因，需要对三工位机构的手动操作的联锁装置和手动闭锁装置进行结构和功能优化，通过设计可实现点对点控制功能的联锁模块，和不用打开机构箱就能够方便操作并能实现手动联锁和手动闭锁功能的手动操作装置，确保高压隔离开关/高压接地开关配用的三工位操动机构具有安全可靠、操作简便和易于维护的功能。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种可实现点对点控制功能的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置。该装置通过在三工位机构的DS侧和ES侧各装一个独立的联锁电磁铁，和对操动机构中的DS侧和ES侧分别提供电源的供电方式，实现对DS侧和ES侧手动联锁进行点对点控制，同时能够方便地实现三工位机构DS侧和ES侧的闭锁功能。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，包括安装于机芯侧板上的手动联锁装置和安装于机构箱上的手动闭锁装置；

手动联锁装置包括安装于机芯侧板上的支撑板，以及均安装于支撑板上DS侧和ES侧的联锁控制模块；联锁控制模块上开设有与操作手柄相配合的操作孔，操作孔轴与机芯上作为传动件的丝杠同轴设置；在联锁控制模块的操作孔轴线水平方向的两侧设置有联锁通电控制开关组件和联锁断电控制开关组件，操作手柄伸入操作孔后触动联锁通电控制开关组件和联锁断电控制开关组件中的微动开关；

手动闭锁装置包括安装于机构箱内侧的安装板、DS侧和ES侧的闭锁控制开关组件，以及与两个闭锁控制开关组件相配合的两个结构相同的闭锁机构；每个闭锁机构均包括闭锁挡板、转轴以及用于触动闭锁控制开关组件中微动开关的凸轮；闭锁控制开关组件安装在安装板的内侧，转轴一端与闭锁挡板固连，另一端与凸轮固连；闭锁挡板带动凸轮转动压合闭锁控制开关组件，实现闭锁控制开关组件中微动开关通/断状态的转换；

机构箱和安装板上均开设有使操作手柄通过的通孔，且机构箱和安装板上的通孔与联锁控制模块的操作孔同轴设置。

进一步的，DS侧和ES侧的联锁控制模块上均设置有用于与其他电器元件进行电气联锁的联锁电磁铁。

进一步的，联锁控制模块内设置有在操作手柄插入时分别使联锁铁电磁线圈通电的通电驱动杠杆和使联锁铁电磁线圈断电的断电驱动杠杆，以及在操作手柄拔出后使通电驱动杠杆复位的第一复位扭簧和使断电驱动杠杆复位的第二复位扭簧；通电驱动杠杆和断电驱动杠杆分别连接在各自的驱动杠杆轴一端，另一端分别连接用于压合联锁通电控制开关组件和联锁断电控制开关组件中微动开关的联锁控制凸轮；第一复位扭簧和第二复位扭簧分别套设在对应的驱动杠杆轴上，并与驱动杠杆轴另一端的联锁控制凸轮相连。

进一步的，联锁控制凸轮上开设有第一弧形长孔，用于与联锁通电行程定位销和联锁断电行程定位销相配合以保证在第一复位扭簧和第二复位扭簧的作用下两个驱动杠杆轴处于规定的位置。

进一步的，联锁控制凸轮的外缘为等半径的圆弧轮廓，联锁控制凸轮与联锁通电控制开关组件和联锁断电控制开关组件中的微动开关的接触点均为等半径圆弧面。

进一步的，转轴上均安装有使解锁后的闭锁挡板自动打开的第三复位扭簧；两凸轮上均开设有第二弧形长孔，两个安装在机构箱上的定位销分别穿过凸轮上的第二弧形长孔，以实现对凸轮转动角度的控制。

进一步的，闭锁挡板设置于机构箱的外部，且端面呈L型，L型闭锁挡板的一端开设有与固定在机构箱外侧的挂锁板配合挂锁的锁孔，另一端设置有在手动转动时手持的销子；挂锁穿过挂锁板和锁孔将闭锁挡板闭锁。

进一步的，机构箱上操作手柄插入孔的位置设置有用于防尘和防雨的堵头，转轴与机构箱之间设置有滚针轴承。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过凸轮的转动实现微动开关状态的转换，而凸轮外轮廓设计成等变径形式，这样使得凸轮在压合微动开关时使得微动开关的触点接触稳定。本发明在外部联锁条件满足手动操作条件时，可以进行手动操作。在操作手柄插入的过程中，操作手柄首先推动联锁通电驱动杠杆转动，处于同一轴上的凸轮同时转动，凸轮压合电磁铁通电微动开关作状态转换，使得联锁电磁铁通电吸合，操作手柄得以继续插入，继续插入的操作手柄进而推动联锁断电驱动杠杆转动，同样处于同一轴上的凸轮同时转动，并压合电磁铁断电微动开关作状态转换，使得联锁电磁铁断电，避免联锁电磁铁在手动操作过程中一直带电而被烧损。由于联锁电磁铁的供电回路和机构外部的联锁相连，所以若外部联锁条件不满足时，联锁电磁铁始终处于无电源状态，操作手柄无法插入机构中，实现了联锁的功能。最后，本发明外观美观，功能更加齐全，在很大程度上提高了产品的可靠性和品质。

进一步的，本发明DS侧和ES侧各设置有独立的联锁电磁铁，并各自单独供电，同时具备联锁和闭锁功能，可以实现点对点控制。

进一步的，本发明手动操作闭锁挡板设计为旋转式操作方式，操作过程仅需克服复位扭簧的弹性变形产生的扭力，同时闭锁挡板设置在机构箱外，操作方便、省力、可靠。

进一步的，本发明无论处于任意工位，均可实现手动操作和为电动操作的相互转换。

【附图说明】

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明手动闭锁装置的结构示意图；

图3为本发明联锁控制模块的仰视图；

图4为本发明联锁控制模块的主视图；

图5为本发明通电驱动杠杆和联锁控制凸轮的结构示意图；

图6为本发明通电驱动杠杆和联锁控制凸轮的连接关系示意图；

图7为本发明闭锁挡板和凸轮的结构示意图；

图8为本发明闭锁挡板和凸轮的连接关系示意图；

图9为本发明闭锁挡板的防雨结构示意图。

其中：1为支撑板；2为联锁电磁铁；3为联锁控制模块；4为联锁通电控制开关组件；5为凸轮；6为闭锁控制开关组件；7为第三复位扭簧；8为安装板；9为定位销；10为堵头；11为闭锁挡板；12为挂锁板；13为滚针轴承；14为机构箱；15为联锁断电控制开关组件；16为丝杠；17为侧板；18为第一弧形长孔；19为第二弧形长孔；20为挂锁。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1至图9，本发明包括安装于机芯侧板17上的手动联锁装置和安装于机构箱14上的手动闭锁装置；

手动联锁装置包括安装于机芯侧板17上的支撑板1，以及均安装于支撑板1上DS侧和ES侧的联锁控制模块3；DS侧和ES侧的联锁控制模块3上均设置有用于与其他电器元件进行电气联锁的联锁电磁铁2。联锁控制模块3上开设有与操作手柄相配合的操作孔，操作孔轴与机芯上作为传动件的丝杠16同轴设置；在联锁控制模块3的操作孔轴线水平方向的两侧设置有联锁通电控制开关组件4和联锁断电控制开关组件15，操作手柄伸入操作孔后触动联锁通电控制开关组件4和联锁断电控制开关组件15中的微动开关；

联锁控制模块3内设置有在操作手柄插入时分别使联锁铁电磁线圈通电的通电驱动杠杆3-1和使联锁铁电磁线圈断电的断电驱动杠杆3-2，以及在操作手柄拔出后使通电驱动杠杆3-1复位的第一复位扭簧3-3和使断电驱动杠杆3-2复位的第二复位扭簧3-4；通电驱动杠杆3-1和断电驱动杠杆3-2分别连接在各自的驱动杠杆轴一端，另一端分别连接用于压合联锁通电控制开关组件4和联锁断电控制开关组件15中微动开关的联锁控制凸轮3-7；第一复位扭簧3-3和第二复位扭簧3-4分别套设在对应的驱动杠杆轴上，并与驱动杠杆轴另一端的联锁控制凸轮3-7相连。联锁控制凸轮3-7上开设有第一弧形长孔18，用于与联锁通电行程定位销3-5和联锁断电行程定位销3-6相配合以保证在第一复位扭簧3-3和第二复位扭簧3-4的作用下两个驱动杠杆轴处于规定的位置。联锁控制凸轮3-7的外缘为等半径的圆弧轮廓，联锁控制凸轮3-7与联锁通电控制开关组件4和联锁断电控制开关组件15中的微动开关的接触点均为等半径圆弧面。

手动闭锁装置包括安装于机构箱14内侧的安装板8、DS侧和ES侧的闭锁控制开关组件6，以及与两个闭锁控制开关组件6相配合的两个结构相同的闭锁机构；每个闭锁机构均包括闭锁挡板11、转轴以及用于触动闭锁控制开关组件6中微动开关的凸轮5；闭锁控制开关组件6安装在安装板8的内侧，转轴一端与闭锁挡板11固连，另一端与凸轮5固连；闭锁挡板11带动凸轮5转动压合闭锁控制开关组件6，实现闭锁控制开关组件6中微动开关通/断状态的转换；闭锁挡板11设置于机构箱14的外部，且端面呈L型，L型闭锁挡板11的一端开设有与固定在机构箱14外侧的挂锁板12配合挂锁的锁孔，另一端设置有在手动转动时手持的销子；挂锁20穿过挂锁板12和锁孔将闭锁挡板11闭锁。转轴上均安装有使解锁后的闭锁挡板11自动打开的第三复位扭簧7；两凸轮5上均开设有第二弧形长孔19，两个安装在机构箱14上的定位销9分别穿过凸轮5上的第二弧形长孔19，以实现对凸轮5转动角度的控制。机构箱14上操作手柄插入孔的位置设置有用于防尘和防雨的堵头10，转轴与机构箱14之间设置有滚针轴承13。

机构箱14和安装板8上均开设有使操作手柄通过的通孔，且机构箱14和安装板8上的通孔与联锁控制模块3的操作孔同轴设置。

本发明的原理

本发明包括手动联锁装置和手动闭锁装置。手动联锁装置分为DS联锁装置和ES联锁装置，手动闭锁装置也分为DS闭锁装置和ES闭锁装置。手动联锁装置包括设置在机芯侧板17上的支撑板1，以及安装在支撑板1上的DS侧联锁控制模块和ES侧联锁控制模块。手动闭锁装置包括设置在机构箱14上的安装板8、DS闭锁机构、ES闭锁机构，以及安装在安装板8上的闭锁控制元件6。

DS联锁装置和ES联锁装置中各自设置有一个用于与设备上其他电气元件进行电气联锁的联锁电磁铁2。DS侧联锁控制模块和ES侧联锁控制模块，二者在结构上完全相同，在联锁控制模块3的操作孔轴线两侧水平方向按某角度各自设置有联锁通电控制开关组件4、和联锁断电控制开关组件15。在联锁控制模块3内设置有在操作手柄插入时分别可使联锁铁电磁线圈通电的通电驱动杠杆3-1和使联锁铁电磁线圈断电的断电驱动杠杆3-2，以及在操作手柄拔出后使通电驱动杠杆复位的扭簧3-3和使断电驱动杠杆复位的扭簧3-4，同时为保证在扭簧的作用下两个驱动杠杆处于规定的位置，联锁控制模块中还设计有联锁通电行程定位销3-5和联锁断电行程定位销3-6；联锁通电驱动杠杆3-1和联锁断电驱动杠杆3-2，两个驱动杠杆在结构上完全相同，并且在两个驱动杠杆轴的另一端各自装有一个联锁控制凸轮3-7，每个联锁控制凸轮对应一个控制开关组件。当操作手柄插入时推动驱动杠杆转动，同时带动联锁控制凸轮3-7转动，联锁控制凸轮3-7进而压合控制开关组件做通电/断电转换。联锁控制凸轮3-7的外缘为等半径的圆弧轮廓，实现凸轮与微动开关的接触点均为等半径圆弧面，以保证操作手柄转动中的晃动时不影响微动开关通断性能的可靠性。另外，在凸轮上设计有半径为某固定值的弧形长孔，定位销穿过其中，以限定联锁控制凸轮的转动角度。

DS闭锁机构和ES闭锁机构，两个闭锁机构的结构完全相同，两个闭锁机构包括设置在机构箱14上的闭锁挡板11、使闭锁挡板复位的复位扭簧7、压合闭锁控制开关组件6的凸轮5、控制闭锁挡板和凸轮转动角度的定位销9。闭锁挡板11呈L型，并和一个轴连接，L型的一端设计有手柄，以便手持，另一端设计有挂锁孔，闭锁挡板上轴的一端通过机构箱上的预留孔进入机构箱，复位扭簧7装在该轴上，凸轮5装在轴的另一端。在凸轮上设计有半径为某固定值的弧形长孔，定位销9穿过其中，以控制凸轮5和闭锁挡板11的转动角度。另外，闭锁控制开关组件6安装在安装板8上，并和凸轮5形成对应关系，通过凸轮5的转动压合闭锁控制开关组件6，实现闭锁控制开关组件中微动开关通/断状态的转换，接通或切断机构电源。DS闭锁机构和ES闭锁机构中的闭锁挡板11设置于机构箱14外部，以方便操作。两个闭锁机构上均设置有闭锁挡板复位扭簧7，解锁后闭锁挡板可自动复位。在机构箱上操作手柄插入孔的位置设计有带螺纹的堵头10，其与闭锁挡板11及机构箱14组合后，以确保机构箱的防雨效果。

本发明的工作原理

本发明手动联锁装置中包括设置在机芯上的支撑板，该支撑板除作为传动部件---丝杠的支撑件外，同时也作为固定联锁控制模块的支撑。

在支撑板上安装有控制隔离开关(DS)侧的联锁控制模块和控制接地开关(ES)侧的联锁控制模块，为保证两个联锁控制模块上的操作孔和各自对应的丝杠处于同一轴线上，在联锁控制模块上设计有定位销。同时在两个联锁控制模块中都设计有联锁通电驱动杠杆和联锁断电驱动杠杆以及复位扭簧，该部分结构是为使操作手柄在插入操作孔时实现联锁电磁铁的线圈先通电后断电，而在操作手柄拔出后各驱动杠杆随即复位。另外，在支撑板上两个联锁控制模块的两侧、按某一角度各自设置有两组开关组件，以及在通/断电驱动杠杆上设计有凸轮，各凸轮的位置与开关组件中的微动开关相对应。再则，在凸轮上设计有半径为某一固定值的弧形长孔，联锁控制模块中的定位销穿过凸轮上的弧形长孔以限制驱动杠杆的转动角度。

当需手动操作而将手柄插入操作孔时，手柄先后压动通电、断电驱动杠杆动作，各驱动杠杆先后带动各自的凸轮转动，凸轮压动微动开关做通、断转换，实现对联锁电磁铁的控制。手动操作完毕并拔出手柄后，在复位弹簧的作用下各驱动杠杆复位，各微动开关同时恢复到原来通电、断电状态。另外，在所述DS侧的手动联锁装置和ES侧的手动联锁装置中，还包括各自设置的与设备上其它元件进行电气联锁的DS联锁电磁铁和ES联锁电磁铁。

本发明手动闭锁装置包括设置在机构箱上的闭锁控制元件安装板，上面装有隔离开关(DS)侧的闭锁控制开关组件和接地开关(ES)侧的闭锁控制开关组件。另外在机构箱上还设计有端面呈L型的DS侧闭锁挡板和ES侧闭锁挡板，在L型闭锁挡板的一端设计有供挂锁的锁孔，另一端设计有供手动转动时手持的销子。在闭锁挡板的转轴上安装有扭力弹簧和凸轮，扭力弹簧可使解锁后的闭锁挡板自动打开，在安装位置上，DS侧和ES侧闭锁挡板另一端的凸轮分别与对应的开关组件中的微动开关相对应。凸轮上设计有半径为某一固定值的弧形长孔，安装在机构箱上的定位销穿过凸轮上的弧形长孔，以实现对凸轮转动角度的控制。

当需要手动操作时，取下挂锁后，闭锁挡板在扭簧的作用下转动、打开，在闭锁挡板转离机构操作孔的同时，凸轮压合微动开关，使之切断电动操作的电源，此时可将操作手柄插入操作孔进行手动操作。手动操作完成后，拔出操作手柄，通过人力转动闭锁挡板，使闭锁挡板恢复到闭锁位置，控制开关组件中微动开关同时转切到电动操作带电状态，挂锁后，标志着设备已处于投运状态。另外，该种三工位电动机构中的手动闭锁装置还包括设置在机构箱上手动操作孔的堵头，与机构箱组合后实现防尘、防雨功能。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：包括安装于机芯侧板(17)上的手动联锁装置和安装于机构箱(14)上的手动闭锁装置；

手动联锁装置包括安装于机芯侧板(17)上的支撑板(1)，以及均安装于支撑板(1)上高压隔离开关侧和高压接地开关侧的联锁控制模块(3)；联锁控制模块(3)上开设有与操作手柄相配合的操作孔，操作孔轴与机芯上作为传动件的丝杠(16)同轴设置；在联锁控制模块(3)的操作孔轴线水平方向的两侧设置有联锁通电控制开关组件(4)和联锁断电控制开关组件(15)，操作手柄伸入操作孔后触动联锁通电控制开关组件(4)和联锁断电控制开关组件(15)中的微动开关；

手动闭锁装置包括安装于机构箱(14)内侧的安装板(8)、高压隔离开关侧和高压接地开关侧的闭锁控制开关组件(6)，以及与两个闭锁控制开关组件(6)相配合的两个结构相同的闭锁机构；每个闭锁机构均包括闭锁挡板(11)、转轴以及用于触动闭锁控制开关组件(6)中微动开关的凸轮(5)；闭锁控制开关组件(6)安装在安装板(8)的内侧，转轴一端与闭锁挡板(11)固连，另一端与凸轮(5)固连；闭锁挡板(11)带动凸轮(5)转动压合闭锁控制开关组件(6)，实现闭锁控制开关组件(6)中微动开关通/断状态的转换；

机构箱(14)和安装板(8)上均开设有使操作手柄通过的通孔，且机构箱(14)和安装板(8)上的通孔与联锁控制模块(3)的操作孔同轴设置。

2.根据权利要求1所述的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：所述高压隔离开关侧和高压接地开关侧的联锁控制模块(3)上均设置有用于与其他电器元件进行电气联锁的联锁电磁铁(2)。

3.根据权利要求2所述的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：所述联锁控制模块(3)内设置有在操作手柄插入时分别使联锁电磁铁线圈通电的通电驱动杠杆(3-1)和使联锁电磁铁线圈断电的断电驱动杠杆(3-2)，以及在操作手柄拔出后使通电驱动杠杆(3-1)复位的第一复位扭簧(3-3)和使断电驱动杠杆(3-2)复位的第二复位扭簧(3-4)；通电驱动杠杆(3-1)和断电驱动杠杆(3-2)分别连接在各自的驱动杠杆轴一端，另一端分别连接用于压合联锁通电控制开关组件(4)和联锁断电控制开关组件(15)中微动开关的联锁控制凸轮(3-7)；第一复位扭簧(3-3)和第二复位扭簧(3-4)分别套设在对应的驱动杠杆轴上，并与驱动杠杆轴另一端的联锁控制凸轮(3-7)相连。

4.根据权利要求3所述的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：所述联锁控制凸轮(3-7)上开设有第一弧形长孔(18)，用于与联锁通电行程定位销(3-5)和联锁断电行程定位销(3-6)相配合以保证在第一复位扭簧(3-3)和第二复位扭簧(3-4)的作用下两个驱动杠杆轴处于规定的位置。

5.根据权利要求3或4所述的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：所述联锁控制凸轮(3-7)的外缘为等半径的圆弧轮廓，联锁控制凸轮(3-7)与联锁通电控制开关组件(4)和联锁断电控制开关组件(15)中的微动开关的接触点均为等半径圆弧面。

6.根据权利要求1所述的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：所述转轴上均安装有使解锁后的闭锁挡板(11)自动打开的第三复位扭簧(7)；两凸轮(5)上均开设有第二弧形长孔(19)，两个安装在机构箱(14)上的定位销(9)分别穿过凸轮(5)上的第二弧形长孔(19)，以实现对凸轮(5)转动角度的控制。

7.根据权利要求6所述的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：所述闭锁挡板(11)设置于机构箱(14)的外部，且端面呈L型，L型闭锁挡板(11)的一端开设有与固定在机构箱(14)外侧的挂锁板(12)配合挂锁的锁孔，另一端设置有在手动转动时手持的销子；挂锁(20)穿过挂锁板(12)和锁孔将闭锁挡板(11)闭锁。

8.根据权利要求6或7所述的三工位机构控制点对点功能的手动联锁及闭锁装置，其特征在于：所述机构箱(14)上操作手柄插入孔的位置设置有用于防尘和防雨的堵头(10)，转轴与机构箱(14)之间设置有滚针轴承(13)。