Пружинный привод высоковольтного выключателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 Н 33/4 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт Производственного объединения Уралэлектротяжмаш им. В. И. Ленина (53) 621.316.520 (038.8)(54) (57) 1. ПРУЖИННЫЙ ПРИВОД ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащий кулачковую передачу, ведущее звено которой связано с включающими пружинами, а ведомое звено передающее движение выходному звену механизма выключателя, - с отключающими пружинами, и подпружиненное поворотное звено. с установленной в нем осью вращения ведомого звена кулачковой передачи, фиксируеЯО 1149323 мое в исходном положении удерживающим элементом сцепляюще-расцепляющего устройства отключения, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности и быстродействия, ось вращения ведомого звена расположена в средней части поворотного звена, между его осью вращения и точкой воздействия на него удерживающего элемента,а ведомое звено выполнено в виде двуплечего рычага, на одном из плеч которого установлен с возможностью зацепления во включенном положении привода за удерживающий элемент подвижный подпружиненный зуб и упор, ограни кивающий движение зуба, а другое плечо рычага снабжено элементом для взаимодействия с ведущим звеном кулачковой передачи, причем расстояние между центрами осей вращения поворотного звена и двуплечего рычага выбрано из условия разобщения звеньев кулачковой передачи при освобождении зуба от воздействия удерживающего элемента.1149323 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что ведомое звено кулачковой передачи снабжено осью для непосредственного соединения с выходным звеном механизма выключателя.3. Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения его изготовления Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к приводам высоковольтных выключателей, работаюшим за счет энергии, запасаемой в пружинном аккумуляторе (пружинным приводом) .Известен пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий кулачковую передачу, ведушее звено которой, связанное с включающими пружинами, выполнено в виде дискового кулака, а ведомое, связанное с отключающими пружинами, - в виде роликового коромысла. Ведомое звено кулачковой передачи этого привода одновременно является его выходным звеном, т.е. элементом, к которому подсоединяется один из элементов механизма выключателя, а также элементом, посредством которого сцепляюше-расцепляюшее устройство отключения удерживает механизм привода, а следовательно, и контакты выключателя во включенном положении. Для этого привода характерно хорошее согласование силовой характеристики с силами противодействия включению выключателя, обеспечиваемое профилем кулака, а также высокое быстродействие при отключении, что в значительной мере обусловлено простотой кинематики привода 1.Однако этот привод не обеспечивает свободного расцепления, т. е. оперативного отключения выключателя из недо- включенного положения. Это обстоятельство требует принятия специальных мер к тому, чтобы начавшийся процесс включения всегда завершился, в противном случае произойдет авария с той или иной степенью развития. Обычно эти меры сводятся к увеличению запаса мощности привода, повышению требований к качеству изготовления привода и выключателя.Наиболее близким к изобретению является пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий кулачковую передачу, ведущее звено которой связано с при использовании винтовых пружин сжатия или растяжения в качестве включаюших, ведушее звено кулачковой передачи выполнено в виде кривошипа с роликом, а на плече двуплечего рычага, взаимодействуюшем с ведушим звеном, выполнена плос кая рабочая кулачковая поверхность. выключающими пружинами, а ведомое звено передаюшее движение выходному звену механизма выключателя, - с отключающими пружинами, и подпружиненное поворотное звено с установленной в нем осью вращения ведомого звена кулачковой передачи, фиксируемое в исходном положении удерживающим элементом сцепляюше-расцепляюшего устройства отключения.Такая кинематическая схема обеспечивает складывание механизма, когда подпружиненное поворотное звено, освобожденное от воздействия сцепляюше-расцепляюшего устройства отключения, под действием отключаюших пружин отклоняется от своего исходного положения. Складывание механизма, в свою очередь, обеспечивает независимое вращение кулака и выходного рычага привода, т.е. их разобшение или свободное расцепление 12.Однако придание приводу свободное расцепление требует введения в механизм дополнительно пяти конструктивных элементов, что снижает быстродействие привода (особенно при отключении), так как приводит к уменьшению жесткости системы, обусловленному наличием люфтов в соединениях этих звеньев. Снижается и надежность привода как за счет увеличения количества конструктивных элементов, так и за счет того, что по крайней мере одна пара звеньев (подпружиненное поворотное звено и одно из звеньев, образующих коленное соединение) работает вблизи зоны мертвого положения (для уменьшения мощности отключающего электромагнита), что уже при небольшом изменении сил трения покоя, вызванном, например, снижением температуры, может привести к отказу в отключении выключателя.Предотврашение таких отказов значительно повышает требования к качеству изготовления, сборки и обслуживанияпривода,Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия привода пу 5 10 15 20 25 30 35 405 10 20 25 30 35 40 45 50 55 тем упрощения его конструкции при сохра. ненни функции свободного расцепления,Цель достигается тем, что в приводе, содержащем кулачковую передачу, ведущее звено которой связано с включающими пружинами, а ведомое - с отключающими пружинами, и подпружиненное поворотное звено с установленной в нем осью вращения ведомого звена кулачковой передачи, фиксируемое в исходном положении удерживающим элементом сцепляюще-расцепляющего устройства отключения, ось вращения ведомого звена кулачковой передачи расположена в средней части подпружиненного поворотного звена, между его осью вращения и точкой воздействия на него удерживающего элемента, а ведомое звено кулачковой. передачи выполнено в виде двуплечего рычага, на одном из плеч которого установлены подвижный подпружиненный зуб для зацепления во включенном положении привода за удерживающий элемент сцепляюще-рас цепляю щего устройства и упор, ограничивающий движение зуба, а другое плечо рычага снабжено элементом для взаимодействия с ведущим звеном кулачковой передачи, причем расстояние между центрами осей вращения подпружиненного поворотного звена и двуплечего рычага выбрано из условия обеспечения разобщения звеньев кулачковой передачи при освобождении зуба от воздействия удерживающего элемента сцепляюще-расцепляюшего устройства.Кроме того, ведомое звено кулачковой передачи может быть снабжено осью для непосредственного соединения с выходным звеном механизма выключателя.С целью упрощения изготовления привода, в особенности с винтовыми включающими пружинами, работающими на растяжение или сжатие, ведущее звено кулачковой передачи может быть выполнено в виде кривошипа с роликом, а на плече двуплечего рычага, взаимодействующем с ведущим звеном, выполнена плоская рабочая кулачковая поверхность.Предлагаемое выполнение привода искнючает звенья, работающие вблизи зоны мертвого положения, что возможно благодаря изменению места установки оси вращения ведомого звена кулачковой передачи в подпружиненном поворотном звене и выполнению сцепляюще;расцепляющим устройством отключения функции удержания не только этого звена, но и непосредственно ведомого звена кулачковой передачи (во включенном положении), для чего последнее снабжено подвижным подпружиненным зубом и ограничивающим его движение упором. Исключение звеньев механизма, работающих вблизи зоны мертвого положения, значительно повышает надежность отключения привода, поскольку основная причина отказов в отключении вхождение действующих в механизме сил в круг трения (что может иметь место лишь при близком подходе к мертвому положению - устраняется.Размещение на ведомом звене кулачковой передачи оси для соединения его с выходным элементом механизма выключателя возлагает на это звено функции выходного рычага привода, благодаря чему сокращается количество конструктивных элементов механизма привода - исключаются звенья коленного соединения.Сокращение количества конструктивных элементов привода, составляющих его кинематическую цепь, повышает надежность привода, поскольку каждый элемент любой конструкции несет в себе какую-то вероятность отказа, а также повышает быстродействие за счет увеличения жесткости системы, обусловленного сокращением количества шарнирных соединении, а следовательно, и характерных для них люфтов. При меньшем количестве звеньев система быстрее реагирует на изменение величин и направления действующих на нее сил, что в данном случае обеспечивает сокращение времени включения и особенно отклю- чения Следствием сокращения количества звеньев механизма привода с такими значительными размерами, какие необходимы звеньям коленного соединения для выполнения их функций, является снижение трудоемкости изготовления привода, его материалоемкости и габаритов.В варианте исполнения привода с ведущим звеном кулачковой передачи в виде кривошипа, что целесообразно при использовании пружин сжатия или растяжения в качестве включающих, передающих движение кривошипу на угле его поворота менее 180, упрощается изготовление кулака, так как в этом случае рабочая поверхность кулака может быть плоской, а согласование силовой характеристики привода с силами противодействия включению выключателя может обеспечиваться за счет выбора взаимного расположения осей вращения криво- шипа и выходного рычага привода при исходном положении поворотного звена.На фиг.представлен привод с ведущим звеном кулачковой передачи в виде кулака; на фиг. 2 - привод с ведущим звеном кулачковой передачи в виде кривошипа с роликом.Привод содержит кулачковую передачу, ведущее звено 1 которой, выполненное в виде кулака, связано с включающей пружиной 2. Ведомое звено этой передачи - двуплечий рычаг 3 с роликом 4 на одном плече и подпружиненным зубом 5 с упором 6 на другом плече, на котором, кроме того, установле 11493235на ось 7 тяги 8 выключателя, находящейся под воздействием отключающей пружины 9.Для осуществления свободного расцепления ось 10 вращения рычага 3 установлена в средней части поврротного, снабженного пружиной 11, звена 12, на одном конце которого установлена ось 13 его вращения относительно корпуса привода. Другой конец звена 12 служит для его фиксации в исходном положении посредством сцепляюще-расцепляющего устройства отключения с удерживающим элементом 14 и электромагнитом 15.Привод работает следующим образом.При подаче команды на включение срабатывает сцепляюще-расцепляющее устройство включения (не показано) и кулак 1 под действием включающей пружины 2 поворачивается по часовой стрелке. Через ролик 4 движение передается рычагу 3, который через ось 7 приводит в движение тягу 8 выключателя и, преодолевая сопротивление отключающей пружины 9, включает выключатель.При подходе механизма к положению, соответствующему включенному положению выключателя, зуб 5 рычага 3 своей наклонной боковой поверхностью встречает удерживающий элемент 14, отклоняется, сжимая свою пружину, и при дальнейшем повороте рычага 3 заскакивает за удерживающий элемент 14, возвращаясь в свое исходное положение, определяемое упором 6. Выключатель включен. В это время кулак 1 вышел из контакта с роликом 4 и не препятствует возвращению рычага 3 в исходное положение, Подача команды на отключающий электромагнит 15 обеспечивает поворот удерживающего элемента 14 и освобождение поворотного звена 12 и рычага 3. Последний под действием отключающей пружины 9 возвращается в исходное положение, позволяя выключателю отключиться. Звено 12 под действием той же отключающей пружины 9 поворачивается по ходу часовой стрелки на некоторый угол, достаточный для выхода ролика 4 из контакта с кулачком 1, а затем, по завершении отключения, под действием пружины 11 возвращается в свое исходное положение и фиксируется удерживающим элементом 14.Если команда на отключающий электромагнит 15 поступает до момента западания зуба 5 за удерживающий элемент 14, и, следовательно, до нарушения контакта кулака 1 с роликом 4 (например, при включении выключателя накороткое замыкание в сети), то поворот удерживающего элемента 14 освобождает звено 12.10 Этого также достаточно для обеспеченияотключения выключателя (путем свободного расцепления), так как рычаг 11 под действием отключающей пружины 9 отклоняется настолько, что точка подсоединения тяги выключателя (ось 7) перемещается в отключенное положение. После отключения выключателя звено 12 вновь возвращается в исходное положение под действием пружины 11, подготовив привод к следующему включению выключателя.20 Для исключения поворота удерживающего элемента 14 при возврате звена 12 в исходное положение .(если это необходимо из условия выполнения сцепляюще-расцепляющего устройства отключения) звено 12 может быть снабжено таким же подпружиненным зубом, как и рычаг 3.В приводе (фиг. 2 ведущее звено 1кулачковой пары может быть выполнено в виде кривошипа, в качестве включающий 30 пружины 2 используется винтовая пружина (пружины) растяжения, ведущее звено 1 снабжено роликом 4, а на плече ведомого звена, взаимодействующем с роликом 4, выполнена плоская рабочая поверхность А.Такой привод работает аналогично описанному.Предполагаемое выполнение приводапозволяет повысить надежность и быстродействие при отключении управляемого им выключателя как из полностью отключенного, так и из недовключенного положений за счет значительного сокращения количества участвующих в отключении звеньев механизма. Кроме того, существенно уменьшается трудоемкость изготовления.Редактор И. НнколайчуЗаказ 1909/38ВНИИПИ по дел 113035, Мос Филиал ППП с, Полова Составитель В Техред И ВеРес Тираж 579 Государственного ам изобретений ва, Ж - 35, Рау Патент, г. УжгоКорректор М. РозмаПодписноекомитета СССРи открытийшская наб д, 4/5род, ул. Проектная, 4