操动机构用储能装置及使用该装置的液压操动机构.pdf

本发明涉及操动机构用储能装置及使用该装置的液压操动机构。其中操动机构用储能装置包括设有油口的储能缸缸体、用于封堵储能缸缸体的开放端的储能缸缸盖和穿过储能缸缸盖并插设在储能缸缸体内腔中的储能缸柱塞，储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的部分与储能缸缸体内壁之间具有径向间距，储能缸缸体上设有供储能缸柱塞沿储能缸缸体轴向导向移动的导套结构，油口为用于与储能油路连通的储能进油口。与现有技术相比，加工时仅需保证导套结构与储能缸柱塞对应部分之间的导向移动配合即可，加工量少，加工难度小，制造成本低，同时由于省去了低压腔，液压系统中的杂质不会在低压油路中沉积，能够有效提高密封可靠性，性能稳定。

1.  操动机构用储能装置，包括设有油口的储能缸缸体、用于封堵储能缸缸体的开放端的储能缸缸盖和穿过所述储能缸缸盖并插设在储能缸缸体内腔中的储能缸柱塞，其特征在于：所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的部分与所述储能缸缸体内壁之间具有径向间距，所述储能缸缸体上设有供储能缸柱塞沿储能缸缸体轴向导向移动的导套结构，所述油口为用于与储能油路连通的储能进油口。

2.  根据权利要求1所述的操动机构用储能装置，其特征在于：所述导套结构是由沿轴向定位设置在所述储能缸缸体与储能缸缸盖之间的导向套构成，所述储能缸柱塞导向移动装配在导向套上的导向孔中。

3.  根据权利要求2所述的操动机构用储能装置，其特征在于：所述导向套为法兰盘结构，所述储能缸缸体上设有用于与导向套上的凸缘及顶部端面沿轴向挡止配合的环形内台阶，所述储能缸缸盖具有将导向套压紧到所述环形内台阶上的压紧端面。

4.  根据权利要求1或2或3所述的操动机构用储能装置，其特征在于：所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的一端设有径向尺寸大于导套结构内径的轴向防脱结构。

5.  根据权利要求1或2或3所述的操动机构用储能装置，其特征在于：所述储能缸缸盖供储能缸柱塞穿过的内孔壁上沿轴向由外向内依次设有防尘圈和组合密封圈。

6.  液压操动机构，包括工作缸和储能装置，所述储能装置包括设有油口的储能缸缸体、用于封堵储能缸缸体的开放端的储能缸缸盖和穿过所述储能缸缸盖并插设在储能缸缸体内腔中的储能缸柱塞，其特征在于：所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的部分与所述储能缸缸体内壁之间具有径向间距，所述储能缸缸体上设有供储能缸柱塞沿储能缸缸体轴向导向移动的导套结构，所述油口为用于与储能油路连通的储能进油口。

7.  根据权利要求6所述的液压操动机构，其特征在于：所述导套结构是由沿轴向定位设置在所述储能缸缸体与储能缸缸盖之间的导向套构成，所述储能缸柱塞导向移动装配在导向套上的导向孔中。

8.  根据权利要求7所述的液压操动机构，其特征在于：所述导向套为法兰盘结构，所述储能缸缸体上设有用于与导向套上的凸缘及顶部端面沿轴向挡止配合的环形内台阶，所述储能缸缸盖具有将导向套压紧到所述环形内台阶上的压紧端面。

9.  根据权利要求6或7或8所述的液压操动机构，其特征在于：所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的一端设有径向尺寸大于导套结构内径的轴向防脱结构。

10.  根据权利要求6或7或8所述的液压操动机构，其特征在于：所述储能缸缸盖供储能缸柱塞穿过的内孔壁上沿轴向由外向内依次设有防尘圈和组合密封圈。

操动机构用储能装置及使用该装置的液压操动机构
技术领域
本发明涉及操动机构用储能装置及使用该装置的液压操动机构。
背景技术
现有的高压断路器液压弹簧操动机构大多采用模块化设计，包括工作缸和储能装置，其中储能装置包括储能弹簧和至少一个储能缸单元，现有的传统储能缸单元如申请号为200980127084.2、申请公布号为CN 102089840 A的中国专利公开的液压弹簧储能驱动器中的储能缸单元，包括设有油口的储能缸缸体、用于封堵储能缸缸体的开放端的储能缸缸盖和穿过所述储能缸缸盖并插设在储能缸缸体内腔中的储能缸柱塞。其中储能缸柱塞与储能缸缸体内壁导向移动配合且顶部与储能缸缸体形成内密封，顶部以下的部分与储能缸缸盖的内孔形成外密封。储能缸单元均布在工作缸四周，储能弹簧位于工作缸下部，低压油箱位于工作缸上部，油口分为与储能缸无杆腔连通的油口和与储能缸有杆腔连通的油口，储能缸无杆腔通过对应油口与连通在油泵出口的储能油路连通、储能缸有杆腔通过对应油口与低压油箱连通。
工作时，油泵通过储能油路将低压油箱的油液泵入储能缸高压腔，推动储能缸柱塞伸出，压缩储能弹簧进行能量储存。采用上述结构，由于储能缸柱塞需要与储能缸缸体内壁导向配合，因此存在零件加工精度要求高、加工难度大的问题，制造成本高，检修、维护不便。并且，储能缸有杆腔直接与低压油箱相通，无论机构竖直安装还是水平安装，液压系统中的杂质都会沉积在储能缸的低压腔无法排出，储能缸柱塞动作时储能缸缸体内部的杂质或外部新进入的杂质会破坏储能缸柱塞与储能缸缸体处的内密封或储能缸柱塞与储能缸缸盖处的外密封，导致储能缸渗漏油，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工难度小、制造成本低的操动机构用储能装置，同时，本发明还提供了一种使用该储能装置的液压弹簧操动机构。
本发明中操动机构用储能装置采用的技术方案是：操动机构用储能装置，包括设有油口的储能缸缸体、用于封堵储能缸缸体的开放端的储能缸缸盖和穿过所述储能缸缸盖并插设在储能缸缸体内腔中的储能缸柱塞，所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的部分与所述储能缸缸体内壁之间具有径向间距，所述储能缸缸体上设有供储能缸柱塞沿储能缸缸体轴向导向移动的导套结构，所述油口为用于与储能油路连通的储能进油口。
所述导套结构是由沿轴向定位设置在所述储能缸缸体与储能缸缸盖之间的导向套构成，所述储能缸柱塞导向移动装配在导向套上的导向孔中。
所述导向套为法兰盘结构，所述储能缸缸体上设有用于与导向套上的凸缘及顶部端面沿轴向挡止配合的环形内台阶，所述储能缸缸盖具有将导向套压紧到所述环形内台阶上的压紧端面。
所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的一端设有径向尺寸大于导套结构内径的轴向防脱结构。
所述储能缸缸盖供储能缸柱塞穿过的内孔壁上沿轴向由外向内依次设有防尘圈和组合密封圈。
本发明中液压操动机构采用的技术方案是：液压操动机构，包括工作缸和储能装置，所述储能装置包括设有油口的储能缸缸体、用于封堵储能缸缸体的开放端的储能缸缸盖和穿过所述储能缸缸盖并插设在储能缸缸体内腔中的储能缸柱塞，所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的部分与所述储能缸缸体内壁之间具有径向间距，所述储能缸缸体上设有供储能缸柱塞沿储能缸缸体轴向导向移动的导套结构，所述油口为用于与储能油路连通的储能进油口。
所述导套结构是由沿轴向定位设置在所述储能缸缸体与储能缸缸盖之间的导向套构成，所述储能缸柱塞导向移动装配在导向套上的导向孔中。
所述导向套为法兰盘结构，所述储能缸缸体上设有用于与导向套上的凸缘及顶部端面沿轴向挡止配合的环形内台阶，所述储能缸缸盖具有将导向套压紧到所述环形内台阶上的压紧端面。
所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的一端设有径向尺寸大于导套结构内径的轴向防脱结构。
所述储能缸缸盖供储能缸柱塞穿过的内孔壁上沿轴向由外向内依次设有防尘圈和组合密封圈。
本发明采用上述技术方案，所述储能缸柱塞用于插入储能缸缸体内腔中的部分与所述储能缸缸体内壁之间具有径向间距，所述储能缸缸体上设有供储能缸柱塞沿储能缸缸体轴向导向移动的导套结构，所述油口为用于与储能油路连通的储能进油口，因此，与现有技术相比，加工时仅需保证导套结构与储能缸柱塞对应部分之间的导向移动配合即可，加工量少，加工难度小，制造成本低，同时，由于省去了低压腔，液压系统中的杂质不会在低压油路中沉积，能够避免因此导致的储能缸柱塞与储能缸缸体及储能缸缸盖之间密封结构被破坏，有效提高密封可靠性，能够简化油路和密封结构，性能稳定。
附图说明
图1是本发明中操动机构用储能装置的一个实施例未储能状态的示意图；
图2是本发明中操动机构用储能装置的一个实施例储能状态的示意图。
图中各附图标记对应的名称为：10-储能缸柱塞，20-储能缸缸体，21-环形内台阶，30-导向套，31-凸缘，40-储能缸缸盖，50-弹簧压板，60-储能弹簧，70-弹簧支撑，80-防尘圈，90-组合密封圈，100-O形密封圈，110-储能缸缸体内腔，120-储能进油口。
具体实施方式
本发明中操动机构用储能装置的一个实施例如图1~图2所示，是一种用于罐式六氟化硫断路器中弹簧储能液压操动机构上的储能装置，包括储能缸单元和储能弹簧60，储能缸单元包括设有储能进油口120的储能缸缸体20、用于封堵储能缸缸体20底端的开放端的储能缸缸盖40和穿过所述储能缸缸盖40并插设在储能缸缸体20内腔中的储能缸柱塞10。
储能缸缸体20用于通过螺钉固定在液压弹簧操动机构的工作缸缸体上，相应的弹簧支撑70对应地通过卡槽固定在工作缸底部，与储能缸缸体20相对固定。储能缸缸盖40的形状为法兰盘状，用螺钉紧固在储能缸缸体20上，其用于与储能缸缸体20配合的外周面上开设有一道密封圈沟槽，密封圈沟槽内装设有O形密封圈100，用于储能缸缸体20与储能缸缸盖40之间的静密封；储能缸缸盖40用于与储能缸柱塞10配合的内壁面上沿轴向由外向内依次设有防尘圈沟槽和组合密封圈沟槽，防尘圈沟槽内设有防尘圈80，用于防止外部杂质进入液压系统；组合密封圈沟槽内设有组合密封圈90，用于储能缸缸盖40与储能缸柱塞10之间的滑动密封。储能缸缸体20、储能缸缸盖40及储能缸柱塞10之间围成储能缸缸体内腔110，该储能缸缸体内腔110通过储能进油口120与连通在油泵出口的储能油路P连通。
储能缸缸体20和储能缸缸盖40之间设有一只采用耐磨材料制成的导向套30，构成供储能缸柱塞10沿储能缸缸体20轴向导向移动的导套结构。导向套30为具有凸缘31的法兰盘结构，储能缸缸体20上设有用于与导向套30上的凸缘31及顶部端面沿轴向挡止配合的环形内台阶21，储能缸缸盖40的内端面形成用于将导向套30压紧到环形内台阶21上的压紧端面。通过储能缸柱塞10与导向套30的导向孔的导向配合，导向套30能够在储能缸柱塞10运动时对储能缸柱塞10起导向作用。
储能缸柱塞10插设在储能缸缸体内腔110内的部分与所述储能缸缸体20内壁之间具有径向间距，供油液通过以使端面能够受到液体的静压力作用产生推力；另一端穿过导向套30和储能缸缸盖40，与弹簧压板50接触，该端通过镀铬处理以提高表面质量和硬度。为避免储能缸脱出，储能缸柱塞10伸入储能缸缸体内腔110的顶部设有大径段，构成轴向防脱结构。弹簧压板50和弹簧支撑70将储能弹簧60夹在中间。
液压弹簧操动机构的油泵打压时，上述储能缸缸体内腔110形成高压容腔，储能缸柱塞10受液体静压力的作用，推动弹簧压板50向下运动，从而和弹簧支撑70一起压缩储能弹簧60进行能量存储。上述储能装置取消了储能缸内密封，储能缸柱塞10与储能缸缸体20不再有密封配合关系，解决了储能缸缸体20和缸体柱塞一直存在的加工精度高、难度大的问题，节约了制造成本；同时，将现有技术使用的储能缸无杆腔与油泵出口连通、储能缸有杆腔与低压油箱连通的油路结构简化为储能缸缸体内腔110只与油泵出口连通的油路结构，能将储能装置的油路与低压油箱隔离，使操作排回油箱的油液无法进入储能装置，油液中的杂质也就无法进入储能装置，提高了液压系统密封的可靠性，简化后的油路也能使工作缸缸体的结构简化，节约工时。另外，储能缸缸盖40上增加了防尘圈80，能够防止外部杂质进入液压系统内，提高了外密封的可靠性。
本发明中液压操动机构的一个实施例包括工作缸和储能装置，工作缸的结构与现有技术相同，其外部设置有两个以上的上述储能缸单元，具体结构此处不再详细说明。当然，在其他实施例中，储能缸单元也可以为一个或多个。
在上述实施例中导套结构采用的是与储能缸缸体20分体设置的导向套30，并且导向套30采用法兰盘结构，沿轴向定位设置在储能缸缸体20上的环形内台阶21和储能缸缸盖40之间。在本发明的其他实施例中，导套结构也可以替换为其他结构，例如采用壁厚均匀的套筒结构，此时可以在储能缸缸体20内壁上设置凸缘31以对导向套30进行限位。另外，在上述实施例中，储能弹簧60采用的是螺旋弹簧，在其他实施例中，储能弹簧60可以替换为其他形式，例如组合碟簧或者组合柱簧。