阅读说明：本技术 一种两位置储能型转换开关装置 (A kind of two positions accumulation energy type transfer switch unit ) 是由 孙刚 宋志文 徐赛金 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种两位置储能型转换开关装置,该装置包括触头系统、储能操作机构以及电机,所述储能机构下齿轮包括齿轮部和储能转换挡片,所述储能转换挡片与所述储能弹簧组件相配合进行储能或储能释放；所述电机的电机轴与储能机构下齿轮相连,所述储能机构下齿轮与触头系统相连接,电机的转动带动储能机构下齿轮转动,并在所述储能转换挡片与储能弹簧组件的作用下,实现触头系统电源合闸或分闸。本发明相比现有储能操作机构,减少了部件数量,简化了结构设置,将操作机构进一步优化,不但可以提高产品的接通与分断能力,还可以提高产品的电寿命。(The present invention relates to a kind of two positions accumulation energy type transfer switch units, the device includes contact system, stored energy operating mechanism and motor, the stored energy mechanism lower gear includes gear part and energy storage conversion baffle, and the energy storage conversion baffle is matched with the energy-stored spring component carries out energy storage or energy storage release；The motor shaft of the motor is connected with stored energy mechanism lower gear, the stored energy mechanism lower gear is connected with contact system, the rotation of motor drives the rotation of stored energy mechanism lower gear, and under the action of energy storage conversion baffle and energy-stored spring component, realization contact system power supply closes a floodgate or separating brake.The present invention compares existing stored energy operating mechanism, reduces number of components, simplifies structure setting, operating mechanism is advanced optimized, the connection and breaking capacity of product not only can be improved, can also improve the electric life of product.)

一种两位置储能型转换开关装置

技术领域

本发明属于电气开关技术领域，具体涉及一种两位置储能型转换开关装置。

背景技术

目前PC级转换开关电器，有一部分是由两台负荷隔离开关简化合一后并加机械联锁和控制器组合而成，其具有机械联锁与电气联锁。但其储能机构过于简单，产品的分闸与合闸速度完全取决于驱动电机的转换速度，电机转速快，产品的分合闸亦快，反之，驱动电机转速慢，产品的分合闸速度也慢，所以，此类结构产品的转换速度最快也要在0.8-1秒。这样在产品接通与分断时，机构不能使触头快速的接通和分断，导致产品的接通分断与电寿命都会很低，不利于提高产品的使用类别与电寿命。一旦电路产生大电流，产品在接通分断时会烧毁，造成供电间断等用电问题，造成损失。

专利CN107230569A公开了一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，包括底座、设置在底座上的触头系统、与触头系统传动连接的储能机构以及与储能机构传动连接的驱动电机，该驱动电机通过电机支架固定在底座上，储能机构包括与电机支架固定连接的储能支撑单元、设置在储能支撑单元中且与驱动电机传动连接的储能齿轮、设置在储能齿轮上方且底部与储能齿轮相啮合的储能手柄、与储能齿轮配合使用的储能弹簧组件以及与储能齿轮同轴设置且位于储能支撑单元外侧的储能凸轮，该储能凸轮与触头系统传动连接，然而，该专利储能机构的机构设置比较复杂，仍然容易存在联锁失败、机构卡死等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种两位置储能型转换开关装置，将操作机构优化，在机构储能完成后可快速分闸与合闸，在储能死点到分闸或合闸的速度基本在10毫秒以内，这样不但可以提高产品的接通与分断能力，还可以提高产品的电寿命，结构简单，不会联锁失败、机构卡死等，操作简单方便。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种两位置储能型转换开关装置，该装置包括由底座、上盖及小盖组成的外壳、设置在底座上的触头系统、与触头系统传动连接的储能操作机构以及与储能操作机构传动连接的电机，所述电机通过电机支架固定在底座上；

所述储能操作机构包括与电机支架固定连接的储能支撑单元、设置在储能支撑单元中且与电机传动连接的储能机构下齿轮、设置在储能机构下齿轮上方且底部与储能机构下齿轮相啮合的储能机构上齿轮、与储能机构下齿轮相配合的储能弹簧组件；

所述储能机构下齿轮包括齿轮部和储能转换挡片，所述储能转换挡片与所述储能弹簧组件相配合进行储能或储能释放；

所述电机的电机轴与储能机构下齿轮相连，所述储能机构下齿轮与触头系统相连接，电机的转动带动储能机构下齿轮转动，并在所述储能转换挡片与储能弹簧组件的作用下，实现触头系统电源合闸或分闸。

触头系统中的动触头系统可绕底座中间轴孔顺时针和逆时针旋转到指定角度，从而分别与进线端静触头、出线端静触头进行分闸与合闸，来实现产品的接通与分断。

进一步地，所述的储能转换挡片呈“山”字形，中间为波峰状凸起，波峰状凸起两边对称设有波谷状弧形凹槽，所述波峰状凸起抵在储能弹簧组件时，完成储能；所述波谷状凹槽与储能弹簧组件相配合时，完成储能释放。

进一步地，所述储能弹簧组件包括储能机构转轴、弹簧机构和储能机构轴，所述储能机构轴安装于所述储能支撑单元上，所述弹簧机构安装于所述储能机构轴上，所述储能机构转轴设有一对，间隔套设于所述储能机构轴上。

进一步地，所述弹簧机构包括一对弹簧机构连杆、一对弹簧、弹簧机构垫片及弹簧机构轴；所述弹簧机构连杆前端为带有圆孔的限位块，后部为设有长条椭圆孔的弹簧导柱，所述储能机构轴两端穿过圆孔，所述弹簧套设于所述弹簧导柱，所述弹簧机构垫片套设于弹簧导柱对弹簧进行限位，所述弹簧机构轴穿过所述长条椭圆孔。

进一步地，所述的储能支撑单元包括相互平行设置的第一储能支撑板、第二储能支撑板、第三储能支撑板，通过长螺钉固定；所述第一储能支撑板与第二储能支撑板贴合连接，所述第二储能支撑板与第三储能支撑板之间间隔设置，并在它们之间设置储能机构支柱，所述储能机构下齿轮、储能机构上齿轮、以及储能弹簧组件均设于第二储能支撑板与第三储能支撑板之间。

进一步地，所述的触头系统包括中间轴、沿中间轴长度方向布设在中间轴上的多个动触头单元、位于中间轴一侧且分别与动触头单元一一对应设置的进线端上静触头及进线端下静触头、位于中间轴另一侧且分别与动触头单元一一对应设置的出线端静触头。

进一步地，所述动触头单元包括触头支持件、动触头及弹簧片，所述触头支持件安装于所述中间轴，所述动触头安装于所述触头支持件上，所述弹簧片设于所述动触头外侧。

进一步地，所述动触头呈开口的U字型，设有对称的两触角。

进一步地，所述中间轴上还设有指示件以及方轴凸轮，所述储能支撑单元上设有一对绝缘垫片，所述绝缘垫片上设有微动开关，所述方轴凸轮与所述微动开关相匹配，随中间轴转动时，触碰微动开关，从而实现电机的停车制动。

进一步地，所述的底座上设有限位导向槽，所述限位导向槽内安装有限位储能弹簧，该限位储能弹簧的顶端设有限位导向块。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

在实际使用时，将产品处于常用合闸位置，控制器给出指令，电机根据控制器指令顺时针旋转时，电机轴带动储能机构下齿轮，储能机构下齿轮带动下端弹簧机构，下端弹簧机构储能，当下端弹簧机构达到死点时，储能完成。电机进一步旋转时，下端弹簧机构储能释放，下端弹簧机构带动下端储能机构轴，下端储能机构轴带动储能机构转轴，储能机构转轴带动储能机构下齿轮，储能机构下齿轮带动触头系统，从而实现产品备用电源的快速接通。

反之产品在备用电源合闸后，电机根据控制器指令逆时针旋转，电机轴带动储能机构下齿轮，储能机构下齿轮带动下端弹簧机构，弹簧机构储能，当弹簧机构达到死点时，储能完成，电机进一步旋转时，下端弹簧机构储能释放，下端储能机构轴带动储能机构转轴，储能机构转轴带动储能机构下齿轮，储能机构下齿轮带动触头系统，从而实现产品常用电源的快速接通。

以上动作循环往复，分别为产品常用电源合闸，产品备用电源合闸。储能机构上齿轮为手动操作用，原理与电机旋转带动一样。

动触头单元中方轴凸轮与触头系统中的中间轴相连，与触头系统动作一致，通过弹簧机构的储能释放，从而分别与左右两侧的微动开关接触，从而实现电机的停车制动。

与现有技术相比，其具有以下优点：

(1)本发明对储能操作机构的结构进行设计，储能机构下齿轮包括齿轮部和储能转换挡片，与储能弹簧组件相配合进行储能或储能释放，相比现有储能操作机构，减少了部件数量，简化了结构设置，将操作机构进一步优化，不但可以提高产品的接通与分断能力，还可以提高产品的电寿命。

(2)动触头呈U字型，可实现两位置转换，结构简单，可靠性高，动静触头的设置方式，可减少动静触头的数量，使整个触头装置结构简单化。

(3)出线端只有一组静触头，不再需要另外汇流，使得成本大大降低。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为图1去掉上部外壳的结构示意图；

图3为图2去掉触头系统的结构示意图；

图4为本发明实施例底座的结构示意图；

图5为本发明实施例储能操作机构示意图；

图6为本发明实施例储能操作机构轴测图；

图7为本发明实施例储能操作机构具体实施示意图；

图8为本发明实施例储能操作机构另一侧合闸示意图；

图9为本发明实施例储能操作机构左侧机构弹簧储能到死点位示意图；

图10为本发明实施例触头系统示意图；

图11为本发明实施例触头系统轴测图；

图12为动触头系统轴测图；

图13为U型动触头结构示意图；

图14为方轴凸轮示意图；

图15为弹簧机构拆解示意图；

图16为有结构缺陷的双电源机构示意图；

图中：

1外壳；11；上盖；12底座；13小盖；

2电机；21电机支架；

3储能操作机构；31储能机构支柱；32储能机构转轴；33弹簧机构；34储能机构轴；35储能机构上齿轮；36储能机构下齿轮；361齿轮部；362储能转换挡片；37绝缘垫片；38微动开关；391/392/393储能支撑板；

33弹簧机构；331弹簧机构连杆；332弹簧；333垫片；334弹簧机构轴；

4触头系统；41进线端下静触头；42进线端上静触头；43动触头系统；44出线端静触头；

43动触头单元；431中间轴；432弹簧片；433触头支持件；434动触头；435指示件；436方轴凸轮；

5限位储能弹簧；6限位导向块；7限位导向槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

参照图1-16，一种两位置储能型转换开关装置，该装置包括由底座12、上盖11及小盖13组成的外壳1、设置在底座12上的触头系统4、与触头系统4传动连接的储能操作机构3以及与储能操作机构3传动连接的电机2，电机2通过电机支架21固定在底座12上；储能操作机构3包括与电机支架21固定连接的储能支撑单元、设置在储能支撑单元中且与电机2传动连接的储能机构下齿轮36、设置在储能机构下齿轮36上方且底部与储能机构下齿轮36相啮合的储能机构上齿轮35、与储能机构下齿轮36相配合的储能弹簧组件；储能机构下齿轮36包括齿轮部361和储能转换挡片362，储能转换挡片362与储能弹簧组件相配合进行储能或储能释放；电机2的电机轴与储能机构下齿轮36相连，储能机构下齿轮36与触头系统4相连接，电机2的转动带动储能机构下齿轮36转动，并在储能转换挡片362与储能弹簧组件的作用下，实现触头系统4电源合闸或分闸。

如图3、4，底座1上设有限位导向槽7，限位导向槽7内安装有限位储能弹簧5，该限位储能弹簧5的顶端设有限位导向块6。

储能转换挡片362呈“山”字形，中间为波峰状凸起，波峰状凸起两边对称设有波谷状弧形凹槽，波峰状凸起抵在储能弹簧组件时，完成储能；波谷状凹槽与储能弹簧组件相配合时，完成储能释放。

如图15，储能弹簧组件包括储能机构转轴32、弹簧机构33和储能机构轴34，储能机构轴34安装于储能支撑单元上，弹簧机构33安装于储能机构轴34上，储能机构转轴32设有一对，间隔套设于储能机构轴34上。弹簧机构33包括一对弹簧机构连杆331、一对弹簧332、弹簧机构垫片333及弹簧机构轴334；弹簧机构连杆331前端为带有圆孔的限位块，后部为设有长条椭圆孔的弹簧导柱，储能机构轴34两端穿过圆孔，弹簧332套设于弹簧导柱，弹簧机构垫片333套设于弹簧导柱对弹簧332进行限位，弹簧机构轴334穿过长条椭圆孔。

参照图7，储能支撑单元包括相互平行设置的第一储能支撑板391、第二储能支撑板392、第三储能支撑板393，通过长螺钉固定；第一储能支撑板391与第二储能支撑板392贴合连接，第二储能支撑板392与第三储能支撑板393之间间隔设置，并在它们之间设置储能机构支柱31，储能机构下齿轮36、储能机构上齿轮35、以及储能弹簧组件均设于第二储能支撑板392与第三储能支撑板393之间。

如图11、12，触头系统4包括中间轴431、沿中间轴431长度方向布设在中间轴431上的多个动触头单元43、位于中间轴431一侧且分别与动触头单元43一一对应设置的进线端上静触头42及进线端下静触头41、位于中间轴431另一侧且分别与动触头单元43一一对应设置的出线端静触头44。动触头单元43包括触头支持件433、动触头434及弹簧片432，触头支持件433安装于中间轴431，动触头434安装于触头支持件433上，弹簧片432设于动触头434外侧。如图13，动触头434呈开口的U字型，设有对称的两触角，可实现两位置转换，结构简单，可靠性高，动、静触头的设置方式，可减少动静触头的数量，使整个触头装置结构简单化。中间轴431上还设有指示件435以及方轴凸轮436，储能支撑单元上设有一对绝缘垫片37，绝缘垫片37上设有微动开关38，方轴凸轮436与微动开关38相匹配，随中间轴431转动时，触碰微动开关38。

在实际应用时，如图8、9、10，将产品处于常用合闸位置，控制器给出指令，电机2根据控制器指令顺时针旋转时，电机轴带动储能机构下齿轮36，储能机构下齿轮36带动下端弹簧机构33，下端弹簧机构33储能，当下端弹簧机构33达到死点时，储能完成，电机进一步旋转时，下端弹簧机构33储能释放，下端弹簧机构33带动下端储能机构轴34，下端储能机构轴34带动储能机构转轴32，储能机构转轴32带动储能机构下齿轮36，储能机构下齿轮3带动触头系统4，从而实现产品备用电源的快速接通。

反之产品在备用电源合闸后，电机2根据控制器指令逆时针旋转，电机轴带动储能机构下齿轮36，储能机构下齿轮36带动下端弹簧机构33，弹簧机构33储能，当弹簧机构33达到死点时，储能完成，电机进一步旋转时，下端弹簧机构33储能释放，下端储能机构轴34带动储能机构转轴32，储能机构转轴32带动储能机构下齿轮36，储能机构下齿轮3带动触头系统4，从而实现产品常用电源的快速接通。

以上动作循环往复，分别为产品常用电源合闸，产品备用电源合闸。储能机构上齿轮35为手动操作用，原理与电机2旋转带动一样。动触头系统中方轴凸轮436与触头系统4中的中间轴431相连，与触头系统4动作一致，通过弹簧机构33的储能释放，从而分别与左右两侧的微动开关接触，从而实现电机2的停车制动。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。