一種氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)及使用該操作機(jī)構(gòu)的機(jī)車用高壓開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)及使用該氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的機(jī)車用高壓開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在機(jī)車車載設(shè)備以及其他特殊場(chǎng)合，氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，并且氣動(dòng)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械壽命長，安裝維護(hù)方便，并且氣體資源豐富，無污染。如中國專利文獻(xiàn)CN 102903546 B (公告日為2014年12月31日)公開的“一種燃?xì)馐街苯恿ψ饔酶邏洪_關(guān)作動(dòng)操作機(jī)構(gòu)”，包括上端封閉、下端開口的筒體，筒體的下端固定有將筒體下端筒口封上的端蓋，并在端蓋和筒體上封閉端上分別開設(shè)有充氣口，筒體的筒壁上開設(shè)有排氣口，筒體內(nèi)同軸導(dǎo)向移動(dòng)裝配有活塞，活塞上固連有從筒體上端穿出的輸出軸，以通過活塞將筒體的內(nèi)腔分割為有桿腔和無桿腔。在使用過程中，這種普通的氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)具有合閘速度大、剛合速度不易控制、分閘過沖及反彈較大的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致與之配合的高壓真空滅弧室機(jī)械和電氣壽命降低，很難達(dá)到機(jī)車過分相對(duì)開關(guān)長壽命的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中氣動(dòng)分合閘動(dòng)作在起始階段的沖擊力過大的問題。同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種使用該氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的機(jī)車用尚壓開關(guān)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明中氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案如下:
氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，包括筒體及其兩端設(shè)置的封閉部，筒體內(nèi)沿軸向?qū)蛞苿?dòng)裝配有活塞，兩封閉部中至少一個(gè)與活塞的相對(duì)端上對(duì)應(yīng)設(shè)有凸臺(tái)和插槽，凸臺(tái)和插槽在活塞的軸向移動(dòng)行程中具有相互插套配合的插套位及相對(duì)脫開的脫離位，凸臺(tái)和插槽之間在處于插套位時(shí)具有處于凸臺(tái)的端面和插槽的槽底面之間的操作腔，并在凸臺(tái)或插槽所處的封閉部上開設(shè)有連通操作腔的操作孔，操作孔的外端用于連通外界氣路。
[0005]插槽為自槽底到槽口開口擴(kuò)大的錐形槽或臺(tái)階槽，在插套位時(shí)、插槽的除操作腔以外的部分與凸臺(tái)吻合互補(bǔ)的插套配合。
[0006]凸臺(tái)上開設(shè)有自端面延伸至外周面的導(dǎo)氣通道，導(dǎo)氣通道的進(jìn)氣口處于凸臺(tái)的端面上、出氣口處于凸臺(tái)的外周面上。
[0007]導(dǎo)氣通道具有沿筒體軸向延伸的槽型出氣口。
[0008]導(dǎo)氣通道的出氣口有兩級(jí)以上、并在凸臺(tái)的軸向上間隔布置。
[0009]導(dǎo)氣通道有兩個(gè)以上、并在凸臺(tái)的周向上間隔布置，同一導(dǎo)氣通道的各出氣口通過凸臺(tái)內(nèi)的氣道連通在同一進(jìn)氣口上。
[0010]導(dǎo)氣通道的各級(jí)出氣口為處于凸臺(tái)根部的外周面上的第一出氣口及處于第一出氣口和凸臺(tái)的端面之間的第二出氣口，第一出氣口的開口面積小于第二出氣口的開口面積。
[0011]凸臺(tái)的外周面上固定有處于導(dǎo)氣通道的出氣口和凸臺(tái)的端面之間的密封圈，凸臺(tái)的外周面在處于插套位時(shí)、通過密封圈與插槽的槽壁面周面密封配合，密封圈的外周與插槽的槽壁面沿軸向?qū)蚺浜稀?br>[0012]插槽的槽壁上開設(shè)有自槽底延伸至槽口所處的端面上的分氣孔，分氣孔的進(jìn)氣口處于插槽的槽壁面或槽底面上、并在插槽處于插套位時(shí)連通操作腔，分氣孔的出氣口處于插槽的槽口外圍的端面上。
[0013]本發(fā)明中機(jī)車用高壓開關(guān)的技術(shù)方案如下:
機(jī)車用高壓開關(guān)，包括動(dòng)觸頭及其上傳動(dòng)連接的氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)包括筒體及其兩端設(shè)置的封閉部，筒體內(nèi)沿軸向?qū)蛞苿?dòng)裝配有活塞，兩封閉部中至少一個(gè)與活塞的相對(duì)端上對(duì)應(yīng)設(shè)有凸臺(tái)和插槽，凸臺(tái)和插槽在活塞的軸向移動(dòng)行程中具有相互插套配合的插套位及相對(duì)脫開的脫離位，凸臺(tái)和插槽之間在處于插套位時(shí)具有處于凸臺(tái)的端面和插槽的槽底面之間的操作腔，并在凸臺(tái)或插槽所處的封閉部上開設(shè)有連通操作腔的操作孔，操作孔的外端用于連通外界氣路。
[0014]本發(fā)明中活塞在緊貼在兩封閉部其中一個(gè)的情況下，凸臺(tái)和插槽將處于插套位，此時(shí)可通過從操作孔中充入操作氣體，操作氣體從操作孔進(jìn)入操作腔，并作用在凸臺(tái)的端面和插槽的槽底面上，直至凸臺(tái)相對(duì)的完全從插槽中退出，此時(shí)從操作孔中充入的操作氣體將作用在活塞的整個(gè)端面上，加快活塞在筒體內(nèi)的移動(dòng)速度，直至完成分閘或合閘，因此本發(fā)明通過減少活塞在開啟移動(dòng)時(shí)的受力面積，以降低活塞初始移動(dòng)的速度，解決現(xiàn)有技術(shù)中氣動(dòng)分合閘動(dòng)作在起始階段的沖擊力過大的問題。同時(shí)，在凸臺(tái)和插槽相向移動(dòng)時(shí)，隨著凸臺(tái)開始插入插槽中，操作氣體所受到的壓動(dòng)力也隨之減少，使得操作氣體的排氣量降低，操作氣體將在操作腔內(nèi)氣道類似于氣彈簧的緩沖作用，避免活塞出現(xiàn)過沖問題。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1中操作機(jī)構(gòu)在分閘位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中操作機(jī)構(gòu)在合閘過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例2中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例3中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明的實(shí)施例4中下端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明中氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的實(shí)施例1:如圖1至圖3所示，該操作機(jī)構(gòu)是一種可調(diào)節(jié)力值特性的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括上下延伸的筒體2，筒體2的上下兩端分別設(shè)有封閉部，兩封閉部分別由固定在筒體2的端口上的上端蓋I和下端蓋5組成，并在筒體2內(nèi)沿上下方向?qū)蛞苿?dòng)裝配有活塞4，活塞4上同軸固定有穿裝在上端蓋I的中心的輸出軸3，輸出軸3沿上下方向?qū)蛞苿?dòng)穿裝在上端蓋I上，輸出軸3將筒體2的內(nèi)腔分割為處于活塞4上方的有桿腔和處于活塞4下方的無桿腔。活塞4的下端面上凸設(shè)有同軸布置的凸臺(tái)41，下端蓋5的上端面上開設(shè)有同軸布置的插槽52，插槽52的深度比凸臺(tái)41的高度大，這樣在活塞4緊貼在下端蓋5的上端面上以后，凸臺(tái)41會(huì)插入插槽52的靠近槽口的部分，以在凸臺(tái)41的端面和插槽52的槽底面形成操作腔6，即凸臺(tái)41和插槽52在活塞4的軸向移動(dòng)行程中具有相互插套配合的插套位及相對(duì)脫開的脫離位，凸臺(tái)41和插槽52之間在處于插套位時(shí)具有處于凸臺(tái)41的端面和插槽52的槽底面之間的操作腔6，且凸臺(tái)41的外周面和插槽52的槽壁面間隙配合。下端蓋5上開設(shè)有下操作孔51，下操作孔51的內(nèi)端孔口處于插槽52的槽壁面上、外端孔口處于下端蓋5的外周面上，下操作孔51的外端用于連通外界氣路，以在凸臺(tái)41和插槽52處于插套位，下端蓋5通過該下操作孔51連通外界氣路和操作腔6。上端蓋I上開設(shè)有連通有桿腔和外界氣路的上操作孔11。
[0017]本實(shí)施例中操作機(jī)構(gòu)的合閘過程是:如圖1所示，氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)處于分閘位置，當(dāng)操動(dòng)系統(tǒng)給操作機(jī)構(gòu)合閘信號(hào)后，電磁閥開啟，氣體從操作機(jī)構(gòu)的下端蓋5進(jìn)入操作腔6中，起始主導(dǎo)受力截面為活塞4上的凸臺(tái)41，此時(shí)活塞4受力截面較小，起始動(dòng)力及加速度較小，當(dāng)氣體壓力克服氣缸負(fù)載力值時(shí)，活塞4及輸出軸3開始向上運(yùn)動(dòng)，活塞4下端面與下端蓋5上平面形成間隙，此時(shí)少量氣體通過活塞4與下端蓋5之間的配合間隙進(jìn)入筒體2中，由于起始進(jìn)入筒體2的氣體較少，筒體2內(nèi)的氣壓較低，因此在合閘的起始一段行程的動(dòng)力主要由活塞4上的凸臺(tái)41承受的壓力提供。當(dāng)凸臺(tái)41脫離下端蓋5的上端面時(shí)，在額定氣壓下的活塞4受力面積迅速增加，使輸出力值迅速增加。最終達(dá)到不改變最終輸出力，降低起始輸出力目的。
[0018]本實(shí)施例中操作機(jī)構(gòu)的分閘過程是:當(dāng)機(jī)構(gòu)處于合閘狀態(tài)時(shí)，操作系統(tǒng)給電磁閥分閘信號(hào)后，電磁閥會(huì)使氣缸下部的排氣口打開，活塞4受到負(fù)載力或氣體壓力開始向分閘位置運(yùn)動(dòng)，在活塞4分閘運(yùn)動(dòng)的起始一段行程，氣體完全由下操作孔51排出，分閘速度較快；當(dāng)活塞4上的凸臺(tái)41進(jìn)入下端蓋5的插槽52后，活塞4的下環(huán)端面和下端蓋5的上環(huán)端面之間的氣體只能通過插槽52與凸臺(tái)41之間的狹小間隙排出，由于排氣量較小，氣缸分閘速度迅速減小，直到氣體完全排出。此分閘緩沖起始位置可以根據(jù)活塞4上的凸臺(tái)41高度設(shè)定，緩沖效果可以通過改變插槽52與凸臺(tái)41的配合間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)。此緩沖作用能夠減小甚至消除分閘反彈及過沖。
[0019]本發(fā)明中氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的實(shí)施例2:如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，凸臺(tái)214為自上而下逐漸變窄的截頭錐臺(tái)，對(duì)應(yīng)的下端蓋上的插槽也是自槽底向上到槽口逐漸變寬的錐形槽，在插套位時(shí)、插槽的除操作腔以外的部分與凸臺(tái)214吻合互補(bǔ)的插套配合。另外，該錐形槽也可以同上寬下的臺(tái)階槽