本发明专利技术公开了一种气动操作机构及使用该操作机构的机车用高压开关，包括筒体及其两端设置的封闭部，筒体内沿轴向导向移动装配有活塞，两封闭部中至少一个与活塞的相对端上对应设有凸台和插槽，凸台和插槽在活塞的轴向移动行程中具有相互插套配合的插套位，凸台和插槽之间在处于插套位时具有处于凸台的端面和插槽的槽底面之间的操作腔，并在凸台或插槽所处的封闭部上开设有操作孔。凸台和插槽处于插套位时，可通过从操作孔中充入操作气体，作用在凸台的端面和插槽的槽底面上，直至凸台相对的完全从插槽中退出，此时从操作孔中充入的操作气体将作用在活塞的整个端面上，加快活塞在筒体内的移动速度，以降低活塞初始移动的速度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种气动操作机构及使用该气动操作机构的机车用高压开关。
技术介绍
目前，在机车车载设备以及其他特殊场合，气动操作机构应用较为广泛，并且气动机构具有结构简单，机械寿命长，安装维护方便，并且气体资源丰富，无污染。如中国专利文献CN 102903546 B (公告日为2014年12月31日)公开的“一种燃气式直接力作用高压开关作动操作机构”，包括上端封闭、下端开口的筒体，筒体的下端固定有将筒体下端筒口封上的端盖，并在端盖和筒体上封闭端上分别开设有充气口，筒体的筒壁上开设有排气口，筒体内同轴导向移动装配有活塞，活塞上固连有从筒体上端穿出的输出轴，以通过活塞将筒体的内腔分割为有杆腔和无杆腔。在使用过程中，这种普通的气动操作机构具有合闸速度大、刚合速度不易控制、分闸过冲及反弹较大的缺点，这些缺点会导致与之配合的高压真空灭弧室机械和电气寿命降低，很难达到机车过分相对开关长寿命的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气动操作机构，旨在解决现有技术中气动分合闸动作在起始阶段的冲击力过大的问题。同时，本专利技术还提供了一种使用该气动操作机构的机车用尚压开关。为了实现以上目的，本专利技术中气动操作机构的技术方案如下: 气动操作机构，包括筒体及其两端设置的封闭部，筒体内沿轴向导向移动装配有活塞，两封闭部中至少一个与活塞的相对端上对应设有凸台和插槽，凸台和插槽在活塞的轴向移动行程中具有相互插套配合的插套位及相对脱开的脱离位，凸台和插槽之间在处于插套位时具有处于凸台的端面和插槽的槽底面之间的操作腔，并在凸台或插槽所处的封闭部上开设有连通操作腔的操作孔，操作孔的外端用于连通外界气路。插槽为自槽底到槽口开口扩大的锥形槽或台阶槽，在插套位时、插槽的除操作腔以外的部分与凸台吻合互补的插套配合。凸台上开设有自端面延伸至外周面的导气通道，导气通道的进气口处于凸台的端面上、出气口处于凸台的外周面上。导气通道具有沿筒体轴向延伸的槽型出气口。导气通道的出气口有两级以上、并在凸台的轴向上间隔布置。导气通道有两个以上、并在凸台的周向上间隔布置，同一导气通道的各出气口通过凸台内的气道连通在同一进气口上。导气通道的各级出气口为处于凸台根部的外周面上的第一出气口及处于第一出气口和凸台的端面之间的第二出气口，第一出气口的开口面积小于第二出气口的开口面积。凸台的外周面上固定有处于导气通道的出气口和凸台的端面之间的密封圈，凸台的外周面在处于插套位时、通过密封圈与插槽的槽壁面周面密封配合，密封圈的外周与插槽的槽壁面沿轴向导向配合。插槽的槽壁上开设有自槽底延伸至槽口所处的端面上的分气孔，分气孔的进气口处于插槽的槽壁面或槽底面上、并在插槽处于插套位时连通操作腔，分气孔的出气口处于插槽的槽口外围的端面上。本专利技术中机车用高压开关的技术方案如下: 机车用高压开关，包括动触头及其上传动连接的气动操作机构，气动操作机构包括筒体及其两端设置的封闭部，筒体内沿轴向导向移动装配有活塞，两封闭部中至少一个与活塞的相对端上对应设有凸台和插槽，凸台和插槽在活塞的轴向移动行程中具有相互插套配合的插套位及相对脱开的脱离位，凸台和插槽之间在处于插套位时具有处于凸台的端面和插槽的槽底面之间的操作腔，并在凸台或插槽所处的封闭部上开设有连通操作腔的操作孔，操作孔的外端用于连通外界气路。本专利技术中活塞在紧贴在两封闭部其中一个的情况下，凸台和插槽将处于插套位，此时可通过从操作孔中充入操作气体，操作气体从操作孔进入操作腔，并作用在凸台的端面和插槽的槽底面上，直至凸台相对的完全从插槽中退出，此时从操作孔中充入的操作气体将作用在活塞的整个端面上，加快活塞在筒体内的移动速度，直至完成分闸或合闸，因此本专利技术通过减少活塞在开启移动时的受力面积，以降低活塞初始移动的速度，解决现有技术中气动分合闸动作在起始阶段的冲击力过大的问题。同时，在凸台和插槽相向移动时，随着凸台开始插入插槽中，操作气体所受到的压动力也随之减少，使得操作气体的排气量降低，操作气体将在操作腔内气道类似于气弹簧的缓冲作用，避免活塞出现过冲问题。【附图说明】图1是本专利技术的实施例1中操作机构在分闸位置时的结构示意图； 图2是图1中操作机构在合闸过程中的结构示意图； 图3是图1中活塞的结构示意图； 图4是本专利技术的实施例2中活塞的结构示意图； 图5是本专利技术的实施例3中活塞的结构示意图； 图6是本专利技术的实施例4中下端盖的结构示意图。【具体实施方式】本专利技术中气动操作机构的实施例1:如图1至图3所示，该操作机构是一种可调节力值特性的操动机构，包括上下延伸的筒体2，筒体2的上下两端分别设有封闭部，两封闭部分别由固定在筒体2的端口上的上端盖I和下端盖5组成，并在筒体2内沿上下方向导向移动装配有活塞4，活塞4上同轴固定有穿装在上端盖I的中心的输出轴3，输出轴3沿上下方向导向移动穿装在上端盖I上，输出轴3将筒体2的内腔分割为处于活塞4上方的有杆腔和处于活塞4下方的无杆腔。活塞4的下端面上凸设有同轴布置的凸台41，下端盖5的上端面上开设有同轴布置的插槽52，插槽52的深度比凸台41的高度大，这样在活塞4紧贴在下端盖5的上端面上以后，凸台41会插入插槽52的靠近槽口的部分，以在凸台41的端面和插槽52的槽底面形成操作腔6，即凸台41和插槽52在活塞4的轴向移动行程中具有相互插套配合的插套位及相对脱开的脱离位，凸台41和插槽52之间在处于插套位时具有处于凸台41的端面和插槽52的槽底面之间的操作腔6，且凸台41的外周面和插槽52的槽壁面间隙配合。下端盖5上开设有下操作孔51，下操作孔51的内端孔口处于插槽52的槽壁面上、外端孔口处于下端盖5的外周面上，下操作孔51的外端用于连通外界气路，以在凸台41和插槽52处于插套位，下端盖5通过该下操作孔51连通外界气路和操作腔6。上端盖I上开设有连通有杆腔和外界气路的上操作孔11。本实施例中操作机构的合闸过程是:如图1所示，气动操作机构处于分闸位置，当操动系统给操作机构合闸信号后，电磁阀开启，气体从操作机构的下端盖5进入操作腔6中，起始主导受力截面为活塞4上的凸台41，此时活塞4受力截面较小，起始动力及加速度较小，当气体压力克服气缸负载力值时，活塞4及输出轴3开始向上运动，活塞4下端面与下端盖5上平面形成间隙，此时少量气体通过活塞4与下端盖5之间的配合间隙进入筒体2中，由于起始进入筒体2的气体较少，筒体2内的气压较低，因此在合闸的起始一段行程的动力主要由活塞4上的凸台41承受的压力提供。当凸台41脱离下端盖5的上端面时，在额定气压下的活塞4受力面积迅速增加，使输出力值迅速增加。最终达到不改变最终输出力，降低起始输出力目的。本实施例中操作机构的分闸过程是:当机构处于合闸状态时，操作系统给电磁阀分闸信号后，电磁阀会使气缸下部的排气口打开，活塞4受到负载力或气体压力开始向分闸位置运动，在活塞4分闸运动的起始一段行程，气体完全由下操作孔51排出，分闸速度较快；当活塞4上的凸台41进入下端盖5的插槽52后，活塞4的下环端面和下端盖5的上环端面之间的气体只能通过插槽52与凸台41之间的狭小间隙排出，由于排气量较小，气缸分闸速度迅速减小，直到气体完全排出。此分闸缓冲起始位置可以根据活塞4上的凸台41高度设定，缓冲本文档来自技高网...
【技术保护点】
气动操作机构，包括筒体及其两端设置的封闭部，筒体内沿轴向导向移动装配有活塞，其特征在于，两封闭部中至少一个与活塞的相对端上对应设有凸台和插槽，凸台和插槽在活塞的轴向移动行程中具有相互插套配合的插套位及相对脱开的脱离位，凸台和插槽之间在处于插套位时具有处于凸台的端面和插槽的槽底面之间的操作腔，并在凸台或插槽所处的封闭部上开设有连通操作腔的操作孔，操作孔的外端用于连通外界气路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王帮田，张杰，纪江辉，王小丽，王金雷，楚光辉，姜亚军，张鹏，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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