用于固体绝缘筒的模外装配工装

技术领域

本发明属于工装技术领域，涉及用于固体绝缘筒的模外装配工装。

背景技术

在固体开关柜中，通常使用固体绝缘筒使得各导电部件与外界环境绝缘，因此固体绝缘筒性能的好坏直接影响输配电系统的安全性和可靠性。固体绝缘筒包括采用绝缘材料制成的筒体以及嵌设于筒体内部的导电组件及金属屏蔽部件，其中，导电组件一般包括进线导电杆、出线导电杆及真空开关管(也叫真空灭弧室)，出线导电杆呈L型，出线导电杆的水平段与真空开关管的上端即静端通过紧固件固定以能导电，同时在进线导电杆与真空开关管的下端即动端之间通过开关组件实现通电或隔断；金属屏蔽部件主要设置于固体绝缘筒内部导电部件的连接处起到均匀内部电场的作用，例如罩设在出线导电杆的水平段端部外的碗状金属屏蔽罩以及套在出线导电杆的竖直段外的金属屏蔽环等。具体可参照申请号为202011010680.7所公开的固体绝缘筒。

固体绝缘筒的筒体都是通过环氧浇筑成型，在浇注前先将导电组件及金属屏蔽部件置于模具的对应位置处，然后向模具内浇注形成筒体，这样导电组件及金属屏蔽部件便同时嵌设在了筒体内。其中，如真空开关管与出线导电杆之间以及出线导电杆与碗状金属屏蔽罩之间都是需要先装配在一起后再整体放入模具内的，特别是还需要在真空开关管的动端固定一个保护头、在出线导电杆的竖直段端部固定一个保护盖以及将金属屏蔽环套在出线导电杆的竖直段上。目前，都是由工作人员直接手持真空开关管与出线导电杆进行两者之间的连接，连接过程中不仅需要较长的对正时间而导致效率低；垂直度和平行度又都是由工作人员的肉眼进行判断，导致装配精度低而直接影响到产品的质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了用于固体绝缘筒的模外装配工装，解决了装配精度差、装配效率低的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

用于固体绝缘筒的模外装配工装，包括机架以及设于机架上的定位座，其特征在于，所述的机架上设有低于定位座的限位座以及位于定位座下方且能向上滑动的滑动座，定位座沿竖直方向设有两端贯穿的导向孔，限位座具有与导向孔相平行的内孔，定位座上侧设有定位槽，定位座上于定位槽的槽口处可拆卸连接有阻挡件，定位槽沿水平方向贯穿且其沿水平的延伸方向与导向孔及限位座的内孔相垂直，定位槽的底壁不低于导向孔的上端口。

本装配工装主要用于出线导电杆与真空开关管在模具外的装配，主要涉及到出线导电杆、真空开关管、保护盖、保护头及金属屏蔽环，其中真空开关管与保护头需要先固定在一起，出线导电杆的竖直段与保护盖也可以先固定在一起(在固定出线导电杆的竖直段与保护盖前要先将金属屏蔽环套在出线导电杆的竖直段上)。在利用本装配工装进行装配时，先拆除阻挡件将定位槽的槽口让出，然后将真空开关管以动端朝下的方式穿过导向孔并使固定在真空开关管动端的保护头抵靠在滑动座上；将保护盖放入限位座的内孔中，同时出线导电杆的水平段要对准定位槽放入以使出线导电杆的水平段端部位于导向孔的上方。放置完成后，装上阻挡件将定位槽的槽口挡住使出线导电杆被定位柱，然后控制滑动座向上滑动使真空开关管的静端与出线导电杆的水平段端部形成贴靠，再利用紧固件将出线导电杆的水平段与真空开关管的静端相固定即可。

通过导向孔与限位座的内孔平行设置以及定位槽其沿水平的延伸方向与导向孔及限位座的内孔相垂直，导向孔与限位座的内孔之间的距离可直接按照真空开关管与出线导电杆竖直段之间的要求距离进行设计，使得真空开关管与出线导电杆只需装入到对应位置便可自动完成对正工作而提高了装配效率；同时又保证了真空开关管与出线导电杆竖直段之间的平行度以及真空开关管与出线导电杆水平段之间的垂直度，提高了装配精度，从而保证了成型后的产品质量。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的定位槽包括槽部一与槽部二，槽部二靠近导向孔，槽部一的槽底壁为凹弧面且槽部二的槽底壁为平面，槽部一的槽底壁略高于槽部二的槽底壁。

通过上述设置，使得定位槽的形状与出线导电杆靠近水平段端部位置处的形状相匹配，提高了对出线导电杆的定位效果，从而进一步提高了装配精度。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的定位座包括座板以及均固连于座板上的导向环与凸块，导向孔为导向环的中心孔且定位槽设于凸块上，凸块一侧延伸设置有与导向环侧部形成贴靠的凸台，凸台上侧面与槽部二的槽底壁相齐平，凸台上侧面与导向环上端沿相齐平。

通过导向环的设置，使得工作人员可直接将碗状金属屏蔽罩套在导向环上与出线导电杆的水平段形成配合，即工作人员利用本装配工装在完成出线导电杆与真空开关管之间的连接后，只需再将碗状金属屏蔽罩再套在导向环上，便可进一步完成出线导电杆与碗状金属屏蔽罩的装配工作，相当于一次装夹完成多个所需的装配，因此进一步提高了装配效率。同时，由凸块一侧延伸出与导向环侧部形成贴靠的凸台，正好能够与碗状金属屏蔽罩上的缺口处相配合，从而保证碗状金属屏蔽罩不会发生偏移，保证了装配效率。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的阻挡件为长条型块，阻挡件的一端铰接在凸块上，凸块上还设有卡柱，阻挡件的另一端设有能供卡柱卡入的卡口，阻挡件与凸块的铰接点及卡柱分别位于定位槽的两侧，当阻挡件绕铰接点转动时能使卡柱与卡口相配合或相分离。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的滑动座上侧设有配合腔，配合腔为倒锥形腔且配合腔的中心线与导向孔的中心线相共线，滑动座上沿竖直方向设有横截面呈非圆形的防转销，防转销位于配合腔的中心位置处。

真空开关管的动端固定有保护头，配合腔与保护头的形状相配合以形成对真空开关管的定位。真空开关管的动端与保护头是通过螺钉相固定的，因此在滑动座的配合腔内设置防转销，利用防转销上端插入将真空开关管的动端与保护头相固定的螺钉头部的凹孔内形成防转作用，从而在将真空开关管的静端与出线导电杆的进电端相固定时能保证真空开关管不转动，进一步提高了装配精度。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的机架上设有驱动件一，驱动件一具有能沿竖直方向伸缩的活动杆，驱动件一的活动杆端部固连于滑动座的下侧中心位置处。

滑动座由驱动件一进行驱动，实现了智能控制，提高了装配效率。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的机架包括机座以及沿竖直方向平行固定于机座上的两根导向柱，两导向柱穿过滑动座且定位座与两导向柱相固定，两导向柱上的同一位置处分别设有用于限制滑动座向上滑动高度的限位卡簧。

在两导向柱的同一位置处分别设置限位卡簧，能够对滑动座向上滑动的高度进行限制，从而在保证装配要求的同时避免将真空开关管或出线导电杆顶坏。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的限位座上侧对称设置有两均与限位座的内孔相连通的凹槽，两凹槽之间的连通方向和导向孔中心线与限位座的内孔中心线所处的共面相垂直，机架下侧设有上端与限位座内孔相连通的让位孔。

保护盖外对称设置两根插销，其作用是在成型出固体绝缘筒后通过向两根插销施加作用力将保护盖连同成型后的产品一同推出模具外，因此这两根插销也有着特殊的角度要求。通过在限位座上侧对称设置两凹槽，两凹槽之间的连通方向和导向孔中心线与限位座的内孔中心线所处的面相垂直，同时在机架下侧设置与限位座的内孔相连通的让位孔，这样工作人员只需将保护盖以两根插销对准两凹槽放入限位座的内孔中，再利用紧固件从机座下侧的让位孔穿过并将保护盖与出线导电杆的竖直段端部相固定即可保证所需的角度要求，进一步提高了装配精度。常规中，保护盖与出线导电杆也是工作人员直接手持两个部件完成连接的，而通过本装配工装可同时完成两者的对正操作，因此又进一步提高了装配效率。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的机架上垂直固定有安装板与静止块，安装板一侧固定有驱动件二，驱动件二具有能沿垂直安装板方向伸缩的活动杆，驱动件二的活动杆穿过安装板并固连有活动块，活动块与静止块相对设置，静止块朝向活动块的一侧设有半圆形的凹腔一，活动块上对应设有半圆形的凹腔二。

安装块与静止块主要用于真空开关管与保护头之间的装配使用。初始状态，静止块与活动块之间处于分离状态，将真空开关管以动端朝上的方式放置在分离的活动块与静止块之间。接着，通过驱动件二控制活动块朝静止块运动，活动块与静止块并拢而将真空开关管夹紧，然后只需将保护头置于真空开关管的动端处再利用螺钉固定即可。

在上述的用于固体绝缘筒的模外装配工装中，所述的机架上固连有定位柱与装配块，定位柱位于装配块的一侧，装配块的上侧设有相连通的容纳槽与卡槽，容纳槽贯穿装配块朝向定位柱的一侧面，卡槽为方形槽且卡槽贯穿装配块背向定位柱的一侧面。

金属屏蔽环在模具内有位置要求的，因此会在金属屏蔽环的柱状连接部的端部连接卡块(在成型固体绝缘筒后，金属屏蔽环上柱状连接部的端部用于通过紧固件与其他的电气部件连接)，利用卡块与模具内的对应位置进行配合以实现金属屏蔽环的定位，这意味着卡块与金属屏蔽环之间也有着严格的角度要求。定位柱与装配块主要用于金属屏蔽环与卡块之间的装配使用。装配时，将金属屏蔽环套在定位柱外并使一体成型于金属屏蔽环外的柱状连接部位于容纳槽内，接着将一卡块置于卡槽内后再利用销子穿过卡块并固定在柱状连接部的端部。在随着主回路一同装入模具内时，该金属屏蔽环通过卡块与模具内对应位置进行配合以实现定位，因此通过定位柱与装配块的使用能够严格保证卡块与金属屏蔽环之间的角度，提高了装配精度以保证成型后的产品质量。

与现有技术相比，本用于固体绝缘筒的模外装配工装具有以下优点：

1、省略了各部件连接时的对正过程，提高了装配效率；

2、保证了装配后所需的垂直度与平行度，提高了装配精度，从而保证了成型后的产品质量；

3、集金属屏蔽环与卡块的装配、碗状金属屏蔽罩与出线导电杆的装配、出线导电杆与保护盖的装配、真空开关管与保护头的装配以及出线导电杆与真空开关管的装配于一体，功能更加丰富，实用价值更高，可由一次装夹完成多个所需的装夹，进一步提高了装配效率与装配精度。

附图说明

图1是本用于固体绝缘筒的模外装配工装的示意图。

图2是利用本模外装配工装装配真空开关管与出线导电杆时的示意图。

图3是利用本模外装配工装装配真空开关管与出线导电杆时的剖视图。

图4是利用本模外装配工装装配出线导电杆与碗状金属屏蔽罩时的示意图。

图5是利用本模外装配工装将出线导电杆与碗状金属屏蔽罩装配好后的示意图。

图6是利用本模外装配工装装配真空开关管与保护头时的示意图。

图7A是利用本模外装配工装装配金属屏蔽环与卡块时的示意图。

图7B是利用本模外装配工装将金属屏蔽环与卡块装配完成后取出的示意图。

图8是本用于固体绝缘筒的模外装配工装中定位座处的示意图。

图9是各部件装配在一起后的示意图。

图中，1、机架；1a、机座；1a1、让位孔；1b、导向杆；2、定位座；2a、座板；2b、导向环；2b1、导向孔；2c、凸块；2c1、定位槽；2c11、槽部一；2c12、槽部二；2c2、凸台；3、限位座；3a、内孔；3b、凹槽；4、滑动座；4a、配合腔；4b、防转销；5、阻挡件；5a、卡口；6、驱动件一；7、限位卡簧；8、卡柱；9、安装板；10、静止块；11、驱动件二；12、活动块；13、定位柱；14、装配块；14a、容纳槽；14b、卡槽；15、出线导电杆；16、保护盖；16a、插销；17、真空开关管；18、保护头；19、碗状金属屏蔽罩；20、金属屏蔽环；20a、柱状连接部；21、卡块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图8所示用于固体绝缘筒的模外装配工装，包括机架1以及均设于机座1a上的定位座2、滑动座4及限位座3，定位座2与机架1相固定且滑动座4位于定位座2下方并能向上滑动。定位座2沿竖直方向设有两端贯穿的导向孔2b1，限位座3固定在机架1上且限位座3低于定位座2，限位座3具有内孔3a，限位座3的内孔3a与导向孔2b1相平行。定位座2上侧设有位于导向孔2b1与限位座3内孔3a之间的定位槽2c1，定位座2上于定位槽2c1的槽口处可拆卸连接有阻挡件5。

具体来说，如图1所示，机架1包括机座1a以及两根沿竖直方向平行固定于机座1a上的导向柱1b，定位座2固定于两根导向柱1b的端部处且两根导向柱1b穿过滑动座4。机座1a上固定有驱动件一6，驱动件一6具有沿竖直方向伸缩的活动杆，驱动件一6的活动杆端部固连于滑动座4的下侧中心位置处。在本实施例中，驱动件一6为气缸，活动杆为气缸的活塞杆。两导向柱1b上的同一位置处分别设有用于限制滑动座4向上滑动高度的限位卡簧7。

如图8所示，定位座2包括座板2a以及均固连于座板2a上的导向环2b与凸块2c，导向孔2b1为导向环2b的中心孔且定位槽2c1设于凸块2c上。定位槽2c1包括槽部一2c11与槽部二2c12，槽部二2c12靠近导向孔2b1且槽部二2c12贯穿凸块2c靠近导向环2b的一侧，槽部一2c11贯穿凸块2c远离导向环2b的一侧。槽部一2c11的槽底壁为凹弧面且槽部二2c12的槽底壁为平面，槽部一2c11的底壁略高于槽部二2c12的槽底壁。进一步地，凸块2c一侧延伸设置有与导向环2b侧部形成贴靠的凸台2c2，凸台2c2上侧面与槽部二2c12的槽底壁相齐平，凸台2c2上侧面与导向环2b的上端沿相齐平。

其中，如图8所示，阻挡件5为长条型块，阻挡件5的一端铰接在凸块2c上，凸块2c上还设有卡柱8，阻挡件5的另一端设有能供卡柱8卡入的卡口5a，阻挡件5与凸块2c的铰接点及卡柱8分别位于定位槽2c1的两侧，当阻挡件5绕铰接点转动时能使卡柱8与卡口5a相配合或相分离。

如图1、图3和图5所示，滑动座4上设有配合腔4a，配合腔4a为倒锥形腔且配合腔4a的中心线与导向孔2b1的中心线相共线。滑动座4上沿竖直方向设有横截面呈非圆形的防转销4b，防转销4b位于配合腔4a的中心位置处，本实施例中防转销4b的横截面呈正六边形。

如图1、图3和图5所示，限位座3上侧对称设置有两均与限位座3的内孔3a相连通的凹槽3b，两凹槽3b之间的连通方向和导向孔2b1中心线与限位座3的内孔3a中心线所处的共面相垂直。机座1a的下侧设有与限位座3内孔3a相连通的让位孔1a1。

本装配工装主要用于固体绝缘筒中的一部分部件在模具外的装配，即先将这一部分部件利用本装配工装组装在一起后再整体放入到模具内以成型出固体绝缘筒，主要涉及到出线导电杆15、真空开关管17、保护盖16、保护头18、碗状金属屏蔽罩19及金属屏蔽环20。装配时，转动阻挡件5将定位槽2c1让出，然后大致按以下步骤将所需要装配的部件进行放置：1、将保护盖16放入限位座3的内孔3a中并保证保护盖16外侧的两根插销16a嵌入限位座3的两凹槽3b内；2、将真空开关管17以动端朝下的方式穿过导向孔2b1并使固定在真空开关管17动端的保护头18位于滑动座4的配合腔4a内；3、将金属屏蔽环20空套在出线导电杆15的竖直段上后再将出线导电杆15的竖直段插入保护盖16中，同时出线导电杆15的水平段要对准定位槽2c1放入以使出线导电杆15的水平段端部位于导向孔2b1的上方；4、转动阻挡件5阻挡在定位槽2c1处将出线导电杆15定位住。

各部件放置完成后的状态如图2和图3所示。通过紧固件向上从机座1a底部的让位孔1a1将保护盖16与出线导电杆15的竖直段端部相固定；通过驱动件一6控制滑动座4将真空开关管17向上顶，使真空开关管17的静端穿过导向孔2b1后与出线导电杆15的水平段端部形成贴靠，再利用紧固件将出线导电杆15的水平段与真空开关管17的静端相固定。如图4所示，在完成出线导电杆15与真空开关管17的连接后，工作人员只需再将碗状金属屏蔽罩19套在导向环2b外，便可利用紧固件将碗状金属屏蔽罩19与出线导电杆15的水平段相固定，出线导电杆15与碗状金属屏蔽罩19装配好后的状态如图5所示。通过上述操作，使得碗状金属屏蔽罩19、真空开关管17、保护头18、出线导电杆15、保护盖16及金属屏蔽环20装配在了一起(各部件装配在一起后的状态如图9所示)，而且由于导向孔2b1与限位座3的内孔3a相平行再借助定位槽2c1的设置，省略了各部件之间的对正过程而提高了装配效率，同时又保证了平行度与垂直度而提高了装配精度，从而保证了成型后的产品质量。

进一步地，如图1和图6所示，机架1的机座1a上垂直固定有安装板9与静止块10，安装板9的一侧固定有驱动件二11。驱动件二11具有能沿垂直安装板9方向伸缩的活动杆，驱动件二11的活动杆穿过安装板9并固连有活动块12，活动块12与静止块10相对设置，静止块10朝向活动块12的一侧设有半圆形的凹腔一，活动块12上对应设有半圆形的凹腔二。在本实施例中，驱动件二11为气缸，活动杆为气缸的活塞杆。驱动件一6与驱动件二11除了可以是气缸外，也可以采用液压缸。

安装块与静止块10主要用于真空开关管17与保护头18之间的装配使用。如图6所示，初始状态，静止块10与活动块12之间处于分离状态，将真空开关管17以动端朝上的方式放置在分离的活动块12与静止块10之间。接着，通过驱动件二11控制活动块12朝静止块10运动，活动块12与静止块10并拢而将真空开关管17夹紧，然后只需将保护头18置于真空开关管17的动端处再利用螺钉固定即可。

进一步地，如图1、图7A和图7B所示，机架1的机座1a上固连有定位柱13与装配块14，定位柱13位于装配块14的一侧。装配块14的上侧设有相连通的容纳槽14a与卡槽14b，容纳槽14a的槽底壁为内凹弧面，容纳槽14a贯穿装配块14朝向定位柱13的一侧面，卡槽14b为方形槽且卡槽14b贯穿装配块14背向定位柱13的一侧面。

定位柱13与装配块14主要用于金属屏蔽环20与卡块21之间的装配使用。如图7A所示，装配时，将金属屏蔽环20套在定位柱13外并使一体成型于金属屏蔽环20外的柱状连接部20a位于容纳槽14a内，接着将一卡块21置于卡槽14b内后再利用销子穿过卡块21并固定在柱状连接部20a的端部，这样就由销子将金属屏蔽环20与卡块21固定在一起。在随着装配在一起的整体一同装入模具内时，该金属屏蔽环20通过卡块21与模具内对应位置进行配合以实现定位，因此通过定位柱13与装配块14的使用能够严格保证卡块21与金属屏蔽环20之间的角度，提高了装配精度以保证成型后的产品质量。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，阻挡件5为螺纹连接在凸块2c上侧的挡板。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。