一种开关驱动机构支撑装置及包含该装置的GIS

技术领域

本发明涉及气体绝缘金属封闭开关设备技术领域，尤其涉及一种开关驱动机构支撑装置及包含该装置的GIS。

背景技术

GIS做为一种能够适用于较高电压等级的小型化、智能化、可靠性和安全性较好的开关设备，近年来得到了越来越广泛的应用。GIS设备包括密封外壳，密封外壳内安装通断电路的开关断口结构，其中开关断口结构的动触头依靠驱动机构实现分合闸动作，而驱动机构作为二次设备并不能承受较高的电压等级，因此安装在密封外壳的外侧。密封外壳上在对应于驱动机构的位置处开设有传动结构避让孔，驱动机构的输出端通过密封穿过转动结构避让孔并伸入密封外壳内的传动轴与动触头传动连接，并带动动触头分合闸动作。

如授权公告号为CN105448579B的中国发明专利公开的开关设备的操作机构直联结构，其主要用于安装在GIS设备密封外壳的传动结构避让孔的外侧，一方面起到固定支撑驱动机构的作用，另一方面实现密封外壳在传动轴位置处的密封。结构上，其通过传动装置本体两端的两个法兰结构分别固定连接密封外壳和驱动机构，且在传动装置本体的内腔中密封转动安装传动轴。这种操作机构直联结构虽然确实起到了对传动轴穿装位置处的密封作用以及对驱动机构的固定支撑作用，但是其整体上安装与密封外壳的传动结构避让孔的外侧，凸出于密封外壳设置，这样使得其上安装的操作机构也高出密封外壳一定高度，不能够满足新的更高的小型化设计要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关驱动机构支撑装置，用以解决现有的安装于GIS上的操作机构直联结构占用较大空间而导致GIS体积大的问题。同时，本发明还提供了一种GIS，用以解决现有的GIS占用空间较大的问题。

本发明的开关驱动机构支撑装置包括座体结构，所述座体结构包括盘状支撑座以及设置于盘状支撑座下侧的轴向密封段，所述轴向密封段用于密封穿装在GIS密封外壳上的传动结构避让孔内且其外周面具有与传动结构避让孔的内壁密封配合的密封配合结构，盘状支撑座具有用于与驱动机构固定连接的机构连接孔且用于固定支撑驱动机构，座体结构内在对应于轴向密封段的中部位置设有沿轴向贯穿座体结构的安装孔，安装孔内绕轴线转动密封安装有传动轴，盘状支撑座上还设有用于与GIS密封外壳固定连接的外壳连接孔。

本发明全新的提供了一种开关驱动机构支撑装置，其支撑装置的轴向密封段能够插装于传动结构避让孔内，且与其内壁密封配合，盘状支撑座处于密封外壳外侧用以固定支撑驱动机构，对应于轴向密封段的中部位置设置的安装孔中装配有传动连接驱动机构输出端和开关动触头的传动轴，如此在实现对驱动机构固定支撑以及可靠的密封传动连接的基础上，尽可能的缩短了驱动机构距离密封外壳的距离，减小了安装驱动机构所占用的空间。

进一步的，所述外壳连接孔为向下延伸的沉孔，盘状支撑座的上侧盘面构成支撑驱动机构的支撑面。这样通过盘状支撑座的上侧面对驱动机构进行支撑，支撑更为稳固，而且这样使得驱动机构距离密封外壳仅为盘状支撑座的厚度，更有助于缩减安装驱动机构所占用的空间。

进一步的，处于外壳连接孔径向外侧的机构连接孔与外壳连接孔在圆周方向上错开设置。这样能够尽可能的缩减盘状支撑座的径向尺寸，有助于实现设备小型化。

进一步的，安装孔为包括两级以上从上向下内径递增的孔段的阶梯形孔，且两级以上孔段中有部分为用于安装轴承的转动配合孔段，有部分为用于与传动轴外周面密封配合的密封配合孔段，安装孔通过其台阶面与传动轴或套装在传动轴上的轴承挡止配合，以对传动轴进行限位。这种结构能够借助于台阶面对传动轴或套装在传动轴上的轴承进行挡止限位，以克服密封外壳内的高气压，结构稳定性较好。

进一步的，安装孔与传动轴的至少一个上在两者的密封配合位置处设有润滑脂槽。这样设置不仅能够通过润滑脂槽内的油脂对传动轴的转动进行润滑减磨，而且能够形成油膜密封，达到更好的密封效果。

进一步的，安装孔与传动轴的密封配合位置处设有轴向间隔的两重以上密封圈，润滑脂槽设置在相邻两密封圈之间的位置处。设置两重以上密封圈能够达到更好的密封效果，而且将润滑脂槽设置在相邻两密封圈之间的位置，能够对其中的油脂进行阻隔防护，避免杂质进入导致润滑脂变质。

进一步的，盘状支撑座的上侧面在机构连接孔的径向外侧设有与驱动机构下侧面配合的防水密封圈。如此在驱动机构安装到盘状支撑座上后，能够保证连接位置的可靠密封。

进一步的，盘状支撑座的下侧面在支撑连接部分的径向外侧设有防雨凸环。防雨凸环的设置能够避免雨水沿盘状支撑座的下侧面蔓延到传动结构避让孔处，提高防水效果。

本发明的GIS包括密封外壳，密封外壳上设有传动结构避让孔，所述传动结构避让孔处安装有开关驱动机构支撑装置，开关驱动机构支撑装置包括座体结构，所述座体结构包括盘状支撑座以及设置于盘状支撑座下侧的轴向密封段，所述轴向密封段用于密封穿装在GIS密封外壳上的传动结构避让孔内且其外周面具有与传动结构避让孔的内壁密封配合的密封配合结构，驱动机构固定在盘状支撑座上，座体结构内在对应于轴向密封段的中部位置设有沿轴向贯穿座体结构的安装孔，安装孔内绕轴线转动密封安装有传动轴，盘状支撑座上还设有用于与GIS密封外壳固定连接的外壳连接孔。

本发明的GIS针对其外侧连接的开关驱动机构支撑装置进行改进，通过其密封转动安装有传动轴的轴向密封段插装于传动结构避让孔内，盘状支撑座处于密封外壳外侧固定支撑驱动机构，如此在实现对驱动机构固定支撑以及可靠的密封传动连接的基础上，尽可能的缩短了驱动机构距离GIS密封外壳的距离，减小了安装驱动机构所占用的空间，整体上减小了GIS的占用空间。

进一步的，所述外壳连接孔为向下延伸的沉孔，盘状支撑座的上侧盘面构成支撑驱动机构的支撑面。这样通过盘状支撑座的上侧面对驱动机构进行支撑，支撑更为稳固，而且这样使得驱动机构距离密封外壳仅为盘状支撑座的厚度，更有助于缩减安装驱动机构所占用的空间。

进一步的，处于外壳连接孔径向外侧的机构连接孔与外壳连接孔在圆周方向上错开设置。这样能够尽可能的缩减盘状支撑座的径向尺寸，有助于实现设备小型化。

进一步的，安装孔为包括两级以上从上向下内径递增的孔段的阶梯形孔，且两级以上孔段中有部分为用于安装轴承的转动配合孔段，有部分为用于与传动轴外周面密封配合的密封配合孔段，安装孔通过其台阶面与传动轴或套装在传动轴上的轴承挡止配合，以对传动轴进行限位。这种结构能够借助于台阶面对传动轴或套装在传动轴上的轴承进行挡止限位，以克服密封外壳内的高气压，结构稳定性较好。

进一步的，安装孔与传动轴的至少一个上在两者的密封配合位置处设有润滑脂槽。这样设置不仅能够通过润滑脂槽内的油脂对传动轴的转动进行润滑减磨，而且能够形成油膜密封，达到更好的密封效果。

进一步的，安装孔与传动轴的密封配合位置处设有轴向间隔的两重以上密封圈，润滑脂槽设置在相邻两密封圈之间的位置处。设置两重以上密封圈能够达到更好的密封效果，而且将润滑脂槽设置在相邻两密封圈之间的位置，能够对其中的油脂进行阻隔防护，避免杂质进入导致润滑脂变质。

进一步的，盘状支撑座的上侧面在机构连接孔的径向外侧设有与驱动机构下侧面配合的防水密封圈。如此在驱动机构安装到盘状支撑座上后，能够保证连接位置的可靠密封。

进一步的，盘状支撑座的下侧面在支撑连接部分的径向外侧设有防雨凸环。防雨凸环的设置能够避免雨水沿盘状支撑座的下侧面蔓延到传动结构避让孔处，提高防水效果。

附图说明

图1为本发明的GIS的实施例1的结构示意图；

图2为显示图1中驱动机构与密封外壳连接位置处的结构放大图；

图3为开关驱动机构支撑装置的结构示意图。

图中：1、密封外壳；2、动触头组件；3、驱动机构支撑装置；30、盘状支撑座；31、轴向密封段；32、传动轴；301、外壳连接孔；302、机构密封圈；303、防雨凸环；311、轴承；312、外轴封密封圈；313、润滑脂槽；321、密封配合轴段；4、驱动机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的GIS的具体实施例1：

本实施例的GIS通过对其外侧连接的用于支撑固定驱动机构4的驱动机构支撑装置3的结构改进，使驱动机构4距离密封外壳1的间距缩短，大大减小了GIS的占用空间，在运输、存储以及使用过程中，降低了空间要求，更符合GIS小型化的要求。

具体的，如图1-3所示，本实施例的GIS包括密封外壳1，密封外壳1内安装有开关断口结构，密封外壳1的上部开设有传动结构避让孔，以供外侧的驱动机构4与开关断口结构的动触头组件2之间传递分合闸动力。传动结构避让孔处安装有驱动机构支撑装置3，驱动机构支撑装置3用于支撑固定驱动机构4，提供了将分合闸动力从外向内传递的传动轴32，还保证了传动结构避让孔处的密封，避免密封外壳1内的绝缘气体泄露。

驱动机构支撑装置3具体包括座体结构，座体结构包括盘状支撑座30以及设置在盘状支撑座30下侧的轴向密封段31，轴向密封段31与盘状支撑座30一体成型，座体结构上在轴向密封段31的中部位置设有在上下方向上贯通座体结构的安装孔，安装孔内密封转动安装有传动轴32，传动轴32在安装孔内可绕安装孔的轴线转动，且传动轴32与安装孔的内壁面之间密封，保证安装孔处的密封。轴向密封段31密封安装在传动结构避让孔内，且通过其外表面与传动结构避让孔密封配合，进而保证传动结构避让孔处的密封。

座体结构的盘状支撑座30整体上处于传动结构避让孔的外侧上方位置，驱动机构4固定支撑在盘状支撑座30上。一般的，密封外壳1的传动结构避让孔的孔沿上设有法兰连接孔，因此盘状支撑座30上在对应于法兰连接孔的位置设有外壳连接孔301，外壳连接孔301供连接螺栓从上向下穿过并旋拧在法兰连接孔内，进而实现座体结构与密封外壳1的固定连接。为了避免穿装在外壳连接孔301内的连接螺栓影响驱动结构在盘状支撑座30上的固定安装，本实施例中，外壳连接孔301为从上向下延伸的沉孔结构，如此连接螺栓的螺栓头能够沉入盘状支撑座30的上盘面以下，进而盘状支撑座30的上侧盘面整体上构成支撑驱动机构4的支撑面。这样设置也使得驱动机构4与传动结构避让孔的孔沿之间仅具有盘状支撑座30的厚度所对应的距离，降低了驱动机构4在安装到GIS密封外壳1上后在高度方向占用的空间，使得整个GIS占用空间减小，结构更加紧凑。

具体的，盘状支撑座30上在外壳连接孔301的径向外侧设有机构连接孔，机构连接孔用于供连接螺栓从下向上穿过并连接盘状支撑座30上方的驱动机构4，进而使驱动机构4固定在盘状支撑座30上。机构连接孔与外壳连接孔301在圆周方向上错开布置，这样能够使得两者之间的直线距离保持一定大小而不影响盘状支撑座30整体结构强度的前提下，缩减盘状支撑座30的径向尺寸。

由于驱动机构4安装在GIS密封外壳1的上部，为了进行防水，盘状支撑座30的下侧面上在机构连接孔的径向外侧设有防水凸环，如此在雨水沿盘状支撑座30的外周面漫延至下侧面上后，被防水凸环所挡而不会漫延到机构连接孔和外壳连接孔301处。而且，盘状支撑座30的上侧盘面上在机构连接孔的径向外侧还安装有密封圈，在驱动机构4安装在盘状支撑座30上后，驱动机构4与盘状支撑座30夹紧密封圈，进而实现驱动机构4和盘状支撑座30之间的密封。

关于轴向密封段31与传动结构避让孔之间的密封，具体的，轴向密封段31的外周面设有安装有两道密封圈。当然，此处的密封结构的具体形式并非必然是本实施例中的形式，例如在传动结构避让孔的内孔壁上安装密封圈，或者密封圈的数量也可以根据密封等级的要求而进行调整。

关于安装孔与传动轴32之间的转动密封，具体的，安装孔为从下向上内径逐级减小的多级阶梯孔，传动轴32为具有中部大径段和两端小径段的阶梯形轴，传动轴32的两端小径段上分别安装有轴承311，中部大径段构成用于与安装孔的孔壁密封配合的密封配合轴段321，如此传动轴32能够从下向上穿装在安装孔内。其中，下端的轴承311与安装孔的处于最下端的第一级孔段转动配合，传动轴32的大径端与安装孔的第一级孔段上侧的第二级孔段转动密封配合，上端的轴承311与安装孔的处于最上端的第三级孔段转动配合。第三级孔段的上端设有内挡环，用于对上端的轴承311在向上的方向上进行挡止，第一级孔段的下端设有挡圈安装槽，其中安装有挡圈，用于对下端的轴承311在向下的方向上进行挡止，如此保证传动轴32在安装孔内的轴向固定。第二级孔段的内壁面上设有两道密封圈安装槽，密封圈安装槽中安装有密封圈，该处的密封圈与密封配合轴段321的外周面配合实现转动密封。此外，第二级孔段的内壁面上在两道密封圈安装槽之间的位置还设有润滑脂槽313，润滑脂槽313内储存有润滑脂，用以减小传动轴32转动过程中产生的摩擦，同时，润滑脂均匀铺满在密封配合轴段321的外周面上，形成油膜密封，进一步提高密封效果。置于将润滑脂槽设置在两道密封圈安装槽之间的位置，能够通过密封圈对润滑脂进行密封防护，避免进尘、进水等导致润滑脂变质。

本实施例的GIS的固定支撑在盘形支撑座上的驱动机构4的转动输出端传动连接于传动轴32的上端，传动轴32的下端与断口结构的动触头组件2传动连接，进而在驱动机构4输出转矩时，带动动触头组件2转动，进而实现分合闸动作。

通过上文的介绍可知，本发明的GIS通过驱动机构支撑装置3，能够对驱动机构4进行稳定可靠的固定支撑，而且通过其全新的结构设计，在实现了驱动机构4与GIS密封外壳1内部的动触头组件2之间的传动连接，保证传动结构避让孔处的密封的同时，通过盘状支撑座30支撑驱动机构4，大大减小了驱动机构4和密封外壳1之间的距离，如此降低了GIS在高度方向上的占用空间，更有利于满足小型化要求。

当然，本发明的GIS并不仅限于上文介绍的实施例，符合本发明涉及构思的其他实施例自然包含在本发明的权利要求的保护范围内。

例如，上文介绍的实施例1中，为了不影响驱动机构与盘状支撑座上侧盘面直接贴合，外壳连接孔为沉孔，基于同样的目的，其他实施例中，外壳连接孔为直径一致的贯通孔，盘状支撑座的上侧面上设置有凸环，机构连接孔对应于凸环设置，凸环上在机构连接孔的径向外侧设有密封圈，凸环的上侧环面构成支撑面，凸环的上侧面高于外壳连接孔的上端孔沿，在连接螺栓穿装在外壳连接孔内连接密封外壳时，连接螺栓的螺栓头不高于凸环的上侧面，此时凸环也能够起到一定的防雨作用。

例如，上文介绍的实施例1中，外壳连接孔和机构连接孔在圆周方向上错开设置，在其他实施例中，为了方便在盘状支撑座上加工连接孔，可以将外壳连接孔和机构连接孔在径向上对应设置。

例如，上文介绍的实施例1中，安装孔与传动轴的密封配合位置处设有轴向间隔的两重密封圈，润滑脂槽设置在相邻两密封圈之间的位置处，在其他实施例中，密封圈可以为三重甚至四重，润滑脂槽设置在任意相邻的两重密封圈之间即可，当然，本发明也并不排除仅有一个密封圈的方式，此时，润滑脂槽优选设置在密封圈的上侧，如此便于润滑脂槽内的润滑脂向下渗流而均匀覆盖传动轴的密封配合面。

再例如，上文介绍的实施例1中，传动轴为中部大径段、两端小径段的阶梯轴结构，轴承安装在两端小径段上，在其他实施例中，传动轴可以为直径一致的圆柱形轴，轴向密封段的安装孔包括中部小径段和两端大径段，中部小径段的内壁面与圆柱形轴的外周面转动密封配合，安装在传动轴上的轴承对应于两端大径段处，两端大径段的内周面分别安装有用于对轴承进行挡止的挡圈。

本发明的开关驱动机构支撑装置的实施例：其具体结构可与上文GIS的任一种实施例中的驱动机构支撑装置的结构相同，本文不再介绍。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。