專利名稱：充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，是充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的核心部件，屬于充氣開關(guān)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的一次元件封裝在充有絕緣氣體介質(zhì)的密閉氣室內(nèi)，系全密封全絕緣產(chǎn)品，具有體積小、環(huán)境適應(yīng)性廣、運(yùn)行可靠性高等特點(diǎn)，可適用于空間受限場合、 嚴(yán)酷環(huán)境條件場合、及高可靠性要求場合等。[0003]對充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備而言，氣室是其核心部件，設(shè)備的絕緣性能完全由氣室內(nèi)的絕緣氣體的密度(可相應(yīng)轉(zhuǎn)換為絕對壓力)來保證，且設(shè)備運(yùn)行時(shí)處于正壓狀態(tài)(即氣室內(nèi)氣壓高于氣室外的大氣壓力)，因此作為絕緣的氣體介質(zhì)會(huì)通過氣室的各密封薄弱環(huán)節(jié)向外泄漏。當(dāng)氣室內(nèi)的氣壓泄漏低于設(shè)備的最低功能水平時(shí)，會(huì)引發(fā)設(shè)備的絕緣事故，造成大范圍停電及用電設(shè)備事故，甚至是人員傷亡。通常的機(jī)械密封可以通過定期檢修來更換密封元件，但作為供電設(shè)備的氣體絕緣類開關(guān)設(shè)備一旦投入運(yùn)行，就應(yīng)該保持其可靠的氣體密封性，要求在其使用壽命周期內(nèi)(通常為20年或30年)均能可靠運(yùn)行。從上述意義上來講，氣體絕緣類開關(guān)設(shè)備的密封技術(shù)盡管不是領(lǐng)先性技術(shù)，但卻是決定性技術(shù)，需引起高度重視。[0004]密封從機(jī)理上分為動(dòng)密封和靜密封兩大類?，F(xiàn)有充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的主開關(guān)元件的分合閘傳動(dòng)密封結(jié)構(gòu)件(以下簡稱“氣室密封結(jié)構(gòu)件”)采用雙“C”型骨架油封與 “0”型密封圈組合分別實(shí)現(xiàn)該密封環(huán)節(jié)的動(dòng)、靜密封，但該結(jié)構(gòu)存在動(dòng)摩擦失效、老化失效風(fēng)險(xiǎn)，且可進(jìn)一步導(dǎo)致開關(guān)的操作拒動(dòng)或分合閘不到位。其基本結(jié)構(gòu)及其密封機(jī)理敘述如下[0005]氣室外的開關(guān)操作機(jī)構(gòu)輸出軸通過傳動(dòng)聯(lián)接套、密封傳動(dòng)軸帶動(dòng)開關(guān)絕緣主軸正、反向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)的分、合閘操作。[0006]密封結(jié)構(gòu)及密封機(jī)理是密封法蘭作為密封傳動(dòng)軸的的支承結(jié)構(gòu)件，密封法蘭與不銹鋼密封箱體之間通過“0”型密封圈實(shí)現(xiàn)靜密封；密封傳動(dòng)軸與密封法蘭之間通過前后級兩只“C”型骨架油封實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封。[0007]這種密封結(jié)構(gòu)存在以下不足[0008]1) “C”型骨架油封、“0”型密封圈的主體均為橡膠制品，利用其彈性形變力或輔助彈性支撐力實(shí)現(xiàn)密封。隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的推移，“C”型骨架油封、“0”型密封圈會(huì)因應(yīng)力松馳、材料老化等作用而逐漸喪失其密封彈性力，導(dǎo)致泄漏的增加。[0009]2) “C”型骨架油封承載的是動(dòng)密封，開關(guān)分合閘操作時(shí)，密封傳動(dòng)軸與“C”型骨架油封之間會(huì)形成固-固接觸式動(dòng)摩擦，容易造成動(dòng)密封失效。[0010]3) “C”型骨架油封、“0”型密封圈，其實(shí)際密封性能受材質(zhì)、供應(yīng)商制造工藝、存貯環(huán)境、密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、密封面加工制造精度、密封裝配、投運(yùn)后的異常壓力、低溫等多重因素影響，即便是通過密封檢測合格的氣室，投運(yùn)時(shí)仍存在密封壽命較短的可能性實(shí)用新型內(nèi)容[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)因采用雙“C”型骨架油封與“0”型密封圈組合分別實(shí)現(xiàn)該密封環(huán)節(jié)的動(dòng)、靜密封而存在的動(dòng)摩擦失效、老化失效風(fēng)險(xiǎn)，且可進(jìn)一步導(dǎo)致開關(guān)的操作拒動(dòng)或分合閘不到位的不足。通過本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)理想的動(dòng)、靜密封，有利于開關(guān)分合閘到位。[0012]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼密封箱體，不銹鋼密封箱體內(nèi)的輸出軸，靠近兩端套置軸承的密封傳動(dòng)軸，聯(lián)接輸出軸和密封傳動(dòng)軸的傳動(dòng)聯(lián)接套，密封傳動(dòng)軸帶動(dòng)的充氣隔室內(nèi)的開關(guān)絕緣主軸，其特征是，套置軸承的密封傳動(dòng)軸置于設(shè)置的不銹鋼軸套內(nèi)，兩軸承間的密封傳動(dòng)軸上套有磁極，磁極與密封傳動(dòng)軸之間有配合間隙，配合間隙中充有磁性液體，不銹鋼軸套與不銹鋼密封箱體間的配合部位激光焊接。[0013]所述磁極為相距間隔的兩組，兩組磁極間的密封傳動(dòng)軸上套置永磁體。[0014]所述磁極內(nèi)壁有若干周向凹槽[0015]所述磁極的凹槽帶有斜面，斜面朝向氣壓較高的一側(cè)。[0016]本實(shí)用新型中氣室外的開關(guān)操作機(jī)構(gòu)輸出軸通過傳動(dòng)聯(lián)接套、密封傳動(dòng)軸帶動(dòng)開關(guān)絕緣主軸正、反向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)的分、合閘操作。[0017]本實(shí)用新型的密封結(jié)構(gòu)及密封機(jī)理是不銹鋼軸套作為密封傳動(dòng)軸的支承結(jié)構(gòu)件，二者通過設(shè)置在不銹鋼軸套內(nèi)的磁性液體實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封。不銹鋼軸套與不銹鋼密封箱體間的配合部位采用激光焊接工藝形成激光焊縫實(shí)現(xiàn)靜密封。[0018]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)[0019]1)機(jī)械壽命高由于本實(shí)用新型的密封結(jié)構(gòu)件動(dòng)密封為磁流體密封方式，具有無摩擦自潤滑特性，同時(shí)作為轉(zhuǎn)動(dòng)件的軸承6不承受徑向及軸向力的作用，因此密封傳動(dòng)軸4 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)基本不存在動(dòng)摩擦阻滯力，機(jī)械壽命完全可以達(dá)到120000轉(zhuǎn)以上。無現(xiàn)有“C”型骨架油封密封的摩擦失效問題。[0020]2)無材料老化密封失效風(fēng)險(xiǎn)本實(shí)用新型的密封結(jié)構(gòu)件，動(dòng)密封為磁流體密封、 靜密封為激光焊接密封，故無應(yīng)力松弛、材料老化導(dǎo)致的密封失效問題。[0021]3)能耗低由于動(dòng)密封采用磁流體密封方式，具有無摩擦自潤滑特性，因此開關(guān)操作時(shí)，僅需克服開關(guān)本體操作所需的阻轉(zhuǎn)矩，而無需克服如“C”型骨架油封密封力所附加的阻矩。[0022]4)動(dòng)密封副(件)的自修復(fù)性磁性液體密封副(件)具有自修復(fù)功能，即當(dāng)特殊情況下，充氣隔室的內(nèi)外氣壓差高于額定設(shè)計(jì)量時(shí)，磁性液體密封環(huán)會(huì)被破壞，當(dāng)充氣隔室的內(nèi)外氣壓差低于額定設(shè)計(jì)量時(shí)，密封環(huán)會(huì)自動(dòng)復(fù)原，保持其原有的密封性能，因此具自修復(fù)性，而“C”型骨架油封密封副(件)則無此功能，一旦由于氣壓差作用而被破壞則須更換。[0023]5)實(shí)際密封性能易于管控磁流體密封結(jié)構(gòu)件可委托專業(yè)制造商制造；激光焊接只需經(jīng)工藝驗(yàn)證，完全靠設(shè)備保證，實(shí)際密封性能易于管控，只要通過出廠密封檢測，就可保證設(shè)備的長期密封可靠性。而不會(huì)象“C”型骨架油封、“0”型密封圈那樣，實(shí)際密封性能受諸多因素影響，即便是通過出廠密封檢測，也不能完全保證產(chǎn)品的長期密封可靠性。


[0024]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0025]圖中，1不銹鋼密封箱體，2激光焊縫，3傳動(dòng)聯(lián)接套，4密封傳動(dòng)軸，5輸出軸，6軸承，7永磁體，8密封圈，9磁極，10開關(guān)絕緣主軸，11磁性液體，12不銹鋼軸套。
具體實(shí)施方式
[0026]結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，如圖1所示，本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)包括不銹鋼密封箱體1，不銹鋼密封箱體1內(nèi)的輸出軸5，靠近兩端套置軸承6的密封傳動(dòng)軸4，聯(lián)接輸出軸5和密封傳動(dòng)軸4的傳動(dòng)聯(lián)接套3，密封傳動(dòng)軸4帶動(dòng)的充氣隔室內(nèi)的開關(guān)絕緣主軸10，套置軸承6的密封傳動(dòng)軸4置于設(shè)置的不銹鋼軸套12內(nèi)，兩軸承6間的密封傳動(dòng)軸4上套有磁極9，磁極9與密封傳動(dòng)軸4之間有配合間隙，配合間隙中充有磁性液體11，不銹鋼軸套12與不銹鋼密封箱體1間的配合部位采用激光焊接工藝形成激光焊縫 2，使不銹鋼軸套12與不銹鋼密封箱體1成為一體式結(jié)構(gòu)，密封長期有效可靠。[0027]磁極9為相距間隔的兩組，兩組磁極9間的密封傳動(dòng)軸4上套置永磁體7，利用永磁體7，將磁性液體11加以集中，使磁性體形成” 0”形密封環(huán)，而形成密封效果。在磁極9 與密封傳動(dòng)軸4之間設(shè)計(jì)有配合間隙，磁極9內(nèi)壁有周向凹槽并帶有斜面，斜面朝向氣壓較高的充氣隔室內(nèi)部，在磁極9與密封傳動(dòng)軸4之間的配合間隙中具有磁性液體11，由于磁極齒尖處磁場力最強(qiáng)，磁性液體11由于對磁場的響應(yīng)特性而集中于齒尖處，在磁極9與密封傳動(dòng)軸4之間的配合間隙中形成一個(gè)個(gè)“0”型液體密封環(huán)，將配合間隙充滿，阻止被密封介質(zhì)從間隙通過。由于磁性液體11具有良好的流動(dòng)性，同時(shí)由于其對磁場的響應(yīng)特性，當(dāng)密封傳動(dòng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁性液體密封環(huán)不會(huì)被破壞，從而實(shí)現(xiàn)了無摩擦自潤滑動(dòng)密封。
權(quán)利要求1.一種充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼密封箱體，不銹鋼密封箱體內(nèi)的輸出軸，靠近兩端套置軸承的密封傳動(dòng)軸，聯(lián)接輸出軸和密封傳動(dòng)軸的傳動(dòng)聯(lián)接套，密封傳動(dòng)軸帶動(dòng)的充氣隔室內(nèi)的開關(guān)絕緣主軸，其特征是，套置軸承的密封傳動(dòng)軸置于設(shè)置的不銹鋼軸套內(nèi)，兩軸承間的密封傳動(dòng)軸上套有磁極，磁極與密封傳動(dòng)軸之間有配合間隙， 配合間隙中充有磁性液體，不銹鋼軸套與不銹鋼密封箱體間的配合部位激光焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，其特征是，所述磁極為相距間隔的兩組，兩組磁極間的密封傳動(dòng)軸上套置永磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，其特征是，所述磁極內(nèi)壁有若干周向凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，其特征是，所述磁極的凹槽帶有斜面，斜面朝向氣壓較高的一側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的氣室密封結(jié)構(gòu)，是充氣式環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的核心部件，屬于充氣開關(guān)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。主要特點(diǎn)是采用不銹鋼軸套作為密封傳動(dòng)軸的支承結(jié)構(gòu)件，二者通過設(shè)置在不銹鋼軸套內(nèi)的磁性液體實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封，不銹鋼軸套與不銹鋼密封箱體間的配合部位采用激光焊接工藝形成激光焊縫實(shí)現(xiàn)靜密封。本實(shí)用新型具有機(jī)械壽命高、無材料老化密封失效風(fēng)險(xiǎn)、能耗低、動(dòng)密封副的自修復(fù)性和實(shí)際密封性能易于管控等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型理想的動(dòng)、靜密封，有利于開關(guān)分合閘到位。
文檔編號H02B13/035GK202260231SQ201120355148
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者吳紅亞, 周永成, 王士年, 范方年, 陳勇 申請人:江蘇寶勝電氣股份有限公司