通用型隔爆外壳机械联锁机构的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿井下用电磁起动器隔爆外壳的技术领域，具体的说是一种通用型隔爆外壳机械联锁机构，用于煤矿井下电磁起动器隔爆外壳的隔爆门体与隔离开关之间的机械联锁保护。


背景技术：

2.煤矿井下用电气设备的隔爆一直是煤矿安全生产的重要保障。根据gb3836.2规定，煤矿井下用隔爆外壳的快开式门或盖应与隔离开关存在可靠机械联锁，实现“断电开门，关门送电”，以确保井下用电安全。近年来，随着采煤设备自动化、重型化的发展，电磁起动器需要控制保护的电机越来越多，有的控制回路数达到十几个之多，隔爆外壳体积相应增大。同时，受巷道空间、壳体结构、门轴强度等限制，用于装配、检修的隔爆快开门数量也随之增加。目前，煤矿井下用电磁起动器隔爆外壳机械联锁机构，一套机械机构大多只能同时联锁一个隔爆门体，公开号为cn103093986b的中国发明专利采用连杆机构，但也只能同时联锁两个隔爆门体，对于三个及以上隔爆门体的联锁，现有结构已经无法满足。另外，现有机械联锁机构都只是针对特定数量、布局的情况设计，当需要联锁的隔爆门体增加或门体与隔离开关的布置方式改变后，都需要重新设计。而且，在机械联锁机构解锁后，隔爆快开门体往往需要进行一小段或水平、或竖直、或旋转的平动后，才能脱离门体紧固装置（扣条）的限制，最终实现开门。现有的机械联锁机构，一般只适应其中某一种平动方式，通用性差，标准化程度低，给制造、储存、维修等工作带来了诸多不便。


技术实现要素：

3.为了解决现有煤矿井下用电磁起动器隔爆外壳机械联锁机构存在的以上问题，本实用新型提供一种通用型隔爆外壳机械联锁机构，仅仅通过对活动连板进行简单调整，即可实现对多种数量、多种布置方式以及多种形式的隔爆门体与隔离开关的可靠机械联锁。本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：
4.通用型隔爆外壳机械联锁机构，包括隔离凸轮、活动连板、转轴、连接块、解锁凸轮、解锁手柄和隔离手柄。所述活动连板第一端开设有若干正方形槽，所述隔离凸轮置于所述正方形槽内；所述活动连板第二端开设有若干导通孔，所述连接块开设有通孔，所述转轴穿过所述通孔和所述导通孔，将所述连接块和所述活动连板连接起来；所述活动连板第三端还开设有槽，所述解锁凸轮置于所述槽内。
5.进一步地，所述隔离凸轮为圆形单侧切边结构，所述正方形槽为所述隔离凸轮的外切正方形，且略大1
‑
2mm，可使所述隔离凸轮绕圆心进行0
°‑
360
°
之间任意角度旋转。所述隔离凸轮圆心处开设有第一连接孔，隔爆外壳开设有第一隔爆孔，所述隔离手柄穿过所述第一隔爆孔、第一连接孔和隔离开关挡位轴，将隔离开关挡位轴、所述隔离凸轮和所述隔离手柄固接于一体，整体枢接于所述隔爆外壳。
6.进一步地，所述转轴设置有螺纹，所述隔爆外壳开设有第一螺纹孔，并且所述转轴
穿过第一螺纹孔枢接于所述隔爆外壳。所述转轴顶部开设有卡槽，用于驱动转轴转动的工具卡位。
7.进一步地，所述连接块两侧开设有第二连接孔，并且隔爆门体开设有第二螺纹孔，螺栓穿过所述第二连接孔和所述第二螺纹孔，将所述连接块可拆卸地固接于所述隔爆门体。
8.进一步地，所述解锁凸轮为两不等圆相切结构，所述槽为所述解锁凸轮最大轮廓的外切正方形，且略大1
‑
2mm，可使所述解锁凸轮绕圆心进行0
‑
90
°
旋转。所述解锁凸轮与所述隔离凸轮的行程相等。所述解锁凸轮圆心处开设有第三连接孔，所述隔爆外壳开设有第二隔爆孔，所述解锁手柄穿过所述第二隔爆孔与第三连接孔，将所述解锁凸轮和所述解锁手柄固连在一起，整体枢接于所述隔爆外壳。
9.进一步地，所述隔爆外壳设有导向装置，所述活动连板置于导向装置中，使所述活动连板沿所述导向装置路径准确、可靠运动。
10.在具体使用本实用新型通用型隔爆外壳机械联锁机构时，在正常工作供电工况下，转动隔离手柄9，控制隔离开关的通断、换向、试验等挡位转换。需要开门检修时，将所有隔离手柄9置于“断电”挡位，转动解锁手柄8，带动活动连板4左移。此时，若存在任何一个隔离手柄9没有置于“断电”挡位，解锁手柄8都无法带动活动连板4动作，杜绝了带电开门的可能。接下来，旋转转轴5直至隔爆门体2解锁。同时，转轴5进入导通孔42，锁定活动连板4运动，保证在开门工况下，隔爆外壳始终保持断电状态，确保操作人员人身安全。检修完成后，所有隔爆门体2闭合到位，旋转转轴5，重新对隔爆门体2进行锁定，同时解除对活动连板4的限制，反向旋转解锁手柄8，带动活动连板4右移，隔离手柄9恢复供电、换向操作。同样，若存在任何一个隔爆门体2没有闭合锁紧，隔离手柄9都不能恢复旋转供电操作，确保通电工作时，外壳的隔爆性能。
11.本实用新型的有益效果主要表现在：一种通用型隔爆箱体机械联锁机构，结构简单、安全可靠，通用性、扩展性能优良，能够满足多种数量、多种布置、多种形式隔爆门体的隔爆外壳机械联锁要求，消除了井下作业时，因误操作而引发触电或开门失爆事故。
12.附图说明：
13.构成本实用新型的附图用于提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
14.图1为供电状态时，本实用新型在隔爆外壳中的布置示意图（隐去前壁板）；
15.图2为本实用新型的三维结构示意图；
16.图3为本实用新型的三维结构分解图；
17.图4为本实用新型在供电状态下的位姿示意图；
18.图5为本实用新型在隔离开关全部位于“断电”时的位姿示意图；
19.图6本实用新型在解锁时的位姿示意图；
20.图7本实用新型在供电工作状态时的侧向示意图；
21.图8本实用新型在门体解锁状态时的侧向示意图；
22.图9本实用新型的一种变形设计结构示意图；
23.图10本实用新型的一种变形设计结构示意图；
24.图中： 1.隔爆外壳、11.第一隔爆孔、12.第一螺纹孔、13.第二隔爆孔、14.导向装
置、15.外壳定位面、2.隔爆门体、21.第二螺纹孔、3.隔离凸轮、31.第一连接孔、32.切面、33. 圆弧面、4.活动连板、41.正方形槽、411.第一限位面、42.导通孔、43.槽、44、表面、5.转轴、51.螺纹、52.卡槽、53.第二限位面、54.第三限位面、6.连接块、61.通孔、62.第二连接孔、63.第二轮廓面、7.解锁凸轮、71.第三连接孔、72.第一轮廓面、8.解锁手柄、9.隔离手柄。
25.具体实施方式：
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行完整、清晰地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而非全部。
27.具体操作过程：通用型隔爆外壳机械联锁机构，如图1
‑
3所示，包括隔离凸轮3、活动连板4，转轴5、连接块6、解锁凸轮7、解锁手柄8和隔离手柄9。活动连板4第一端开设有若干正方形槽41，凸轮3置于正方形槽41内；活动连板4第二端开设有若干导通孔42；连接块6通过螺栓可拆卸地固接于隔爆门体2，且中部开设有通孔61，转轴5穿过通孔61和导通孔42，将连接块6和活动连板4连接起来。活动连板4第三端还开设有槽43，解锁凸轮7置于槽43内。解锁手柄8与解锁凸轮7固连在一起，整体枢接于隔爆外壳1，隔离手柄9与隔离凸轮3、隔离开关轴固连在一起，整体枢接于隔爆外壳1。安装要求，所有隔离开关在“断电”挡位时，隔离凸轮3的切面32与第一限位面411平行，且与导向装置14同方向。
28.隔爆电气正常工作时，如图1、2、4、7所示，隔爆门体2全部闭合锁紧，隔离开关处于通电状态，转轴5位于第一螺纹孔12和通孔61 内，锁定隔爆门体2运动。当隔离开关需要换挡时，转动隔爆壳体1外部的隔离手柄9，带动隔离开关挡位轴旋转，完成隔离开关的换向或试验操作。同时，隔离凸轮3随之改变位姿。当需要开门检修时，将所有隔离手柄9切换到“断电”挡位，隔爆外壳断电，此时，所有切面32与第一限位面411平行，活动连板4左向移动解锁，如图5所示。转动解锁凸轮7逆时针旋转180
°
，在第一轮廓面72的驱动下，活动连板4左移，切面32与第一限位面411重合，隔离凸轮3旋转受限，隔离开关保持“断电’状态。同时，随着活动连板4的左移，导通孔42与通孔61圆心重合，转轴5运动路径导通，如图6所示。转动转轴5，在螺纹作用下，转轴5逐渐旋出通孔61，进入导通孔42，在第一螺纹孔12、导通孔42和转轴5的共同作用下，牢牢锁定连板4运动，彻底阻断在开门检修时，因误操作解锁手柄9而恢复对隔离开关送电的可能，保证操作人员的人身安全。继续转动转轴5，当第三限位面54与表面44重合时，转动停止，转轴5完全退出通孔61，失去对连接块6的锁定作用，快开门体解锁，如图8所示。操纵隔爆门体2把手，使其平动脱离门体紧固装置限定，隔爆门体2最终打开。
29.如图4所示，对于设置大于等于两个隔离开关的隔爆外壳，在开门之前，如果任何一个隔离开关没有切换到“断电”挡位，其所属隔离凸轮3的圆弧面33始终与第一限位面411接触相切，限制活动连板4左向移动，因受表面44限制，转轴5无法退出通孔61，始终保持对连接块6即隔爆门体2的锁定作用，可靠保证“直至隔离开关断开之前，外壳保持隔爆性能”的要求，如图7所示。
30.检修完成后，将全部隔爆门体2关闭并推入准确的锁紧位置，通孔61再次与其对应第一螺纹孔12圆心重合，转轴5运动路径导通。反向旋转转轴5，在螺纹的作用下，转轴5再次进入对应通孔61，对隔爆门体重新进行锁定；同时，转轴5逐渐退出导通孔42，待第二限位面
53与外壳定位面15重合时，如图7所示，旋转停止，转轴5完全退出导通孔42，解除对活动连板4的限制。然后，顺时针旋转解锁手柄8转动180
°
，在第一轮廓面72的驱动下，活动连板4右向移动，切面32与第一限位面411分离，隔离凸轮3旋转运动解锁。旋转隔离手柄9，隔离开关恢复闭合送电，并可进行自由挡位转换。与此同时，导通孔42随活动连板4一起右移，与第一螺纹孔12产生错位，转轴5退出通孔61路径被堵塞，在整个通电期间，始终牢牢锁定隔爆门体2。从上述过程可以看出，对于设置有两个及两个以上隔爆门体2的隔爆外壳，当且仅当所有隔爆门体2的转轴5全部进入通孔61，并且全部退出导通孔42时，活动连板4右向运动才能解锁。只要有任何一个隔爆门体2没有闭合到位，则其所属导通孔43和通孔61就不会同轴，其所属转轴5就无法退出导通孔42，仍然保持对活动连板4的移动限制，隔离开关就无法进行送电操作，从而保证了“门或盖保持隔爆性能时，隔离开关才能闭合”的要求。
31.另外，在具体使用本实用新型通用型隔爆外壳机械联锁机构时，隔离凸轮3、转轴5、连接块6、解锁凸轮7、解锁手柄8和开关手柄9均可设置为通用的标准零件，不同的隔爆产品，依据其隔离开关、隔爆门体的数量和布置方式要求，仅仅通过调整活动连板4的大小、形状，以及正方形槽41和导通孔42的数量及分布方式，即可完成对多种数量、多种布置方式的隔爆门体2和隔离开关的机械联锁设计，如图9、10所示，且完全不受隔爆门体是螺栓紧固还是左右、上下或是旋转等平动解锁的快开门限制，保证机构可靠性的同时，降低了设计的难度，增加了机构的通用性。
32.下面，对挡板的具体连接方式做进一步说明。
33.凸轮3为圆形单侧切边结构，正方形槽41为凸轮3的外切正方形，且略大1
‑
2mm，可使凸轮3绕圆心进行0
°‑
360
°
之间任意角度旋转。受圆弧面33限制，活动连板4只能进行远离或靠近切面32 的直线运动。当存在两个及两个以上隔离开关时，只有当所有切面32位姿一致且全部平行于第一限位411，即壳体断电时，活动连板4才可以沿导向方向进行直线动作，可靠保证先断电后开门。
34.隔离凸轮3圆心处开设有第一连接孔31，隔爆外壳1开设有第一隔爆孔11，隔离手柄9穿过第一隔爆孔11、第一连接孔31和隔离开关挡位轴，将隔离开关挡位轴、隔离凸轮3和开关手柄9固接于一体，整体在第一隔爆孔11中同步转动。工作人员通过操纵隔爆外壳1外部的隔离手柄9，进行隔离开关的挡位转换，同时控制隔离凸轮3位姿，使其在隔离开关处于“断电”挡位时，活动连板4的运动方向与导向装置一致。
35.转轴5设置有螺纹51，隔爆外壳1开设有第一螺纹孔12。转轴5穿过第一螺纹孔12枢接于隔爆外壳1，实现转轴5的准确、可靠运动。转轴5顶部开设有卡槽52，用于工具卡位，方便对转轴5进行旋转操作。
36.连接块6两侧开设有第二连接孔62，并且隔爆门体2开设有第二螺纹孔21，螺栓穿过第二连接孔62和第二螺纹孔21，将连接块6可拆卸地固接于隔爆门体2，改变第二轮廓面63的形状，可使连接块6与任何形状隔爆门体2贴合，提高连接块6的通用性。进一步，通孔61为圆柱副，在转轴5的作用下，可以同时限定隔爆门体2在隔爆平面内的三个自由度，即同时满足了对或水平、或竖直、或旋转平动脱离紧固装置的各种隔爆快开门体的锁定要求。
37.解锁凸轮7为两不等圆相切结构，方槽43为解锁凸轮7最大轮廓的外切正方形，且略大1
‑
2mm，可使绕圆心进行0
‑
90
°
旋转，保证活动连板4只能沿导向方向运动。解锁凸轮7与隔离凸轮3的行程相等，保证了整个机械联锁机构的运动精度。解锁凸轮7圆心处开设有第
三连接孔71，隔爆外壳1开设有第二隔爆孔13，解锁手柄8穿过第二隔爆孔13与第三连接孔71，将隔爆外壳1内部的解锁凸轮7和外部的解锁手柄8固连在一起，可整体在第二隔爆孔13中转动。转动解锁手柄9，0
‑
90
°
范围内，活动连板4静止，90
°
—180
°
范围内，在第一轮廓面72和导向装置14的作用下，驱动活动连板4可靠移动。
38.隔爆外壳1设有导向装置14，活动连板4受导向装置14限制，严格按照导向路径可靠运动，确保整个机构的动作精度与准确性。
39.对于装配受限壳体，活动连板4还可以做成拼接结构。
40.应当理解，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。