真空開關管的製作方法

2023-10-05 17:15:34 1

專利名稱：真空開關管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空開關管，其具有布設在靜觸杆上的第一觸頭和布設在沿軸向 移動的觸杆上的第二觸頭，以及至少兩個空心圓筒形的絕緣部分，所述空心圓筒形的絕緣 部分是真空開關管殼體的一部分。
背景技術：
這種真空開關管通常具有防止絕緣部分的內表面免受在開關過程中產生的金屬 蒸汽沉積的蒸汽屏蔽罩。這種蒸汽屏蔽罩可以由多個零件組成。從德國公開專利文獻 DE19625737A1中公知一種帶有蒸汽屏蔽罩的真空開關管，所述蒸汽屏蔽罩由兩個基本呈圓 柱形的且相互套裝的屏蔽部分組成。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種真空開關管，藉助於這種真空開關管，絕 緣部分能夠很好地隔離金屬蒸汽，同時可以開關大的電流。該技術問題按照本發明的設想，是通過一種真空開關管加以解決的，所述真空開 關管具有布設在靜觸杆上的第一觸頭、布設在沿軸向移動的觸杆上的第二觸頭、至少兩個 空心圓筒形的絕緣部分，在所述空心圓筒形的絕緣部分的端面之間，固定著用於夾持蒸汽 屏蔽罩的金屬環，其中在所述金屬環上固定著蒸汽屏蔽罩的旋轉對稱的空心體，在所述空 心體敞開的端部，固定了呈錐形收縮的端套，而且觸頭的直徑大於所述端套的最小直徑。觸 頭的直徑大於端套的最小直徑，在此是尤其有利的。具有較大直徑的觸頭，具有較大的接觸 面積；利用這種觸頭可以可靠地開關較高的電流。呈錐形收縮的端套包圍觸頭，因為端套的 最小直徑小於觸頭的直徑。因此，這種端套與空心體相結合，很好地屏蔽了觸頭，並且非常 有效地防止了在開關過程中產生的金屬蒸汽沉積在空心圓筒形絕緣部分的內表面上。蒸汽 屏蔽罩具有空心體和呈錐形收縮的端套的構造，此外還便於裝配真空開關管，因為可以先 裝配觸杆和觸頭，然後才將呈錐形收縮的端套布設在空心體上。可以將真空開關管設計成，使得旋轉對稱的空心體在一個敞開的端部具有呈錐形 收縮的部段，並且所述呈錐形收縮的部段具有容納端套的旋轉對稱的環形凹槽。也可以把真空開關管設計成，使得旋轉對稱的空心體與呈錐形收縮的部段相對置 地具有第二呈錐形收縮的部段，而且所述第二呈錐形收縮的部段具有容納第二端套的第二 旋轉對稱的環形凹槽。藉助於所述旋轉對稱的凹槽，可以簡單、快速而且準確地安裝各個端套將端套直 接插入對應的凹槽中並且在以後封焊真空開關管時，使之與空心體焊接。還可以將真空開關管設計成，使得第二端套呈錐形收縮並且觸頭的直徑大於所述 第二端套的最小直徑。藉助於第二端套，在實現便利地裝配真空開關管的同時，還在空心體 的第二側實現了對觸頭的有效屏蔽。可以把真空開關管設計成，使得旋轉對稱的凹槽相對於空心體的外表面凹沉，以3及第二旋轉對稱的凹槽相對於空心體的內表面凹沉。可以這樣實施真空開關管，S卩，使端套緊貼空心體的外表面以及使第二端套緊貼 空心體的內表面。上述兩種實施形式，有利地尤其便於安裝第一端套以及第二端套，因為不管是第 一端套還是第二端套，只需插入空心體(外或者內)表面上對應的凹槽中並且藉助於重力 保持在該凹槽中，直至在後繼焊接處理時將它與空心體焊接。尤其不需要在焊接之前對第 一端套和/或第二端套進行緊固或者加固。可以將真空開關管設計成，使得空心體和端套由金屬薄板組成，其中至少一個端 套具有比空心體小的板材厚度。端套可以因為其較小的板材厚度而比空心體更便於加工， 在此是尤其有利的。尤其可以將端套輕鬆地成型為所希望的形狀。另外，由較厚的板材組成 的空心體，可以很好地導出在開關過程中所產生的熱量；通過這樣，真空開關管還實現了， 藉助於所述空心體可以可靠地開關高電流。還可以將真空開關管設計成，使得第一和/或第二端套的遠離空心體的一側，(例 如通過對端套材料加以滾壓)被倒成圓形。端套側邊的這種倒圓，尤其因為所述端套較小 的板材厚度，在製造工藝上可以便利地並且因此還費用低廉地加以製造。將蒸汽屏蔽罩設計成具有一個或者兩個固定在空心體敞開側的端套的空心體，因 此在製造工藝上也是有利的，因為蒸汽屏蔽罩的零件，也就是空心體和一個或者兩個端套 本身，具有簡單的幾何形狀並且因此可以相對便利而且費用低廉地加以製造。另外，由於這 種簡單的幾何形狀，零件可以被很好地電鍍處理，因為它們只具有較少的或者較小的半封 閉空腔(所謂的舀勺式幾何元件)，所述半封閉空腔在被進行電鍍處理時，會因為從空腔中 糟糕地流出的電鍍液而引起麻煩。還可以將真空開關管設計成，使得第一和/或第二端套的最小直徑，介於觸頭直 徑的50%和80%之間。當選取這樣的直徑時，可以達到使絕緣部分很好地隔離金屬蒸汽的 目的，並且因為觸頭的直徑比端套的直徑大，可以開關高的電流。還可以將真空開關管設計成，使得靜觸杆在端套的最小直徑區域具有縮頸，和/ 或沿軸向移動的觸杆在第二端套的最小直徑區域具有縮頸。在此，靜觸杆按照第一端套的 輪廓頸縮。靜觸杆尤其按照第一端套被倒成圓形的一側頸縮。沿軸向移動的觸杆按照第二 端套的輪廓頸縮。沿軸向移動的觸杆尤其按照第二端套被倒成圓形的一側的輪廓頸縮。由 於觸杆的頸縮，端套和觸杆之間的絕緣間距增大，真空開關管的耐壓強度因而變大，在此是 有利的。還可以將真空開關管設計成，使得至少一個絕緣部分在與金屬環相對置的端面上 具有另外的蒸汽屏蔽罩，所述另外的蒸汽屏蔽罩與夾持在金屬環上的蒸汽屏蔽罩共同作 用，實現了絕緣部分與觸頭的迷宮式的分隔或者隔離。通過另外的蒸汽屏蔽罩與夾持在金屬環上的蒸汽屏蔽罩的共同作用，有利地實現 了使絕緣部分特別有效地防護金屬蒸汽的目的，因為金屬蒸汽為了到達絕緣部分的內表 面，必須走過兩個蒸汽屏蔽罩之間的迷宮式的路程，只有相對較少的金屬蒸汽能夠成功到 達。


為了進一步說明本發明，接下來對按照本發明設想的真空開關管的實施例加以說 明。附圖中圖1示出真空開關管的局部剖視圖。
具體實施例方式在圖1中示出按照本發明的真空開關管1的實施例的剖視圖。在此僅僅示出了真 空開關管1的一半的剖視圖，另外一半被設計成相對於對稱軸或者旋轉軸3對稱。所述真 空開關管1具有靜止、固定的觸杆5，所述觸杆5承載著第一(靜止固定的)觸頭7。在沿 軸向移動的觸杆9上，固定著第二(動)觸頭11。沿軸向移動的觸杆9藉助於一種伸縮波 紋管13可沿軸向移動且與金屬罩15真空密封地連接。該金屬罩15具有滑動軸承17，沿軸 向移動的觸杆9在所述滑動軸承17中導引移動。動觸杆9可進行的軸向移動用一個雙向 箭頭19表示。金屬罩15與具有空心圓柱體形狀且由陶瓷組成的第一絕緣部分21連接。該第一 絕緣部分21與相同類型的第二絕緣部分23連接。所述第二絕緣部分23與另一金屬罩25 連接，所述金屬罩25使真空開關管的殼體變得完整。這個另一金屬罩25剛性地與靜觸杆 5連接，例如將觸杆5焊接到金屬罩25上。在第一絕緣部分21和第二絕緣部分23的兩個相互面對的端面之間，焊上金屬環 27，所述金屬環27在真空開關管的內部，承載著旋轉對稱的空心體四；這種旋轉對稱的空 心體四構成真空開關管1的蒸汽屏蔽罩(中間的蒸汽屏蔽罩)的一部分。金屬環27在此 與空心體四焊接。旋轉對稱的空心體四在其一個敞開的端部呈錐形收縮，旋轉對稱的空心 體四在一個敞開的端部具有呈錐形收縮的部段31 (縮錐31)。空心體四的這個呈錐形收 縮的部段31，在其敞開的端部具有旋轉對稱的凹槽(臺階或者梯臺，縮頸，凸臺)33。第一 端套35被插入所述凹槽33中且與空心體四的凹槽焊接；旋轉對稱的凹槽33因此容納了 第一端套35或者是第一端套35的支承、支架或者載體。第一端套35向其自由一端的方向 呈錐形收縮；第一端套35的遠離空心體四的一側，通過對端套材料加以滾壓而倒成圓形。在本實施例中，觸頭7和11的直徑dl大於第一端套35的最小直徑d2。通過這種 方式，實現了在使絕緣部分21和23很好地隔離觸頭7和11的情況下，比在觸頭7和11的 直徑dl小於第一端套35的最小直徑d2的真空開關管上，能更好地充分利用真空開關管1 的內部空間。觸頭7和11因而具有較大的被電流流過的接觸面積，從而藉助於真空開關管 可以開關相對較大的電流。旋轉對稱的空心體四在其第二敞開的一側呈錐形收縮，它在其第二敞開的端部 具有第二呈錐形收縮的部段37 (縮錐37)。在這個第二呈錐形收縮的部段37上，布設容納 第二端套41的第二旋轉對稱的凹槽(臺階，梯臺)39。相對於呈錐形收縮的部段37的內圓 周面被構造成環形凹槽39的梯臺，相對於呈錐形收縮的部段37的外圓周面是一種環形的 凸臺。第二旋轉對稱的凹槽39支承、夾持或者承載著第二端套41。第二端套41朝其自由的一端呈錐形收縮；觸頭7和11的直徑dl大於第二端套41 的最小直徑d2。在此，旋轉對稱的凹槽33相對於空心體四的外表面凹沉，而第二旋轉對稱 的凹槽39相對於空心體四的內表面凹沉。如此，插入第一凹槽33中的第一端套35緊貼空心體四的外表面，而插入第二凹槽39中的第二端套41緊貼空心體四的內表面。第二端套41在其遠離空心體四的一側，通過對端套材料加以滾壓被倒成圓形。空心體四、第一端套35和第二端套41由金屬薄板，例如薄銅板或者優質薄鋼板組 成。端套35和41中的至少一個，具有比空心體四小的板材厚度。這樣，可以便利地而且 費用低廉地對端套加以製造，尤其端套端部的倒圓，可以通過對相對較薄的端套材料加以 滾壓而便利地製造。在本實施例中，第一端套35的最小直徑相當於第二端套41的最小直徑。在另一個 實施例中，第一端套35與第二端套41還可以具有不同尺寸的最小直徑。如果端套的最小 直徑d2介於觸頭7與11的直徑dl的50%和80%之間，是尤其有利的。在本實施例中，端 套的這個最小直徑d2，是觸頭7和11的直徑dl的80%。研究表明，當端套的最小直徑d2 介於觸頭直徑dl的50%和80%之間時，真空開關管可以實現，在這種真空開關管上，(遠 遠地包圍觸頭的)端套可以保證絕緣部分尤其有效地與金屬蒸汽隔離。另外，由於觸頭的 直徑大於端套的最小直徑，基於相對較大的觸頭面積而可以開關較大的電流。靜觸杆5在第一端套35的最小直徑區域具有縮頸42。在此，所述靜觸杆5按照所 述第一端套35的輪廓頸縮。靜觸杆5尤其按照第一端套35被倒成圓形一側的輪廓頸縮。 作為替代或補充方案使沿軸向移動的觸杆9，在第二端套41的最小直徑區域具有縮頸44。 在此，沿軸向移動的觸杆9按照第二端套41的輪廓頸縮。沿軸向移動的觸杆9尤其按照第 二端套41被倒成圓形一側的輪廓頸縮。在第一絕緣部分21和金屬罩15之間，焊上另一個金屬環43，所述金屬環43承載 了另一蒸汽屏蔽罩45。同樣，在第二絕緣部分23和第二金屬罩25之間焊上另一金屬環47， 該金屬環47承載了另一蒸汽屏蔽罩49。所述另一蒸汽屏蔽罩49與夾持在中間金屬環27 上的(由空心體四，第一端套35和第二端套41組成的)蒸汽屏蔽罩共同作用，構成觸頭7 和11與第二絕緣部分23內表面之間的一種迷宮式的隔離。在開關過程中產生的金屬蒸汽， 為了到達第二絕緣部分23的內圓周面，必須走過繞過蒸汽屏蔽罩的第一端套35且從另一 蒸汽屏蔽罩49旁邊經過最後到達第二絕緣部分23內圓周面的迷宮式的路程，才能夠(糟 糕地)沉積在該第二絕緣部分23上。但是，只有少量的金屬蒸汽顆粒能夠成功，從而實現 了使第二絕緣部分23很好地防止金屬蒸汽沉積的目的。第一絕緣部分21與觸頭7和11 之間同樣的迷宮式隔離，藉助於另一蒸汽屏蔽罩45與空心體四以及第二端套41的共同作 用，發生在真空開關管1的另一相對的部分(底部)。本文描述了一種具有蒸汽屏蔽罩的真空開關管，所述蒸汽屏蔽罩具有旋轉對稱的 空心體以及至少一個固定在所述空心體敞開端部的端套。在此，呈錐形收縮的端套的最小 直徑，小於觸頭的直徑，從而使端套能夠遠遠地環繞或者包圍所述觸頭。通過這種方式，實 現使真空開關管的絕緣部分最佳程度地與觸頭隔離或者隔開的目的。此外，由端套和空心 體組合而成的蒸汽屏蔽罩，與真空開關管的另一蒸汽屏蔽罩共同作用，構成絕緣部分與觸 頭的一種迷宮式隔離。觸頭可以因為其比端套最小直徑大的直徑，傳輸相對較大的電流。中 間蒸汽屏蔽罩(空心體、端套)的零件，可以因為其簡潔的幾何形狀而被便利地而且價格低 廉地加以製造，使端套由比空心體薄的金屬板材製成，對此是有利的。
權利要求
1.一種真空開關管，具有布設在靜觸杆( 上的第一觸頭(7)，布設在沿軸向移動的觸 杆(9)上的第二觸頭(11)，至少兩個空心圓筒形的絕緣部分01，23)，在所述絕緣部分01， 23)的端面之間，固定著用於夾持蒸汽屏蔽罩09，33，41)的金屬環(27)，其中-在所述金屬環(XT)上固定著蒸汽屏蔽罩的旋轉對稱的空心體09)，-在所述空心體敞開的端部，固定著呈錐形收縮的端套(35)，並且-所述觸頭(7，11)的直徑大於端套(35)的最小直徑。
2.按照權利要求1所述的真空開關管，其特徵在於，所述旋轉對稱的空心體09)在一 個敞開的端部具有呈錐形收縮的部段(31)，而且所述呈錐形收縮的部段(31)具有容納端 套(35)的旋轉對稱的凹槽(33)。
3.按照權利要求1或者2所述的真空開關管，其特徵在於，所述旋轉對稱的空心體 (四)，與呈錐形收縮的部段(31)相對置地，具有第二呈錐形收縮的部段(37)，而且所述第 二呈錐形收縮的部段(37)具有容納第二端套Gl)的第二旋轉對稱的凹槽(39)。
4.按照權利要求3所述的真空開關管，其特徵在於，所述第二端套呈錐形收縮，並 且觸頭(7，11)的直徑大於該第二端套Gl)的最小直徑。
5.按照權利要求2至4中任一項所述的真空開關管，其特徵在於，所述旋轉對稱的凹槽 (33)相對於空心體09)的外表面凹沉，以及第二旋轉對稱的凹槽(39)相對於空心體09) 的內表面凹沉。
6.按照上述權利要求中任一項所述的真空開關管，其特徵在於，所述端套(35)緊貼空 心體09)的外表面，以及第二端套Gl)緊貼空心體09)的內表面。
7.按照上述權利要求中任一項所述的真空開關管，其特徵在於，空心體09)和端套 (35,41)由金屬薄板組成，其中至少一個端套(35，41)具有比空心體09)小的板材厚度。
8.按照上述權利要求中任一項所述的真空開關管，其特徵在於，第一(35)和/或第二 端套Gl)的遠離空心體09)的一側，被倒成圓形。
9.按照上述權利要求中任一項所述的真空開關管，其特徵在於，第一端套(35)和/或 第二端套(41)的最小直徑(d2)，介於觸頭(7，11)直徑(dl)的50%和80%之間。
10.按照上述權利要求中任一項所述的真空開關管，其特徵在於，靜觸杆(5)在端套 (35)的最小直徑區域具有縮頸(42)，和/或沿軸向移動的觸杆(9)在第二端套Gl)的最 小直徑區域具有縮頸G4)。
11.按照上述權利要求中任一項所述的真空開關管，其特徵在於，至少一個絕緣部分 (21,23)在與金屬環(XT)相對置的端面上具有另外的蒸汽屏蔽罩05，49)，所述另外的蒸 汽屏蔽罩G5，49)與夾持在金屬環(XT)上的蒸汽屏蔽罩09，33，41)共同作用，實現了絕 緣部分(21，23)與觸頭(7，11)的迷宮式隔離。
全文摘要
本發明涉及一種真空開關管，其具有布設在靜觸杆上的第一觸頭(7)，布設在沿軸向移動的觸杆上的第二觸頭(11)以及至少兩個空心圓筒形的絕緣部分(21，23)，在所述絕緣部分(21，23)的端面之間固定著用於夾持蒸汽屏蔽罩(29，33，41)的金屬環(27)。其中在所述金屬環(27)上固定著蒸汽屏蔽罩的旋轉對稱的空心體(29)，在所述空心體敞開的端部，固定著呈錐形收縮的端套(35)，並且觸頭(7，11)的直徑大於所述端套(35)的最小直徑。
文檔編號H01H33/66GK102047366SQ200980120476
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月27日 優先權日2008年6月2日
發明者烏爾夫·舒曼, 克勞斯·奧伯恩多弗, 羅曼·蘭茲, 莉迪亞·巴隆, 霍爾格·舒曼 申請人:西門子公司