改進的帶外接觸發端子的多間隙金屬陶瓷氣體放電管的製作方法

2023-06-12 14:48:16 3

專利名稱：改進的帶外接觸發端子的多間隙金屬陶瓷氣體放電管的製作方法
技術領域：
本發明涉及氣體放電技術領域，特指一種在強電電源系統中雷擊過電壓後，可以
自熄的金屬陶瓷氣體放電管。
背景技術：
金屬陶瓷放電管作為一個依賴於電壓的開關元件，憑藉其超強的過電能力、快速的響應能力以及極小的極間電容，被廣泛地應用於電子設備信號系統中防護雷擊及電磁脈衝帶來的過電壓對電子設備所造成的損傷。
由於之前廣泛使用的單間隙金屬陶瓷氣體放電管都存在一個共同的缺陷在強電
電源系統防雷中，單間隙金屬陶瓷氣體放電管雷擊過電壓過後由於電源系統能夠提供其維
持放電的電壓及電流，致使過電壓過後，出現放電管不能自行關閉的現象。 中國國家知識產權局2009年03月04公開了一個名為"帶外接觸發端子的多間
隙金屬陶瓷氣體放電管"的發明專利申請，申請號為200710030857. 8，其採用的技術方案
是包括陶瓷定位釘、金屬化陶瓷絕緣件、放電間隙電極隔離板、放電間隙過渡連接隔離板、
螺杆電極以及端子等。至少有兩層的環形金屬化陶瓷絕緣件兩端連接有螺杆電極，形成的
密閉有惰性氣體的多間隙空間，環形金屬化陶瓷絕緣件一體成型有環形凸緣，所述環形凸
緣上下兩端面支承兩個有放電間隙的電極隔離板，放電間隙電極隔離板開設有陶瓷定位釘
孔、放電延伸通孔，陶瓷定位釘孔內安裝有陶瓷定位釘，兩個金屬化陶瓷絕緣件之間設有放
電間隙過渡連接隔離板，放電延伸通孔形成氣體關聯通路，放電間隙過渡連接隔離板上一
體成型有端子。這樣，金屬化陶瓷絕緣件、放電間隙電極隔離板、放電間隙過渡連接隔離板
和螺杆電極便構成了放電間隙。此外，端子設於兩個金屬化陶瓷絕緣件之間，一端引出至金
屬化陶瓷絕緣件外，並與外電路連接。該技術方案通過多間隙金屬陶瓷氣體放電管的高弧
光壓降解決了單間隙金屬陶瓷氣體放電管應用於電子設備電源系統中，存在的過電壓過後
單間隙金屬陶瓷氣體放電管在交、直流強電源系統中不能自行關閉的問題，達到了防雷的
較佳效果。 上述技術方案中還存在著一些結構上的不足之處。首先，所述金屬化陶瓷絕緣件上所設凸緣設置有兩個臺階，其截面呈凸字形，所述放電間隙電極隔離板放入後需手動撥正，使其卡入所述凸緣的環形缺位內，費工又費力。再者，其在放電間隙隔離板上開設有陶瓷定位釘孔，陶瓷定位釘孔內安裝有陶瓷定位釘，用於構成放電間隙隔離板與螺杆電極之間、放電間隙隔離板與放電間隙過渡連接隔離板之間的放電間隙。因此，其在組裝時需耗費大量的時間將陶瓷定位釘裝入陶瓷定位釘孔內，經粗略計算，現有產品中，對於包括有四個環形金屬化陶瓷絕緣件的氣體放電管(通常稱為五級金屬陶瓷氣體放電管)，其有三個放電間隙過渡連接隔離板，大約有四十八個陶瓷定位釘，要將所有陶瓷定位釘安裝在放電間隙隔離板上的陶瓷定位釘孔內，其工作量相當可觀，要耗費大量時間和精力，費時也費力，生產效率低，工人勞動強度大，直接導致生產成本高昂。因此，亟需一種既結構簡單，組裝方便，又成本低廉的產品，以滿足市場需要。

發明內容
本發明旨在針對上述現有技術中存在的所述不足，提供一種既可以保證有多個放
電間隙、結構又簡單的金屬陶瓷氣體放電管。 為實現上述目的，本發明採用以下技術方案。 改進的帶外接觸發端子的多間隙金屬陶瓷氣體放電管，包括端電極、中間電極、內電極、陶瓷環片以及由至少兩節金屬化瓷管層疊而成的陶瓷絕緣件，兩個端電極設置在陶瓷絕緣件的兩端，三者界定一密閉的氣室。每兩節金屬化瓷管之間設有一個中間電極，且中間電極與金屬化瓷管之間也為密封連接，每節金屬化瓷管之間的氣體通過中間電極上所設的放電延伸通孔相關聯。 所述金屬化瓷管為圓筒形，其內壁中間部位一體成型有一環形的、橫截面呈方形或梯形的凸緣，所述凸緣上下端面各支承有一個內電極，每個內電極與端電極或中間電極之間由陶瓷環片隔離，所述陶瓷環片如平墊圈狀，其外徑比所述金屬化瓷管內徑稍小，比所述凸緣的內徑要大。 本發明的端電極與內電極之間，內電極與內電極之間以及內電極與中間電極之間均構成一個放電間隙，各放電間隙為惰性氣體層。 所述中間電極中間設有多個放電延伸通孔，整體為圓形片狀，其直徑與金屬化瓷
管外徑相等，且其邊緣一體成型有一個觸發端子，所述觸發端子引出至所述陶瓷絕緣件外。
所述內電極為等厚的圓形金屬片，其上可設有多個放電延伸通孔，也可不設。 在中間電極與金屬化瓷管的接合處，以及端電極與所述陶瓷絕緣件接合處均夾有
一片圓環形的銀銅焊料，所述銀銅焊料熔化，冷卻凝固後可將所述中間電極與金屬化瓷管
牢固接合，使得所界定的氣室為密閉有惰性氣體的空間。 綜上所述，本發明與現有技術相比，其有益效果在於一、將陶瓷環片代替現有技術中的所述陶瓷定位釘，安裝時，只要將陶瓷環片放入金屬化瓷管內即可，而且每個內電極只需要一個陶瓷環片。而現有技術中，每個放電間隙隔離板(等同於本發明的所述內電極)設置有多個陶瓷定位釘孔，安裝時則要細心地將所述陶瓷定位釘安裝在陶瓷定位釘孔內，相當費時費神，勞動強度大，生產效率低，從而導致成本高居不下。 二、現有產品中，所述金屬化瓷管內壁所設的凸緣為兩級臺階狀，其截面呈凸字形，放電間隙隔離板(等同於本發明的所述內電極)在放入金屬化瓷管內後往往都要手動撥正，使其處於凸緣的環形缺位內，才能達到定位效果。本發明的區別特徵在於，將凸緣的截面形狀設計成方形或者是梯形。由於其直徑比所述金屬化瓷管內徑略小，比凸緣的內徑又大，因此，陶瓷環片放入金屬化瓷管內後，即可實現自動定位。這樣，在生產裝配時，所需時間也較短，也從另一方面提高了生產效率。而且，省去了手動撥正工序部分，有利於實現生產流程自動化。 因此，本發明同現有技術相比，其在減輕勞動強度、簡化產品結構、優化生產流程、提高生產效率以及降低成本方面有了顯著的進步，可達到非常明顯的有益效果。


圖1是本發明結構示意 圖2是本發明中凸緣的結構示意圖； 圖3是現有技術中凸緣結構示意圖； 圖4是本發明的立體圖； 圖5是本發明實施例一 ； 圖6是本發明實施例二。 圖中l-端電極；2、2'-金屬化瓷管；3-內電極；4_陶瓷環片；5-中間電極；6-陶
瓷絕緣件；7-焊料；20、20'-凸緣；50-放電延伸通孔；51-觸發端子。
具體實施例方式
以下結合

及其具體實施方式
進一步闡述本發明的技術方案。 實施例一 請參照圖4所示，本發明包括端電極1、內電極3、中間電極5以及由至
少兩節金屬化瓷管2層疊而成的陶瓷絕緣件6。金屬化瓷管2呈圓筒形，內壁中間部位設置
有一環形的、橫截面為方形的凸緣20 (如圖2所示)，該凸緣20上下兩端面各支承一個內電
極3，所述內電極3為厚度均勻的圓形金屬片，且上下兩表面光滑平整。 在每兩節金屬化瓷管2之間均安設有一個中間電極5，所述中間電極5整體為圓形
片狀，其直徑與金屬化瓷管2外徑相等，且其邊緣一體成型有一個觸發端子51，所述觸發端
子51引出至所述陶瓷絕緣件6外。 在每個中間電極5和內電極3之間均設有一個陶瓷環片4，以形成一個放電間隙。所述陶瓷環片4如平墊圈狀，其外徑比所述金屬化瓷管2的內徑稍小，但比所述凸緣20的內徑要大。 如圖5所示，為了更直觀地描述本發明的實施過程，暫定其上下方向為金屬化瓷管2的軸線方向。首先，將兩個內電極3放入一個所述金屬化瓷管2內，使其分別頂住所述凸緣20的上下兩端面，再從金屬化瓷管2的上下兩端各放入一個陶瓷環片4，使其緊貼著內電極3，這樣就構成一個放電單元，每個放電單元有三個放電間隙。本發明由兩個或兩個以上的所述放電單元組成，每個放電單元之間設置有一個中間電極5，所有中間電極5的觸發端子51均朝一個方向設置，最後將兩個端電極1安裝在所述陶瓷絕緣件6的上下兩端，三者形成一密閉空間，內部充滿惰性氣體。 在每個中間電極5與金屬化瓷管2的貼合處，以及端電極1與金屬化瓷管2的貼合處，均夾放有一個薄片狀的焊料7，所述焊料7為銀銅焊料，熔點較低，凝固後可將中間電極5與金屬化瓷管2氣密性連接，焊料7整體呈圓環形，大小與所述金屬化瓷管2的截面相一致。按上述步驟裝配固定後，放入高溫爐內加熱，使所述焊料7熔化，再經冷卻便可得到
A 口廣PR o 實施例二 本實施例與實施例一的不同之處在於如圖6所示，在所述內電極3的中間及中間電極5的中間分別設有一個或多個放電延伸通孔30和放電延伸通孔50，各放電間隙通過該放電延伸通孔30和放電延伸通孔50相關聯，可使放電管導通時間縮短。本實施例其他實施步驟及方法與實施例一相同，在此不再贅述。 本發明應用於防雷模塊時，其中一個端電極l與火線(相線)連接，另一個端電極l與零線(或保護地)連接，各觸發端子51分別串聯一個壓敏電阻後接入零線(或保護地)。當所述防雷模塊不工作時，本發明等效於若干個串聯的電容器，電容值約為20pF，所述各壓敏電阻也相當於一個電容，其約為2200pF。在遭受雷擊時，90X以上的電壓施加在第 一放電單元(即與火線最接近的那一放電單元)，脈衝過電壓侵入第一放電單元時通過壓 敏電阻預先導通，導通後火線與零線間的電壓短時內由壓敏電阻鉗位，由於本發明設置有 放電延伸通孔，壓敏電阻上的電壓將啟動第二、第三甚至第四(如果有第四放電單元的話) 放電單元導通，第二、第三和第四放電單元導通後，由於其間的間隙放電壓降低於壓敏電阻 上的電壓，第二、第三甚至第四放電單元導通後壓敏電阻停止工作，脈衝過電壓過後由於電 源的峰值電壓低於維持本發明極間弧光放電的電壓，本發明停止工作而熄弧，達到了雷擊 過電壓洩放的目的，電路恢復到不導通狀態。 以上所述僅是本發明的兩個較佳實施例，並非對其所做的限定性窮舉，應予理解 的是，其還可以有很多實施方式，故凡是在本發明技術實質下所做的等效變化或修飾，皆應 視為在其保護範圍之內。
權利要求
改進的帶外接觸發端子的多間隙金屬陶瓷氣體放電管，包括端電極(1)、內電極(3)、中間電極(5)和由至少兩節金屬化瓷管(2)層疊而成的陶瓷絕緣件(6)，所述金屬化瓷管(2)為圓筒形，其內壁中間部位一體成型有一環形凸緣(20)，所述凸緣(20)的上下端面各支承有一個內電極(3)；在每兩個金屬化瓷管(2)之間安設有一個中間電極(5)，在所述陶瓷絕緣件(6)的端部和底部各設有一個端電極(1)，所述端電極(1)與陶瓷絕緣件(6)形成密閉的氣室，每個電極之間均形成一個放電間隙，其特徵在於還包括陶瓷環片(4)，所述陶瓷環片(4)將端電極(1)或中間電極(5)與內電極(3)分隔開來。
2. 根據權利要求1所述的氣體放電管，其特徵在於所述中間電極(5)整體為圓形片狀，其直徑與金屬化瓷管(2)外徑相等，且其邊緣一體成型有一個觸發端子(51)，所述觸發端子(51)引出至所述陶瓷絕緣件(6)外；其中間還可設有多個放電延伸通孔(50)。
3. 根據權利要求l所述的氣體放電管，其特徵在於所述內電極(3)為圓形金屬片，其上可設有多個通孔。
4. 根據權利要求l所述的氣體放電管，其特徵在於所述凸緣(20)的橫截面為方形或梯形。
5. 根據權利要求l所述的氣體放電管，其特徵在於所述陶瓷環片(4)如平墊圈狀，其外徑比所述金屬化瓷管(2)內徑稍小，比所述凸緣(20)的內徑要大。
6. 根據權利要求l所述的氣體放電管，其特徵在於在中間電極(5)與金屬化瓷管(2)的接合處，以及端電極與所述陶瓷絕緣件(6)接合處均夾有一片圓環形的焊料(7)，所述焊料(7)熔化固結後可將所述中間電極(5)與金屬化瓷管(2)牢固粘合。
全文摘要
改進的帶外接觸發端子的多間隙金屬陶瓷氣體放電管，屬於氣體放電技術領域，包括端電極、中間電極、內電極、陶瓷環片以及由至少兩節金屬化瓷管層疊而成的陶瓷絕緣件。每兩節金屬化瓷管之間設有一個中間電極，且中間電極與金屬化瓷管之間為密封連接。金屬化瓷管為圓筒形，其內壁中間部位一體成型有一環形的凸緣，其橫截面呈方形或梯形，所述凸緣上下端面各支承有一個內電極，每個內電極與端電極或中間電極之間由陶瓷環片隔離，形成放電間隙。本發明因採用方形或梯形截面的凸緣以及陶瓷環片將各電極隔離，具有間隙多、體積小、結構簡單、組裝方便快捷等優點。
文檔編號H01T4/16GK101764358SQ20091010755
公開日2010年6月30日 申請日期2009年6月2日 優先權日2009年6月2日
發明者曾獻昌 申請人:東莞市新鉑錸電子有限公司