大功率高頻切換開關刀組及切換開關的製作方法

2023-05-05 10:31:01

專利名稱：大功率高頻切換開關刀組及切換開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種切換開關，特別是一種用於大功率發射機的大功 率高頻切換開關刀組及切換開關。
背景技術：
載。要求切換開關通過幾十kHz到幾千kHz的高頻大電流，電流值高達數 百安，對地電壓高達數萬伏。現有的高頻負載切換開關是採用如圖1、 2所 示的單刀二位閘刀開關結構，主要是由刀形閘刀1、具有彈性的二閘刀座2、 3和與閘刀1固接的閘刀軸4所構成，並通過陶瓷絕緣支架5與地絕緣。用 手動、或電動、或氣動旋轉閘刀軸進行兩種工位的切換。
由於高頻趨膚效應的原因，開關的工作電流糹艮大，且頻率4艮高，現有 的這種閘刀開關體積很大，需要大量銅材製作，銅材在我國屬於稀缺物資， 因此價格很高。
構成閘刀的兩側平面與閘刀座的兩條稜之間的接觸為線接觸(在較大 壓力變形後(壓饋)可形成極小寬度的面)，然而兩個平行的平面與兩條平 行的稜構成兩條平行的線接觸，僅僅是一種理想情況，實際上由於加工精 度、平面度及受力後的變形等諸多因數的影響只能實現局部點接觸。因此 大功率大電流的閘刀開關即使在精度很高的情況下，仍然無法避免嚴重發 熱，而採用浸在油裡的方法加以冷卻。
如何提供一種用料少、強度高、體積小、對地絕緣性能好的大功率發 射機用的大功率高頻切換開關是廣播電視通訊行業的一項亟需解決的難 題。
有鑑於上述現有大功率高頻切換開關存在的上述缺陷，本設計人基於 從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運 用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的大功率高頻切換開關， 使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經過反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用〗介值的本實用新型。 發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術的上述不足，而提 供一種用料少、強度高、體積小、對地絕緣性能好的大功率發射機用的大 功率高頻切換開關刀組及切換開關。
本實用新型所提供的大功率高頻切換開關刀組及切換開關是由如下技 術方案來實現的。
一種大功率高頻切換開關刀組，包括閘刀和閘刀座，其中所述閘刀為 由中空圓筒所構成的筒形閘刀，所述中空圓筒內固設有操控閘刀沿軸向運
動的絕緣杆；所述閘刀座為圓環形觸點座，所述圓環形觸點座設置於所述 中空圓筒閘刀的運動軸線上，所述環形觸點座內至少設有一圈彈性觸點。
除上述必要4支術特徵外，在具體實施過程中還可進一步補充如下4支術 內容。
前述的大功率高頻切換開關刀組，其中所述中空圓筒具有上底，所述 上底與圓筒周側成圓弧過渡，所述圓筒的下口設有均壓環，所述均壓環的 截面為半圓形，所述絕緣杆由筒內與所述上底固接。
前述的大功率高頻切換開關刀組，其中所述圓環形觸點座主要是由接 點座、接線板、接點簧片、固定圈所構成，所述接點座為圓環形內設有簧 片槽，所述接點簧片為P形，所述P形接點簧片通過固定圈固定於所述簧 片槽內，所述接線板固設於所述接點座的外側。
前述的大功率高頻切換開關刀組，其中所述接點座內還設有定位環。
前述的大功率高頻切換開關刀組，其中所述e形接點簧片是由平面固 定部和排列於平面固定部上的，折彎呈圓弧的彈性觸點所構成，所述固定 圈通過所述P形接點簧片的平面固定部將所述p形接點簧片固定於所述接 點座的簧片槽內。
本實用新型還提供一種用上述開關刀組所構成的大功率高頻切換開 關，包括底座、設於底座上的絕緣支架、高頻切換開關刀組、驅動機構， 其中所述絕緣支架包括三塊橫向平行等距設置的絕緣板，所述絕緣板的四 角通過根絕緣支杆成"且，，字形立設於所述底座上；所述三塊絕緣板中心 均設有通孔；所述高頻切換開關刀組的圓環形觸點座有三個，分別固設於所述三塊絕緣板的中心通孔上，每一個圓環形觸點座的一側設有接線4反； 所述高頻切換開關刀組的筒形閘刀設於所述圓環形觸點座中心，所述驅動 機構設於所述底座上，所述驅動機構連接設於筒形閘刀筒內的絕緣杆，通 過所述絕緣杆驅動所述筒形閘刀沿軸向運動於所述三個圓環形觸點座之 間，構成單刀二位開關。
前述的大功率高頻切換開關，其中所述的驅動^L構是電動驅動^/L構、 或氣動驅動糹幾構。
前述的大功率高頻切換開關，其中所述電動驅動機構包括蝸輪、蝸杆、 螺杆、螺母及電機，所述電機連接所述蝸杆，所述蝸杆與蝸l侖嚙合，所述 蝸輪中心設置所述螺母，所述螺杆設於所述螺母內，且所述螺杆的一端連 接所述設於筒形閘刀筒內的絕緣杆。
前述的大功率高頻切換開關，其中所述螺杆的另一端設有凸塊，所述 底座上於螺杆的 一側對應於筒形閘刀與三個圓環形觸點座接觸時凸塊的高 度位置設有三個限位開關。
前述的大功率高頻切換開關，其中所述絕緣板為環氧酚醛玻璃布板加
工製成；所述絕緣杆、絕緣支杆均為環氧酚醛玻璃布棒加工製成。
本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述4支 術方案，本實用新型的大功率高頻切換開關刀組及切換開關可達到相當的 技術進步性及實用性，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優
點
1、 將閘刀設置為中空圓筒形，能有效地利用銅材的表面面積，減輕閘 刀重量，節約資源、減低成本。
2、 採用多觸點P形接點簧片的圓環形觸點座作為閘刀座，極大地增加 了接觸點數，避免電流集中於少數局部接觸點而產生高熱。並降低了零件 的加工要求。
3、 將圓環形觸點座用絕緣板並通過絕緣支杆固定於底座上，以及中空 圓筒形閘刀通過設於內部的絕緣杆連接設於底座上的驅動機構，通過對絕 緣板面積、絕緣杆、絕緣支杆長度的設計能很好地解決開關的高頻絕緣問 題。與採用金屬板固定圓環形觸點座相比，絕緣支架的尺寸大大縮小。
4、 採用具有一定韌性的環氧酚醛玻璃層壓材料，做絕緣支杆和絕緣 杆，而不採用瓷棒，使零件安裝孔的加工精度大大降低。綜上所述，本實用新型的大功率高頻切換開關刀組及切換開關。具有 上述諸多優點及實用價值，其不論在產品的結構或功能上皆有較大改進， 在技術上有顯著的進步，並產生了好用及實用的效果，且較現有的閘刀開 關具有增進的突出多項功效，從而更加適於實用，並具有產業的廣泛利用 價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為能夠更清楚了解本實用 新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為讓本實用新型 的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並 配合附圖，詳細i兌明如下。


圖l是現有閘刀開關的結構示意圖。
圖2是圖1的側^見圖。
圖3是本實用新型大功率高頻切換開關刀組的結構示意圖。 圖4是刀組內P形接點簧片結構示意圖。 圖5是圖4的側視圖。
圖6是本實用新型大功率高頻切換開關結構示意圖。
圖7是圖6的俯視圖。
圖8是電機驅動機構的結構簡圖。
具體實施方式
有關本實用新型的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參 考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚的呈現。通過具體實施方式
的 說明，當可對本大功率高頻切換開關刀組及切換開關為達成預定目的所採 取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供
參考與說明之用，並非用來對本實用新型加以限制。
如圖3所示，本實用新型所提供的大功率高頻切換開關刀組10,包括 閘刀和閘刀座，其中，所述閘刀為由中空圓筒111所構成的筒形閘刀11， 所述中空圓筒111內固設有操控閘刀11沿軸向運動的絕緣杆112;所述閘 刀座為圓環形觸點座12，所述圓環形觸點座12設置於所述中空圓筒形閘刀 ll的運動軸線上，所述環形觸點座12內至少設有一圈彈性觸點。當筒形閘刀11位於所述圓環形觸點座12內，所述環形觸點座12內的彈性觸點與所
述筒形閘刀ll的外表面接觸，構成閘刀和閘刀座的電連接。
所述中空圓筒111具有上底113，所述上底113與圓筒111周側成圓弧 過渡，這是由於開關工作在高頻高壓電場中，圓弧過渡可防止尖端放電， 同時也便於插入圓環形觸點座12內。所述圓筒的下口設有均壓環114，所 述均壓環114的截面為半圓形，目的也是防止尖端放電。所述絕緣杆112 由筒內與所述上底113固接。
所述圓環形觸點座12主要是由接點座121、接線板122、接點簧片121 固定圏124所構成，所述接點座121為圓環形，內"i殳有簧片槽125，所述接 點簧片123為^形(如5所示)，所述p形接點簧片通過固定圈124固定於 所述簧片槽125內，所述接線板122固設於所述接點座121的外側。接線 板122供外接連線。
所述接點座內還設有定位環126，定位環126的作用是保持插入的筒形 閘刀11與所述圓環形觸點座12同軸，使一圈的接點簧片123的接點與所 述筒形閘刀11的外表面均勻接觸。
如圖4、 5所示，所述P形接點簧片123是由平面固定部1231和排列 於平面固定部1231上的，折彎呈圓弧的彈性觸點1232所構成，所述固定 圏124通過所述P形接點簧片的平面固定部1231將所述P形接點簧片123 固定於所述接點座的簧片槽125內。
如圖6、 7所示，本實用新型所提供的一種用上述開關刀組所構成的大 功率高頻切換開關，包括底座20、設於底座20上的絕緣支架30、高頻切 換開關刀組IO、驅動才幾構40,其中，所述絕緣支架30包括三塊糹黃向平行 等距設置的絕緣板31,所述絕緣板31的四角通過四根絕緣支杆32成"且，， 字形立設於所述底座20上；所述三塊絕緣板31中心均設有通孔311;所述 高頻切換開關刀組10的圓環形觸點座12有三個，分別固設於所述三塊絕 緣板31的中心通孔311上每一個圓環形觸點座12的一側設有接線板12》 所述高頻切換開關刀組10的筒形閘刀11設於所述圓環形觸點座12中心， 所述驅動機構40設於所述底座上，所述驅動機構40連接設於筒形閘刀筒 內的絕緣杆112,通過所述絕緣杆112驅動所述筒形閘刀11沿軸向運動於 所述三個圓環形觸點座12之間，構成單刀二位開關。
所述的馬區動才幾構40是電動驅動才幾構、或是氣動馬區動4幾構。、螺杆43、螺母 44及電機45,所述電機45連接所述蝸杆42,所述蝸杆42與蝸輪41嚙合， 所述蝸輪41中心設置所述螺母44,所述螺杆43螺設於所述螺母44內，且 所述螺杆43的一端連接所述設於筒形閘刀筒內的絕糹^幹112。
所述螺杆43的另一端設有凸塊46，所述底座20上於螺杆43的一側對 應於筒形閘刀11與三個圓環形觸點座接觸時凸塊46的高度位置設有三個 限位開關47、 48、 49。
電機46驅動蝸輪蝸杆使設於蝸輪中心的螺母44旋轉，螺母中心的螺 杆通過絕緣杆112帶動筒形閘刀11沿軸向運動於所述三個圓環形觸點座12 之間，當筒形閘刀11處於最低位時，僅與最低位的圓環形觸點座接觸，此 時凸塊46壓動最^氐位的限位開關49,電才幾不得產生〗吏筒形閘刀11向下運 動的旋轉，只能控制電機46產生使筒形閘刀11向上運動的旋轉，直至凸 塊46壓動中間位置的限位開關48，此時筒形閘刀ll接通中、下二層圓環 形觸點座；當需要接通最上層的圓環形觸點座時，可控制電機繼續按此方 向轉動，直至凸塊46壓動最高位置的限位開關47，電機不得繼續按此方向 旋轉，此時時筒形閘刀11同時接通上、中二層或上、中、下三層圓環形觸 點座。若要改變筒形閘刀與圓環形觸點座的結合狀態，則控制電機反轉回 到中間位置或最低位置。
本實用新型中，所述絕緣板採用環氧或酚醛玻璃布板加工製成；所述 絕緣杆、絕緣支杆均為環氧或酚醛玻璃布棒加工製成。用具有一定韌性的 環氧或酚醛玻璃布層壓材料代替傳統的瓷棒做絕緣材料，使零件安裝加工 容易，避免瓷棒組裝時受力損壞。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作 任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非 用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技 術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同 變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用 新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1、一種大功率高頻切換開關刀組，包括閘刀和閘刀座，其特徵在於所述閘刀為由中空圓筒所構成的筒形閘刀，所述中空圓筒內固設有操控閘刀沿軸向運動的絕緣杆；所述閘刀座為圓環形觸點座，所述圓環形觸點座設置於所述中空圓筒閘刀的運動軸線上，所述環形觸點座內至少設有一圈彈性觸點。
2、 根據權利要求1所述的大功率高頻切換開關刀組，其特徵在於所述 中空圓筒具有上底，所述上底與圓筒周側成圓弧過渡，所述圓筒的下口設 有均壓環，所述均壓環的截面為半圓形，所述絕緣杆由筒內與所述上底固 接。
3、 根據權利要求1所述的大功率高頻切換開關刀組，其特徵在於所述 圓環形觸點座主要是由接點座、接線板、接點簧片、固定圈所構成，所述 接點座為圓環形，內設有簧片槽，所述接點簧片為p形，所述P形接點簧 片通過固定圈固定於所述簧片槽內，所述接線板固設於所述圓環形接點座 的外側。
4、 根據權利要求3所述的大功率高頻切換開關刀組，其特徵在於所述 接點座內還設有定位環。
5、 根據權利要求3所述的大功率高頻切換開關刀組，其特徵在於所述 (3形接點簧片是由平面固定部和排列於平面固定部上的、折彎呈圓弧的彈性觸點所構成，所述固定圈通過所述P形接點簧片的平面固定部將所述(3 形接點簧片固定於所述接點座的簧片槽內。
6、 一種用權利要求1所述開關刀組所構成的大功率高頻切換開關，包 括底座、設於底座上的絕緣支架、高頻切換開關刀組、驅動機構，其特徵 在於所述絕緣支架包括三塊糹黃向平行等距設置的絕緣板，所述絕緣板的四 角通過四根絕緣支杆成"且，，字形立設於所述底座上；所述三塊絕緣板中 心均設有通孔；所述高頻切換開關刀組的圓環形觸點座有三個，分別固設於所述三塊絕緣板的中心通孔上，每一個圓環形觸點座的一側設有接線板；所述高頻切換開關刀組的筒形閘刀i殳於所述圓環形觸點座中心，所述驅動機構設於所述底座上，所述驅動機構連接設於筒形閘刀筒內的絕緣 杆，通過所述絕緣杆驅動所述筒形閘刀沿軸向運動於所述三個圓環形觸點 座之間，構成單刀二位開關。
7、 根據權利要求6所述的大功率高頻切換開關，其特徵在於所述的驅 動才幾構是電動驅動才幾構、或氣動驅動才幾構。
8、 根據權利要求6所述的大功率高頻切換開關，其特徵在於所述電動 驅動機構包括蝸輪、蝸杆、螺杆、螺母及電機，所述電4幾連接所述蝸杆， 所述蝸杆與蝸輪嚙合，所述蝸輪中心設置所述螺母，所述螺杆設於所述螺 母內，且所述螺杆的一端連接所述設於筒形閘刀筒內的絕緣杆。
9、 根據權利要求6所述的大功率高頻切換開關，其特徵在於所述螺杆 的另 一端設有凸塊，所述底座上於螺杆的一側對應於筒形閘刀與三個圓環 形觸點座接觸時凸塊的高度位置設有三個限位開關。
10、 根據權利要求6所述的大功率高頻切換開關，其特徵在於所述絕 緣板為環氧或酚醛玻璃布板加工製成；所述絕緣杆、絕緣支杆均為環氧或 酚醛玻璃布一奉加工製成。
專利摘要本實用新型涉及一種切換開關，特別是一種用於大功率發射機的大功率高頻切換開關刀組及切換開關，其中所述刀組，包括閘刀和閘刀座，所述閘刀為由中空圓筒所構成的筒形閘刀，所述中空圓筒內固設有操控閘刀沿軸向運動的絕緣杆；所述閘刀座為圓環形觸點座，所述圓環形觸點座設置於所述中空圓筒閘刀的運動軸線上，所述環形觸點座內至少設有一圈彈性觸點。中空圓筒形閘刀，能有效地利用銅材的表面面積，減輕閘刀重量，節約資源、減低成本。多觸點β形接點簧片的圓環形觸點座極大地增加了接觸點數，避免電流集中於少數局部接觸點而產生高熱。並降低了零件的加工要求。
文檔編號H01H3/26GK201378540SQ20092010718
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月15日 優先權日2009年4月15日
發明者盧翰祥, 孫忠憲, 斌 楊, 嘯 譚, 鉲 闞 申請人:北京北廣科技股份有限公司