一種樞軸銜鐵式高壓直流繼電器的製作方法

2023-06-15 17:58:36

本實用新型涉及一種樞軸銜鐵式高壓直流繼電器。

背景技術：

目前市場上的直流繼電器結構緊湊，體積小巧，但工作電壓也較低，而工作電壓高的(高達25kV.DC.)千伏級高壓型直流繼電器卻往往體積較為龐大，使其使用受到限制。本實用新型涉及了一種樞軸銜鐵式的高壓直流繼電器，能夠耐受5KV直流高壓，並且採用緊湊型結構，將其尺寸有效縮小，減小並節約了其安裝空間，具有實用性。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種樞軸銜鐵式高壓直流繼電器，並採用緊湊的結構設計，最大限度的縮小其體積。

本實用新型的技術方案是：一種樞軸銜鐵式高壓直流繼電器，其特徵為：包括外殼、觸頭組組件、樞軸銜鐵組件和電磁驅動組件；其中外殼包括陶瓷密封罩和塑料外殼，塑料外殼上有安裝耳，便於安裝。

觸頭組組件包括觸頭組組件包括常開觸頭，常閉觸頭，COM端和動觸頭片，常開觸頭、常閉觸頭和COM端與陶瓷密封罩以特定位置焊接，動觸頭片本身通過卡簧固定在傳動杆上，一端被限制在COM端卡槽內，另一端在常開觸頭和常閉觸頭間。

樞軸銜鐵組件包括傳動杆、絕緣子、銜鐵、半月片和鉸接連杆，動觸頭片套在傳動杆上，兩側被卡簧卡住限定位置，半月片焊接在導磁殼體上表面，銜鐵和半月片通過鉸接連杆連接在一起，銜鐵、絕緣子和傳動杆釺焊在一起構成傳動機構，也稱為樞軸銜鐵，以鉸接連杆為軸轉動。

電磁驅動組件包括線圈、骨架、鐵芯、內密封環、導磁殼體和下蓋，線圈和骨架組成繞組，繞組套在鐵芯上放置在導磁外殼裡為繼電器提供電磁驅動力，內密封環焊接在導磁殼體內部上頂端，用來支撐彈簧。

彈簧安裝在內密封環和導磁殼體形成的圓形凹槽內，彈簧底部大圓抵在內密封環上側面，彈簧上部小圓斜面與銜鐵下平面接觸；當繼電器線圈失電，銜鐵受彈簧力向外擺動，動觸頭片接觸常閉觸頭觸頭；當繼電器線圈帶電，銜鐵受電磁吸力克服彈簧阻力向內擺動，動觸頭片接觸常開觸頭。

陶瓷密封罩、密封法蘭和電磁驅動組件之間形成一個密封腔室，觸頭組組件的電接觸部分和樞軸銜鐵組件在密封腔室內，繞組在密封腔室外。

其中帶有鍵槽的密封法蘭上側和陶瓷密封罩通過釺焊實現密封連接，下側和導磁殼體通過雷射焊實現密封連接。

其中鐵芯和導磁殼體之間的孔隙則通過內密封環與兩者之間的釺焊實現密封。

其中彈簧是非規則錐形結構，具有良好的彈力特性。

其中鐵芯、銜鐵、半月片、導磁殼體和下蓋皆為導磁材料，並形成一個導磁迴路。

其中內密封環由不導磁材料做成，與鐵芯、導磁殼體釺焊在一起，形成密封腔室的一部分。

其中NO、NC觸頭和COM端的導電部分沿軸向延伸出外殼，並作為接線端，節省了徑向尺寸。

為了提高本繼電器的耐高壓能力，除了採用真空密封室，還採用鎢鉬合金作為觸頭材料，提高觸頭抗熔焊性能。

採用矮胖型的繞組尺寸，儘量佔用徑向富餘空間，節省軸向尺寸。

繞組在滅弧室外，便於更換。

安裝外殼有安裝耳，便於安裝，整體設計緊湊，節省空間，體積小。

為了保證高壓下繼電器分段能力，本實用新型採用多段位移放大傳動機構，銜鐵為第一級，樞軸為第二級，動觸頭片為第三級。該結構能大幅提升分段速度，提高分段能力，機械可靠性高，適合大電壓切換。

本實用新型觸頭材料採用鎢鉬合金，抗熔焊性能高；殼內為密封室並抽真空耐壓絕緣性能好；傳動機構具有位移放大功能，提高分斷速度。本實用新型具有很高的機械可靠性，能適應多種觸點結構，採用位移放大機構提高分斷速度，適合大電壓切換，線圈組件設計在密封室外容易更換等優點。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的外形結構示意圖之一。

圖2是本實用新型實施例的外形結構示意圖之二。

圖3是本實用新型實施例去掉外殼後的結構示意圖。

圖4是本實用新型實施例的內部結構示意圖。

圖5是本實用新型實施例內部結構剖面示意圖。

圖6是本實用新型實施例的彈簧。

附圖標號：陶瓷密封罩1，外殼2，抽真空預留孔3，4、5、6、7是四個螺絲，8、9是導線引出孔，10下蓋，NO觸頭11，NC觸頭12，COM端13，動觸頭片14，卡簧15，傳動杆16，絕緣子17，銜鐵18，半月片19，導磁殼體20，21鍵槽，鉸接連杆22，線圈23、骨架24、鐵芯25、橡膠墊片26、內密封環27，密封法蘭28。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型實例包括外殼、觸頭組組件、樞軸銜鐵組件和電磁驅動組件。外殼包括陶瓷密封罩1和塑料外殼2，塑料外殼2上有安裝耳，便於安裝。

如圖4所示，觸頭組組件包括NO常開觸頭11、NC常閉觸頭12、COM公共端13和動觸頭片14。NO觸頭11、NC觸頭12和COM13通過釺焊與陶瓷密封罩1焊接在一起。動觸頭片14通過卡簧15固定在傳動杆16上。動觸頭片14一端卡在COM端13位於密封腔室的卡槽內，另一端在NO、NC觸頭間。

如圖4所示，樞軸銜鐵組件包括傳動杆16、絕緣子17、銜鐵18、半月片19和鉸接連杆22。半月片19焊接在導磁殼體20上表面，銜鐵18和半月片19通過鉸接連杆22連接在一起。銜鐵18、傳動杆16、絕緣子17和卡簧15構成傳動機構，也稱為樞軸銜鐵,可以以鉸接連杆22為軸擺動；同時傳動機構起絕緣和傳動作用,具有位移放大功能，能提高分斷速度。

如圖2、圖3、圖5所示，電磁驅動組件包括下蓋10、線圈23、骨架24、鐵芯25和導磁殼體20，8、9是骨架24上的繞組導線引出孔。線圈和骨架組成繞組。內密封環27由不導磁材料做成，與鐵芯25、導磁殼體20釺焊在一起，形成密封腔室的一部分。繞組套在鐵芯25上，橡膠墊片26用於穩固繞組。下蓋10通過四個螺絲4、5、6、7緊固在導磁殼體20上，便於更換繞組。鐵芯25、銜鐵18、半月片19、導磁殼體20和下蓋10皆為導磁材料，並形成一個導磁迴路。

如圖3、圖4所示，為了實現密封，設計了帶有鍵槽21(用於裝配工藝)的密封法蘭28，密封法蘭28上側和陶瓷密封罩1通過釺焊實現密封連接，下側和導磁殼體20通過雷射焊實現密封連接；三個延伸出陶瓷密封罩1的接線柱也通過釺焊實現密封；鐵芯25和導磁殼體20之間的孔隙則通過內密封環27與兩者之間的釺焊實現密封。以上部件整體圍成一個密封腔室，最後通過圖1中的抽真空預留孔3實現抽真空。

圖6是不規則錐形彈簧，安裝在內密封環27和導磁殼體20形成的圓形凹槽內，彈簧底部大圓抵在內密封環27上側面，彈簧上部小圓斜面與銜鐵18下平面接觸。

當線圈23失電時，傳動機構只受彈簧反力向外擺動，動觸頭片在傳動機構的驅動下，以其和COM端卡槽之間的活動連結為支點，另一端向NC觸頭12運動並最終貼在NC觸頭上，使COM端13和NC觸頭12導通。

當線圈帶電時，導磁迴路有磁通通過產生電磁力，電磁力克服彈簧阻力使傳動機構向內擺動，動觸頭片在傳動機構的驅動下，以其和COM端卡槽之間的活動連結為支點，另一端向NO觸頭11運動並最終貼在NO觸頭上，使COM端13和NO觸頭12導通。

本實用新型總體結構採用密封結構、內絕緣結構和樞軸銜鐵式結構。採用密封結構，密封室抽真空能夠提高高壓滅弧能力，主要採用金屬、陶瓷釺焊和金屬之間雷射焊來實現。內絕緣結構採用的是傳動杆、絕緣子和銜鐵之間的釺焊實現。樞軸銜鐵式結構具有多段位移放大功能，能夠有效提高分斷速度。NO、NC觸頭和動觸頭片間距為1.4mm，分段速度能達到8ms，有效的保證了絕緣強度和分段能力。採用較小的電磁線圈尺寸和觸頭軸向布置有效的減小了繼電器尺寸，使其尺寸控制在100mmX100mmX100mm以內。