CN101663723A - 固定真空开关管吸气剂的方法和真空开关管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空开关管，其中，当至少在吸气剂的区域内给铜料(13)配设一个用导电和导热性差的金属制的中间层(35)时，则由铜制成的结构件(13)便可以与吸气剂(33)焊接。

Description

固定真空开关管吸气剂的方法和真空开关管
本发明涉及一种在真空开关管的通过采用铜来制造的结构件上固定吸气剂的方法以及一种具有吸气剂的真空开关管，吸气剂通过焊接与真空开关管的结构件固定在一起。
真空开关管含有一个固定的触点和一个可轴向运动的触点，它们被真空外壳围绕。为保证真空开关管外壳内部的真空度质量，通常在外壳内设吸气剂。这种吸气剂用于吸收在真空开关管工作时形成并会恶化真空度质量的气体。已知的吸气剂有一个由镀镍的薄板条制成的载体，在此载体上施加吸气剂，如ZrAl或ZrTi，以及将载体固定在真空开关管的金属结构件上，例如主屏蔽或端部凸缘上。通常有一个或多个吸气剂作为吸气剂阵列布置在镀镍的薄板条上，这些薄板条通过点焊固定在真空管的屏蔽或端部凸缘上。
由DE19807615C2已知一种真空开关管，它设计为使吸气剂装置在金属件上的固定可以与材料的结合无关地实现。为此，在已知的真空开关管中承载吸气剂装置的金属件制有扁平的槽，将薄板件置入槽内并通过冲压槽边固定。
在DE29901111U1中介绍了一种真空开关管，它建议，通过设计闭合的吸气剂环进行吸气剂的固定，将吸气剂纯粹机械式地固定在真空开关管上。在这里，当吸气剂环在屏蔽上安装并到位后，优选地通过屏蔽的机械变形实现吸气剂的固定。
通过结构件的机械变形来固定吸气剂很麻烦。与铜制结构件不可能进行原本值得追求的直接焊接，因为基于铜高的热导率，铜过快地将焊接时加入的热能散出。
从现有技术出发，本发明的目的是提供一种方法和一种真空开关管，其中，若结构件由铜制成或含有高的铜含量，吸气剂的固定仍能通过焊接无需机械变形实现。
按本发明为达到此目的采取的措施是，在真空开关管的结构件的规定用于固定吸气剂的表面上，配设用导电和导热性差的金属制的中间层作为吸气剂的衬底，以及，将吸气剂接着焊在由中间层构成的复合材料上。
优选地，固定通过点焊实现。在这里业已表明，若采用CrNi层作为中间层，有小的层厚0.1mm已经足够。用导电和导热性差的金属制中间层，可例如根据材料性质通过包覆、电镀或喷镀施加。
作为吸气剂的材料可使用一般的吸气剂材料，例如钛或一种金属合金，诸如ZrAl、ZrTi、ZrAlTi、ZrVFeTi或MoTi。
吸气剂在设有中间层的铜制结构件上的焊接可通过点焊实现。焊接也可以通过激光焊、电子束焊、电阻焊或超声波焊进行。
本发明相应地提供一种真空开关管，它有通过采用铜而制成的结构件，吸气剂固定在该结构件上，其特点在于，结构件在固定吸气剂的固定区内，配设有用导电和导热性差的金属制的允许焊接的中间层。
下面借助附图详细说明本发明的实施例。附图中：
图1示意表示真空开关管，它带有焊有吸气剂的各种结构件；以及
图2放大表示在焊接吸气剂的区域内各层的顺序。
图1示意表示真空开关管1及其主要结构件的剖视图。真空开关管1有一个带有一个固定触头5的固定导体3以及一个带有一个运动触头9的运动导体7。图1中真空开关管处于其断开位置。触头5、9大多由铜-铬组成，它们互相对齐地排列在一个圆柱形的真空开关腔11内。
真空开关腔11沿轴向通过第一盖13和第二盖15封闭。在图1所示的实施例中，第一圆柱形绝缘体17和第二圆柱形绝缘体19处于盖13、15之间。圆柱形绝缘体17、19借助环形片21真空密封地互相连接。环形片21还用作圆柱形蒸汽屏蔽23的支架，绝缘体17和19通过蒸汽屏蔽23相对于触头5和9的区域屏蔽。由图1还可看出。在圆柱形绝缘体17、19背对蒸汽屏蔽23的那一端设端部屏蔽25。
运动导体7借助金属波纹盒27可运动地相对于第二盖15真空密封，其中，轴承29用于运动导体7的轴向导引。金属波纹盒27优选地被一个圆柱形的膜盒罩31围绕。
往往用陶瓷作为绝缘体17和19的材料。盖13和15可以用不锈钢制造。对于固定导体3和运动导体7大多使用铜制，铜的特点在于高的电导率。蒸汽屏蔽23、端部屏蔽25和膜盒罩31通常也用铜或含铜的材料制造。
若第一盖13和第二盖15由不锈钢制成，则在真空开关管内所需的吸气剂33可以简单地通过点焊与盖13、15连接。图2中用放大剖视图表示的吸气剂33由镀镍的薄板条34组成，该薄板条34上涂敷有吸气剂材料36。作为吸气剂33的材料，可以采用普通的吸气剂材料，例如钛或一种金属合金，诸如ZrAl、ZrTi、ZrAlTi、ZrVFeTi或MoTi。
若盖13、15由铜制成，吸气剂33与盖13或15之间的点焊不能顺利地进行，因为铜特别快地散出焊接时需要的热量，以及在电焊时基于低的电阻而阻止产生足够多的焦耳热。
作为固定吸气剂的示例，图2用放大剖视图示出第一盖13与安放在其上面的吸气剂33。盖13由铜制成并配设有一个用导电和导热性差的金属制的中间层35。该中间层35例如由CrNi-不锈钢、由CrNi、Ni、Cr、Fe、Cu、Mg、Al、W或这些金属的合金制成。为此特别适用的材料具有如下特征：其电导率与热导率的乘积，小于铜的这一乘积的0.125倍。通过吸气剂33不直接与铜制的盖13接触，而是存在由铜与该中间层35组成的复合材料，从而使吸气剂33可以与铜制的第一盖13通过焊接，尤其点焊连接。
图2中表示的由铜与不锈钢组成的复合材料优选地可通过包覆制成。根据使用的材料，中间层35可以通过电镀或喷镀施加。由CrNi-不锈钢制成的中间层35的层厚为0.01至1mm，优选地0.1mm。
为了固定吸气剂33，仅在那些应与吸气剂33实施点焊的区域构成中间层35就够了。由此不需要总是在整个结构件和尤其整个第一盖13上制有中间层35。确切地说，在结构件的那些吸气剂33应固定在那里的区域内配设有中间层35就够了。
中间层35的区域，与通常使用的铜相比，其区别在于，有足够高的欧姆电阻和低的热导率，为的是以此方式可以实施点焊、激光焊、电子束焊、电阻焊或超声波焊。
因此，通过使用其电导率和热导率远低于铜或铜合金的中间层35，在真空开关管内所需的吸气剂33可以通过焊接安置在任何基本上由铜制成的结构件上。通过使用中间层35可以取消限于与不锈钢材料焊接。
借助图1中示意表示的真空开关管1，可以看出一系列结构件，只要按上述方式使用中间层35，它们也适用于与吸气剂焊接。
图1除吸气剂33外还示意表示尤其是点焊的吸气剂43在圆柱形蒸汽屏蔽23背对触头5、9那一侧上的布置。若圆柱形蒸汽屏蔽23例如按上述方式在吸气剂45所在区通过包覆一个薄的中间层35，也可以在由铜制成的蒸汽屏蔽23的内侧，通过点焊固定吸气剂45。
使用中间层35，还允许将吸气剂47点焊在铜制的端部屏蔽25的外侧，或将吸气剂49点焊在端部屏蔽25的内侧。
若膜盒罩31不是由可焊接的材料制成，而是由铜制成，则通过上述中间层35可以制备一个铜制的膜盒罩31，它可以通过点焊在其外侧与吸气剂46连接，或在其内侧与吸气剂51连接。
因为固定导体3和运动导体7由实心的铜制成，所以通常吸气剂不可能与这些导体焊接。然而若导体3和7至少小范围通过包覆尤其由CrNi制成的中间层，则也可以通过点焊，将吸气剂48或吸气剂50安置在由实心的铜制成的固定导体3或运动导体7上。
不言而喻，并非必需将吸气剂安置在以上作为实施例介绍的所有地点。更确切地说，通过使用上述类型的中间层35，允许将吸气剂安置在真空开关管内部的一个或多个迄今不允许通过焊接固定的部位上。

Claims (10)

1.一种在真空开关管的通过采用铜来制造的结构件(3、7、13、15、23、25、31)上固定吸气剂(33、43、45、46、47、48、49、50、51)的方法，其特征为：在所述结构件(3、7、13、15、23、25、31)的用于固定吸气剂的表面上，作为吸气剂的衬底，配设用导电和导热性差的金属制的中间层(35)，以及，将吸气剂(33、43、45、46、47、48、49、50、51)接着焊在由所述中间层(35)构成的复合材料上。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为，通过点焊进行固定。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征为，在所述结构件(3、7、13、15、23、25、31)上制备层厚为0.01至1mm，优选0.1mm的所述中间层(35)。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为，所述中间层(35)可通过包覆、电镀或喷镀制成。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征为，所述吸气剂(33)的吸气剂材料施加在由薄板条构成的载体上。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征为，所述薄板条用镀镍的铁板制成。
7.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征为，所述吸气剂(33、43、45、46、47、48、49、50、51)采用钛或一种金属合金，如ZrAl、ZrTi、ZrAlTi、ZrVFeTi或MoTi作为吸气剂材料。
8.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征为，所述焊接通过点焊、激光焊、电子束焊、电阻焊或超声波焊进行。
9.一种真空开关管(1)，具有吸气剂(33、43、45、46、47、48、49、50、51)固定在其上的结构件(3、7、13、15、23、25、31)，其特征为：所述结构件通过采用铜来制造，并在其固定有吸气剂(33、43、45、46、47、48、49、50、51)的固定区内，配设有用导电和导热性差的金属制的允许焊接的中间层(35)。
10.按照权利要求9所述的真空开关管(1)，其特征为，在所述固定有吸气剂(33、43、45、46、47、48、49、50、51)的区域内设有由铜和CrNi不锈钢(35)组成的复合材料。
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