CN101996787B - 高压气动开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压气动开关，主要由立柱、顶板、上导电组、下导电组和气动装置组成，所述立柱的一端与顶板固定连接，立柱的另一端与气动装置的气缸固定连接；所述上导电组包括上导电组一和上导电组二，所述顶板与上导电组一和上导电组二分别连接；气动装置的工作活塞与下导电组固定连接；上导电组和下导电组面面相对，主要部分位于立柱、顶板和气缸组成的空间内，所述顶板和上导电组之间有弹簧组和钢珠。该高压气动开关可使得上导电板和下导电板获得最大的接触面积，提高导电性能。

Description

高压气动开关

技术领域

本发明属于工业电器领域，具体是一种高压气动开关。

背景技术

目前，高压气动开关中的顶板和上导电组之间用弹簧组连接，这样当工作活塞推动下导电组快速向上导电组移动并接触时，两个上导电组会自动调整与下导电组的接触角度以使得接触面积最大，即可实现充分接触。但是，如果下导电组制造或者安装工艺的精度依然存在问题，下导电组会以倾斜的角度接触上导电组，导致一个上导电组受力过大，另一个受力过小，这样也会造成接触面积的不充分，使得整个开关的导电性能大大降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高压气动开关，通过钢珠校正上导电组和下导电组的基本位置，减小下导电组的倾斜，增大接触面积，提供开关的导电性能。

本发明的技术方案是：一种高压气动开关，主要由立柱、顶板、上导电组、下导电组和气动装置组成，所述立柱的一端与顶板固定连接，立柱的另一端与气动装置的气缸固定连接，立柱、顶板和气缸三者固定为一体，均为绝缘体，组成了高压气动开关的基础框架。

所述上导电组包括上导电组一和上导电组二，所述顶板与上导电组一和上导电组二分别连接；气动装置的工作活塞与下导电组固定连接；上导电组和下导电组面面相对，主要部分位于立柱、顶板和气缸组成的空间内。

导电工作时，气动装置的工作活塞推动下导电组向上导电组方向快速运动，至面面接触，实现导电作业；断电工作时，气动装置的工作活塞拉动下导电组离开上导电组的接触面，即实现断电作业。

上述的导电工作可以根据实际情况的需要形成两种开关形态，一种是常开型高压气动开关，一种是常闭型高压气动开关。常开型高压气动开关，上导电组和下导电组长期分离，这种开关主要用于长期断电、瞬间导电的场合。常闭型高压气动开关，上导电组和下导电组长期面面接触，这种开关主要用于长期导电、瞬间断电的场合。

所述上导电组包括有上导电板，其为长方体，长度为20-60mm，宽度为10-40mm，厚度为2-6mm，上导电板包括上导电板一和上导电板二，上导电板一和上导电板二之间有间隙，间隙大于等于10mm；所述下导电组包括有下导电板，下导电板与上导电板面面相对，下导电板与上导电板直接相对的部分为长方体，长度为40-200mm，宽度为10-40mm，厚度为2-6mm，所谓下导电板直接相对的部分是指其与上导电板能够直接接触的部分。上导电板分为两个导电板，即为断电工作实现了可能；上导电板和下导电板具有一定的体积，即可承载一定范围内的高电压和大电流。上导电板和下导电板一般采用导电性好的铜材。

所述顶板和上导电组之间用弹簧组连接。导电工作时，工作活塞推动下导电组快速向上导电组移动，因为弹簧的减震，可以减小冲力而不至于对整个开关结构造成破坏。

所述顶板和上导电组之间有钢珠，钢珠直径略小于上下导电组分离时上导电组与顶板的间距。导电工作时，工作活塞推动下导电组快速向上导电组移动，体积相对较大的下导电组会与体积相对较小的上导电组接触，如果两个上导电组连接为一个整体，并与顶板固定为一体(当然上导电组所附着的上导电板是分开的，即分为上导电板一和上导电板二)，这样下导电组和上导电组就形成了硬接触，因为高电压大电流条件下的导电组甚至整个气动开关结构相对庞大，以及制造和组装高压气动开关时客观存在的精度问题，会导致下导电板和上导电板可能无法实现面与面的充分接触，使得整个开关的导电性能大大降低。

如果将上导电组分为两个独立部分，每个部分分别与顶板连接，此种连接方式比如采用弹簧组结构，即在每个上导电组和顶板之间装设有若干组弹簧，这样当工作活塞推动下导电组快速向上导电组移动并接触时，两个上导电组会自动调整与下导电组的接触角度以使得接触面积最大，即可实现充分接触。但是，如果下导电组制造或者安装工艺的精度依然存在问题，下导电组会以倾斜的角度接触上导电组，导致一个上导电组受力过大，另一个受力过小，这样也会造成接触面积的不充分。如果在每个上导电组和顶板之间分别安装有一颗大小相同的钢珠，这样即使下导电组倾斜，或即使弹簧组的弹性各个不同，两颗大小相同的钢珠即可校正每个上导电组和一个下导电组的基本位置，而不会造成下导电组和上导电组接触后倾斜过大，而小的倾斜问题，即可通过上导电组围绕钢珠的微小旋动即可解决，换句话说，这种小的倾斜是有益的，可以使得上导电板和下导电板获得最大的接触面积。

这种上导电组和顶板的连接方式可以分为两种，一种是两个分离的导电板分别连接两个分离的下顶板，每个下顶板通过弹簧组与顶板连接，中间各放置一个钢珠，钢珠直径相等；一种是两个分离的导电板连接于一个下顶板，一个下顶板通过弹簧组与顶板连接，中间放置一个钢珠。两种方式都可以实现整个结构的稳定和提高导电的效率。

下面通过附图说明和具体实施方式对该发明进一步说明。

附图说明

图1为常开型高压气动开关的主视图；

图2为常开型高压气动开关的左视图；

图3为常闭型高压气动开关的主视图；

图4为小型高压气动开关的主视图；

图5为小型高压气动开关的左视图。

图中，1为立柱一，2为立柱二，3为顶板固定螺杆，4为顶板，5为弹簧，6为上导电组一，7为上导电组二，8为下顶板一，9为上导电板一，10为下顶板二，11为上导电板二，12为下导电组，13为下导电板，14为上底板，15为下底板，16为底板固定螺栓，17为工作活塞，18为气缸，19为钢珠，20为下顶板，21为下导电板二，22为下导电板三，23为连接块，24为连接杆弹簧，25为连接杆。

具体实施方式

高压气动开关按照类型可以分为三种：1.常开型高压气动开关；2.常闭型高压气动开关；3.小型高压气动开关。

实施例1

常开型高压气动开关，主要用于长期断电、瞬间导电的场合。

如图1和图2所示，立柱一1和立柱二2的两端的端头都有螺纹，一端固定在顶板4上，另一端固定在气动装置气缸18的本体上。顶板4通过顶板固定螺杆3分别与上导电组一6和上导电组二7连接，上导电组一6由下顶板一8和上导电板一9组成，上导电组二7由下顶板二10和上导电板二11组成，各个上导电组分别由对应下顶板和上导电板通过粘结方式组成。

顶板固定螺杆3的中部有弹簧5，在螺杆3通过顶板4的部分，其与顶板4所形成的孔为间隙配合。顶板固定螺杆3的作用是保持上导电组不至于脱离顶板4，弹簧5的作用是当上导电组受压时吸收部分的压力而收缩，借以调整上导电组和下导电组12的相对位置，所述的顶板4与顶板固定螺杆3的间隙配合，是当上导电组受压时，螺杆3会伸出顶板4外，而给弹簧5的收缩给予一定的释放空间。

上导电组一6和顶板4之间的中部位置，上导电组二7和顶板4之间的中部位置，换句话说，即下顶板一8的中部位置和下顶板二10的中部位置，分别有相同直径的弧槽，弧槽上分别放置有一颗直径相同的钢珠19，该钢珠19用来调整上导电组一6和顶板4与上导电组二7和顶板4的中部位置基本相同。

下导电组12由下导电板13、上底板14、下底板15通过底板固定螺栓16和粘结的方式层层固定而成。气动装置包括气缸18和工作活塞17，工作活塞17的端头嵌套于下导电组12的中部位置，具体是在上底板14中部的下端面和下底板15的中部所形成的空腔内。

所述上导电组包括有上导电板，上导电板为长方体，长度为35mm，宽度为20mm，厚度为5mm，上导电板包括上导电板一9和上导电板二11，上导电板一9和上导电板二11之间的间隙大于等于10mm；所述下导电组12包括有下导电板13，下导电板13与上导电板面面相对，下导电板13与上导电板直接相对的部分为长方体，长度为100mm，宽度为35mm，厚度为6mm。所述导电板为铜材，即可实现交流条件下电压小于等于1k-15kv的高电压值，直流条件下电压小于等于1k-20kv的高电压值，实现1A-500A的大电流值。

实施例2

常闭型高压气动开关，主要用于长期导电、瞬间断电的场合。

如图3所示，常闭型高压气动开关相对于常开型高压气动开关，做了如下主要改进：1.将下顶板一8和下顶板二10合二为一个下顶板20；2.将钢珠19减少为一个，放置于下顶板20的中部；以上两点也可实现下导电组和上导电组的自动找平功能；3.在下导电组安装下导电板二21，在气缸本体上安装下导电板三22，下导电板二21与下导电板三22形成常开型高压气动开关，作为常闭型高压气动开关的补充，应用于需要的场合。

实施例3

小型高压气动开关，主要用于结构小、高压范围相对较小的场合。

如图4和图5所示，小型高压气动开关相对于常闭型高压气动开关和常开型高压气动开关，做了如下改进：1.将四个立柱和顶板4和为一体，形成一个一端开口的“n”型板，其底端与气缸固定连接；2.工作活塞17前端安装有连接块23，连接块23再连接连接杆25，连接杆25再连接下导电组，连接杆25处安装有弹簧24，工作活塞17依次带动连接块23、连接杆25和下导电组可在“n”型板形成的内部空间移动。安装连接块23的目的是：一般气动装置的工作活塞17的有效行程不够长，通过安装连接块23，即可延长工作行程；安装弹簧24的目的是：通过弹簧24支撑下导电组和连接块23，可以调整下导电组的倾斜度，而更好的契合上导电组的导电板，增大导电板接触面，提高导电效率。

所述的气动装置采用市场上常见的气动装置。

Claims (7)

1.高压气动开关，主要由立柱(1，2)、顶板(4)、上导电组、下导电组(12)和气动装置组成，所述立柱(1，2)的一端与顶板(4)固定连接，立柱(1，2)的另一端与气动装置的气缸(18)固定连接；所述上导电组包括上导电组一(6)和上导电组二(7)，所述顶板(4)与上导电组一(6)和上导电组二(7)分别连接；气动装置的工作活塞(17)与下导电组(12)固定连接；上导电组和下导电组(12)面面相对，主要部分位于立柱(1，2)、顶板(4)和气缸(18)组成的空间内；所述顶板(4)和上导电组(6，7)之间有弹簧组(4)连接，其特征在于：所述顶板(4)和上导电组(6，7)之间还设有钢珠(19)。

2.根据权利要求1所述的高压气动开关，其特征在于：所述上导电组(6，7)包括有上导电板(9，11)，上导电板(9，11)为长方体，长度为20-60mm，宽度为10-40mm，厚度为2-6mm，上导电板(9，11)包括上导电板一(9)和上导电板二(11)，上导电板一(9)和上导电板二(11)之间的间隙大于等于10mm；所述下导电组(12)包括有下导电板(13)，下导电板(13)与上导电板(9，11)面面相对，下导电板(13)与上导电板(9，11)直接相对的部分为长方体，长度为40-200mm，宽度为10-40mm，厚度为2-6mm。

3.根据权利要求1所述的高压气动开关，其特征在于：所述顶板(4)和上导电组(6，7)之间的钢珠(19)直径相等。

4.根据权利要求1所述的高压气动开关，其特征在于：所述工作活塞(17)连接有连接块(23)。

5.根据权利要求4所述的高压气动开关，其特征在于：所述连接块(23)连接有连接杆(25)。

6.根据权利要求5所述的高压气动开关，其特征在于：所述连接杆(25)上有弹簧(24)。

7.根据权利要求1所述的高压气动开关，其特征在于：所述气动装置的气缸(18)本体的上端有下导电板三(22)。