CN102543581A - 制造密封式接触器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制造密封式接触器的方法，其通过向电磁切换装置的密闭空间中注入灭弧气体并进行密封以制造密封式触点。所述制造密封式接触器的方法包括：形成驱动体并联接壳体和板；密闭地固定可拆卸腔室并形成处于绝缘气体气氛的所述腔室的内部；在处于绝缘气体气氛的所述腔室内，通过紧密连结式诱导构件将所述筒体紧密地连结至所述板以形成密封结构；将所述腔室抽真空；从所述板上拆卸所述腔室；以及密封紧密连结的所述板和所述筒体。

Description

制造密封式接触器的方法
技术领域
本发明涉及一种制造电磁切换装置的密封式接触器的方法，尤其涉及一种通过向电磁切换装置的密闭空间中注入灭弧气体并进行密封以制造密封式接触器的方法。
背景技术
通常，在混合动力车辆、燃料电池车辆或电动车辆(如高尔夫电瓶车和电动叉式升降机等)中，用于打开和关闭DC电力的电子切换装置安装在蓄电池和DC电力转换装置之间，其用于将来自所述蓄电池的DC电力提供给DC电力转换装置，或切断至DC电力转换装置的电力。
此外，在环境友好的开发系统(如光电系统、风力发电系统或类似系统中)，用于打开和关闭DC电力的电磁切换装置安装在DC发电机和反用换流器之间，其用于将生成的DC电力提供给换流器或切断生成的DC电力，所述反用换流器将生成的DC电力转换为具有商用频率和电压的AC电力。
电磁切换装置可以配置为包括固定触点、活动触点和致动器，所述致动器用于驱动所述活动触点以能够控制活动触点。
特别地，在电动车辆中使用的用于打开和关闭DC电力的电磁切换装置中，当活动触点即时脱离固定触点时，即触点处于断开状态，可能生成电弧，为了快速灭弧，布置有触点的空间需要配置为密闭性的并且需要在该密闭空间中填充灭弧气体。
为了允许电子元件保持特定长度或更长的寿命并且功能可靠，需要在密闭空间中保持特定量级或更高量级的灭弧气体，为此，需要一种用于密封灭弧气体的技术。
发明内容
本发明的一方案提供了一种制造电磁切换装置的密封式接触器的方法，该方法能够密封可在其中填充灭弧气体的空间，以熄灭在触点处于断开状态时生成的电弧。
本发明的另一方案提供了一种在形成电磁切换装置的密闭空间时不使用辅助材料的密封空间的方法。
根据本发明的一方案，提供了一种制造密封式接触器的方法，包括：通过联接活动触点、轴和心形成驱动体，并且联接壳体和板以形成在其中布置有固定触点和活动触点的密闭空间；将可拆卸腔室密闭地固定到板的下部并形成处于绝缘气体气氛的腔室的内部；将从板的下部突出的驱动体的轴和心插入处于绝缘气体气氛的腔室内的筒体中，并通过安装在板的下部的紧密连结式诱导构件将筒体紧密地连结至板以形成密封结构；将腔室抽空；从板上拆卸腔室；以及密封紧密连结的板和筒体。
在联接壳体和板时，可以联接壳体、用于固定壳体的连接体以及板以形成密封结构。
在形成处于绝缘气体气氛的腔室的内部时，在使驱动体的突出的轴和心露出的状态下，可以将可拆卸腔室密闭地固定到板的下部，并以特定压力将绝缘气体注入到处于真空状态的腔室中。
绝缘气体可以是氢气(H2)或是氢气(H2)和氮气(N2)的混合气体。
在形成处于绝缘气体气氛的腔室的内部时，可以通过使用连接到腔室的气泵注入绝缘气体。在此情况下，在形成处于绝缘气体气氛的腔室的内部时，可以通过气泵将腔室的内部抽真空，然后将绝缘气体注入到腔室中。
在处于绝缘气体气氛的腔室内联接筒体时，可以将从板的下部突出的轴和心插入筒体中，并可以紧密地连结安装在板上的紧密连结式诱导构件和形成在筒体上的表面突出部，以形成密封结构。
所述紧密连结式诱导构件可以具有圆形橡胶环的形式，并可以在能够将筒体联接到板的部分处设置多个紧密连结式诱导构件。
在板和筒体紧密地连结和联接的状态下拆卸腔室时，可以从处于绝缘气体气氛的腔室中释放绝缘气体，然后可以拆卸密闭地固定到板的腔室。
在密封时，在腔室已被拆卸的状态下，可以激光焊接板和筒体。
然后通过使用安装在腔室内的夹具将筒体紧密地连结至板，从而形成壳体、板和筒体的密封结构。
在处于绝缘气体气氛的腔室内进行密封时，可以对板和筒体进行凸焊或激光焊接。
通过下面参照附图对本发明的详细说明，本发明的前述和其他目的、特征、方案和有益效果将变得更加明显。
附图说明
图1为示出根据本发明的一个实施例的电磁切换装置的视图；
图2A和图2B为示出根据本发明的一个实施例的电磁切换装置的切换状态的视图；
图3为示出根据本发明的一个实施例的在电磁切换装置中注有灭弧气体的密闭空间的视图；以及
图4A至图4C为示出根据本发明的一个实施例的制造密封式触点的结构的视图。
具体实施方式
将参照附图详细说明根据本发明的一个实施例的电磁切换装置。
图1为示出根据本发明的一个实施例的电磁切换装置的视图。参照图1，电磁切换装置100包括灭弧单元110和驱动单元120。
灭弧单元110包括固定触点111和活动触点112，其具有对连接到电磁切换装置100的外部装置执行切换的触点断开和闭合结构。
驱动单元120包括通过利用电信号控制触点断开和闭合的致动器。电磁切换装置100根据驱动单元120的垂直运动，通过所述致动器切换与电磁切换装置100连接的外部装置。
驱动单元120包括：励磁线圈121，其通过电信号生成磁力以生成触点的驱动力；固定铁心122，其固定地布置在励磁线圈121内；以及活动铁心123，其布置为朝向固定铁心122。固定铁心122和活动铁心123可以称为心。
其上缠绕有励磁线圈121的线圈架124设置在励磁线圈121与固定铁心122和活动铁心123之间，并且固定铁心122和活动铁心123沿线圈架124的轴向布置。固定铁心122和活动铁心123形成励磁线圈121生成的磁通穿过的磁路。活动铁心123具有通过励磁线圈121生成的磁通在垂直方向运动的驱动力。
柱塞盖或筒体125形成在线圈架124、固定铁心122和活动铁心123之间。柱塞盖或筒体125由非磁性材料制成并具有圆柱形形状。柱塞盖或筒体125的位于灭弧单元110一侧的侧面是打开的，而其另一侧面是闭合的。
柱塞盖或筒体125具有容器形状，其中收纳有固定铁心122和活动铁心123，固定铁心122和活动铁心123成形为圆柱形形状，并且固定铁心122的外径和活动铁心123的外径具有与柱塞盖125的内径基本相同的直径。活动铁心123可以在柱塞盖125的轴向方向上运动。
活动铁心123的运动范围可以确定为介于接合位置和初始位置之间，在所述接合位置，活动铁心123的一侧与固定铁心122接合，在所述初始位置，活动铁心123的另一侧与柱塞盖125的底面分离。将活动铁心123与固定铁心122接合的接合力是由励磁线圈121形成的电磁拉力提供的，而在使活动铁心123返回到其初始位置的方向上的弹力是由回位弹簧126提供的。
紧固孔127允许固定铁心122的一部分插入并穿过，其形成在驱动单元120的中央部分处。处于插入紧固孔127中的状态的固定铁心122被固定在驱动单元120中。
活动铁心123设置在驱动单元120的中央部分处，并接近或远离固定铁心122。引导活动铁心123运动的导向装置可以设置在所述中央部分处的线圈架124的内侧。
通孔128形成在固定铁心122和活动铁心123的中央部分处，并且轴130布置在通孔128中并穿过灭弧单元110和驱动单元120。轴130布置为在轴向方向上穿透通孔128。活动触点112联接到轴130的上端，并且活动铁心123联接到轴130的下端，因此，轴130将活动铁心123的垂直运动传递给活动触点112。
壳体114安装在驱动单元120的上部，其具有箱状形状且下部是打开的。壳体114包括固定触点111、形成在壳体114的上部的端子孔和插入所述接线孔的固定端子115。
活动触点112布置在所述壳体内固定触点111的下方。活动触点112与轴130联接，并与固定触点111接触以及与固定触点111分离以实现切换操作。
接触弹簧113设置在活动触点112的下方，以便在活动触点112与固定触点111接触时提供弹力。通过接触弹簧113，活动触点112可以保持通过一定压力或更高压力与固定触点111接触的状态。此外，当活动触点112与固定触点111分离时，接触弹簧113降低了活动铁心123和轴130的运动速度，从而减小活动铁心123与柱塞盖125接触时的影响力，因而限制了噪声和振动的生成。
图2A和图2B为示出根据本发明的一个实施例的电磁切换装置的切换状态的视图。具体地，图2A示出了电磁切换装置的闭合状态，而图2B示出了电磁切换装置的断开状态。
根据图1示出的结构，当电流流到励磁线圈121时，在励磁线圈121的附近会生成磁通。根据此磁通，固定铁心122和活动铁心123被磁化，从而使相向面具有不同的极性。相应地，活动铁心123被吸引到固定铁心122，因而它们相互接触。当活动铁心123与固定铁心122处于接合位置时，固定触点111与活动触点122相互接触。当固定触点111与活动触点112接触时，为外部装置提供了电力，该状态为图2A的闭合状态。
此外，当励磁线圈121短路时，励磁线圈121停止生成磁力，并且活动铁心123失去驱动力，这样，活动铁心123通过回位弹簧126的弹力返回到其初始位置。当活动铁心123返回到其初始位置后，轴130会立即运动并且活动触点112与固定触点111分离。
此处，回位弹簧126被容纳于安装在固定铁心122处的弹簧收纳槽201内。当活动铁心123处于闭合状态时(即，当活动铁心123已经运动到处于接合位置时)，回位弹簧126被压缩以被完全容纳在弹簧容纳槽201内，因此回位弹簧126不会干扰活动铁心123与固定铁心122的联接。当活动铁心123返回到其初始位置时，停止为外部装置提供电力，该状态为图2B的断开状态。
电磁切换装置通过重复执行图2A的闭合状态和图2B的断开状态来切换外部装置。
图3为示出根据本发明的一个实施例的在电磁切换装置中注入有灭弧气体的密闭空间的视图。
参照图3，为了在密闭空间中容纳灭弧单元110、固定铁心122和活动铁心123，壳体114、连接体301、上部板302和柱塞盖125被安装并密闭地接合。也就是说，壳体114、连接体301、上部板302和柱塞盖125所环绕的空间形成为密闭的。
壳体114由耐热材料如陶瓷或类似材料制成，并具有箱状形状。开口310形成在壳体114的下部。两个端子孔321和322形成在壳体114的上部320处。
连接体301由金属材料或类似材料制成，并与壳体114的开口310密闭地接合，从而在连接体301的下部形成开口330，并且连接体301的开口330与上部板302密闭地接合。
由于连接体301与上部板302是密闭地接合的，壳体114具有容纳固定触点111和活动触点112的密闭空间340。含有的主要成分为氢气的绝缘气体被密封在密闭空间340中。
密闭空间340内的各个固定端子350由采用铜基材料或类似材料制成的导体形成，在其下端具有固定触点，在其上端具有遮光单元，以允许连接外部装置。活动接触器360由如铜基材料或类似材料的导体形成并形成为具有平板状形状，且其包括位于其上表面上的活动触点。所述活动触点与活动接触器360一体成形。
图4A至图4C为示出根据本发明的一个实施例的制造密封式触点的结构的视图。
参照图4A至图4C，在触点的密封式结构中，固定触点401和活动触点402布置在通过联接壳体403、连接体404和板405所形成的空间中。
活动触点402与轴410连接，通过连接体404、板405和固定于板405下部的固定铁心420，轴410与活动铁心430联接。轴410、活动触点402以及各个铁心420和430联接以构成驱动体。壳体403、连接体404和板405接合以形成密闭空间，其中布置有固定触点401和活动触点402。
可拆卸腔室400安装为密闭地固定在具有前述结构的板405的下部，在此状态下，通过使用气泵450将绝缘气体注入到腔室400中。作为绝缘气体，主要使用氢气(H2)，或者也可以使用氢气(H2)和氮气(N2)的混合气体或类似气体。
为了使得绝缘气体容易地注入组件(或称为通过联接壳体403、连接体404和板405形成的联接体)的内部空间，可以通过一定压力或更高压力(一般约为2个标准大气压)注入绝缘气体。此处，在绝缘气体被注入到腔室400中之前，可以将腔室400抽真空，并且当使用混合气体时，可以将混合气体注入到腔室400中或者可以按顺序分别注入各种气体，以使混合气体能够被注入到腔室400中。
当腔室400的内部处于绝缘气体气氛时，将通过轴或暴露于板405下部的驱动体的轴或心(或铁心)提供绝缘气体，以使绝缘气体被注入组件的空间中。
在腔室400的内部处于绝缘气体气氛的状态下，筒体440收纳固定铁心420和联接到板405下部并与板405固定地联接的活动铁心430。结果，壳体403、连接体404、板405和筒体440被联接以形成密封结构(组件)。
紧密连结式诱导构件441形成在板405的下部，以便在联接板405和筒体440时紧密地连结板405和筒体440，从而形成密封结构。紧密连结式诱导构件441可以具有圆形橡胶环的形状。可以在可将筒体440联接到板405的部分上安装多个紧密连结式诱导构件441，或者在可将筒体440联接到板405的部分上安装具有单一圆形结构并且尺寸约为筒体440的外径的紧密连结式诱导构件441。
在处于氢气气氛的腔室400内，从板405下部突出的轴和心被插入筒体440中，紧密连结式诱导构件441安装在板405上，并与筒体440紧密连结。在此情况下，表面突出部可以形成在筒体的位于板一侧的端部上。相应地，紧密连结式诱导构件441和筒体440的表面突出部紧密地连结，以形成密封结构。
在经过足够的一定时间以使绝缘气体注入组件的内部空间中后，板405的下部和筒体440被密封。在板405与筒体440紧密地连结并联接的状态下，从处于氢气气氛的腔室400中释放氢气，并且拆卸板405和密闭固定的腔室400。
在腔室400已被拆卸的状态下，通过激光焊接或类似焊接方法密闭地焊接板405的下部、筒体440的紧密连结式诱导构件441的外围。也就是说，紧密地连结至板405的筒体440的外围被熔化(或熔合)并且间隙被密闭地焊接，以被密封和封装。
密闭空间填充有绝缘气体，并且包括电动致动器的驱动单元联接到密封和封装的组件，从而完成了电磁切换装置。所述电磁切换装置可以用作DC电力转换装置，以执行供应或切断DC电流的功能。
在本发明中，根据电磁切换装置，可以密封收容灭弧气体的空间，所述灭弧气体用于熄灭当电磁切换装置的触点处于断开状态时生成的电弧。
在本发明中，根据在产生电磁切换装置的密闭空间时不使用辅助材料的密封空间的方法，可以降低产品的单位成本并增强密封的可靠性。
因为本发明可以在不偏离其特性的情况下体现为多种形式，所以应当理解，上述实施例不受前述说明书的任何细节限制，除非另外说明，而是应当在所附的权利要求书限定的范围内做广义地解释，因此落入权利要求书的范围或等同范围内的所有变化和改进因而理当包含在所附的权利要求书内。

Claims (12)

1.一种制造密封式接触器的方法，其特征在于所述方法包括：
通过联接活动触点、轴和心形成驱动体，并且联接壳体和板以形成在其中布置有固定触点和活动触点的密闭空间；
将可拆卸腔室密闭地固定到所述板的下部并形成处于绝缘气体气氛的所述腔室的内部；
将从所述板的下部突出的所述驱动体的轴和心插入处于绝缘气体气氛的所述腔室内的筒体中，并通过安装在所述板的下部的紧密连结式诱导构件将所述筒体紧密地连结至所述板以形成密封结构；
将所述腔室抽空；
从所述板上拆卸所述腔室；以及
密封紧密连结的所述板和所述筒体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在联接所述壳体和所述板时，联接所述壳体、用于固定所述壳体的连接体以及所述板以形成密封结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成处于绝缘气体气氛的所述腔室的内部时，在使所述驱动体的突出的所述轴和心露出的状态下，将所述可拆卸腔室密闭地固定到所述板的下部，并以特定压力将绝缘气体注入到处于真空状态的所述腔室中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述绝缘气体为氢气。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述绝缘气体为氢气和氮气的混合气体。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，在形成处于绝缘气体气氛的所述腔室的内部时，通过使用连接到所述腔室的气泵注入绝缘气体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在形成处于绝缘气体气氛的所述腔室的内部时，通过气泵将所述腔室的内部抽真空，然后将绝缘气体注入到所述腔室中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在处于绝缘气体气氛的所述腔室内联接筒体时，将从所述板的下部突出的所述轴和心插入所述筒体中，并紧密地连结安装在所述板上的所述紧密连结式诱导构件和形成在所述筒体上的表面突出部，以形成密封结构。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述紧密连结式诱导构件具有圆形橡胶环的形式。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在能够将所述筒体联接到所述板的部分处设置多个紧密连结式诱导构件。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述板和所述筒体紧密地连结和联接的状态下拆卸腔室时，从处于绝缘气体气氛的所述腔室中释放绝缘气体，然后拆卸密闭地固定到所述板的所述腔室。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，在密封时，在所述腔室已被拆卸的状态下，激光焊接所述板和所述筒体。
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