CN108899252A - 一种高效灭弧的继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效灭弧的继电器，属于继电器技术领域。一种高效灭弧的继电器，包括灭弧室壳体、静触点、动触点和驱动动触点上下升降的升降装置，灭弧室壳体内成型有容置槽，容置槽内设置有灭弧磁铁，静触点和动触点在由灭弧磁铁构成的磁场内工作；静触点下端部由上至下穿设在灭弧磁铁内；动触点位于静触点下端并设置在灭弧磁铁内；灭弧磁铁内的磁场方向与电流方向垂直或近似垂直的角度；灭弧磁铁是一空心磁铁或是一U型磁铁或是两个单磁铁。本发明比现有技术提供了一种对接线无极性要求，同时通过采用内磁场磁吹灭弧的原理制作本继电器。提供了一种能兼容市面上绝大部分继电器产品的继电器壳体设计方案。
Description
技术领域
本发明属于继电器技术领域，特指一种高效灭弧的继电器。
背景技术
目前，继电器是一种电控制器件，是当输入量激励量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统又称输入回路和被控制系统又称输出回路之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
在有触点电器中，触点接通和分断电流的过程往往伴随着电弧的产生及熄灭。电弧是一种气体放电现象，对电器具有一定的危害。
而且现有的灭弧方式不仅结构复杂，而且对接线的极性有要求。在实际运用过程中如果接线接反了，不仅不会灭弧而且会加剧电弧的聚集。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现高效灭弧的继电器。
本发明的目的是这样实现的：一种高效灭弧的继电器，包括灭弧室壳体、静触点、动触点和驱动动触点上下升降的升降装置，所述灭弧室壳体内成型有容置槽，容置槽内设置有灭弧磁铁，所述静触点和动触点在由所述灭弧磁铁构成的磁场内工作；所述静触点下端部由上至下穿设在所述灭弧磁铁内；所述动触点位于所述静触点下端并设置在所述灭弧磁铁内；所述灭弧磁铁内的磁场方向与电流方向垂直或近似垂直的角度；所述灭弧磁铁是一空心磁铁或是一U型磁铁或是两个单磁铁。
优选地，所述容置槽的两侧分别成型有一置物腔；置物腔内固设有一所述单磁铁；两个所述单磁铁组成的内磁场方向是左端是N极，右端是S极且两个所述单磁铁同向并列放置处于相斥状态。
优选地，所述容置槽的两侧分别成型有一置物腔；所述U型磁铁的两端分别固设在所述其中一个所述置物腔内；所述U型磁铁的内磁场方向是左端是N极，右端是S极，所述所述静触点和动触点在由所述U型磁铁构成的磁场内工作。
优选地，所述容置槽内设置有一空心磁铁，所述静触点下端部由上至下穿设在所述空心磁铁内，所述动触点位于所述静触点的下端并设置在所述空心磁铁内；所述空心磁铁内的磁场方向与所述电流方向垂直或近似垂直的角度。
优选地，所述空心磁铁的内磁场方向是左端是N极，右端是S极。
优选地，所述空心磁铁的上端部成型有若干个安装孔，所述静触点由上至下穿过所述安装孔。
优选地，所述空心磁铁的两侧分别成型有若干个供电弧穿过的通孔。
优选地，所述灭弧室壳体包括有内层壳体和外层壳体，所述内层壳体和外层壳体之间成型有所述容置槽；所述内层壳体两侧成型有若干根用于阻断电弧的第一灭弧栅格。
优选地，所述灭弧室壳体包括有内层壳体和外层壳体，所述内层壳体和外层壳体之间成型有所述容置槽；所述外层壳体两侧成型有若干个用于阻断电弧的第二灭弧栅格。
优选地，所述灭弧室壳体的下端部设置有一轭铁，轭铁中部成型有壳体定位孔，所述灭弧室壳体下端部成型有与所述壳体定位孔适配的安装柱。
优选地，所述轭铁上还成型有至少一个限位孔，所述限位孔与所述灭弧室壳体轴孔配合实现限位。
优选地，所述空心磁铁的截面形状是环形。
优选地，所述动触点内穿设有一推杆，推杆下端部的外侧套设有运动铁芯。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1.本发明通过一块空心的磁铁就可以实现灭弧的作用，结构非常巧妙。而且本灭弧方式有别于其他灭弧方式，对接线无极性的要求；而且这样设计的结构，磁场强度大，提高了灭弧速度，使电弧对触点的损害减少到最低程度，大大延长了产品的使用寿命。
2.本发明通过设置栅格等各种方式能够进一步增加灭弧的效果。比现有技术能够取得更好的灭弧效果。
3.本发明比现有技术提供了一种对接线无极性要求，同时通过采用内磁场磁吹灭弧的原理制作本继电器。并利用这种原理，提供了一种简单易行的能兼容市面上绝大部分继电器产品的继电器壳体设计方案。这样的方案能够容纳至少三种本发明中所述的灭弧磁铁的结构，具有非常高的兼容性。本继电器领域是已经普遍应用的成熟产品，设计空间非常小，基本上没有什么可以再改进的地方，本发明在传统继电器灭弧方式上，通过进一步改进磁铁的放置方式，改进磁铁的设计结构以及改进磁铁与灭弧室壳体之间的装配关系和位置关系，从而比现有技术达到了更好的灭弧效果。
4.本发明具体的说明了其中一种采用双磁铁的磁吹灭弧的继电器。通过采用双磁铁的设计方案，只需要两个普通的磁铁，通过将两个磁铁按照设定角度放置，就可以用最低成本的方式实现高效的灭弧。这样的灭弧方案，非常符合实际生产的要求。
5.本发明还提供了一种通过一个U型磁铁就可以同样实现高效灭弧的方法，在目前的继电器的配件市场中，是仅次于常规磁铁的最常见的一种磁铁的形状，而且利用U型磁铁在装配的过程中还具有安装方便快速，定位简单的好处。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构简图；
图2是图1隐藏灭弧室壳体之后的结构简图；
图3是灭弧室壳体的结构简图；
图4是轭铁的结构简图；
图5是空心磁铁的结构简图；
图6是图1的全剖视图；
图7是本发明灭弧原理图；
图8是本发明实施例三的全剖视图之一；
图9是本发明实施例三的全剖视图之二；
图10是本发明实施例三的灭弧原理图；
图11是本发明实施例四的全剖视图；
图12是本发明实施例四的灭弧原理图；
图中：1-灭弧室壳体；2-静触点；3-动触点；4-空心磁铁；5-推杆；6-轭铁；7-运动铁芯；8-U型磁铁；9-单磁铁；11-容置槽；12-内层壳体；13-外层壳体；14-第二灭弧栅格；15-第一灭弧栅格；16-安装柱；17-置物腔；41-安装孔；42-通孔；61-壳体定位孔；62-限位孔；91-电弧；92-电弧移动方向；93-电流方向；94-磁场方向。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明做进一步描述。
实施例一：如图1-7所示,一种高效灭弧的继电器，包括灭弧室壳体1、静触点2、动触点3和驱动动触点3上下升降的升降装置，所述灭弧室壳体1内成型有容置槽11，容置槽11内设置有灭弧磁铁，所述静触点2和动触点3在由所述灭弧磁铁构成的磁场内工作；所述静触点2下端部由上至下穿设在所述灭弧磁铁内；所述动触点3位于所述静触点2的下端并设置在所述灭弧磁铁内；所述灭弧磁铁4内的磁场方向与电流方向垂直或近似垂直的角度；所述灭弧磁铁是一空心磁铁4或是一U型磁铁8或是两个单磁铁9。
本技术方案具体的公开了一种高兼容性的继电器制作方案，同时利用把握磁铁中磁极的方向与电流方向之间的关系，开发了三种继电器的保护方案。这三种方案各有优缺点，在实际使用过程中可以根据不同的使用场景采用不同的灭弧磁铁的结构从而能够进一步实现高效灭弧的目标。本技术方案其核心点在于对磁场方向的设计，配合动触点3和静触点2之间的电流方向，就可以实现无接线极性的高效灭弧的目标。同时本设计的另一个核心重点是动触点3和静触点2的工作区域必须要设计在灭弧磁铁产生的垂直于电流方向的磁场内。具体的可参考“左手定则”以及百度百科中，关于灭弧的描述，这里不多做赘述。
优选地，所述容置槽11内设置有一空心磁铁4；所述空心磁铁4的内磁场方向是左端是N极，右端是S极。
本技术方案具体的公开了一种利用空心磁铁4实现灭弧的继电器，通过将电弧拉长的方式灭弧，因为在拉长的过程中，电弧电压将会增大，从而改变电弧的伏安特性。在直流电弧中，其静伏安特性上移，电弧可以熄灭；在交流电弧中，由于燃弧电压的提高，电弧重燃困难。本技术方案所述“近似垂直的角度”，应当在符合灭弧的基本原理上进行，这里不多做举例。从实际的使用结果中，垂直是最优化的效果。
例如,本技术方案中，如图7所示，当电流的方向是右边触点垂直纸面向里，左边触点垂直纸面向外时，而此时磁力线的走向是与纸面平行的左右方向，此时根据左手定则，磁极两端的电弧分别被往两边拉伸，也就是说，此时左边电弧向上，右边电弧向下，从而导致电弧被拉长或拉断或者被灭弧栅格阻断，从而实现了灭弧的作用。
而当电流方向是左边触点垂直纸面向里、右边触点向外垂直纸面时，电弧的拉伸方向是左边电弧向下，右边电弧向上。因此无论电流方向如何，两边电弧的拉伸方向是相反的。
这样的设计可以充分的利用目前继电器的传统结构，对电流方向没有要求，相比与传统灭弧装置，不用担心接线的问题，更加安全更加便捷。本技术方案所述的电流方向，是从其中一个静触点经动触点之后流到另一个动触点。关于这种的流向，是继电器产品特性决定，这里不多做赘述。
本技术方案具体的说明了一种空心磁铁4的内磁场设计方案。此时电弧在N极的一侧是平行纸面向上运动，在S极一端的电弧是平行纸面向下运动，这样的设计就可以通过拉长电弧的方式实现灭弧的功能。
优选地，所述空心磁铁4的上端部成型有若干个安装孔41，所述静触点2由上至下穿过所述安装孔41。
本技术方案具体的说明了一种静触点2的安装方式，优选地，此时静触点2的数量是两个，安装孔41的数量也是两个。这样的安装方式可以在不影响磁铁极性情况尽可能的减少对磁铁加工的要求。而且轴孔的配合方式从一定程度也可以增加静触点2安装的稳定性。
优选地，所述空心磁铁4的两侧分别成型有若干个供电弧穿过的通孔42。
本技术方案具体的说明了一种灭弧的方式。采用通孔42的方式进行灭弧能在原有基础上进一步的增加灭弧的效果。
优选地，所述灭弧室1在通孔42处成型有若干个能阻断电弧的第一灭弧栅格15、第二灭弧栅格14，第一灭弧栅格15、第二灭弧栅格14包括有若干根灭弧杆。
这样的方式可以在利用通孔42实现灭弧的基础上，利用栅格进一步的进行灭弧的处理，从而更进一步的增加灭弧的效果。
优选地，所述灭弧室壳体1包括有内层壳体12和外层壳体13，所述内层壳体12和外层壳体13之间成型有所述容置槽11；所述内层壳体12两侧成型有若干根用于阻断电弧的第一灭弧栅格15。
本技术方案通过在灭弧室壳体1上分别设立内层壳体12和外层壳体13，并通过内外层壳体13之间的空隙设立所述空心磁铁4，这样的设计方案能让空心磁铁4被固定的更加稳定。同时第一灭弧栅格15的设计能进一步增加阻断电弧的能力，进一步增加灭弧效果。
优选地，所述所述灭弧室壳体1包括有内层壳体12和外层壳体13，所述内层壳体12和外层壳体13之间成型有所述容置槽11；所述外层壳体13两侧成型有若干个用于阻断电弧的第二灭弧栅格14。
本技术方案所述第二灭弧栅格14可以能够进一步的增加灭弧效果。
优选地，所述灭弧室壳体1的下端部设置有一轭铁6，轭铁6中部成型有壳体定位孔61，所述灭弧室壳体1下端部成型有与所述壳体定位孔61适配的安装柱16。
优选地，所述轭铁6上还成型有至少一个限位孔62，所述限位孔62与所述灭弧室壳体1轴孔配合实现限位。
请注意，轭铁是继电器产品里面的专业部件，其结构和原理均属于现有技术，这里不多做赘述。
优选地，所述动触点内穿设有一推杆，推杆下端部的外侧套设有运动铁芯。
本技术方案具体的说明了一种继电器得结构原理，这样的方式结构紧凑，原理清晰，是优选地结构原理。
实施例二：如图5所示,本实施例与实施例一基本一致，其不同点在于：优选地，所述空心磁铁4的截面形状是圆环形。
本技术方案所述的环形，优选地是指整体的空心磁铁4的外形呈圆柱形，磁铁内部是空心的结构，这样的设计可以增加磁场强度，节约材料，降低成本。本技术方案所述的环形截面是圆环形或者方形的形状。同时请注意，如图5所示,即便是改变了外形,但是磁极的方向是确定的和唯一的。
实施例三，本实施例与实施例一基本一致，其不同点在于：如图8-10所示，优选地，所述容置槽11的两侧分别成型有一置物腔17；置物腔17内固设有一所述单磁铁9；两个所述单磁铁9组成的内磁场方向是左端是N极，右端是S极且两个所述单磁铁9同向并列放置处于相斥状态。
本技术方案具体的说明了一种采用双磁铁的磁吹灭弧的继电器。通过采用双磁铁的设计方案，只需要两个普通的磁铁，通过将两个磁铁按照设定角度放置，就可以用最低成本的方式实现高效的灭弧。这样的灭弧方案，非常符合实际生产的要求。在实际使用中，必须要特别注意两块磁铁为同向并列放置，使得两块磁铁处于相斥的状态，同时保证静触点2和动触点3在两块磁铁之间产生的磁场中工作。此时再配合电流的流向以及电弧产生的原理，就可以很好的实现灭弧的效果了。具体电弧产生的原因，以及磁吹灭弧的原理，在百度百科上均有详细描述，这里不多做赘述。
实施例四，本实施例与实施例一基本一致，其不同点在于：如图11-12所示，优选地，所述容置槽11的两侧分别成型有一置物腔17；所述U型磁铁8的两端分别固设在所述其中一个所述置物腔17内；所述U型磁铁8的内磁场方向是左端是N极，右端是S极，所述所述静触点2和动触点3在由所述U型磁铁8构成的磁场内工作。
本技术方案具体的说明了一种通过U型磁铁8的设计实现高效灭弧的方式。在实际场景中，往往U型磁铁8有两个脚。这两个脚可以分别设置在两侧的置物腔17内，这样既可以实现固定又可以方便安装。设置在一些优选地的使用场景里，U型磁铁8的脚的尺寸可以跟实施例三种普通磁铁的实施例通用。这样就可以大大的增加灭弧室壳体1的通用性。本技术方案所述的“U型磁铁8构成的磁场内工作”可以理解为是在U型磁铁8的两个脚之间构成的磁场中工作。此时磁场的效果可以等同成实施例三中所述的两个磁铁的技术方案。需注意，本实施例与实施例三所述的结构有共通点，因而附图8中所示的结构同样适用于本实施例所述的结构，图8与图11和图12的组合才是本实施例完整想要表达的技术方案。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效灭弧的继电器，包括灭弧室壳体(1)、静触点(2)、动触点(3)和驱动动触点(3)上下升降的升降装置，其特征在于：所述灭弧室壳体(1)内成型有容置槽(11)，容置槽(11)内设置有灭弧磁铁，所述静触点(2)和动触点(3)在由所述灭弧磁铁构成的磁场内工作；所述静触点(2)下端部由上至下穿设在所述灭弧磁铁内；所述动触点(3)位于所述静触点(2)的下端并设置在所述灭弧磁铁内；所述灭弧磁铁(4)内的磁场方向与电流方向垂直或近似垂直的角度；所述灭弧磁铁是一空心磁铁(4)或是一U型磁铁(8)或是两个单磁铁(9)。
2.根据权利要求1所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述容置槽(11)的两侧分别成型有一置物腔(17)；置物腔(17)内固设有一所述单磁铁(9)；两个所述单磁铁(9)组成的内磁场方向是左端是N极，右端是S极且两个所述单磁铁(9)同向并列放置处于相斥状态。
3.根据权利要求1所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述容置槽(11)的两侧分别成型有一置物腔(17)；所述U型磁铁(8)的两端分别固设在所述其中一个所述置物腔(17)内；所述U型磁铁(8)的内磁场方向是左端是N极，右端是S极，所述静触点(2)和动触点(3)在由所述U型磁铁(8)构成的磁场内工作。
4.根据权利要求1所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述容置槽(11)内设置有一空心磁铁(4)；所述空心磁铁(4)的内磁场方向是左端是N极，右端是S极。
5.根据权利要求4所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述空心磁铁(4)的上端部成型有若干个安装孔(41)，所述静触点(2)由上至下穿过所述安装孔(41)。
6.根据权利要求4所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述空心磁铁(4)的两侧分别成型有若干个供电弧穿过的通孔(42)。
7.根据权利要求4所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述灭弧室壳体(1)包括有内层壳体(12)和外层壳体(13)，所述内层壳体(12)和外层壳体(13)之间成型有所述容置槽(11)；所述内层壳体(12)两侧成型有若干根用于阻断电弧的第一灭弧栅格(15)。
8.根据权利要求4所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述灭弧室壳体(1)包括有内层壳体(12)和外层壳体(13)，所述内层壳体(12)和外层壳体(13)之间成型有所述容置槽(11)；所述外层壳体(13)两侧成型有若干个用于阻断电弧的第二灭弧栅格(14)。
9.根据权利要求4所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述灭弧室壳体(1)的下端部设置有一轭铁(6)，轭铁(6)中部成型有壳体定位孔(61)，所述灭弧室壳体(1)下端部成型有与所述壳体定位孔(61)适配的安装柱(16)。
10.根据权利要求4所述的高效灭弧的继电器，其特征在于：所述轭铁(6)上还成型有至少一个限位孔(62)，所述限位孔(62)与所述灭弧室壳体(1)轴孔配合实现限位；所述空心磁铁(4)的截面形状是环形；所述升降装置包括有一穿设在所述动触点(3)内部的推杆(5)，推杆(5)下端部的外侧套设有运动铁芯(7)。
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