CN109036957A - 一种新型永磁爆炸混合式接触器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型永磁爆炸混合式接触器，包括壳体，壳体内分别设有电磁部分结构、绝缘部分结构、触头部分结构与拉杆，壳体内还包括附加爆炸腔室结构，附加爆炸腔室结构与电磁部分结构均能够驱动所述拉杆并使得触头部分结构产生位移，以控制接触器闭合。本发明新型永磁爆炸混合式接触器为可靠合闸的双触发冗余设计确保接触器在主回路出问题情况下可靠合闸，与纯爆炸式结构相比较，实现了可多次利用接触器本体结构；与纯电磁式或永磁式相比较，爆炸式合闸速度快，整个合闸过程时间为us量级，合闸速度快、安全性能更高；本发明结合了电磁式或永磁式和爆炸式的优势，实现了可重复分合以及特殊场合下的快速合闸，使性价比大大提高。

Description

一种新型永磁爆炸混合式接触器

技术领域

本发明涉及一种接触器，特别涉及一种新型永磁爆炸混合式接触器。

背景技术

接触器广泛应用于光伏发电、新能源、电力系统、石油、化工、煤矿、冶金和电气化铁道等各个领域。主要用于主回路的接通或作为旁路开关对主回路的切换，其合闸可靠性关系到整个电路系统的安全运行。目前接触器的结构主要为纯电磁式或永磁式，此两种结构皆为控制信号触发，线圈通电，再动作合闸。若过程中触发信号或线圈通电的环节出现问题，则接触器无法正常合闸，影响主回路甚至整个系统的安全。传统的纯爆炸式结构多为破坏性，仅一次分断，不可重复使用；纯电磁式或永磁式相比较，爆炸式合闸速度慢，安全性能较差。

发明内容

【1】要解决的技术问题

本发明新型永磁爆炸混合式接触器为可靠合闸的双触发冗余设计、可多次利用提高了经济效果、合闸速度快、安全性能更高的新型永磁爆炸混合式接触器。

【2】解决问题的技术方案

本发明提供一种新型永磁爆炸混合式接触器，包括壳体，所述壳体内分别设有电磁部分结构、绝缘部分结构、触头部分结构与拉杆21，所述壳体内还包括附加爆炸腔室结构，所述附加爆炸腔室结构与所述电磁部分结构均能够驱动所述拉杆21并使得所述触头部分结构产生位移，以控制接触器闭合。

进一步的，所述附加爆炸腔室结构包括炸药腔11，所述炸药腔11为一个下端开口的腔体，所述炸药腔11的下端设有活塞10，所述炸药腔11与所述活塞10之间设有炸药12。

进一步的，所述电磁部分结构包括磁缸6，所述磁缸6上下两端分别设有上磁缸盖1与下磁缸盖7，所述磁缸6内设有静铁芯2，所述静铁芯2下端设有动铁芯3，所述静铁芯2与所述动铁芯3之间设有第一弹簧8，所述动铁芯3的外侧设有导磁环5，所述导磁环5与所述磁缸6之间设有永磁4，所述永磁4的上端设有线圈9，所述线圈9位于所述静铁芯2的外侧，所述动铁芯3的下端延伸至所述下磁缸盖7外侧。

进一步的，所述绝缘部分结构包括绝缘子13，所述绝缘子13上端设有放置腔，所述放置腔内设有内套14，所述内套14内设有第二弹簧16，所述内套14的上端设有第一螺母15；所述触头部分结构包括静触头17，所述静触头17的下端设有第一导电排22，所述第一导电排22延伸至所述壳体的外侧，所述静触头17上设有固定板，所述静触头17的上端设有动触头18，所述动触头18上设有波纹管20，所述波纹管20与所述固定板之间设有绝缘座，所述绝缘座的外壁设有绝缘罩19，所述动触头18的上端设有第二导电排23，所述第二导电排23延伸至所述壳体的外侧。

进一步的，所述电磁部分结构与所述附加爆炸腔室结构之间设有分手杆24；所述绝缘子13的下端连接所述动触头18，所述第二弹簧16内设有所述拉杆21，所述拉杆21向上依次贯穿所述电磁部分结构内的所述第一弹簧8与所述分手杆24后连接所述活塞10。

进一步的，所述绝缘罩19为陶瓷材料，所述绝缘罩19与所述波纹管20、所述固定板固定连接。

进一步的，所述绝缘子13的下端设有螺杆，所述螺杆贯穿所述第二导电排23并连接所述动触头18。

进一步的，所述拉杆21上设有第一凸台，所述第一凸台位于所述第一螺母15的下端及第二弹簧上端，所述第一凸台的上端设有第一外螺纹结构，所述第一外螺纹结构上端连接有光杆结构，所述光杆结构上端连接有第二外螺纹结构；所述拉杆21与所述分手杆24之间设有固定套，所述固定套内设有与所述第二外螺纹结构相对应的第二内螺纹结构，所述拉杆21与所述活塞10之间通过第二螺母固定。

进一步的，所述第一螺母15为开槽螺母，所述第二螺母共有两个，两个所述第二螺母分别位于所述活塞10的上下两端。

进一步的，所述拉杆21与所述分手杆24之间的夹角为90°，所述分手杆24上套设有滑轨。

进一步的，所述磁缸6与所述上磁缸盖1、所述下磁缸盖7之间通过第一螺钉安装。

进一步的，所述动触头18上设有第二凸台与第三凸台，所述第二凸台与所述第三凸台之间设有间距，所述绝缘座与所述波纹管20卡合在所述第二凸台与所述第三凸台之间。

进一步的，所述炸药腔11与所述壳体的上盖之间通过第二螺钉安装。

【3】有益效果

本发明新型永磁爆炸混合式接触器为可靠合闸的双触发冗余设计确保接触器在主回路出问题情况下可靠合闸；纯爆炸式结构多为破坏性，仅一次分断，不可重复使用，本发明较纯爆炸式结构相比较，实现了可多次利用接触器本体结构，减少试验及应用过程的资源浪费；与纯电磁式或永磁式相比较，爆炸式合闸速度快，整个合闸过程时间为us量级可完成，合闸速度快、安全性能更高；本发明结合了电磁式或永磁式和爆炸式的优势，实现了可重复分合以及特殊场合下的快速合闸，使性价比大大提高。

附图说明

图1为本发明新型永磁爆炸混合式接触器整体结构侧视剖面图；

图2为本发明新型永磁爆炸混合式接触器的整体机构正视剖面图；

图3为本发明新型永磁爆炸混合式接触器的动铁芯剖面图；

图4为本发明新型永磁爆炸混合式接触器的电磁部分磁通路径示意图，线圈未通电情况下衔铁保持在释放位置；

图5为本发明新型永磁爆炸混合式接触器的电磁部分磁通路径示意图，线圈通电情况下衔铁移向吸合位置；

图6为本发明新型永磁爆炸混合式接触器的附加爆炸腔室剖面图；

图7为本发明新型永磁爆炸混合式接触器的拉杆示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本发明实施例。

参阅图1至图7，本发明一种新型永磁爆炸混合式接触器，包括壳体，壳体内分别设有电磁部分结构、绝缘部分结构、触头部分结构与拉杆21，在壳体内还包括附加爆炸腔室结构，附加爆炸腔室结构与电磁部分结构均能够驱动所述拉杆21并使得所述触头部分结构产生位移，以控制接触器闭合；电磁部分结构包括磁缸6，在磁缸6上下两端分别设有上磁缸盖1与下磁缸盖7，磁缸6与上磁缸盖1、下磁缸盖7围成一个空心的圆柱体状，在磁缸6内设有静铁芯2，在静铁芯2下端设有动铁芯3，在静铁芯2的中部设有通孔结构，在动铁芯3的中部设有沉孔结构，通孔结构与沉孔结构同轴设置，且沉孔结构的大径等于通孔结构的直径，沉孔结构的小径内设有与第一外螺纹结构相对应的第一内螺纹结构，在通孔结构与沉孔结构上端的大径内设有第一弹簧8，在动铁芯3的外侧设有导磁环5，在导磁环5与磁缸6之间设有永磁4，在永磁4的上端设有线圈9，线圈9位于静铁芯2的外侧，动铁芯3的下端延伸至下磁缸盖7外侧，在本实施例中静铁芯2与上磁缸盖1通过第三螺钉固定，动铁芯3在接触器分闸情况下，可与静铁芯2贴合，呈现主副极面状态，在接触器合闸状态下与下磁缸盖7贴合，永磁4为扇形结构，多块永磁4拼接起来可绕成环状，其充磁方向为径向充磁，分布在导磁环5与磁缸6中间，上面与线圈及其骨架9贴合，导磁环5为圆柱形环状，高度与永磁4相同，外侧与永磁4贴合，内侧与动铁芯3留有一定气隙，防止动铁芯3运动过程中产生摩擦，磁缸6为圆柱型环状，上面与上磁缸盖1通过第一螺钉紧固，下侧与下磁缸盖7通过第一螺钉紧固，侧面璧上留出供线圈9引线输出的孔；第一弹簧8为矩形弹簧，安装在上磁缸盖1、静铁芯2及动铁芯3之间，一侧压在上磁缸盖1上，另一侧压在动铁芯3上，处于压缩状态；线圈9的上端面贴合在上磁缸盖1的下端面，并有一凸包，固定在上磁缸盖1下端面的一个凹槽内，防止线圈9转动，其引出线通过磁缸6壁上的孔引出，安装在静铁芯2与磁缸6之间，下端面与永磁4及导磁环5贴合；附加爆炸腔室结构包括炸药腔11，炸药腔11为一个下端开口的腔体，在炸药腔11的下端设有活塞10，在炸药腔11与活塞10之间设有炸药12，在本实施例中活塞10呈圆形，边上做倒角处理，防止爆炸后活塞10变形导致与炸药腔11卡塞而无法运动，中间设有容拉杆21穿过的通孔，炸药腔11与壳体的上盖之间通过第二螺钉安装，炸药腔11开口处利用活塞10封口，炸药12可选用黑索金或TNT；绝缘部分结构包括绝缘子13，在绝缘子13上端设有放置腔，在放置腔内设有内套14，在内套14内设有第二弹簧16，在内套14的上端设有第一螺母15，在本实施例中第一螺母15为开槽螺母，开槽螺母15为扁圆柱形，侧壁面上有螺纹，与内套14螺纹紧固，上端面为带凹槽的平面，方便开槽螺母15的旋进旋出，中间有孔供拉杆21穿过，下端面为平面，并与拉杆21上的第一凸台贴合；第二弹簧16为矩形弹簧，安装在内套14及开槽螺母15之间，一端压在内套14上，另一端压在贴合在拉杆21上的第一凸台上，处于压缩状态；触头部分结构包括静触头17，静触头17的下端设有第一导电排22，第一导电排22延伸至壳体的外侧并接入主回路，在静触头17上设有固定板，在静触头17的上端设有动触头18，动触头18上设有波纹管20，波纹管20与固定板之间设有绝缘座，绝缘座的外壁设有绝缘罩19，动触头18的上端设有第二导电排23，第二导电排23延伸至所述壳体的外侧并接入主回路，在本实施例中动触头18上设有第二凸台与第三凸台，第二凸台与第三凸台之间设有间距，绝缘座卡合在第二凸台与所述第三凸台之间，动触头18与静触头17的接触及断开动作，完成了接触器的合闸和分断功能，绝缘罩19为陶瓷材料，绝缘罩19与波纹管20、固定板固定连接，利用其促进熄弧及保持真空状态，波纹管20连接动触头18及气密绝缘外壳19，呈波纹状；在电磁部分结构与附加爆炸腔室结构之间设有分手杆24；绝缘子13的下端连接动触头18，在本实施例中绝缘子13的下端设有螺杆，螺杆贯穿第二导电排23并连接动触头18；在第二弹簧16内设有拉杆21，拉杆21向上依次贯穿电磁部分结构内的第一弹簧8与分手杆24后连接活塞10，在本实施例中拉杆21上设有第一凸台，第一凸台位于第一螺母15的下端，第一凸台的上端设有第一外螺纹结构，第一外螺纹结构上端连接有光杆结构，光杆结构上端连接有第二外螺纹结构；拉杆21与所述分手杆24之间设有固定套，固定套内设有与第二外螺纹结构相对应的第二内螺纹结构，拉杆21与活塞10之间通过第二螺母固定，第二螺母共有两个，两个第二螺母分别位于活塞10的上下两端，拉杆21与动铁芯3通过第一外螺纹结构与相对应的第一内螺纹结构配合；拉杆21与分手杆24之间成90°安装，在分手杆24上套设有滑轨，拉杆21与分手杆24形成杠杆作用，利用分手杆24在滑轨上上下移动进行接触器手动分闸合闸。

下面结合本实施例中来详细阐述本发明的使用方法，接触器内含数块永磁4，拼接起来绕成环状，与上磁缸盖1、静铁芯2、动铁芯3、导磁环5、磁缸6、下磁缸盖7组成两个磁通路径，如图4所示，其中一条路径从永磁4的N极出发，经过导磁环5、动铁芯3、静铁芯2、上磁缸盖1、磁缸6，返回永磁4的S极，产生向上的磁力F1，另一条路径从永磁4的N极出发，经过导磁环5、动铁芯3、下磁缸盖7、磁缸6，返回永磁4的S极，产生向下的磁力F2；在分闸状态下，动铁芯3上端面与静铁芯2下端主副极面之间的气隙远小于动铁芯3下端面与下磁缸盖7上端主副极面之间的气隙，因此F1>F2，并克服合闸弹簧8的弹力F_N及真空灭弧室产生自闭力，使得接触器保持在释放位置；当线圈9接收到触发信号后，通电后与上磁缸盖1、静铁芯2、动铁芯3、磁缸6、下磁缸盖7形成磁通路径，磁通方向如图5中所示，此磁通方向与永磁4经过导磁环5、动铁芯3、静铁芯2、上磁缸盖1、磁缸6、返回永磁4产生的磁通(即产生磁力F1的磁通)方向相反，呈抵消趋势，使得磁力F1减小；当向上方向的F1克服向下方向的第一弹簧8产生弹力F_N及真空灭弧室产生自闭力后(或不包含第一弹簧8产生弹力F_N，仅有真空灭弧室产生自闭力)，合力小于向下方向的F2，则使得动铁芯3带动拉杆21、绝缘部分、动触头18向下运动，直到吸合位置处，完成合闸动作，合闸后，主回路中的电流经过静导电排22、静触头17、动触头18、动导电排23，完成接通回路功能；在合闸位置处，如图5所示，静铁芯2、动铁芯3、永磁4、导磁环5、磁缸6、下磁缸盖7组成磁路，动铁芯3上端面与静铁芯2下端面主副极面之间的气隙远大于动铁芯3下端面与下磁缸盖7上端面主副极面之间的气隙，因此F1<F2，且合闸弹簧8的弹力F_N及真空灭弧室自闭力方向始终促进吸合，与F2方向相同，因此合力，使得接触器保持在合闸位。

当主回路出问题情况下，在上述正常触发信号启动线圈9，接触器未接通情况下，立即启动爆炸式，炸药12被点燃，爆炸产生应力快速推动活塞10，活塞10带动拉杆21、动铁芯3、整个绝缘部分结构及动触头18移动至吸合位置，完成接触器合闸动作。

本发明新型永磁爆炸混合式接触器为可靠合闸的双触发冗余设计确保接触器在主回路出问题情况下可靠合闸；纯爆炸式结构多为破坏性，仅一次分断，不可重复使用，本发明较纯爆炸式结构相比较，实现了可多次利用接触器本体结构，减少试验及应用过程的资源浪费；与纯电磁式或永磁式相比较，爆炸式合闸速度快，整个合闸过程时间为us量级可完成，合闸速度快、安全性能更高；本发明结合了电磁式或永磁式和爆炸式的优势，实现了可重复分合以及特殊场合下的快速合闸，使性价比大大提高

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种新型永磁爆炸混合式接触器，包括壳体，所述壳体内分别设有电磁部分结构、绝缘部分结构、触头部分结构与拉杆(21)，其特征在于：所述壳体内还包括附加爆炸腔室结构，所述附加爆炸腔室结构与所述电磁部分结构均能够驱动所述拉杆(21)并使得所述触头部分结构产生位移，以控制接触器闭合。

2.如权利要求1所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述附加爆炸腔室结构包括炸药腔(11)，所述炸药腔(11)为一个下端开口的腔体，所述炸药腔(11)的下端设有活塞(10)，所述炸药腔(11)与所述活塞(10)之间设有炸药(12)。

3.如权利要求2所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述电磁部分结构包括磁缸(6)，所述磁缸(6)上下两端分别设有上磁缸盖(1)与下磁缸盖(7)，所述磁缸(6)内设有静铁芯(2)，所述静铁芯(2)下端设有动铁芯(3)，所述静铁芯(2)与所述动铁芯(3)之间设有第一弹簧(8)，所述动铁芯(3)的外侧设有导磁环(5)，所述导磁环(5)与所述磁缸(6)之间设有永磁(4)，所述永磁(4)的上端设有线圈(9)，所述线圈(9)位于所述静铁芯(2)的外侧，所述动铁芯(3)的下端延伸至所述下磁缸盖(7)外侧。

4.如权利要求3所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述绝缘部分结构包括绝缘子(13)，所述绝缘子(13)上端设有放置腔，所述放置腔内设有内套(14)，所述内套(14)内设有第二弹簧(16)，所述内套(14)的上端设有第一螺母(15)；所述触头部分结构包括静触头(17)，所述静触头(17)的下端设有第一导电排(22)，所述第一导电排(22)延伸至所述壳体的外侧，所述静触头(17)上设有固定板，所述静触头(17)的上端设有动触头(18)，所述动触头(18)上设有波纹管(20)，所述波纹管(20)与所述固定板之间设有绝缘座，所述绝缘座的外壁设有绝缘罩(19)，所述动触头(18)的上端设有第二导电排(23)，所述第二导电排(23)延伸至所述壳体的外侧。

5.如权利要求4所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述电磁部分结构与所述附加爆炸腔室结构之间设有分手杆(24)；所述绝缘子(13)的下端连接所述动触头(18)，所述第二弹簧(16)内设有所述拉杆(21)，所述拉杆(21)向上依次贯穿所述电磁部分结构内的所述第一弹簧(8)与所述分手杆(24)后连接所述活塞(10)。

6.如权利要求4所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述绝缘罩(19)为陶瓷材料，所述绝缘罩(19)与所述波纹管(20)、所述固定板固定连接。

7.如权利要求5所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述绝缘子(13)的下端设有螺杆，所述螺杆贯穿所述第二导电排(23)并连接所述动触头(18)。

8.如权利要求5所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述拉杆(21)上设有第一凸台，所述第一凸台位于所述第一螺母(15)的下端及第二弹簧上端，所述第一凸台的上端设有第一外螺纹结构，所述第一外螺纹结构上端连接有光杆结构，所述光杆结构上端连接有第二外螺纹结构；所述拉杆(21)与所述分手杆(24)之间设有固定套，所述固定套内设有与所述第二外螺纹结构相对应的第二内螺纹结构，所述拉杆(21)与所述活塞(10)之间通过第二螺母固定。

9.如权利要求8所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述第一螺母(15)为开槽螺母，所述第二螺母共有两个，两个所述第二螺母分别位于所述活塞(10)的上下两端。

10.如权利要求5所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述拉杆(21)与所述分手杆(24)之间的夹角为90°，所述分手杆(24)上套设有滑轨。

11.如权利要求3所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述磁缸(6)与所述上磁缸盖(1)、所述下磁缸盖(7)之间通过第一螺钉安装。

12.如权利要求6所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述动触头(18)上设有第二凸台与第三凸台，所述第二凸台与所述第三凸台之间设有间距，所述绝缘座与所述波纹管(20)卡合在所述第二凸台与所述第三凸台之间。

13.如权利要求2所述的新型永磁爆炸混合式接触器，其特征在于：所述炸药腔(11)与所述壳体的上盖之间通过第二螺钉安装。