CN110957163A - 水陆两用大电流开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水陆两用大电流开关，包括触点底座(1)、开关壳体(2)、开关旋钮(3)、开关旋帽(4)，其特征在于：触点底座(1)底部设有分离式开关触点(11)，触点底座(1)内部设有一体式开关触点(5)、磁铁座(6)、两个永磁铁(61)以及触点座上盖(7)；触点底座(1)安装于开关壳体(2)底部，开关壳体(2)上还设有密封圈(21)，开关旋钮(3)通过开关旋帽(4)固定于开关壳体(2)上端内部，且开关旋钮(3)底部也设有磁铁座(31)和四个永磁铁(311)，该结构只用“O”形圈进行静密封，并且设计有压力补偿，可保证开关的闭合与断开不受水深影响，使用安全可靠；开关内部的永磁铁不易消磁，使用寿命长；开关不易受外界磁场干扰，且具备状态保持能力，可直接通过大电流。

Description

水陆两用大电流开关
技术领域
本发明属于水下大电流开关技术领域，具体涉及水陆两用大电流开关。
背景技术
现有的安装在水下航行器、水下娱乐设备、海底勘探设备等水下设备的开关，主要采用“O”形密封圈做动密封，或是将开关控制部分用单独的密封盖进行密封。密封圈做防水动密封，易受水深变化、密封圈老化及磨损的影响，可靠性较低；用密封盖进行密封则操作不便，不能直接在水下完成上下电操作，不适合用于载人设备。
现有技术空气中使用的开关没有做防水处理，不能直接应用于水下；而现有技术的磁感应式水下开关外形结构独特，或需要外置磁铁，在深水条件下使用可靠性低，在空气中则操作不便，且不能承受大电流。
经过查阅有可承受大电压的“水下电气开关(CN207319972U)”，但其采用“O”形密封圈进行动密封，需经常更换密封圈，且弹簧活动部分没有做压力平衡设计，只能在浅水条件下使用，处于深水时开关会受水压影响而错误接通；“水下专用开关(CN108320941A)”采用磁力控制触点的导通，在空气中、深水条件都可使用，但它采用两磁体间的侧向吸引力进行力的传导，没有正向相对移动的作用力大，不是最佳设计方案，此设计方案中开关导通时磁铁B上会有电流，多次使用后会改变磁铁B的磁场分布，磁铁B消磁较快，不适合长期使用；“一种分离式水下开关(CN206628417U)”采用磁铁控制干簧管的通断，再用干簧管控制继电器的通断，从而用继电器去控制电源的通断，但干簧管易受周围磁场影响而错误导通，该开关在使用时必须保证周围不存在强磁场；“一种水下自锁式感应开关(CN203707018U)与“一种分离式水下开关(CN206628417U)”都采用磁性开关，有类似不足之处；“一种水下无人机的防水开关及水下无人机(CN205810631U)”也是采用“O”形密封圈进行动密封，不适合用于深水；“一种水下用弹性保护膜式按键开关结构(CN108257807A)”内部充有液压油，有压力平衡机制，可在深水条件下使用，但其属于点触式按键，不能保持状态，不能直接通过大电流；“一种用于水下设备的模式选择开关(CN204557134U)”也不能通过大电流；“用于自主水下机器人通断电的磁开关(CN107578951A)”避开的动密封存在的问题，其设计可满足深水条件下的使用，有流通大电流的能力，但其实施例二铜片与磁铁是直接贴合连接，磁铁流通电流后很容易消磁，有效使用次数低，实施例一中钢片与磁铁靠近时，磁铁可以把钢片吸起，但由于钢片不具有强指向性的磁场，因此外部条形磁铁旋转时，不能有效保证钢片也跟随旋转，此开关在实际使用时可靠性较低。
因此，如何提供一种开关性能与水深基本无关，空气中和水下可同时使用，不易受外界强磁场干扰，磁性开关不容易消磁，可流通大电流，且有效使用次数多(10万次以上)、可靠性高的开关已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供了水陆两用大电流开关。
具体采用了以下设计结构及设计方案：
水陆两用大电流开关，包括触点底座(1)、开关壳体(2)、开关旋钮(3)、开关旋帽(4)，触点底座(1)底部设有分离式开关触点(11)，触点底座(1)内部设有一体式开关触点(5)、磁铁座(6)、两个永磁铁(61)以及触点座上盖(7)；触点底座(1)安装于开关壳体(2)底部，开关壳体(2)上还设有密封圈(21)，开关旋钮(3)通过开关旋帽(4)固定于开关壳体(2)上端内部，且开关旋钮(3)底部也设有磁铁座(31)和四个永磁铁(311)。
优选的，所述触点底座(1)和触点座上盖(7)上分别对应开设螺孔(12)和螺孔(71)，触点座上盖(7)通过螺钉(8)固定在触点底座(1)上，且将一体式开关触点(5)、磁铁座(6)、两个永磁铁(61)构成的活动触点固定于触点底座(1)内部。
优选的，所述开关壳体(2)底部两侧设有对称的凹口(22)，开关壳体(2)上端设有弧形导槽(23)。
优选的，所述触点底座(1)两侧设有对称的凸台(13)，凸台(13)和凹口(22)位置相对应，触点底座(1)通过凸台(13)固定于开关壳体(2)内部。
优选的，所述一体式开关触点(5)以及磁铁座(6)底部中心分别设有对应的螺孔(51)和螺孔(62)，一体式开关触点(5)通过螺钉(8)固定于磁铁座(6)底部。
优选的，所述磁铁座(31)侧面对称设有凸台(312)，且磁铁座(31)侧面还设有四个对称的导槽(313)，凸台(312)与弧形导槽(23)相对应。
优选的，开关旋帽(4)与开关旋钮(3)之间有竖直导槽(41)。
本发明的工作原理如下：
本发明由触点底座(1)、开关壳体(2)、开关旋钮(3)、开关旋帽(4)构成一个整体开关，且触点底座(1)底部设有分离式开关触点(11)，触点底座(1)内部设有一体式开关触点(5)、磁铁座(6)、两个永磁铁(61)以及触点座上盖(7)；触点底座(1)安装于开关壳体(2)底部，开关壳体(2)上还设有密封圈(21)，开关旋钮(3)通过开关旋帽(4)固定于开关壳体(2)上端内部，且开关旋钮(3)底部也设有磁铁座(31)和四个永磁铁(311)，磁铁座(6)内的永磁铁(61)向下移动，一体式开关触点(5)与分离式开关触点(11)相接触时开关闭合；磁铁座(6)内的永磁铁(61)向上移动，一体式开关触点(5)与分离式开关触点(11)相接触时开关断开，采用永磁非接触式传动原理，将水下开关的动密封问题转换成静态密封，利用磁力控制开关触点的闭合与断开；
磁铁座(31)侧面还设有四个对称的导槽(313)，开关旋帽(4)内部的水可以从导槽(313)流进流出，采用动态进出水结构设计，确保开关旋钮内外水压平衡，满足深水使用要求。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
1.现有技术的“水下电气开关”与“一种水下无人机的防水开关及水下无人机”相比，使用“O”形圈进行动密封，且无压力补偿，而本发明的所述水陆两用大电流开关，只用“O”形圈进行静密封，密封更加可靠，并且设计有压力补偿，可保证开关的闭合与断开不受水深影响。
2.现有技术的“水下专用开关”与“用于自主水下机器人通断电的磁开关”相比，本发明的所述水陆两用大电流开关，采用磁铁间的正向相对作用力，作用力大，使用过程中更加可靠，且在永磁铁上不会有电流流过，磁铁不易消磁，开关使用寿命长。
3.现有技术的“一种分离式水下开关”相比，本发明的所述水陆两用大电流开关，不易受外界磁场干扰而导致开关误动作。
4.现有技术的“一种水下用弹性保护膜式按键开关结构”与“一种用于水下设备的模式选择开关”相比，本发明的所述水陆两用大电流开关，具备状态保持能力，可直接通过大电流。
附图说明
图1为本发明的分解结构示意图；
图2为本发明的整体结构示意图；
图3为本发明的内部结构分解图；
图4为本发明的活动触点结构分解图；
图5为本发明的开关旋钮结构分解图；
图6为本发明的整体结构剖面图；
图7为本发明的开关旋钮内部磁铁极性排布图；
图8为本发明的开关闭合与断开工作状态示意图；
附图标号：1—触点底座；11—分离式开关触点；12—螺孔；13—凸台；2—开关壳体；21—密封圈；22—凹口；23—弧形导槽；3—开关旋钮；31—磁铁座；311—永磁铁；312—凸台；313—导槽；4—开关旋帽；41—竖直导槽；5—一体式开关触点；51—螺孔；6—磁铁座；61—永磁铁；62—螺孔；7—触点座上盖；71—螺孔；8—螺钉。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明。
如说明书附图1-6所示，水陆两用大电流开关，包括触点底座1、开关壳体2、开关旋钮3、开关旋帽4，触点底座1底部设有分离式开关触点11，触点底座1内部设有一体式开关触点5、磁铁座6、两个永磁铁61以及触点座上盖7；触点底座1安装于开关壳体2底部，开关壳体2上还设有密封圈21，开关旋钮3通过开关旋帽4固定于开关壳体2上端内部，且开关旋钮3底部也设有磁铁座31和四个永磁铁311，其中触点底座1、触点座上盖7、磁铁座6和磁铁座31均采用耐高温的非金属绝缘材料，保证磁铁座6和磁铁座31的永磁铁61和永磁铁311上没有电流通过，防止永磁铁61和永磁铁311消磁，提高开关的使用寿命。
进一步地，触点底座1和触点座上盖7上分别对应开设螺孔12和螺孔71，触点座上盖7通过螺钉8固定在触点底座1上，且将一体式开关触点5、磁铁座6、两个永磁铁61构成的活动触点固定于触点底座1内部，活动触点在触点底座1内部上下移动。
进一步地，开关壳体2底部两侧设有对称的凹口22，开关壳体2上端设有弧形导槽23。
进一步地，触点底座1两侧设有对称的凸台13，凸台13和凹口22位置相对应，触点底座1通过凸台13固定于开关壳体2内部。
进一步地，一体式开关触点5以及磁铁座6底部中心分别设有对应的螺孔51和螺孔62，一体式开关触点5通过螺钉8固定于磁铁座6底部。
进一步地，磁铁座31侧面对称设有凸台312，且磁铁座31侧面还设有四个对称的导槽313，开关旋帽4内部的水可以从导槽313流进流出，保证开关旋帽4内部压力平衡，使开关的闭合、断开不受水深的影响；凸台312与弧形导槽23相对应，开关旋钮3可在弧形导槽23旋转90°。
进一步地，开关旋帽4与开关旋钮3之间有竖直导槽41，当凸台312离开弧形导槽23进入竖直导槽41时，开关旋钮3被限位，不会发生转动。
具体实施方式如下：
使用时，将开关壳体2固定在设备的壳体上，分离式开关触点11开关处于设备壳体内部，如说明书附图7所示，按下凸台312进入弧形导槽23内，开关旋钮3旋转90°，此时永磁铁61和永磁铁311处于轴对称位置，但永磁铁61和永磁铁311之间的相对磁性发生变化，由吸引变为排斥或是由排斥变为吸引；当磁铁座6内的永磁铁61与开关旋钮3内的永磁铁311排斥时，磁铁座6内的永磁铁61向下移动，一体式开关触点5与分离式开关触点11相接触，开关闭合；当磁铁座6内的永磁铁61与开关旋钮3内的永磁铁311吸引时，磁铁座6内的永磁铁61向上移动，一体式开关触点5与分离式开关触点11相接触，开关断开，且此时凸台312进入竖直导槽41，开关旋钮3不能旋转。
本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，上述实施例只是为了帮助解释和说明本发明，而不是对本发明的保护范围进行限制，只要设计与本发明的设计相同或者是只要是等同替换的都落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.水陆两用大电流开关，包括触点底座(1)、开关壳体(2)、开关旋钮(3)、开关旋帽(4)，其特征在于：触点底座(1)底部设有分离式开关触点(11)，触点底座(1)内部设有一体式开关触点(5)、磁铁座(6)、两个永磁铁(61)以及触点座上盖(7)；触点底座(1)安装于开关壳体(2)底部，开关壳体(2)上还设有密封圈(21)，开关旋钮(3)通过开关旋帽(4)固定于开关壳体(2)上端内部，且开关旋钮(3)底部也设有磁铁座(31)和四个永磁铁(311)。
2.根据权利要求1所述的水陆两用大电流开关，其特征在于：所述触点底座(1)和触点座上盖(7)上分别对应开设螺孔(12)和螺孔(71)，触点座上盖(7)通过螺钉(8)固定在触点底座(1)上，且将一体式开关触点(5)、磁铁座(6)、两个永磁铁(61)构成的活动触点固定于触点底座(1)内部。
3.根据权利要求1所述的水陆两用大电流开关，其特征在于：所述开关壳体(2)底部两侧设有对称的凹口(22)，开关壳体(2)上端设有弧形导槽(23)。
4.根据权利要求3所述的水陆两用大电流开关，其特征在于：所述触点底座(1)两侧设有对称的凸台(13)，凸台(13)和凹口(22)位置相对应，触点底座(1)通过凸台(13)固定于开关壳体(2)内部。
5.根据权利要求2所述的水陆两用大电流开关，其特征在于：所述一体式开关触点(5)以及磁铁座(6)底部中心分别设有对应的螺孔(51)和螺孔(62)，一体式开关触点(5)通过螺钉(8)固定于磁铁座(6)底部。
6.根据权利要求3所述的水陆两用大电流开关，其特征在于：所述磁铁座(31)侧面对称设有凸台(312)，且磁铁座(31)侧面还设有四个对称的导槽(313)，凸台(312)与弧形导槽(23)相对应。
7.根据权利要求1所述的水陆两用大电流开关，其特征在于：开关旋帽(4)与开关旋钮(3)之间有竖直导槽(41)。
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