CN111584308B - 一种可更换式接触装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可更换式接触装置，包括：两个静触头模块和一个动触头模块；两个静触头模块和一个动触头模块均位于接触器腔体内；其中，两个静触头模块分别固定在接触器腔体的底部；一个动触头模块安装在接触器腔体的顶部；动触头模块可在接触器腔体内沿轴线方向作伸缩运动，实现动触头模块与两个静触头模块的搭接和分离。本发明通过一种新型的静触头模块和动触头模块的设计，达到触头可更换且耐烧蚀的效果，在增加接触器使用寿命的同时降低接触器的更换成本。

Description

一种可更换式接触装置

技术领域

本发明属于接触器/继电器设计技术领域，尤其涉及一种可更换式接触装置。

背景技术

目前，传统的大功率接触器为螺线管式直动结构，将静触头的接触部分及动触头密封或封闭在接触腔体内。其中，静触头及动触头分别为一体式结构，通过电磁系统控制动触头动作：当动、静触头接触时，电路导通；当动、静触头分离时，电路断开。

动、静触头分离时，大功率负载分断所产生的电弧会烧蚀触头表面，多次烧蚀后的触头接触性能变差，导致接触器使用寿命降低。因此部分接触器的接触腔体为密封结构，向密封腔体内充灭弧气体，在一定程度上可起到息弧的效果。但是，密封腔体的加工涉及多道特种工艺，成本较高；且当触点严重烧蚀后，接触器的寿命终止，必须更换整个接触器。导致厂家的生产成本、维护成本以及用户的使用成本均较高。

发明内容

本发明解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种可更换式接触装置，通过一种新型的静触头模块和动触头模块的设计，达到触头可更换且耐烧蚀的效果。在降低接触器工艺要求及降低更换成本的基础上，降低了接触器的生产成本并提高了接触器的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种可更换式接触装置，包括：两个静触头模块和一个动触头模块；

两个静触头模块和一个动触头模块均位于接触器腔体内；其中，两个静触头模块分别固定在接触器腔体的底部；一个动触头模块安装在接触器腔体的顶部；

动触头模块可在接触器腔体内沿轴线方向作伸缩运动，实现动触头模块与两个静触头模块的搭接和分离。

在上述可更换式接触装置中，静触头模块，包括：良导电触头、可更换触头、弹性装置和定位块；

可更换触头、弹性装置和定位块位于良导电触头腔体内；其中，可更换触头和定位块采用活动连接方式安装在良导电触头腔体内，以便所述可更换触头和定位块可从良导电触头腔体内取出并更换；

可更换触头和定位块通过弹性装置连接，弹性装置为可更换触头提供弹性力。

在上述可更换式接触装置中，良导电触头，包括：依次设置的导行孔、移动腔和容纳腔；

可更换触头安装在移动腔中，并从导行孔中伸出；

定位块安装在容纳腔中。

在上述可更换式接触装置中，

导行孔为圆孔或方孔；

导行孔、移动腔和容纳腔的径向尺寸依次增大；

导行孔与移动腔交界处设置有可更换触头定位台阶，用于所述可更换触头的定位；

移动腔与容纳腔交界处设置有定位块定位台阶，用于所述定位块的定位；

良导电触头外侧设置有用于良导电触头与接触器腔体底部端面定位的安装台阶。

在上述可更换式接触装置中，可更换触头的一端设置有用于对弹性装置进行限位的限位槽，另一端设置有用于所述可更换触头在良导电触头腔体内定位的限位台阶；

限位槽的内壁上设置有用于实现所述可更换触头从良导电触头腔体内取出并更换的凹槽；

限位槽的底部上设置有用于移动腔中气体流通的通气孔。

在上述可更换式接触装置中，定位块，包括：用于实现弹性装置限位的凸起、外螺纹、用于与外部负载接线端子连接固定的内螺纹Ⅰ、用于实现所述定位块从良导电触头腔体内取出并更换的开槽和用于实现所述定位块在良导电触头腔体内定位的台阶；其中，外螺纹与设置在容纳腔内的内螺纹Ⅱ配合，用于将定位块安装在容纳腔中；

外螺纹和台阶设置在定位块的外壁，内螺纹Ⅰ设置在定位块的内壁，凸起设置在定位块靠近内螺纹Ⅰ的一端，台阶设置在定位块的另一端。

在上述可更换式接触装置中，动触头模块，包括：动触头、弹簧、传动杆和卡簧；

动触头通过弹簧与传动杆连接，传动杆与动触头连接的一端设置有卡簧；

传动杆通过弹簧带动动触头在接触器腔体内沿轴线方向作伸缩运动，实现动触头模块与两个静触头模块的搭接和分离。

在上述可更换式接触装置中，传动杆，包括：弹簧定位法兰和卡簧槽；

弹簧定位法兰沿传动杆的周向布置，用于弹簧一端的定位；

卡簧槽设置在传动杆的一端；卡簧安装在卡簧槽内，用于在弹簧处于预压紧状态时，对弹簧另一端进行轴向限位。

在上述可更换式接触装置中，动触头的接触区，包括：烧蚀接触区和保导通接触区；

烧蚀接触区与静触头模块中的可更换触头的位置相对应；

保导通接触区与静触头模块中的良导电触头的位置相对应；

在触头接触方向上，动触头的外轮廓不小于静触头模块中的良导电触头的外轮廓。

在上述可更换式接触装置中，动触头的烧蚀接触区的位置设置有触点槽，触点槽中嵌有耐烧蚀块；其中，耐烧蚀块的端面与动触头的端面平齐。

本发明具有以下优点：

(1)本发明公开了一种可更换式接触装置，采用可拆卸式的静触头模块，当静触头模块上的可更换触头烧蚀后，可将被烧蚀的可更换触头取下并更换新的可更换触头，降低了接触器的更换成本。

(2)本发明公开了一种可更换式接触装置，采用触点分时通断技术，可更换触头与动触头先接通后断开，良导电触头与动触头后导通先断开。可确保接触器分断时，静触头和动触头上的保导通接触区得到保护，避免或减少电弧烧蚀，延长了动、静触头的使用寿命。

(3)本发明公开了一种可更换式接触装置，对可更换触头和动触头上先通后断的部位采用耐高压抗电弧材料制成，提升了触头的抗烧蚀能力，进一步延长了接触器的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例中一种可更换式接触装置的剖面图；

图2是本发明实施例中一种静触头模块的剖面图；

图3是本发明实施例中一种弹性装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中一种良导电触头的结构示意图；

图5是本发明实施例中一种可更换触头的结构示意图；

图6是本发明实施例中一种定位块的结构示意图；

图7是本发明实施例中一种动触头模块的剖面图；

图8是本发明实施例中一种传动杆的结构示意图；

图9是本发明实施例中一种动触头上的接触区域示意图；

图10是本发明实施例中一种动触头分解图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。

实施例1

如图1，在本实施例中，该可更换式接触装置，包括：两个静触头模块1和一个动触头模块2。两个静触头模块1和一个动触头模块2均位于接触器腔体3内；其中，两个静触头模块1分别固定在接触器腔体3的底部；一个动触头模块2安装在接触器腔体3的顶部。动触头模块2可在接触器腔体3内沿轴线方向作伸缩运动，实现动触头模块2与两个静触头模块1的搭接和分离。

优选的，动触头模块2与两个静触头模块1搭接时，可实现两个静触头模块1的电路导通；动触头模块2与两个静触头模块1分离时，可实现两个静触头模块1的电路断开。

在本发明的一优选实施例中，如图2，静触头模块1具体可以包括：良导电触头4、可更换触头5、弹性装置6和定位块7。可更换触头5、弹性装置6和定位块7位于良导电触头4腔体内；其中，可更换触头5和定位块7采用活动连接方式安装在良导电触头4腔体内，以便所述可更换触头5和定位块7可从良导电触头4腔体内取出并更换；可更换触头5和定位块7通过弹性装置6连接，弹性装置6为可更换触头5提供弹性力。

其中，需要说明的是，两个静触头模块1和一个动触头模块2的结构，可确保所述可更换式接触装置在闭合和断开时满足以下条件：可更换触头5与动触头模块2先接通后断开，良导电触头4与动触头模块2后导通先断开。此外，所述弹性装置6、定位块7和良导电触头4均可采用良导电性材料制成。进一步的，如图3，弹性装置6可以为两端并紧且磨平的结构，弹性装置6与可更换触头5及定位块7均为平面接触，可确保弹性装置6与可更换触头5及定位块7之间保持较低的接触电阻，并确保弹性装置6在轴线方向的受力平稳均匀。其中，弹性装置6可通过端部的并紧磨平面与可更换触头5焊接为一体，以进一步减小弹性装置6与可更换触头5间的接触电阻。

在本发明的一优选实施例中，如图4，良导电触头4具体可以包括：依次设置的导行孔41、移动腔42和容纳腔43。可更换触头5安装在移动腔42中，并从导行孔41中伸出；定位块7安装在容纳腔43中。其中，移动腔42和导行孔41的内表面上涂有润滑剂，可更换触头5径向的外表面涂有润滑剂。以上润滑剂可为固体润滑剂，该润滑剂可具有良好的导电性，可保证接触器在断开与闭合切换的过程中，可更换触头5在良导电触头4中的动作更加顺畅。

优选的，导行孔41可以但不仅限于为圆孔或方孔；导行孔41、移动腔42和容纳腔43的径向尺寸依次增大，确保了可更换触头5、弹性装置6和定位块7在良导电触头4中可依次装入和取出，保证了静触头模块1中可更换触头5的可更换性；导行孔41与移动腔42交界处设置有可更换触头定位台阶45，用于所述可更换触头5的定位；移动腔42与容纳腔43交界处设置有定位块定位台阶46，用于所述定位块7的定位；良导电触头4外侧设置有用于良导电触头4与接触器腔体3底部端面定位的安装台阶47。

在本发明的一优选实施例中，如图5，可更换触头5的一端设置有用于对弹性装置6进行限位的限位槽51，另一端设置有用于所述可更换触头5在良导电触头4腔体内定位的限位台阶54。进一步的，限位槽51的内壁上设置有用于实现所述可更换触头5从良导电触头4腔体内取出并更换的凹槽52；限位槽51的底部上设置有用于移动腔42中气体流通的通气孔53，所述通气孔53确保了该可更换式接触装置断开及闭合切换的过程中，移动腔42内气体的顺畅流通，防止气体憋在移动腔42中影响可更换触头5的动作。

优选的，凹槽52可设置为环形，更换零件时，可用工具卡入该凹槽52，确保可将可更换触头5从良导电触头4中取出。

在本发明的一优选实施例中，如图6，定位块7具体可以包括：用于实现弹性装置6限位的凸起71、外螺纹72、用于与外部负载接线端子连接固定的内螺纹Ⅰ73、用于实现所述定位块7从良导电触头4腔体内取出并更换的开槽74和用于实现所述定位块7在良导电触头4腔体内定位的台阶75；其中，外螺纹72与设置在容纳腔43内的内螺纹Ⅱ44配合，用于将定位块7安装在容纳腔43中。外螺纹72和台阶75设置在定位块7的外壁，内螺纹Ⅰ73设置在定位块7的内壁，凸起71设置在定位块7靠近内螺纹Ⅰ73的一端，台阶75设置在定位块7的另一端。

优选的，定位块7上设置的对弹性装置6进行限位的凸起71，以及前述的可更换触头5上设置的对弹性装置6进行限位的限位槽51，可实现对弹性装置6沿径向的限位，确保了接触器的接触装置切换过程中弹性装置6只沿轴向发生弹性变形，不发生扭曲。

优选的，在更换定位块7时，可采用螺丝刀等工具伸入开槽74，将定位块7从良导电触头4中取下。

在本发明的一优选实施例中，如图7，动触头模块2具体可以包括：动触头8、弹簧9、传动杆10和卡簧11。动触头8通过弹簧9与传动杆10连接，传动杆10与动触头8连接的一端设置有卡簧11；传动杆10通过弹簧9带动动触头8在接触器腔体3内沿轴线方向作伸缩运动，实现动触头模块2与两个静触头模块1的搭接和分离。

优选的，如图8，传动杆10具体可以包括：弹簧定位法兰101和卡簧槽102。弹簧定位法兰101沿传动杆10的周向布置，用于弹簧9一端的定位；卡簧槽102设置在传动杆10的一端；卡簧11安装在卡簧槽102内，用于在弹簧9处于预压紧状态时，对弹簧9另一端进行轴向限位。其中，当接触器处于断开状态时，弹簧9处于预压紧状态。

优选的，动触头8采用良导电性材料制成。如图9～10，动触头8的接触区具体可以包括：烧蚀接触区81和保导通接触区82。烧蚀接触区81与静触头模块1中的可更换触头5的位置相对应；保导通接触区82与静触头模块1中的良导电触头4的位置相对应；在触头接触方向上，动触头8的外轮廓不小于静触头模块1中的良导电触头4的外轮廓，以确保接触器闭合时良导电触头4与动触头8上的保导通接触区82的接触面积。进一步的，动触头8的烧蚀接触区81的位置设置有触点槽83，触点槽83中嵌有耐烧蚀块12；其中，耐烧蚀块12的端面与动触头8的端面平齐。

其中，需要说明的是，耐烧蚀块12以及前述的可更换触头5均可由耐高压抗电弧材料制成，包括但不仅限于：钨合金、钼合金、铼合金、钽合金等。耐高压抗电弧材料进一步增强了动触头8上的烧蚀接触区81及可更换触头5的抗烧蚀性，减少了可更换触头5的更换次数，进一步降低了产品的使用成本。进一步的，可更换触头5可以设置为基体材料采用良导电材料，仅接触区域镀覆或嵌入耐高压抗电弧材料的结构，在确保可更换触头5抗烧蚀的同时，优化可更换触头5的导电性。

在本发明的一优选实施例中，上述可更换触头定位台阶45、定位块定位台阶46、安装台阶47、限位台阶54、台阶75的设置，确保了静触头模块1中良导电触头4、可更换触头5、弹性装置6及定位块7在静触头模块1以及接触器腔体3中的位置。当动触头模块2在接触器腔体3中的位置也确定时，可结合该可更换式接触装置的工作原理对弹性装置6及弹簧9的长度、刚度等参数进行适应性设计，保证可更换触头5与动触头模块2先接通后断开，良导电触头4与动触头模块2后导通先断开。

综上所述，在本实施例中，该可更换式接触装置采用可拆卸式的静触头模块，当静触头模块上的可更换触头烧蚀后，可将被烧蚀的可更换触头取下并更换新的可更换触头，无需更换整个接触器即可延长接触器的使用寿命，降低了接触器的更换成本。其次，该可更换式接触装置的结构设置为可更换触头与动触头模块先接通后断开、良导电触头与动触头模块后导通先断开的结构：当接触器分断时，动触头模块和静触头模块接触区域上的电弧烧蚀接触区相对固定，可有效地保护动触头模块和静触头模块上的保导通接触区。进一步地，动触头模块的烧蚀接触区和可更换触头均可由耐高压抗电弧材料制成，从而进一步增强了触头的抗电弧烧蚀性能，减少了可更换触头的更换次数，进一步延长了接触器的使用寿命，降低了厂家维修成本及用户的使用成本。

实施例2

在上述实施例的基础上，下面对该可更换式接触装置在接触器通断时的工作原理进行简单说明。

闭合过程

一、接触器处于断开状态时，两个静触头模块1的可更换触头5在弹性装置6的作用下，可更换触头5的接触区高度高于良导电触头4。动触头模块2中的弹簧9处于预压紧状态，动触头8被卡簧11限位。

二、接触器从断开状态切换为闭合状态的过程中，动触头模块2在电磁力作用下向动、静触头模块闭合的方向移动。静触头模块1上的可更换触头5首先与动触头8上的烧蚀接触区81接触，接触器通过可更换触头5和动触头8导通。

三、随着动触头模块2在电磁力作用下继续移动，在动触头模块2中弹簧9的弹性力作用下，静触头模块1中的弹性装置6被压缩，可更换触头5向下移动至与良导电触头4端面平齐的位置，接着静触头模块1上的良导电触头4与动触头8上的保导通接触区82接触，接触器通过可更换触头5及良导电触头4和动触头8导通。弹簧9的刚度，需确保良导电触头4和动触头8导通前，弹簧9对动触头8的弹性力F₁始终大于两个弹性装置6的弹性力F₂之和，以保证可更换触头5能移动至与良导电触头4平齐的位置，完成良导电触头4与动触头8上保导通接触区82的接触。

四、随着动触头模块2在电磁力作用下继续移动，在良导电触头4反力的作用下，动触头模块2中的弹簧9被压缩，动触头8在轴向上脱离卡簧11的限位，被良导电触头4限位。弹簧9对动触头8的弹性力F₁减去两个弹性装置6的弹性力F₂即为此时动触头8上保导通接触区82与良导电触头4的接触压力。接触器闭合到位。

断开过程与闭合过程相反

五、接触器从闭合状态切换为断开状态的过程中，随着动触头模块2在电磁力作用下向动、静触头模块断开的方向移动，弹簧9伸长至预压紧状态，动触头8恢复到被卡簧11限位的状态。

六、随着动触头模块2在电磁力作用下继续移动，动触头8上的保导通接触区82与静触头模块1上的良导电触头4脱离接触。由于可更换触头5在弹性装置6弹性力的作用下向上移动，因此此刻动触头8上的烧蚀接触区81与可更换触头5仍处于接触状态。

七、随着动触头模块2的继续移动，由于可更换触头5被良导电触头4的可更换触头定位台阶45限位，动触头8上的烧蚀接触区81与可更换触头5脱离，脱离的瞬间产生电弧，电弧主要作用在动触头8上的烧蚀接触区81和可更换触头5上。

八、随着动触头模块2在电磁力作用下继续移动，电弧被拉长熄灭，接触器恢复到断开状态。

由以上过程可知，两个静触头模块1及一个动触头模块2的结构可确保接触装置闭合和断开时满足以下条件：可更换触头5与动触头模块2先接通后断开，良导电触头4与动触头模块2后导通先断开。因此电弧主要对可更换触头5及动触头8上的烧蚀接触区81进行烧蚀，良导电触头4及动触头8上的保导通接触区82受到保护，可延长动触头8和良导电触头4的使用寿命。

注：图4和图6中，内螺纹Ⅱ44、外螺纹72、内螺纹Ⅰ73均设置在图5和图7中相应的指示线所指的表面上。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种可更换式接触装置，其特征在于，包括：两个静触头模块(1)和一个动触头模块(2)；

两个静触头模块(1)和一个动触头模块(2)均位于接触器腔体(3)内；其中，两个静触头模块(1)分别固定在接触器腔体(3)的底部；一个动触头模块(2)安装在接触器腔体(3)的顶部；

动触头模块(2)可在接触器腔体(3)内沿轴线方向作伸缩运动，实现动触头模块(2)与两个静触头模块(1)的搭接和分离；

其中，

静触头模块(1)，包括：良导电触头(4)、可更换触头(5)、弹性装置(6)和定位块(7)；

可更换触头(5)、弹性装置(6)和定位块(7)位于良导电触头(4)腔体内；其中，可更换触头(5)和定位块(7)采用活动连接方式安装在良导电触头(4)腔体内，以便所述可更换触头(5)和定位块(7)可从良导电触头(4)腔体内取出并更换；

可更换触头(5)和定位块(7)通过弹性装置(6)连接，弹性装置(6)为可更换触头(5)提供弹性力。

2.根据权利要求1所述的可更换式接触装置，其特征在于，良导电触头(4)，包括：依次设置的导行孔(41)、移动腔(42)和容纳腔(43)；

可更换触头(5)安装在移动腔(42)中，并从导行孔(41)中伸出；

定位块(7)安装在容纳腔(43)中。

3.根据权利要求2所述的可更换式接触装置，其特征在于，

导行孔(41)为圆孔或方孔；

导行孔(41)、移动腔(42)和容纳腔(43)的径向尺寸依次增大；

导行孔(41)与移动腔(42)交界处设置有可更换触头定位台阶(45)，用于所述可更换触头(5)的定位；

移动腔(42)与容纳腔(43)交界处设置有定位块定位台阶(46)，用于所述定位块(7)的定位；

良导电触头(4)外侧设置有用于良导电触头(4)与接触器腔体(3)底部端面定位的安装台阶(47)。

4.根据权利要求2所述的可更换式接触装置，其特征在于，可更换触头(5)的一端设置有用于对弹性装置(6)进行限位的限位槽(51)，另一端设置有用于所述可更换触头(5)在良导电触头(4)腔体内定位的限位台阶(54)；

限位槽(51)的内壁上设置有用于实现所述可更换触头(5)从良导电触头(4)腔体内取出并更换的凹槽(52)；

限位槽(51)的底部上设置有用于移动腔(42)中气体流通的通气孔(53)。

5.根据权利要求2所述的可更换式接触装置，其特征在于，定位块(7)，包括：用于实现弹性装置(6)限位的凸起(71)、外螺纹(72)、用于与外部负载接线端子连接固定的内螺纹Ⅰ(73)、用于实现所述定位块(7)从良导电触头(4)腔体内取出并更换的开槽(74)和用于实现所述定位块(7)在良导电触头(4)腔体内定位的台阶(75)；其中，外螺纹(72)与设置在容纳腔(43)内的内螺纹Ⅱ(44)配合，用于将定位块(7)安装在容纳腔(43)中；

外螺纹(72)和台阶(75)设置在定位块(7)的外壁，内螺纹Ⅰ(73)设置在定位块(7)的内壁，凸起(71)设置在定位块(7)靠近内螺纹Ⅰ(73)的一端，台阶(75)设置在定位块(7)的另一端。

6.根据权利要求1所述的可更换式接触装置，其特征在于，动触头模块(2)，包括：动触头(8)、弹簧(9)、传动杆(10)和卡簧(11)；

动触头(8)通过弹簧(9)与传动杆(10)连接，传动杆(10)与动触头(8)连接的一端设置有卡簧(11)；

传动杆(10)通过弹簧(9)带动动触头(8)在接触器腔体(3)内沿轴线方向作伸缩运动，实现动触头模块(2)与两个静触头模块(1)的搭接和分离。

7.根据权利要求6所述的可更换式接触装置，其特征在于，传动杆(10)，包括：弹簧定位法兰(101)和卡簧槽(102)；

弹簧定位法兰(101)沿传动杆(10)的周向布置，用于弹簧(9)一端的定位；

卡簧槽(102)设置在传动杆(10)的一端；卡簧(11)安装在卡簧槽(102)内，用于在弹簧(9)处于预压紧状态时，对弹簧(9)另一端进行轴向限位。

8.根据权利要求6所述的可更换式接触装置，其特征在于，动触头(8)的接触区，包括：烧蚀接触区(81)和保导通接触区(82)；

烧蚀接触区(81)与静触头模块(1)中的可更换触头(5)的位置相对应；

保导通接触区(82)与静触头模块(1)中的良导电触头(4)的位置相对应；

在触头接触方向上，动触头(8)的外轮廓不小于静触头模块(1)中的良导电触头(4)的外轮廓。

9.根据权利要求8所述的可更换式接触装置，其特征在于，动触头(8)的烧蚀接触区(81)的位置设置有触点槽(83)，触点槽(83)中嵌有耐烧蚀块(12)；其中，耐烧蚀块(12)的端面与动触头(8)的端面平齐。

Images