CN112086320A - 一种高压直流继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压直流继电器，包括继电器本体、两静触头，以及位于该继电器本体内的动触片、推动杆、磁路部分、第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件，磁路部分包括线圈组件、位于线圈组件中的动铁芯和位于动铁芯上方并用于与动铁芯接触配合的固定部件，动铁芯和固定部件之间配合有第一弹性件；第二弹性件上端抵于动触片，第二弹性件下端抵于推动杆上设置的第一支撑部；还包括活动件，活动件活动设置于推动杆，第三弹性件上端抵于活动件，第三弹性件下端抵于推动杆上设置的第二支撑部；在动触片与两静触头接触后，活动件相对动触片向上移动预设位移后停止随推动杆继续向上移动。本发明不仅可以大大提高触点压力，还可以避免动铁芯吸合不到位。

Description

一种高压直流继电器

技术领域

本发明涉及一种继电器，特别是涉及一种高压直流继电器。

背景技术

现有技术的高压直流继电器一般包括继电器本体、两静触头，以及位于该继电器本体内的动触片、推动杆和磁路部分，磁路部分包括线圈、位于线圈中的动铁芯和位于动铁芯上方并用于与动铁芯接触配合的固定部件，动铁芯和固定部件之间配合有弹簧。为了提高触点压力，有的会在推动杆和动触片之间设置若干弹簧。然而，在高压直流继电器的动铁芯向上吸合的过程中，由于推动杆和动触片之间的若干弹簧被同步压缩，导致对动铁芯的反力非常大，甚至超过动铁芯在磁间隙较大位置时受到的吸力，从而导致动铁芯无法向上吸合到位。

以下列举现有技术的两种情况进一步说明动铁芯能否吸合到位的问题：

第一种情况为：动铁芯只受到两个弹簧(其中一个弹簧位于动铁芯与固定部件之间，另一个弹簧位于推动杆和动触片之间)的反力，如图1所示，折线e表示动铁芯受到的反力F与磁间隙δ(mm)的关系，其中，线段e1对应的反力由其中一个弹簧产生，线段e2对应的反力由两个弹簧共同产生，此即，在动铁芯向上移动过程中，磁间隙逐渐变小，其中一个弹簧先被压缩，尔后另一个弹簧也被压缩，此时，动铁芯受到的反力增大，但动铁芯受到的反力始终小于动铁芯受到的吸力，因而动铁芯能够向上吸合到位。虽然采用两个弹簧的方式不会影响动铁芯吸合到位，但触点压力的增加有限。

第二种情况为：动铁芯受到三个弹簧(其中一个弹簧位于动铁芯与固定部件之间，其余两个弹簧位于推动杆和动触片之间的反力)，如图2所示，折线f表示动铁芯受到的反力F与磁间隙δ(mm)的关系，其中，线段f1对应的反力由其中一个弹簧产生，线段f2对应的反力由三个弹簧共同产生，此即，在动铁芯向上移动过程中，磁间隙逐渐变小，其中一个弹簧先被压缩，尔后其余弹簧同时被压缩。由于其余两个弹簧在动铁芯还未运动到磁吸力较大的位置即被同时压缩，导致此时动铁芯受到的反力很大，甚至大于动铁芯受到的吸力(线段f2局部位于曲线b之上)，从而阻碍动铁芯继续向上吸合，导致动铁芯吸合不到位。

发明内容

本发明针对现有技术存在的技术问题，提供了一种高压直流继电器，其既能增加触点压力，又可以避免动铁芯吸合不到位。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高压直流继电器，包括继电器本体、两静触头，以及位于该继电器本体内的动触片、推动杆、磁路部分、第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件，磁路部分包括线圈组件、位于线圈组件中的动铁芯和位于动铁芯上方并用于与动铁芯接触配合的固定部件，动铁芯和固定部件之间配合有第一弹性件；推动杆上端与动触片活动连接，推动杆下端与动铁芯固定连接；第二弹性件上端抵于动触片，第二弹性件下端抵于推动杆上设置的第一支撑部；还包括活动件，活动件活动设置于推动杆，第三弹性件上端抵于活动件，第三弹性件下端抵于推动杆上设置的第二支撑部；在动触片与两静触头接触后，活动件相对动触片向上移动预设位移后停止随推动杆继续向上移动。

进一步的，所述动触片设有供所述推动杆顶端穿过的通孔，所述活动件套设在所述推动杆外；所述动触片设有用以限制活动件上行程的限位结构。

进一步的，所述活动件配合在所述通孔内侧，且活动件与通孔的孔壁之间呈间隙配合；所述活动件外侧面设有第一限位凸台，所述限位结构为所述通孔的孔壁设置的第二限位凸台，第一限位凸台位于第二限位凸台之下，且二者相配合。

进一步的，所述动触片设有供所述推动杆顶端穿过的通孔，所述活动件套设在所述推动杆外；所述动触片通过其底面限制所述活动件的上行程。

进一步的，所述继电器本体内设置一导向桶，该导向桶顶部开口与位于所述继电器本体内的内支撑罩连接配合；所述动触片可上下移动地设置于该导向桶内，所述推动杆底部向下穿过该导向桶底部，所述两静触头分别设置于内支撑罩，且两静触头底部分别位于内支撑罩内。

进一步的，所述导向桶内设置用以阻挡电弧的两陶瓷罩，该两陶瓷罩分别包括上下对接密封的上陶瓷件和下陶瓷件；所述内支撑罩插接有若干磁钢。

进一步的，所述继电器本体内设有微动开关，所述动触片或推动杆连接有用于触发该微动开关的拨动块。

进一步的，所述拨动块套设在所述推动杆外，且拨动块上侧由套设在所述推动杆上的卡簧限位，所述拨动块下侧由套设在所述推动杆上的垫片限位；所述活动件配合在所述垫片之下。

进一步的，所述第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件分别套设在所述推动杆外，所述第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件均为弹簧。

进一步的，所述固定部件为第一导磁片，或者，所述固定部件为静铁芯，该静铁芯固定在所述继电器本体内设置的一第一导磁片底端。

进一步的，所述继电器本体包括外壳、铁杯和上盖，铁杯设置在外壳内，且铁杯外底面与外壳内底面之间设置第二导磁片；上盖设置在外壳的顶端开口处，所述两静触头顶部分别密封穿过上盖。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明还包括活动件，活动件活动设置于推动杆，第三弹性件上端抵于活动件，第三弹性件下端抵于推动杆上设置的第二支撑部；在动触片与两静触头接触后，活动件相对动触片向上移动预设位移后停止随推动杆继续向上移动，使得动铁芯向上吸合的过程中，第二弹性件和第三弹性件不会被同步压缩，而是先后被压缩，避免动铁芯在向上吸合的过程中受到的反力大于吸力，从而避免动铁芯吸合不到位。第二弹性件和第三弹性件均被压缩后，使触点压力增大，接触电阻变小，温升小；触点断开时，第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件同时有反力，加速触点断开，触点断开速度越快，燃弧时间越短。

2、所述动触片设有用以限制活动件上行程的限位结构，或者，所述动触片通过其底面限制所述活动件的上行程，使本发明直接通过动触片或其限位结构对活动件的上行程进行限位，免于额外设置限位部件，也使装配更为简单。

3、所述活动件套设在所述推动杆外，使活动件的装拆便捷。

4、本发明采用导向桶与内支撑罩配合形成相对密闭的动触片活动空间，与现有技术采用导向板与内支撑罩配合相比，可以大大降低电弧及污染物外泄的风险。

5、本发明的两陶瓷罩分别包括上下对接密封的上陶瓷件和下陶瓷件，能够实现上下封闭，从而解决现有采用一体式陶瓷罩无法实现上下封闭的问题。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种高压直流继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的一种动铁芯受到的吸力/反力与磁间隙的关系示意图；

图2是现有技术的另一种动铁芯受到的吸力/反力与磁间隙的关系示意图；

图3是实施例一本发明的分解示意图(继电器本体未体现)；

图4是实施例一本发明的俯视图；

图5是实施例一本发明在初始状态对应的A-A剖视图；

图6是实施例一图5中C部分的放大示意图；

图7是实施例一本发明在初始状态对应的B-B剖视图；

图8是实施例一本发明在动触片与静触头刚接触时对应的A-A剖视图；

图9是实施例一本发明在活动件向上移动到极限位置时对应的A-A剖视图；

图10是实施例一图9中D部分的放大示意图；

图11是实施例一本发明在动铁芯向上移动到极限位置时对应的A-A剖视图；

图12是实施例一图11中E部分的放大示意图；

图13是实施例一本发明的动铁芯受到的吸力/反力与磁间隙的关系示意图；

图14是实施例二本发明在初始状态的剖视图；

图15是实施例二图12中F部分的放大示意图。

具体实施方式

实施例一

请参见图3-图13所示，本发明的一种高压直流继电器，包括继电器本体、两静触头1，以及位于该继电器本体内的动触片6、推动杆10、磁路部分、第一弹性件13、第二弹性件9和第三弹性件8，磁路部分包括线圈组件15、位于线圈组件15中的动铁芯14和位于动铁芯14上方并用于与动铁芯14接触配合的固定部件，动铁芯14和固定部件之间配合有第一弹性件13；推动杆10上端与动触片6活动连接，推动杆10下端与动铁芯6固定连接。第二弹性件9上端抵于动触片6，第二弹性件9下端抵于推动杆10上设置的第一支撑部101。本发明还包括活动件7，活动件7活动设置于推动杆10，第三弹性件9上端抵于活动件7，第三弹性件9下端抵于推动杆10上设置的第二支撑部102；在动触片6与两静触头1接触后，活动件7相对动触片6向上移动预设位移后停止随推动杆10继续向上移动。动触片6设有限位结构，用以限制活动件7的上行程。在活动件7相对动触片6向上移动预设位移后，经由活动件7传导到动触片6的垂直向上的作用力使触点压力更大。所述第一支撑部101具体为所述推动杆10大致中部位置设置的一环形凸台，所述第二支撑部102具体为所述推动杆10大致中上部的位置设置的环形台阶。

本实施例中，所述动触片6设有供推动杆10顶端穿过的通孔61，所述活动件7为一套状体，其套设在所述推动杆10外，并配合在所述通孔61内侧，且活动件7与通孔61的孔壁之间呈间隙配合。所述活动件7外侧面设有第一限位凸台71，所述限位结构为所述通孔61的孔壁设置的第二限位凸台611，第一限位凸台71位于第二限位凸台611之下，且二者相配合。所述第一限位凸台71、第二限位凸台611均呈环形。

本实施例中，所述继电器本体内设置一导向桶11，该导向桶11顶部开口与位于所述继电器本体内的内支撑罩2连接配合；所述动触片6可上下移动地设置于该导向桶11内，所述推动杆10底部向下穿过该导向桶11底部，所述两静触头1分别设置于内支撑罩2，且两静触头1底部分别位于内支撑罩2内。

本实施例中，所述导向桶11内设置用以阻挡电弧的两陶瓷罩17，该两陶瓷罩17分别包括上下对接密封的上陶瓷件171和下陶瓷件172。所述内支撑罩2插接有若干磁钢16，具体，该若干磁钢16的数量为三个，且该三个磁钢17按左、中、右的关系进行分布。

本实施例中，所述继电器本体内设有微动开关3，所述动触片6或推动杆10连接有用于触发该微动开关3的拨动块4。所述微动开关3具体设置于所述内支撑罩2，所述拨动块4具体套设在所述推动杆10外，且拨动块4上侧由套设在所述推动杆10上的卡簧5限位，所述拨动块4下侧由套设在所述推动杆10上的垫片51限位；所述活动件7配合在所述垫片51之下。所述推动杆10顶端穿过动触片6的通孔61后设置限位部件，该限位部件即由所述卡簧5、拨动块4和垫片51构成，但不局限于此，在其它实施例中，所述限位部件为卡簧。

本实施例中，所述第一弹性件13、第二弹性件9和第三弹性件8分别套设在所述推动杆10外，所述第一弹性件13、第二弹性件9和第三弹性件8均为弹簧，但不局限于此，在其它实施例中，所述第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件中的至少一个为可被沿其轴线方向压缩的弹性套。

本实施例中，所述固定部件为第一导磁片12，其位于所述线圈组件15上侧。在其它实施例中，所述固定部件为静铁芯，该静铁芯固定在所述继电器本体内设置的一第一导磁片底端。

本实施例中，所述继电器本体包括外壳18、铁杯19和上盖20，铁杯19设置在外壳18内，且铁杯19外底面与外壳18内底面之间设置第二导磁片21；上盖20设置在外壳18的顶端开口处，所述两静触头1顶部分别密封穿过上盖20。所述内支撑罩2上还设置有抽气铜管23，该抽气铜管23顶端密封穿过上盖20。所述动铁芯14与线圈组件15之间配合有无油轴承22。所述线圈组件15包括线圈骨架和绕设在线圈骨架上的线圈，所述无油轴承22套设在线圈骨架中，所述动铁芯14套设在无油轴承22中。

本发明的一种高压直流继电器，其初始状态如图5、图6所示，此时，动铁心14位于最低位置处，动触片6与两静触头1未接触，第一弹性件13、第二弹性件9、第三弹性件8均处于初始预压状态。闭合时，动铁芯14向上移动，带动动触片6、推动杆10及其上的各部件向上移动，同时，第一弹性件13被压缩，直至动触片6与两静触头1接触，如图8所示，此时，动铁心14与第一导磁片12之间存在一定的间隙，如图8所示。随着动铁芯14带动推动杆10继续向上移动，第二弹性件9开始被压缩，由于活动件7可相对动触片6向上移动预设位移，因而，在活动件7向上走完预设位移前，第三弹性件8保持初始预压状态。当活动件7随推动杆10向上移动至使其第一限位凸台71与动触片6的第二限位凸台611接触时，活动件7向上移动到极限位置，如图9、图10所示，此时，动铁心14与第一导磁片12之间依然存在一定的间隙，如图9所示。随着动铁芯14带动推动杆10继续向上移动，第三弹性件8开始被压缩，直至动铁芯14向上移动到与第一导磁片12吸合的极限位置，如图11、图12所示。因此，在闭合过程中，第一弹性件13、第二弹性件9、第三弹性件8不是同时被压缩，而是先后被压缩，在第三弹性件8开始被压缩时，动铁芯14已经向上走到磁吸力较大的位置，因此，在第三弹性件8开始被压缩后，动铁芯14受到的反力(即第一弹性件13、第二弹性件9和第三弹性件8的弹性回复力之和)始终小于动铁芯14受到的吸力，因而，动铁芯14能够向上吸合到位。此时，第二弹性件9、第三弹性件8共同作用于动触片6，增加触点压力。

断开时，动铁芯14受反力作用向下移动，带动推动杆10及动触片6向下运动，使触点断开，在此过程中，第一弹性件13、第二弹性件9和第三弹性件8同时有反力，加速触点断开，触点断开速度越快，燃弧时间越短。

本发明的一种高压直流继电器，其动铁芯14受到的反力/吸力F与磁间隙的关系如图13所示，图中，横坐标是磁间隙δ(mm)，纵坐标是力F(N)，磁间隙即为动铁芯14与第一导磁片13的间隙。图13中曲线a表示在额定电压下动铁芯14受到的吸力与磁间隙的关系，曲线b表示在50％额定电压下动铁芯14受到的吸力与磁间隙的关系，曲线c表示在10％的额定动铁芯14受到的吸力与磁间隙的关系，其中，曲线b为继电器正常工作状态下对应的曲线，从这三条曲线可得：磁间隙越小，空气磁阻越小，吸力越大，且磁间隙接近0时，吸力非常大。图9中折线d表示动铁芯14受到的反力与磁间隙的关系，其中，线段d1对应的反力由第一弹性件13产生，线段d2对应的反力由第一弹性件13和第二弹性件9产生，线段d3对应的反力由第一弹性件13、第二弹性件9和第三弹性件8共同产生，此即，在动铁芯14向上移动过程中，磁间隙逐渐变小，第一弹性件13先被压缩，尔后第二弹性件9被压缩，最后，第三弹性件8被压缩。当第三弹性件8被压缩后，动铁芯14受到的反力增大，但由于在此过程中，动铁芯14已经运动到磁吸力较大的位置，因此，在第三弹性件8被压缩后，动铁芯14受到的反力(即第一弹性件13、第二弹性件9和第三弹性件8的弹性回复力之和)始终小于动铁芯14受到的吸力，动铁芯14能够向上吸合到位。

因而，本发明的一种高压直流继电器，采用三个弹性件(即第一弹性件13、第二弹性件9、第三弹性件8)先后被压缩的模式，不仅可以大大提高触点压力，还可以避免动铁芯吸合不到位。

实施例二

请参见图14、图15所示，本发明的一种高压直流继电器，其与上述实施例一的区别在于：所述动触片6通过其底面限制所述活动件7的上行程。

本实施例中，所述活动件7同样套设在所述推动杆10外，并配合在所述通孔61内侧，且活动件7与通孔61的孔壁之间呈间隙配合。所述活动件7外侧面设有位于所述动触片6底面之下的第一限位凸台71，该第一限位凸台71呈环形。当活动件7向上移动至第一限位凸台71与动触片6的底面接触时，活动件7向上移动到极限位置。所述第三弹性件8位于所述通孔61下方。

本发明的一种高压直流继电器，其工作原理如上所述，此处不再赘述。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种高压直流继电器，但本发明并不局限于实施例，凡是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、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高压直流继电器，包括继电器本体、两静触头，以及位于该继电器本体内的动触片、推动杆、磁路部分、第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件，磁路部分包括线圈组件、位于线圈组件中的动铁芯和位于动铁芯上方并用于与动铁芯接触配合的固定部件，动铁芯和固定部件之间配合有第一弹性件；推动杆上端与动触片活动连接，推动杆下端与动铁芯固定连接；第二弹性件上端抵于动触片，第二弹性件下端抵于推动杆上设置的第一支撑部；其特征在于：还包括活动件，活动件活动设置于推动杆，第三弹性件上端抵于活动件，第三弹性件下端抵于推动杆上设置的第二支撑部；在动触片与两静触头接触后，活动件相对动触片向上移动预设位移后停止随推动杆继续向上移动。

2.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于：所述动触片设有供所述推动杆顶端穿过的通孔，所述活动件套设在所述推动杆外；所述动触片设有用以限制活动件上行程的限位结构。

3.根据权利要求2所述的高压直流继电器，其特征在于：所述活动件配合在所述通孔内侧，且活动件与通孔的孔壁之间呈间隙配合；所述活动件外侧面设有第一限位凸台，所述限位结构为所述通孔的孔壁设置的第二限位凸台，第一限位凸台位于第二限位凸台之下，且二者相配合。

4.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于：所述动触片设有供所述推动杆顶端穿过的通孔，所述活动件套设在所述推动杆外；所述动触片通过其底面限制所述活动件的上行程。

5.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于：所述继电器本体内设置一导向桶，该导向桶顶部开口与位于所述继电器本体内的内支撑罩连接配合；所述动触片可上下移动地设置于该导向桶内，所述推动杆底部向下穿过该导向桶底部，所述两静触头分别设置于内支撑罩，且两静触头底部分别位于内支撑罩内。

6.根据权利要求5所述的高压直流继电器，其特征在于：所述导向桶内设置用以阻挡电弧的两陶瓷罩，该两陶瓷罩分别包括上下对接密封的上陶瓷件和下陶瓷件；所述内支撑罩插接有若干磁钢。

7.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于：所述继电器本体内设有微动开关，所述动触片或推动杆连接有用于触发该微动开关的拨动块。

8.根据权利要求7所述的高压直流继电器，其特征在于：所述拨动块套设在所述推动杆外，且拨动块上侧由套设在所述推动杆上的卡簧限位，所述拨动块下侧由套设在所述推动杆上的垫片限位；所述活动件配合在所述垫片之下。

9.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于：所述第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件分别套设在所述推动杆外，所述第一弹性件、第二弹性件和第三弹性件均为弹簧。

10.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于：所述固定部件为第一导磁片，或者，所述固定部件为静铁芯，该静铁芯固定在所述继电器本体内设置的一第一导磁片底端；所述继电器本体包括外壳、铁杯和上盖，铁杯设置在外壳内，且铁杯外底面与外壳内底面之间设置第二导磁片；上盖设置在外壳的顶端开口处，所述两静触头顶部分别密封穿过上盖。

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