CN112908781A - 电气开关设备及接触器设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种电气开关设备，该电气开关设备具有压力释放机构，以允许释放开关设备壳体内的内部压力。壳体内的压力能够由不同的事件引起，其中一个这样的事件是在壳体的内部部件的操作期间引起的壳体内的内部电弧放电。在一些情况下，可能在开关设备接触件的分离期间引起电弧放电。压力释放机构允许高压以更受控制的方式从壳体传递，以最小化或防止高压使开关设备壳体破坏或破裂。压力释放机构特别适用于具有气密密封壳体的开关设备。可使用多种不同的压力释放机构，包括开关设备壳体中的破裂盘或设计脆弱点。

Description

电气开关设备及接触器设备

本申请要求2019年11月19日提交的美国临时专利申请序列号第62/937,692号的权益。

技术领域

本文中描述的是与电气开关设备相关的设备，诸如，利用破裂盘的接触器设备和电熔断器设备。

背景技术

电路连接和断开与电路本身一样古老，并且电路连接和断开通常被用作将通向连接的电气设备的电力在“接通”与“断开”状态之间切换的方法。通常用于连接和断开电路的一个设备的实例是接触器，其电连接至一个或多个设备或者电源。接触器被构造成使得其能够中断或完成电路以控制进出设备的电力。一种类型的传统接触器是气密密封接触器。

除了在装置的正常操作期间用于连接和断开电路的接触器之外，能够采用各种附加设备来提供过电流保护。这些设备能够防止短路、过载以及对电气系统或所连接的电气设备的永久损坏。这些设备包括能够以永久的方式快速地断开电路的断开设备，使得电路将保持断开直到断开设备被维修、更换或复位。一种这种类型的断开设备是熔断器。传统的熔断器是用作牺牲设备的一种低电阻导体。典型的熔断器包括金属线或金属带，当过多的电流流过该金属线或金属带时其熔化，从而中断其连接的电路。

随着社会的进步，对电气系统和电子设备的各种创新正变得越来越普遍。这种创新的实例包括电动汽车的最新进展，其正成为节能标准并且将替代大多数传统的石油动力车辆。在这种昂贵且常规使用的电气设备中，过电流保护特别适用于防止设备故障并且防止对设备的永久损坏。此外，过电流保护可以防止安全隐患，诸如，对旁观者的电击和电火灾。电气系统和设备的这些现代改进要求现代解决方案以提高安全性、便利性和效率。

传统的接触器和熔断器设备的一个关注点是在操作期间可能形成的内部压力的处理。此内部压力的一个来源可以是在操作期间在设备的内部部件之间的电弧放电。对于气密密封的设备，这种内部压力积累的关注可能甚至更大。如果内部压力变得太大，则壳体可能会经历不受控制的破坏。这不仅可能使设备不可操作，而且该破坏和压力的释放可能对电气系统的剩余部分以及系统中或系统附近的任何人员造成危险。

发明内容

本发明涉及具有压力释放机构以允许释放开关设备壳体内的内部压力的电气开关设备。壳体内的压力能够由不同的事件引起，其中一个这样的事件是在壳体的内部部件的操作期间引起的壳体内的内部电弧放电。在一些情况下，可能在开关设备接触件的分离期间引起电弧放电。根据本发明的压力释放机构允许高压以更受控制的方式从壳体传递以最小化或防止开关设备壳体的高压破坏或破裂。

本发明可用于不同的开关设备，但特别适用于具有气密密封壳体的开关设备。可使用多种不同的压力释放机构，包括开关设备壳体中的破裂盘(rupture disk，爆破片)或设计脆弱点。

根据本发明的电气开关设备的一个实施方式包括气密密封壳体和气密密封壳体内的内部部件。这些内部部件可构造为响应于输入在闭合状态和打开状态之间改变开关设备的状态。在闭合状态中，允许电流流过设备，而在打开状态中，中断流过所述设备的电流。还可包括电连接至内部部件并且还可用于连接至外部电路的接触件。壳体包括压力释放机构，以允许壳体内部的压力从所述壳体逸出。

对于本领域的技术人员而言，本发明的这些和其他进一步的特征和优点将通过结合附图的以下详细说明而变得显而易见，其中，附图中相同的标记表示对应的部件，在附图中：

附图说明

图1是能够结合能并入根据本发明的压力释放机构的特征的接触器的一个实施方式的前截面图；

图2是以防止电力流通通过设备的“打开”或“断开”取向示出的图1的接触器设备的实施方式的前截面图；

图3是能够结合根据本发明的压力释放机构的熔断器设备的前截面图；

图4是以“打开”或“断开”取向示出的图1的熔断器设备的实施方式的前截面图；

图5是根据本发明的具有破裂盘压力释放机构的接触器的一个实施方式的立体图；

图6是图5的接触器中示出的破裂盘压力释放机构的详细立体图；

图7是图5的接触器中示出的破裂盘机构的截面图；

图8是图5的接触器中示出的破裂盘机构的另一截面图；

图9是根据本发明的具有破裂盘压力释放机构的接触器的底视图；

图10是在破裂盘机构破裂之后的图8中的接触器的底视图；

图11是根据本发明的具有破裂盘压力释放机构的接触器的一个实施方式的立体图；

图12是图10的接触器中示出的破裂盘压力释放机构的详细立体图；

图13是图10的接触器中示出的破裂盘机构的截面图；

图14是图10的接触器中示出的破裂盘机构的另一截面图；

图15是根据本发明的具有脆弱点压力释放机构的接触器的一个实施方式的立体图；

图16是图14的接触器中示出的压力释放机构的详细立体图；

图17是图10的接触器中示出的破裂盘机构的截面图；

图18是根据本发明的具有破裂盘的接触器的一个实施方式的截面图；

图19是图18中示出的接触器的另一截面图；

图20是图18中示出的接触器中使用的壳体的分解图；

图21是图18中示出的接触器中使用的壳体的底视图；

图22是沿图21的剖面线B-B截取的图10中示出的接触器中使用的壳体的截面图；

图23是图18中示出的接触器中使用的壳体和破裂盘的详细视图；

图24是图18中示出的接触器中使用的壳体的底视立体图；以及

图25是在破裂盘破裂之后的图18中示出的接触器的壳体的底视图。

具体实施方式

在本公开中，现在将阐述根据本发明的开关设备的各种实施方式的详细描述。本发明能够用于许多不同的开关设备，诸如，接触器或熔断器设备。这些开关设备能够电连接至电气设备或电气系统，以使通向所连接的设备或系统的电力被“接通”或“断开”。

开关设备能够包括气密密封壳体，并且在从”接通”状态转变至”断开”状态期间的接触件分离期间，在接触件之间可能产生电弧放电。在较高电流水平下，电弧放电可导致开关设备壳体内的压力增加。在升高的压力下，存在开关设备壳体可能被破坏或破裂的可能性。为了最小化或消除壳体被破坏的可能性，根据本发明的开关设备可包括压力释放机构以在壳体被破坏之前释放电弧放电压力。不同的实施方式可包括许多不同的压力释放机构，其中一些实施方式包括在开关设备壳体中的破裂盘或设计的脆弱点。破裂盘或设计的脆弱点能够在高压事件期间打开，以允许空气或气体穿过壳体。

贯穿本说明，所说明的优选实施方式和实例应当被认为是示例性的，而不是对本发明的限制。如本文中使用的，术语“发明”、“设备”、“本发明”或“本设备”是指本文中描述的本发明的实施方式中的任何一个以及任何等效物。此外，贯穿本文件对“发明”、“设备”、“本发明”或“本设备”的不同特征的引用并不意味着所有要求保护的实施方式或方法必须包括所引用的特征。

还应理解的是，当元件或特征被称为“在另一元件或特征上”或“邻近于另一元件或特征”时，它可以直接在另一元件或特征上或直接邻近于另一元件或特征，或者也可以存在中间元件或特征。还应理解的是，当元件被称为“附接至另一元件”、“连接至另一元件”或“耦接至另一元件”时，它能够直接附接至另一元件、直接连接至另一元件或直接耦接至另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件称为“直接附接至另一元件”、“直接连接至另一元件”或“直接耦接至另一元件”时，不存在中间元件。

诸如“外部”、“上方”、“下方”、“之下”、“水平”、“竖直”等的相对术语和类似术语可以在本文中用于描述一个特征与另一特征的关系。可以理解的是，这些术语旨在也包含除图中描绘的取向之外的不同取向。

本文中所使用的术语仅用于描述具体实施方式，并且并不旨在限制本发明。如本文中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式。还可以理解的是，当在本文中使用时，术语“包括(comprises)”、“含有(comprising)”指明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

本文中描述的本发明的实施方式参考的不同的视图和示图是本发明的理想化实施方式的概要性示意图。因此，由例如制造技术和/或公差造成示图的形状发生变化是可预期的。本发明的实施方式不应被理解为限制于本文所示区域的特定形状，但是包括，例如，由制造导致的在形状上的偏差。

在描述根据本发明的特定压力释放特征或机构之前，将描述可包含这些特征的开关设备的实例。这些仅是示例性开关设备，并且本发明可存在于在许多其他开关设备和除开关设备之外的设备中。可以利用本发明的许多不同的开关设备中的一些包括接触器和熔断器，其被构造为允许设备在”接通”与”断开”状态之间切换。

参考能够利用根据本发明的一个或多个压力释放机构的示例性接触器设备，图1示出处于“闭合”电路位置中的接触器设备100的截面图，其中电流能够流过该接触器设备。接触器设备100能够包括主体102(也称为壳体102)和被构造为将接触器设备的内部部件电连接至外部电路(例如，电连接至电气系统或电气设备)的两个或更多个固定接触件104、106(示出两个)。

主体102可包括能够支撑如本文所公开的接触器设备100的结构和功能的任何合适的材料，其中，一种优选的材料是坚固的材料，该材料可以对接触器设备100提供结构支撑而不干扰通过设备的第一固定接触件104和第二固定接触件106以及内部部件的电流。在一些实施方式中，主体102包括耐用的塑料或聚合物。主体102至少部分地包围接触器设备100的各种内部部件，本文中将进一步进行更详细的描述。

主体102能够包括适合于容纳包括任何规则或不规则的多边形的各种内部部件的任何形状。主体102能够是连续结构，或者能够包括接合在一起的多个部件部分，例如包括用环氧树脂材料密封的底座主体“杯部”和顶部“头部”部分。一些示例性主体构造包括在美国专利第7,321,281号、第7,944,333号、第8,446,240号和第9,013,254号中阐述的那些，所有这些专利转让给本申请的受让人Gigavac公司，并且这些专利的全部内容通过引用并入本文。

第一固定接触件104和第二固定接触件106被构造成使得容纳在主体102内的接触器设备100的各种内部部件能够与外部电气系统或电气设备电通信，使得接触器设备100能够用作开关以断开或完成如在此所描述的电路。第一固定接触件104和第二固定接触件106可包括用于向接触器设备的内部部件提供电接触的任何合适的导体材料，例如，各种金属和金属材料或者本领域已知的任何电接触材料或结构。第一固定接触件104和第二固定接触件106可包括单个连续接触结构(如图所示)或可包括多个电连接结构。例如，在一些实施方式中，第一固定接触件104和第二固定接触件106可以包括两个部分，第一部分从主体102延伸，该第一部分电连接至主体102内部的第二部分，第二部分被构造为与如在此所描述的主体内部的其他部件相互作用。

主体102可以被构造成使得主体102的内部空间被气密地密封，该内部空间容纳接触器设备100的各种内部部件。当通过使用负电性气体耦接时，该气密密封构造能够帮助减轻或防止相邻近的导电元件之间的电弧放电，并且在一些实施方式中，帮助在空间上分离的接触件之间提供电隔离。在一些实施方式中，主体102可处于真空条件下。主体102可利用任何已知的生成气密密封电气设备的手段而被气密密封。气密密封设备的一些示例包括在美国专利第7,321,281号、第7,944,333号、第8,446,240号和第9,013,254号中阐述的那些，所有这些专利转让给本申请的受让人Gigavac公司，并且这些专利的全部内容通过引用并入本申请中。

在一些实施方式中，主体102可至少部分地填充有负电性气体，例如，六氟化硫或者氮与六氟化硫的混合物。在一些实施方式中，主体102包括对注入壳体中的气体具有低渗透性或基本上没有渗透性的材料。在一些实施方式中，主体可包括被构造为提高设备的性能的各种气体、液体或固体。

当不与主体102内部的任何其他部件相互作用时，第一固定接触件104和第二固定接触件106以其他方式彼此电隔离，使得电力不能在它们之间自由流通。第一固定接触件104和第二固定接触件106可通过任何已知的电绝缘结构或方法彼此电绝缘。

当接触器设备100处于其“闭合”位置时，如图1所示，以其他方式电隔离的第一固定接触件104和第二固定接触件106两者通过可移动接触件108接触。可移动接触件108用作允许电信号流过设备的桥，例如，从第一固定接触件104流至可移动接触件108、流至第二固定接触件106或反之亦然。因此，接触器设备100在可移动接触件与固定接触件电接触的同时能够连接至电路、系统或设备并且完成电路。

可移动接触件108可包括任何合适的导体材料，包括本文中关于第一固定接触件104和第二固定接触件106所讨论的任何材料。与第一固定接触件104和第二固定接触件106类似，可移动接触件108可包括单个连续结构(如图所示)，或者可包括彼此电连接的多个部件部分，以便用作以其他方式电隔离的第一固定接触件104和第二固定接触件106之间的接触桥，使得电力能够流过接触器设备100。

可移动接触件108可被构造成使得其能够移动成与第一固定接触件104和第二固定接触件106电接触和脱离电接触。这导致当可移动接触件与第一固定接触件104和第二固定接触件106电接触时，电路“闭合”或完成，并且当可移动接触件108不与第一固定接触件104和第二固定接触件106电接触时，电路“打开”或断开。第一固定接触件104和第二固定接触件106在不接触可移动接触件108时以其他方式彼此电隔离。在一些实施方式中(包括图1所示的实施方式)，可移动接触件108物理地连接至轴结构110，该轴结构被构造为在接触器设备100内沿着预定距离移动。轴结构110可包括适合于其用作物理连接至可移动接触件108的内部可移动部件，使得可移动接触件108能够与轴结构110一起移动的任何材料或形状。

轴结构110的运动控制可移动接触件108的运动，这进而控制可移动接触件108相对于第一固定接触件104和第二固定接触件106的位置，进而控制电力通过如本文所描述的接触器设备100的流通。轴结构的运动能够通过各种构造来控制，包括但不限于电气和电子、磁性和螺线管以及手动构造。用于控制连接至可移动接触件的轴结构的手动构造的实例在授予Gigavac公司(本申请的受让人)的美国专利第9,013,254号中阐述，并且该专利的全部内容通过引用并入本申请中。手动控制特征的这些示例构造中的一些包括磁性构造、隔膜构造和波纹管构造。

在图1所示的实施方式中，使用螺线管构造来控制轴结构110的运动。柱塞结构111连接至或至少部分包围轴结构110的一部分。主体102还容纳螺线管112。能够使用许多不同的螺线管，其中适合的螺线管的一个实例是在低电压下并且以相对高的力运行的螺线管。合适的螺线管的一个实例是可商购的来自Bicron公司的第SD1564N1200号模型的螺线管，尽管可以使用许多其他螺线管。在所示的实施方式中，柱塞结构111可包括可以通过螺线管112移动和控制的金属材料。柱塞结构111的运动控制所连接的轴结构110的运动，这进而控制所连接的可移动接触件108的运动。

轴结构110的行进距离可以利用各种特征来控制，例如，用于控制行进/超程距离的弹簧或主体102的可阻挡或限制轴结构110的行进距离各个部分。在图1所示的实施方式中，轴结构110的行进距离部分地由构造为邻接轴结构110的翼部114的硬止动件113控制，以在轴结构110已经从第一固定接触件104和第二固定接触件106行进足够距离时限制轴结构110的距离。硬止动件113可以包括适合于提供与轴结构110相互作用的表面以限制轴结构110的运动或行进距离的任何材料或形状。在图1所示的实施方式中，硬止动件113包括塑料材料。

不同实施方式能够包括其他特征，诸如，电弧控制磁体和烟火断开元件202、203和204，如授予本申请的受让人Gigavac公司的美国专利第10,388,477号中所阐述的，该专利的内容通过引用并入本文中。

接触器设备100在图2中示出为处于其“打开”状态，图2示出轴结构110移动使得连接的可移动接触件108与第一固定接触件104和第二固定接触件106分离开一断开空间间隙302。断开空间间隙302使得可移动接触件108与以其他方式彼此电隔离的第一固定接触件104和第二固定接触件106间隔开足够的距离，以中断电力通过设备的流通。

除了能够操作以在普通操作期间限制或允许电力流过设备的接触器设备之外，能够用作根据本发明的使用压力释放机构的示例性环境的另一类型的开关设备是熔断器设备。熔断器设备仅在普通操作期间允许电力流过设备，并且当阈值电流水平通过设备时起到牺牲断路的作用。图3和图4示出这样的示例性熔断器设备430，其包括类似于图1和2中的类似的特征和类似于接触器设备100的操作，然而该熔断器设备不包括一些特征，诸如，用于打开和闭合固定接触件和可移动接触件的螺线管或其他机构。

在普通操作期间，熔断器设备430恒定地处于允许电流流过设备的“闭合”状态，直到打开特征被激活，导致设备此后处于防止电流流过设备的“打开”状态。图3和图4示出主体432(类似于以上图1和图2中的主体102)、固定接触件434、436(类似于以上图1和图2中的第一固定接触件104和第二固定接触件106)。然而，在该实施方式中，固定接触件434、436形成为与电力端子438、440分开，该电力端子电连接至固定接触件434、436以连接至外部电路，电力端子和固定接触件与图1和图2的实施方式中是相同的。图3和图4进一步示出可移动接触件442(类似于以上图1和2中的可移动接触件108)、轴结构444(类似于以上图1和图2中的轴结构110，除了形状不同)。

轴结构444连接至可移动接触件442和活塞结构446(其类似于以上图1和图2中的活塞结构204)。接触件能够以多种方式分离，并且在所示的实施方式中，活塞结构446能够至少部分地包围烟火装料448。当烟火装料448被激活时，可移动接触件442和活塞结构446被施加在远离固定接触件434、436的方向上的力，因此使电路断开。在一些实施方式中，熔断器设备430可包括支撑结构450，该支撑结构被构造为帮助将固定接触件434、436和可移动接触件442保持在位。在一些实施方式中，烟火装料448的触发使得活塞结构446被驱动远离烟火装料，使得支撑结构450被破坏或移位。在一些实施方式中，熔断器设备430能够由有源信号触发。在一些实施方式中，熔断器设备430能够由诸如本文所讨论的被动触发构造来触发。图3示出处于其“闭合”状态的熔断器设备430，其中，固定接触件434、436和可移动接触件442位于一起并且允许电力流过熔断器设备430。相反，图4示出在触发烟火装料448之后处于其“打开”状态的熔断器设备430，其中，固定接触件434、436和可移动接触件442分离，并且防止电力流过熔断器设备430。

在根据本发明的实施方式中，能够包括压力释放机构以在操作期间安全地提供在接触器或熔断器上积累的压力的释放。下面的描述关于接触器，但是应当理解，本发明的实施方式也可以用于其他开关设备，例如熔断器。

再次参考图1，在开关设备(诸如，接触器设备100)的操作期间，电弧放电可能在可移动接触件108与第一固定接触件104和第二固定接触件106的分离期间发生。如果当升高的电流水平正在通过已固定的可移动接触件108和第一固定接触件104和第二固定接触件106时发生这种分离，则可能出现增大的电弧放电，这可能导致接触器内的压力积累。如果压力积累足够高，则壳体102可能失效，导致壳体102的破坏或破裂。

图5至图8示出具有类似于上述壳体102的壳体502的接触器500的一个实施方式。壳体能够由与壳体102相同或相似的材料制成并且可以被布置成具有相同的特征。壳体502能够包括布置成防止壳体502在电弧放电期间破坏或破裂的压力释放机构。在一些实施方式中，压力释放机构可包括能够布置在接触器500上的许多不同的位置中的破裂盘504。在所示实施方式中，破裂盘在壳体502中，诸如，在壳体502的底板中。

壳体502的底板能够包括破裂盘孔506，该破裂盘孔的尺寸设计成保持破裂盘504。破裂盘孔506可包括围绕其边缘的壁阶部(offset)或埋头孔508，并且破裂盘504能够包括尺寸设计成位于壁阶部508中的凸缘510。应当理解，在其他实施方式中，破裂盘孔506可以不具有壁阶部或埋头孔，并且在这些实施方式中，凸缘能够围绕破裂盘孔506直接位于壳体502的表面上。

破裂盘504的尺寸设计成与破裂盘孔506紧密配合并且耦接至破裂盘孔，使得在破裂盘504与破裂盘孔506之间形成气密密封，使得在操作期间维持壳体502的气密密封。在所示的实施方式中，在壁阶部508周围包括坚固的环氧树脂512，使得环氧树脂512布置在凸缘510与壁阶部508之间。使用具有足够粘附力的充足的环氧树脂，以在凸缘510与壁阶部508之间产生稳固的气密密封。壁阶部508提供降低凸缘510的进一步优点，使得凸缘510的顶部与壳体的内部底表面的高度相同或基本相同。这允许使破裂盘位于较低位置，使得其不处于由壳体提供的空间中，使得接触器500的内部部件能够位于靠近壳体502的底板。

接触器500可包括固定接触件和可移动接触件(未示出)，该固定接触件和可移动接触件能够类似于上述第一固定接触件104和第二固定接触件106和可移动接触件108布置。这些元件通常位于壳体502的顶部，并且破裂盘504位于壳体502的底部。在电弧放电事件期间，在壳体的顶部部分中的接触件处生成压力，并且为了使破裂盘工作，壳体的顶部处的压力必须转移至壳体底部。在一些实施方式中，该压力可仅通过接触器500的内部部件传递到达破裂盘504。在其他实施方式中，专用路径可包括在接触器500中以允许压力通过。其可包括形成在接触器内部部件或壳体中的不同位置中的孔、槽或路径，以允许压力更自由地从顶部部分传递至破裂盘504。

破裂盘可包括多种不同的尺寸、形状和材料。在所示实施方式中，破裂盘由金属材料(诸如，铝、钢或镍)制成，但应理解，能够使用其他材料或材料的组合，诸如，用于上述主体502的那些。破裂盘还能够包括非金属材料，诸如，不同类型的塑料。

破裂盘504可包括不同类型的破裂盘，诸如，“反向屈曲”或“正向作用”破裂盘，其中如所示的合适的破裂盘是反向屈曲类型的。破裂盘可以为许多不同的厚度，所示实施方式具有在.005至.0015英寸厚范围内的厚度。在一个实施方式中，破裂盘可具有约.007英寸的厚度。

如上所描述，破裂盘孔506的尺寸可设计成适合于保持破裂盘504，并且能够具有许多不同的形状和尺寸。在一些实施方式中，破裂盘孔506的直径能够高达2英寸或更大，这取决于接触器及其壳体的尺寸。一些实施方式能够具有约0.530英寸的直径和0.675英寸直径的壁阶部或埋头孔。破裂盘的不同尺寸和厚度能够在不同破裂压力(诸如，80、100、200、300或更高的PSI)下提供破裂。

在电弧放电事件的增加压力期间，压力从壳体502的上部部分传递至破裂盘504所位于的下部部分。在一些实施方式中，破裂盘504能够破裂以在破裂盘504中提供开口，以允许空气通过。在其他实施方式中，破裂盘504能够从破裂盘孔移位以允许空气通过。

图9和图10示出具有壳体602和破裂盘604以及破裂盘孔606的接触器600的一个实施方式。在图9中，破裂盘604安放在破裂盘孔606中以用于正常操作，其中破裂盘604与破裂盘孔606形成气密密封。这允许接触器壳体602维持围绕接触器的内部部件的气密密封。图10示出高压电弧放电事件之后的接触器600，其中，来自电弧放电的压力导致破裂盘604被迫离开破裂盘孔606。这允许在壳体602被电弧放电事件的压力破坏之前使高压通过破裂盘孔606从壳体602传递。

在图9和图10所示的实施方式中，由于破裂盘604离开破裂盘孔606，壳体602将失去气密密封。在一些实施方式中，虽然接触器600的性能可能由于气密密封的缺乏和壳体602中的内部气体或真空的释放而受到限制或降低，但是接触器600仍可以是起作用的。例如，壳体内的接触件电阻可能增加，接触器可能不能承载其额定电流，并且接触器的隔离性能可能降低。在又一实施方式中，该接触器的性能在该高压电弧放电事件之后可能仍然是可接受的。

应当理解，根据本发明的破裂片能够根据本发明以多种方式布置。图11至图14示出具有壳体702和布置在破裂盘孔706中的破裂盘704的接触器700的另一实施方式。这些部件能够以与以上关于接触器500所描述的部件相同或类似的方式布置，并且可以由相同或类似的材料制成。然而，在接触器700中，破裂盘704焊接至破裂盘孔706。破裂盘孔706可包括埋头孔或壁阶部708，并且破裂盘704可包括如上文所描述的凸缘710。在该实施方式中，壁阶部708的表面可包括焊接突出部712。在其他实施方式中，焊接突出部712可位于凸缘710上。焊接突出部712用于将凸缘焊接至壁阶部以提供两者之间的气密密封。能够使用多种不同的焊接方法(诸如，电阻焊接或激光焊接)，并且通过使破裂盘孔506破裂或从破裂盘孔去除以允许压力穿过，所得的破裂盘504能够如上所述起作用。

应当理解，能够使用除上述破裂盘布置之外的其他压力释放机构。图15至图17示出根据本发明的接触器800的另一实施方式，该接触器具有与上述接触器壳体相同或相似的壳体802。然而，在该实施方式中，与具有破裂盘不同，该壳体在壳体的表面中包括机加工的、刻痕或印痕的脆弱点804。脆弱点804可位于许多不同的位置中，并且在所示的实施方式中是在壳体802的底表面中。脆弱点包括在壳体802的底部部分的顶表面中的顶部印痕806和在壳体802的底部部分的底表面中的底部印痕808。脆弱点804能够被设计成在壳体802内的预期内部压力下打开或破裂。在壳体802内的高压电弧放电事件期间，脆弱点804能够被打开以允许高压通过脆弱点开口逸出。

应当理解，根据本发明的破裂盘可具有许多不同的形状和尺寸，并可通过多种方式安装至壳体。图18至图23示出接触器900和接触器的壳体902的另一实施方式，壳体具有破裂盘904，该破裂盘类似于图5至图14中示出并且如上所描述的破裂盘。壳体具有破裂盘孔906，并且破裂盘904包括围绕破裂盘孔906定位在壳体902上的凸缘910。然而，与以上实施方式不同，凸缘910定位在壳体902的外表面上而不是壳体902的内表面上。

破裂盘904能够使用许多不同的方法和材料安装至壳体902。对于接触器900，能够使用不同的方法和材料将破裂盘焊接至壳体。在所示的实施方式中，能够包括定位在凸缘910上的焊接环908，其中凸缘910围绕破裂盘孔906夹在焊接环908与壳体902的外表面之间。焊接环908围绕破裂盘孔906将凸缘910焊接至的壳体902的外表面，使得所示的实施方式提供破裂盘904与壳体902之间的气密密封。

应当理解，在其他实施方式中，焊接环能够以不同方式和不同位置布置，以将破裂盘安装至壳体。例如，在一些替代实施方式中，焊接环能够被布置在凸缘与壳体的外表面之间。在其他实施方式中，凸缘能够围绕破裂盘孔在壳体的内表面上，并且焊接环能够在凸缘上或在凸缘与壳体之间。在又其他实施方式中，可使用多于一个的焊接环，这些焊接环置在不同位置中。

现在参见考图24和图25，壳体902的底表面示出为具有破裂盘904和焊接环908。破裂盘904示出为在壳体内的高压破裂事件之后，其中破裂盘904的中央部分被迫打开以允许压力通过现在打开的破裂盘904从壳体902传递。

以上将压力释放机构描述为位于接触器壳体的底表面中，但是应当理解，压力释放机构可以位于不同的位置中并且在接触器或熔断器的不同特征上。在一些实施方式中，该接触器可包括陶瓷顶盖并且压力释放机构可以布置在陶瓷顶盖中。在这些实施方式中的一些中，压力释放机构能够包括钎焊在陶瓷顶盖中(诸如，邻近电力端子)的破裂盘。在接触器或熔断器具有上部环氧树脂区段的其他实施方式中，压力释放机构能够集成在上部环氧树脂区段中。这些仅是用于根据本发明的压力释放机构的不同位置的几个实例。

应当理解，不同的实施方式能够包括其他类型的压力释放机构(阀、排气口、孔等)。这些压力释放机构中的一些在高压事件之后是可更换的或可重新设定的。

尽管已经参考一些本发明的优选构造详细地描述了本发明，但是其他版本也是可能的。本发明的实施方式可以包括各个附图中示出的兼容特征的任何组合，并且这些实施方式不应局限于明确示出和讨论的那些内容。因此，本发明的精神和范围不应局限于上述版本。

Claims (20)

1.一种电气开关设备，包括：

气密密封的壳体；

位于气密密封的所述壳体内的内部部件，所述内部部件构造为响应于输入在闭合状态和打开状态之间改变所述电气开关设备的状态，其中，所述闭合状态允许电流流过所述电气开关设备，并且所述打开状态使流过所述电气开关设备的电流中断；以及

接触结构，电连接至所述内部部件以连接至外部电路，其中，所述壳体包括压力释放机构，以允许所述壳体的内部压力从所述壳体逸出。

2.根据权利要求1所述的电气开关设备，其中，所述压力释放机构包括破裂盘。

3.根据权利要求2所述的电气开关设备，其中，所述壳体包括破裂盘孔，所述破裂盘安装至所述破裂盘孔。

4.根据权利要求3所述的电气开关设备，其中，所述破裂盘安装在所述壳体的内表面上。

5.根据权利要求3所述的电气开关设备，其中，所述破裂盘安装在所述壳体的外表面上。

6.根据权利要求3所述的电气开关设备，还包括将所述破裂盘安装至所述破裂盘孔的焊接环。

7.根据权利要求3所述的电气开关设备，还包括将所述破裂盘安装至所述破裂盘孔的环氧树脂。

8.根据权利要求1所述的电气开关设备，其中，所述压力释放机构包括形成在所述壳体中的脆弱点。

9.根据权利要求8所述的电气开关设备，其中，所述脆弱点包括在所述壳体中的刻痕或印痕。

10.根据权利要求1所述的电气开关设备，其中，所述内部压力是在所述接触器的状态改变期间由电弧放电形成的。

11.根据权利要求1所述的电气开关设备，还包括穿过所述内部部件以允许所述内部压力传递至所述压力释放机构的路径。

12.一种接触器设备，包括：

气密密封的壳体；

位于气密密封的所述壳体内的内部部件，所述内部部件构造为响应于输入在闭合状态与打开状态之间改变所述接触器设备的状态，所述内部部件在从所述闭合状态改变为所述打开状态时生成电弧放电压力；

位于所述壳体中的压力释放机构，用于允许所述电弧放电压力从所述壳体逸出而不损坏所述壳体。

13.根据权利要求12所述的接触器设备，其中，所述压力释放机构包括破裂盘。

14.根据权利要求13所述的接触器设备，其中，所述壳体包括破裂盘孔，所述破裂盘安装至所述破裂盘孔。

15.根据权利要求13所述的接触器设备，还包括将所述破裂盘安装至所述破裂盘孔的焊接环。

16.根据权利要求13所述的接触器设备，还包括将所述破裂盘安装至所述破裂盘孔的环氧树脂。

17.根据权利要求12所述的接触器设备，其中，所述压力释放机构包括形成在所述壳体中的脆弱点。

18.根据权利要求17所述的接触器设备，其中，所述脆弱点包括在所述壳体中的刻痕或印痕。

19.根据权利要求12所述的接触器设备，还包括穿过所述内部部件以允许内部压力传递至所述压力释放机构的路径。

20.一种电气开关设备，包括：

气密密封的壳体；

位于气密密封的所述壳体内的内部部件，所述内部部件被构造为响应于输入在闭合状态和打开状态之间改变所述接触器设备的状态；以及

接触结构，电连接至所述内部部件以用于连接至外部电路，其中，所述壳体包括允许压力从所述壳体逸出的破裂盘。

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