CN113436931A - 一种陶瓷干簧管 - Google Patents

Abstract

一种陶瓷干簧管，属于干簧管技术领域。其包括陶瓷管，设置在陶瓷管两端的第一端盖和第二端盖，所述陶瓷管内部为密封室，所述第一端盖外侧设有第一管脚，内侧设有第一磁簧片，且所述第一磁簧片在第一端盖上形成悬臂梁结构，所述第二端盖外侧设有第二管脚，内侧设有第二磁簧片，且所述第二磁簧片在第二端盖上形成悬臂梁结构，所述第一磁簧片和第二磁簧片的自由端在陶瓷管内部有重叠并形成气隙，所述第一磁簧片和第二磁簧片在重叠端设有触点。本发明的陶瓷干簧管继承了传统干簧管结构简单可靠的优点，规避了传统干簧管技术的固有缺陷。

Description

一种陶瓷干簧管

技术领域

本发明属于干簧管技术领域，具体涉及一种陶瓷干簧管。

背景技术

磁簧开关也称之为干簧管，它是一个通过所施加的磁场操作的电开关，基本型式是将两片磁簧片密封在玻璃管内，两片虽重叠，但中间间隔有一小气隙，当外来磁场时将使两片磁簧片吸合接触，使电流流过磁簧片实现触点接通，一旦磁场远离开关或消失，磁簧片在自身弹性反力作用下恢复到初始状态，使两片磁簧片重叠部分重新形成气隙，实现触点分断从而断开电路。

因此，传统干簧管属于一种磁路和电路合二为一的结构。磁簧开关的工作原理非常简单，两片端点处重叠的可软磁封接合金簧片(通常由铁和镍这两种金属所组成的)密封于一玻璃管中，两簧片呈交迭状且间隔有一小段气隙(仅约几十到几百微米)，这两片簧片上的触点上镀有层很硬的贵金属，通常都是铑和钌，这层硬贵金属金属大大提升了切换寿命及接触可靠性，玻璃管中装填有高纯度的惰性气体，部份干簧开关为了提升其高压性能，更会把内部做成高真空状态。

干簧管作为一种磁控接近开关（磁控传感器）及干簧继电器核心零件，以其结构简单可靠，触点气密环境适应性和安全性好及长寿命的特点广泛应用于家用电器、交通运输设备、监控设备、航空航天及国防等各个领域。而大负荷干簧管及干簧继电器是短波通信，电气列车及防爆电器等装备电气控制系统较为理想的开关元件，传统的干簧管在接入大负载电流或高频电流时，由于软磁簧片电阻率较高，电流会更容易使簧片发热导致磁路高温退磁造成吸合触点接触不可靠。由于传统玻璃干簧管的管脚也是与玻璃膨胀系数接近且具有软磁性的铁镍合金，具有电阻率大、管脚弯曲应力大的特点，而且管脚与软磁簧片共同构成了干簧管的磁路，适用使管脚裁断或弯曲都会直接造成干簧管磁路变化，从而导致干簧管的关键技术指标AT值（触点动作安匝值）也随之发生变化，造成干簧管的驱动参数随使用的安装方式不同而变化，使设计制造过程中精密控制的AT值只能成实际使用时参考值，无法保证电路的一致性。另外，由于铁镍合金弯曲应力大，尤其直径较粗的大负荷干簧管在实际使用时常常发生干簧管封接部位玻璃管碎裂或漏气现象，严重损害了干簧管的使用可靠性。这些缺陷时目前玻璃干簧管产品的固有缺陷，难以避免。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种陶瓷干簧管的技术方案。

本发明具体通过以下技术方案实现：

所述的一种陶瓷干簧管，包括陶瓷管，设置在陶瓷管两端的第一端盖和第二端盖，所述陶瓷管内部为密封室，所述第一端盖外侧设有第一管脚，内侧设有第一磁簧片，且所述第一磁簧片在第一端盖上形成悬臂梁结构，所述第二端盖外侧设有第二管脚，内侧设有第二磁簧片，且所述第二磁簧片在第二端盖上形成悬臂梁结构，所述第一磁簧片和第二磁簧片的自由端在陶瓷管内部有重叠并形成气隙，所述第一磁簧片和第二磁簧片在重叠端设有触点；

在外界左右方向磁场作用下，磁通流经第一磁簧片和第二磁簧片在气隙处相互吸引最终闭合使电路接通，外界磁场消失后，第一磁簧片和第二磁簧片在自身弹性复原力的作用下使触点分离恢复到初始状态，从而切断电路。

进一步，所述第一管脚为空心管，所述第一管脚与第一端盖气密焊接，所述第一端盖与第一管脚中心孔对应处设有贯穿左右的气孔。

进一步，所述第一端盖内侧端设有凸台，所述凸台上通过铆钉或者焊接第一磁簧片。

进一步，所述第一磁簧片和第二磁簧片在重叠端通过涂覆贵金属形成触点。

进一步，所述第二管脚为实心管脚，所述第二管脚与第二端盖气密焊接。

进一步，所述第二端盖内侧端设有凸台，所述凸台上通过铆钉或者焊接第二磁簧片。

进一步，所述第一管脚和第二管脚采用无磁性的无氧铜材料制成的管脚。

进一步，所述陶瓷管两端面设有金属化层。

本发明具有以下有益效果：

1.管体采用陶瓷管，陶瓷管机械厚度均匀，钎焊工艺和陶瓷管本身的机械强度远高于玻璃管，消除了传统干簧管容易碎裂的固有缺陷，同时也消除了传统真空干簧管圆柱面上排气管封口后的残留凸台，也减小了外形尺寸，基本消除了漏气隐患。

2.磁簧片与封接无关，无像传统玻璃干簧管那样需兼顾软磁想能、弹性复原力及与玻璃管的匹配性能，可以选用居里温度更高、软磁性能和导电性能更优良的簧片材料，同时改善了传统大负荷干簧管磁簧片发热使导磁性能下降，造成干簧管在大负载或高频电流时触点接触可靠性下降的缺陷。

3.使用无磁无氧铜材料制成的管脚，消除了传统干簧管焊脚影响磁路，导致使用干簧管时因焊脚裁断或弯曲使干簧管AT值发生变化的因素。

4.该结构适合采用目前陶瓷电真空现有成熟工艺，适合标准化批零制造，从而保证了产品的质量一致性。

5.该结构继承了传统干簧管结构简单可靠的优点，规避了传统干簧管技术的固有缺陷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、第一管脚；2、第一端盖；3、铆钉；4、陶瓷管；5、第一磁簧片；6、第二磁簧片；7、第二端盖；8、第二管脚。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种陶瓷干簧管包括陶瓷管4，陶瓷管4两端面上可设有金属化层。陶瓷管4两端设有第一端盖2和第二端盖7，第一端盖2和第二端盖7可采用焊接方式与陶瓷管4固定。第一端盖2和第二端盖7由软磁金属材料制成。第一端盖2、第二端盖7以及陶瓷管4之间可形成密封室。第一端盖2外侧设有第一管脚1，内侧设有第一磁簧片5，且所述第一磁簧片5在第一端盖2上形成悬臂梁结构。具体，第一管脚1可以为空心管，第一管脚1与第一端盖2气密焊接，第一端盖2与第一管脚1中心孔对应处设有贯穿左右的气孔，可实现抽气和排气；第一端盖2内侧端设有凸台，凸台上通过铆钉3或者焊接第一磁簧片5，凸台结构的设置使第一磁簧片5形成悬臂梁结构。第二端盖7外侧设有第二管脚8，内侧设有第二磁簧片6，且所述第二磁簧片6在第二端盖7上形成悬臂梁结构。具体，第二管脚8为实心管脚，所述第二管脚8与第二端盖7气密焊接；同样，第二端盖7内侧端设有凸台，所述凸台上通过铆钉3或者焊接第二磁簧片6。第一管脚1和第二管脚8采用无磁性的无氧铜材料制成的管脚。

第一磁簧片5和第二磁簧片6的自由端在陶瓷管4内部有重叠并形成气隙，第一磁簧片5和第二磁簧片6在重叠端设有触点，该触点有涂覆在第一磁簧片5和第二磁簧片6的贵金属材料形成，或者直接在第一磁簧片5和第二磁簧片6设置贵金属材料触点形成，贵金属材料如铑金属等。

当沿陶瓷管4的轴向外加磁场时，磁场流经由第一端盖2、第一磁簧片5、第二磁簧片6和第二端盖7组成的磁路，在气隙处产生磁场吸引力使第一磁簧片5和第二磁簧片6的自由端动作至气隙消失完成触点闭合，外加磁场消失后第一磁簧片5和第二磁簧片6在弹性复原反力作用下恢复气隙从而断开触点，完成一个一个开关循环。

本实例中，陶瓷管4两端金属化与第一端盖2和第二端盖7采用典型的真空陶瓷钎焊密封工艺，技术成熟、机械强度高、密封可靠，加之无氧铜第一管脚1和第二管脚8较为柔软、弯曲应力小，完全消除了传统大负载或真空高压干簧管由于铁镍合金管脚弯曲应力大，使用时电路引线的作用力和焊接时的高温经常会造成玻璃管碎裂或漏气的隐患。

本实例中，第一磁簧片5和第二磁簧片6不与陶瓷焊接，由于传统干簧管磁簧片必须采用玻璃封接匹配的铁镍合金，匹配封接合金电阻率较大、导热率和导磁率较低，实际使用中常发生大负荷和高频电流通过干簧管磁簧片时，由于电阻发热使簧片温度升高，导致簧片磁性能下降使磁吸力下降甚至消失使触点异常断开或接触不可靠的现象，而本发明的磁簧片可以任意选用导磁、导电、导热性能更好、居里温度更高的软磁合金而不必兼顾与陶瓷的匹配性能，因此，可以显著提高干簧管的负载能力和触点通断可靠性。

本实例中，第一管脚1和第二管脚8一般采用无磁性的无氧铜材料，管脚不会成为磁路的一部分，而传统干簧管脚是铁镍玻璃匹配合金具有软磁性，焊脚不可避免地成为磁路的一部分，在实际使用中裁切和弯曲焊脚都会造成干簧管关键技术参数AT值（干簧管动作安匝值）的变化，采用焊接无氧铜第一管脚1和第二管脚8的结构在实际使用中裁切和弯曲焊脚都不会影响AT值，完全规避了上述问题，使干簧管出厂控制参数与实际使用参数一致。

本实例中，第一管脚1可以是空心管或实心结构，以适应真空陶瓷领域成熟的压封工艺或一次封排工艺，完全消除了传统大负荷真空干簧管玻璃管圆柱面真空排气口玻璃熔化封口后存在较大尺寸凸台和玻璃封接部位壁厚严重不均匀使内应力增加，形成玻璃管碎裂漏气的隐患，更方便使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种陶瓷干簧管，包括陶瓷管（4），设置在陶瓷管（4）两端的第一端盖（2）和第二端盖（7），所述陶瓷管（4）内部为密封室，其特征在于所述第一端盖（2）外侧设有第一管脚（1），内侧设有第一磁簧片（5），且所述第一磁簧片（5）在第一端盖（2）上形成悬臂梁结构，所述第二端盖（7）外侧设有第二管脚（8），内侧设有第二磁簧片（6），且所述第二磁簧片（6）在第二端盖（7）上形成悬臂梁结构，所述第一磁簧片（5）和第二磁簧片（6）的自由端在陶瓷管（4）内部有重叠并形成气隙，所述第一磁簧片（5）和第二磁簧片（6）在重叠端设有触点；

在外界左右方向磁场作用下，磁通流经第一磁簧片（5）和第二磁簧片（6）在气隙处相互吸引最终闭合使电路接通，外界磁场消失后，第一磁簧片（5）和第二磁簧片（6）在自身弹性复原力的作用下使触点分离恢复到初始状态，从而切断电路。

2.如权利要求1所述的一种陶瓷干簧管，其特征在于所述第一管脚（1）为空心管，所述第一管脚（1）与第一端盖（2）气密焊接，所述第一端盖（2）与第一管脚（1）中心孔对应处设有贯穿左右的气孔。

3.如权利要求1所述的一种陶瓷干簧管，其特征在于所述第一端盖（2）内侧端设有凸台，所述凸台上通过铆钉（3）或者焊接第一磁簧片（5）。

4.如权利要求1所述的一种陶瓷干簧管，其特征在于所述第一磁簧片（5）和第二磁簧片（6）在重叠端通过涂覆贵金属形成触点。

5.如权利要求1所述的一种陶瓷干簧管，其特征在于所述第二管脚（8）为实心管脚，所述第二管脚（8）与第二端盖（7）气密焊接。

6.如权利要求1所述的一种陶瓷干簧管，其特征在于所述第二端盖（7）内侧端设有凸台，所述凸台上通过铆钉（3）或者焊接第二磁簧片（6）。

7.如权利要求1所述的一种陶瓷干簧管，其特征在于所述第一管脚（1）和第二管脚（8）采用无磁性的无氧铜材料制成的管脚。

8.如权利要求1所述的一种陶瓷干簧管，其特征在于所述陶瓷管（4）两端面设有金属化层。

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