CN115206705A - 带熄弧装置的继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带熄弧装置的继电器，涉及继电器技术领域，包括外壳，外壳内部下端面右侧固定连接有底座，底座上端面中心位置固定连接有底板，底板上端面中心位置固定连接有铁芯，铁芯环形外侧面靠近上方位置固定套设有顶板，顶板与底板之间的铁芯形外侧面上缠绕有线圈，线圈上方设有衔铁，衔铁左侧设有熄弧机构；熄弧机构包括固定连接在外壳内部下端面左侧的底箱，底箱上端面固定连接有灭弧腔。该带熄弧装置的继电器通电后会带动衔铁下移，从而带动齿板下移，以带动第一齿轮顺时针旋转，进而带动第二齿轮逆时针旋转，使得凸轮逆时针旋转180°，从而将第二弹性气囊内的灭弧气体经第二气管输入动触头与静触头的接触位置，进而达到快速灭弧的目的。

Description

带熄弧装置的继电器

技术领域

本发明涉及继电器技术领域，尤其是涉及带熄弧装置的继电器。

背景技术

继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、动触头、静触头等组成的，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动动触点与静触点吸合。继电器的动触头和静触头在接触时会产生电弧，特别是大功率的继电器，其内部的动触头和静触头接触所产生的电弧会将触头烧损，使继电器的使用寿命降低甚至无法正常使用，无法利用继电器来切换大功率负载。

针对上述技术问题，现有专利公告号：CN211479893U，公开了一种高压直流继电器用灭弧结构，提供一种技术方案，通过接触的动触头与静触头对周围的气体进行加热，且通过加热容腔对被加热的气体进行聚集，当继电器在开闸时使密封板在动触头与静触头分离下向远离隔板的一侧移动，从而使被加热的气体通过泄气孔吹在弧触头上，以此促进弧触头的熄灭。

也就是说，上述专利通过产生的电弧对气体进行加热，使气体膨胀再经过泄气孔吹在弧触头上进行灭弧，然而，气体受热膨胀需要一定时间，在此过程中，产生的电弧会对动触头与静触头造成烧伤，此外，被加热的气体吹在弧触头上也降低了对电弧冷却降温的效果，因此，上述专利的灭弧效果欠佳。

发明内容

本发明的目的在于提供带熄弧装置的继电器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

带熄弧装置的继电器，包括外壳，外壳内部下端面右侧固定连接有底座，底座上端面中心位置固定连接有底板，底板上端面中心位置固定连接有铁芯，铁芯环形外侧面靠近上方位置固定套设有顶板，顶板与底板之间的铁芯形外侧面上缠绕有线圈，线圈上方设有衔铁，衔铁左侧设有熄弧机构；

熄弧机构包括固定连接在外壳内部下端面左侧的底箱，底箱上端面固定连接有灭弧腔，灭弧腔左右侧面开设有槽口，衔铁左端延伸至左侧槽口位置，衔铁位于灭弧腔内部的下端面位置固定连接有动触头，灭弧腔内部后侧面通过架板固定连接有静触头；

底箱内部中心位置转动连接有可顺时针旋转180°的凸轮，凸轮右侧的底箱内壁上固定连接有第一弹性气囊，第一弹性气囊右侧面连通有第一气管，第一气管的上端管口贯穿至灭弧腔内部。

优选的，衔铁位于两个槽口位置处的外侧面上均固定套设有“回”字形结构的密封板，槽口内壁上均开设有供密封板上下滑动的密封槽，密封板下端面分别通过若干组纵向等距分布的弹簧与密封槽内底面弹性连接。

优选的，凸轮后侧面下端通过转轴固定连接有第二齿轮，底箱右侧面靠近上方位置通过转轴转动连接有与第二齿轮啮合的第一齿轮，衔铁下端面固定连接有与第一齿轮啮合的齿板。

优选的，底箱内部左侧面固定连接有第二弹性气囊，第二弹性气囊左侧面连通有第二气管，第二气管上端管口贯穿至灭弧腔内部。

优选的，底箱左右两侧均竖直等距固定连接有若干组内部呈空腔结构的散热板，散热板均延伸至外壳外侧，第一气管和第二气管分别贯穿对应位置的散热板。

优选的，第二齿轮右侧面中心位置固定连接有传动轴，传动轴右侧固定连接有第三齿轮，传动轴环形外表面中心位置固定套设有支板，支板下端与外壳内部下端面固定连接。

优选的，第三齿轮下方设有齿环，底座上端面外沿位置开设有环形槽，齿环与环形槽转动连接，齿环上端面位于第三齿轮下方位置固定连接有与第三齿轮啮合的齿牙。

优选的，底板上端面靠近外沿位置与顶板之间环形等距转动连接有四根支杆，支杆环形外侧面与齿环上端面平齐位置固定套设有第四齿轮，支杆环形外侧面上沿径向90°对称固定连接有两个叶片。

优选的，外壳前后侧面对应铁芯位置处均开设有若干个散热口，散热口内均固定连接有上侧向内倾斜的防尘网。

优选的，灭弧腔内部左右侧面位于槽口下方位置均固定连接有灭弧栅片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.继电器通电后会带动衔铁下移，从而带动齿板下移，以带动第一齿轮顺时针旋转，进而带动第二齿轮逆时针旋转，使得凸轮逆时针旋转180°，从而将第二弹性气囊内的灭弧气体经第二气管输入动触头与静触头的接触位置，进而达到快速灭弧的目的；

2.灭弧气体在灭弧过程中会因吸收电弧产生的热量而有所升温，通过在底箱前后侧面设置空腔结构的散热板，在散热板的空腔内填装冷却水，可对灭弧气体进行吸热降温，从而保证灭弧气体能够持续对电弧进行冷却降温的能力；

3.衔铁位于两个槽口位置处的外侧面上均固定套设有“回”字形结构的密封板，槽口内壁上均开设有供密封板上下滑动的密封槽，密封板下端面分别通过若干组纵向等距分布的弹簧与密封槽内底面弹性连接，使得灭弧腔处于密封状态，从而防止灭弧气体泄漏，保证灭弧气体能够循环利用；

4.衔铁下降和上升的过程中均可带动齿环旋转，从而带动第三齿轮旋转，进而带动支杆旋转，使得叶片能带动线圈周围的空气快速流动，提高线圈周围与外界的热交换效率，从而对继电器内部进行降温，防止继电器持续工作，内部温度过高而造成损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构第一视角立体图；

图2为本发明整体结构第二视角立体图；

图3为本发明整体结构第一视角去掉外壳示意图；

图4为本发明整体结构第二视角去掉外壳示意图；

图5为本发明图3中的半剖面示意图；

图6为本发明俯视图；

图7为本发明图6中的A-A处剖面图；

图8为本发明图4中的B处放大图。

附图标记说明：

1、外壳；11、底座；12、底板；13、线圈；14、铁芯；15、顶板；16、衔铁；17、动触头；18、静触头；2、底箱；21、散热板；3、灭弧腔；31、槽口；32、密封板；33、密封槽；34、弹簧；35、灭弧栅片；4、齿板；41、第一齿轮；42、第二齿轮；43、凸轮；44、第一弹性气囊；45、第一气管；46、第二弹性气囊；47、第二气管；5、传动轴；51、第三齿轮；52、齿环；53、环形槽；54、第四齿轮；55、支杆；56、叶片；57、齿牙；58、支板；6、散热口；61、防尘网。

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至图8，本发明提供一种技术方案：

带熄弧装置的继电器，包括外壳1，外壳1内部下端面右侧固定连接有底座11，底座11上端面中心位置固定连接有底板12，底板12上端面中心位置固定连接有铁芯14，铁芯14环形外侧面靠近上方位置固定套设有顶板15，顶板15与底板12之间的铁芯14形外侧面上缠绕有线圈13，线圈13上方设有衔铁16，衔铁16左侧设有熄弧机构；熄弧机构包括固定连接在外壳1内部下端面左侧的底箱2，底箱2上端面固定连接有灭弧腔3，灭弧腔3左右侧面开设有槽口31，衔铁16左端延伸至左侧槽口31位置，衔铁16位于灭弧腔3内部的下端面位置固定连接有动触头17，灭弧腔3内部后侧面通过架板固定连接有静触头18；底箱2内部中心位置转动连接有可顺时针旋转180°的凸轮43，凸轮43右侧的底箱2内壁上固定连接有第一弹性气囊44，第一弹性气囊44右侧面连通有第一气管45，第一气管45的上端管口贯穿至灭弧腔3内部；

衔铁16位于两个槽口31位置处的外侧面上均固定套设有“回”字形结构的密封板32，槽口31内壁上均开设有供密封板32上下滑动的密封槽33，密封板32下端面分别通过若干组纵向等距分布的弹簧34与密封槽33内底面弹性连接，凸轮43后侧面下端通过转轴固定连接有第二齿轮42，底箱2右侧面靠近上方位置通过转轴转动连接有与第二齿轮42啮合的第一齿轮41，衔铁16下端面固定连接有与第一齿轮41啮合的齿板4，底箱2内部左侧面固定连接有第二弹性气囊46，第二弹性气囊46左侧面连通有第二气管47，第二气管47上端管口贯穿至灭弧腔3内部；

灭弧腔3内部左右侧面位于槽口31下方位置均固定连接有灭弧栅片35。

上述方案实施时，在左侧密封槽33的左侧面上下两侧均开设有透气孔，右侧密封槽33的右侧面上下两侧也开设有透气孔，继电器通电后，铁芯14产生电磁力从而吸引衔铁16下降，衔铁16下降会带动两块密封板32沿着密封槽33下滑，同时压缩密封槽33内的弹簧34，此时，两个密封槽33下侧的透气孔可起到排气的作用，而两个密封槽33上侧的透气孔则起到吸气的作用下，从而保证衔铁16能够下移，且密封槽33与密封板32的接触位置固定连接有密封垫，使得灭弧腔3保持密封状态，衔铁16下移则带动动触头17下降与静触头18接触，动触头17与静触头18接触的瞬间会产生电弧，在此过程中，齿板4也会下移，从而带动第一齿轮41顺时针旋转，进而带动第二齿轮42逆时针旋转，由于第一齿轮41的半径是第二齿轮42的两倍，衔铁16下移会带动齿板4向下移动四分之一第一齿轮41周长的距离，也即带动第一齿轮41顺时针旋转90°，从而带动第二齿轮42逆时针旋转180°，进而带动凸轮43逆时针旋转180°，凸轮43在逆时针旋转的过程中会不断压缩第二弹性气囊46，使得第二弹性气囊46内由六氟化硫和氮气按一比一混合的灭弧气体经第二气管47输入灭弧腔3内，在发生电弧时，六氟化硫通过第二气管47的上端管口直接吹向电弧产生位置，此时六氟化硫会发生分解随后又发生还原，带来冷却效应从而起到灭弧效果，在第二弹性气囊46内的灭弧气体不断进入灭弧腔3进行灭弧的过程中，为了保证灭弧腔3内部压强的恒定，进入灭弧腔3的灭弧气体会经第一气管45不断进入第一弹性气囊44内，使得第一弹性气囊44不断膨胀，当继电器断电时，铁芯14失去电磁力，此时，密封槽33内的弹簧34发生回弹复位，从而带动衔铁16上升复位，此时动触头17离开静触头18，动触头17与静触头18离开的瞬间也会产生电弧，在此过程中，齿板4上升，从而带动第二齿轮42顺时针旋转180°，使得凸轮43复位，从而使第二弹性气囊46失去凸轮43的挤压，此时，第一弹性气囊44会发生收缩，从而将灭弧气体经第一气管45输入灭弧腔3内对电弧进行消灭，经过灭弧的气体则通过第二气管47再次回到第二弹性气囊46内，在动触头17接触静触头18产生电弧时，在动触头17离开静触头18产生电弧时，灭弧腔3内部左右两侧的灭弧栅片35会产生磁力线，电弧在磁力线的收缩力作用下被拉入灭弧栅片35，一个长弧被分隔成多段短弧，每段短弧之间的灭弧栅片35都可以看作一对电机，每对电极之间都会出现150-250V的绝缘强度，使得整个灭弧栅片35的绝缘强度大大增加，而每个灭弧栅片35间的电压不足以达到电弧燃烧的电压，同时灭弧栅片35吸收电弧热量，使电弧冷却熄灭，同时配合灭弧气体，提高电弧冷却熄灭速度，大大降低电弧对动触头17和静触头18的损伤。

作为本发明的一种实施例，如图3、图4、图5和图7所示，底箱2左右两侧均竖直等距固定连接有若干组内部呈空腔结构的散热板21，散热板21均延伸至外壳1外侧，第一气管45和第二气管47分别贯穿对应位置的散热板21。

上述方案实施时，基于上述实施例，灭弧气体从第二弹性气囊46输入灭弧腔3进行灭弧后会吸收电弧产生的热量，随后经第一气管45进入第一弹性气囊44内，当继电器断电后，衔铁16上升，从而带动凸轮43复位，使得第一弹性气囊44内的灭弧气体经第一气管45输入灭弧腔3再次进行灭弧，灭弧后的灭弧气体又经第二气管47回到第二弹性气囊46内，灭弧气体在灭弧过程中会因吸收电弧产生的热量而有所升温，通过在底箱2前后侧面设置空腔结构的散热板21，在散热板21的空腔内填装冷却水，使得灭弧气体在经过散热板21位置时可将一部分热量传导至散热板21上，冷却水和散热板21的配合可提高对灭弧气体的降温效果，从而保证灭弧气体能够持续对电弧进行冷却降温的能力。

作为本发明的一种实施例，如图1、图2、图3、图4、图5和图8所示，第二齿轮42右侧面中心位置固定连接有传动轴5，传动轴5右侧固定连接有第三齿轮51，传动轴5环形外表面中心位置固定套设有支板58，支板58下端与外壳1内部下端面固定连接，第三齿轮51下方设有齿环52，底座11上端面外沿位置开设有环形槽53，齿环52与环形槽53转动连接，齿环52上端面位于第三齿轮51下方位置固定连接有与第三齿轮51啮合的齿牙57，底板12上端面靠近外沿位置与顶板15之间环形等距转动连接有四根支杆55，支杆55环形外侧面与齿环52上端面平齐位置固定套设有第四齿轮54，支杆55环形外侧面上沿径向90°对称固定连接有两个叶片56，外壳1前后侧面对应铁芯14位置处均开设有若干个散热口6，散热口6内均固定连接有上侧向内倾斜的防尘网61。

上述方案实施时，基于上述实施例，当第二齿轮42顺时针旋转时，通过传动轴5可带动第三齿轮51顺时针旋转，从而带动齿环52在环形槽53内顺时针旋转一定角度，由于齿环52内侧面均匀分布有与第四齿轮54啮合的轮齿，从而带动第四齿轮54顺时针旋转，进而带动叶片56在线圈13周围顺时针转动，当第二齿轮42逆时针旋转时，通过传动轴5可带动第三齿轮51逆时针旋转，从而带动齿环52在环形槽53内逆时针一定角度，从而带动第四齿轮54逆时针旋转，进而带动叶片56在线圈13周围逆时针转动，叶片56的转动可加快线圈13周围与外界热交换的效率，使得外界的冷空气经散热口6进入外壳1内部对继电器进行散热降温，防止继电器持续工作温度过高而损坏，散热口6内均固定连接有上侧向内倾斜的防尘网61，灰尘在重力的作用下容易下滑，使得灰尘不易在防尘网61上发生堆积，可防止灰尘在防尘网61上发生堆积而影响散热口6的通风效果。

工作原理：继电器通电后，铁芯14产生电磁力从而吸引衔铁16下降，衔铁16下降会带动两块密封板32沿着密封槽33下滑，衔铁16下移则带动动触头17下降与静触头18接触，动触头17与静触头18接触的瞬间会产生电弧，在此过程中，齿板4也会下移，从而带动第一齿轮41顺时针旋转，进而带动第二齿轮42逆时针旋转，进而带动凸轮43逆时针旋转，凸轮43在逆时针旋转的过程中会不断压缩第二弹性气囊46，使得第二弹性气囊46内的灭弧气体经第二气管47输入灭弧腔3内，在发生电弧时，六氟化硫通过第二气管47的上端管口直接吹向电弧产生位置，此时六氟化硫会发生分解随后又发生还原，带来冷却效应从而起到灭弧效果，在第二弹性气囊46内的灭弧气体不断进入灭弧腔3进行灭弧的过程中，为了保证灭弧腔3内部压强的恒定，进入灭弧腔3的灭弧气体会经第一气管45不断进入第一弹性气囊44内，使得第一弹性气囊44不断膨胀，当继电器断电时，铁芯14失去电磁力，使得衔铁16上升复位，此时动触头17离开静触头18，动触头17与静触头18离开的瞬间也会产生电弧，在此过程中，齿板4上升，使得凸轮43复位，从而使第二弹性气囊46失去凸轮43的挤压，此时，第一弹性气囊44会发生收缩，从而将灭弧气体经第一气管45输入灭弧腔3内对电弧进行消灭，经过灭弧的气体则通过第二气管47再次回到第二弹性气囊46内，灭弧腔3内部左右两侧的灭弧栅片35会产生磁力线，电弧在磁力线的收缩力作用下被拉入灭弧栅片35，使电弧冷却熄灭，同时配合灭弧气体，提高电弧冷却熄灭速度，大大降低电弧对动触头17和静触头18的损伤；在散热板21的空腔内填装冷却水，使得灭弧气体在经过散热板21位置时可将一部分热量传导至散热板21上，冷却水和散热板21的配合可提高对灭弧气体的降温效果，从而保证灭弧气体能够持续对电弧进行冷却降温的能力；

当第二齿轮42旋转时，通过传动轴5可带动第三齿轮51旋转，从而带动齿环52在环形槽53内顺时针旋转一定角度，由于齿环52内侧面均匀分布有与第四齿轮54啮合的轮齿，从而带动第四齿轮54顺时针旋转，叶片56的转动可加快线圈13周围与外界热交换的效率，使得外界的冷空气经散热口6进入外壳1内部对继电器进行散热降温，防止继电器持续工作温度过高而损坏，散热口6内均固定连接有上侧向内倾斜的防尘网61，可防止灰尘在防尘网61上发生堆积而影响散热口6的通风效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.带熄弧装置的继电器，包括外壳（1），其特征在于：所述外壳（1）内部下端面右侧固定连接有底座（11），所述底座（11）上端面中心位置固定连接有底板（12），所述底板（12）上端面中心位置固定连接有铁芯（14），所述铁芯（14）环形外侧面靠近上方位置固定套设有顶板（15），所述顶板（15）与底板（12）之间的铁芯（14）形外侧面上缠绕有线圈（13），所述线圈（13）上方设有衔铁（16），所述衔铁（16）左侧设有熄弧机构；

所述熄弧机构包括固定连接在外壳（1）内部下端面左侧的底箱（2），所述底箱（2）上端面固定连接有灭弧腔（3），所述灭弧腔（3）左右侧面开设有槽口（31），所述衔铁（16）左端延伸至左侧槽口（31）位置，所述衔铁（16）位于灭弧腔（3）内部的下端面位置固定连接有动触头（17），所述灭弧腔（3）内部后侧面通过架板固定连接有静触头（18）；

所述底箱（2）内部中心位置转动连接有可顺时针旋转180°的凸轮（43），所述凸轮（43）右侧的底箱（2）内壁上固定连接有第一弹性气囊（44），所述第一弹性气囊（44）右侧面连通有第一气管（45），所述第一气管（45）的上端管口贯穿至灭弧腔（3）内部。

2.根据权利要求1所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述衔铁（16）位于两个槽口（31）位置处的外侧面上均固定套设有“回”字形结构的密封板（32），所述槽口（31）内壁上均开设有供密封板（32）上下滑动的密封槽（33），所述密封板（32）下端面分别通过若干组纵向等距分布的弹簧（34）与密封槽（33）内底面弹性连接。

3.根据权利要求1所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述凸轮（43）后侧面下端通过转轴固定连接有第二齿轮（42），所述底箱（2）右侧面靠近上方位置通过转轴转动连接有与第二齿轮（42）啮合的第一齿轮（41），所述衔铁（16）下端面固定连接有与第一齿轮（41）啮合的齿板（4）。

4.根据权利要求1所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述底箱（2）内部左侧面固定连接有第二弹性气囊（46），所述第二弹性气囊（46）左侧面连通有第二气管（47），所述第二气管（47）上端管口贯穿至灭弧腔（3）内部。

5.根据权利要求4所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述底箱（2）左右两侧均竖直等距固定连接有若干组内部呈空腔结构的散热板（21），所述散热板（21）均延伸至外壳（1）外侧，所述第一气管（45）和第二气管（47）分别贯穿对应位置的散热板（21）。

6.根据权利要求3所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述第二齿轮（42）右侧面中心位置固定连接有传动轴（5），所述传动轴（5）右侧固定连接有第三齿轮（51），所述传动轴（5）环形外表面中心位置固定套设有支板（58），所述支板（58）下端与外壳（1）内部下端面固定连接。

7.根据权利要求6所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述第三齿轮（51）下方设有齿环（52），所述底座（11）上端面外沿位置开设有环形槽（53），所述齿环（52）与环形槽（53）转动连接，所述齿环（52）上端面位于第三齿轮（51）下方位置固定连接有与第三齿轮（51）啮合的齿牙（57）。

8.根据权利要求7所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述底板（12）上端面靠近外沿位置与顶板（15）之间环形等距转动连接有四根支杆（55），所述支杆（55）环形外侧面与齿环（52）上端面平齐位置固定套设有第四齿轮（54），所述支杆（55）环形外侧面上沿径向90°对称固定连接有两个叶片（56）。

9.根据权利要求8所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述外壳（1）前后侧面对应铁芯（14）位置处均开设有若干个散热口（6），所述散热口（6）内均固定连接有上侧向内倾斜的防尘网（61）。

10.根据权利要求1所述的带熄弧装置的继电器，其特征在于：所述灭弧腔（3）内部左右侧面位于槽口（31）下方位置均固定连接有灭弧栅片（35）。

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