CN115803838A - 一种烟火断流器 - Google Patents

Abstract

一种通过分离冲头(2)来切断导体(3)的烟火断流器(1)具有一个外壳，其包括外壳上部(8)和外壳下部(10)。导体(3)在壳体上部(8)和壳体下部(10)之间穿过壳体，分离冲头(2)在壳体的腔体(7，9)中运行。断流器(1)也具有一个点火器单元(13)，用于驱动烟火断流器。灭火剂(18)用于抑制或熄灭切断过程中产生的电弧。根据本发明，灭火剂(18)位于分离冲头(2)外围的凹槽(17)中。优选的是，与所述凹槽(17)相邻，分离冲头和壳体之间设置密封槽，具体为位于分离冲头(2)的另外凹槽(19，22)中设置O型环(20‑21)。

Description

一种烟火断流器

技术领域

本发明涉及一种用分离冲头切断导体的烟火断流器，其中该断流器具有一个分为上壳体部和下壳体部的壳体，导体在上壳体部和下壳体部之间穿过壳体，分离冲头运行在壳体的腔室中，该断流器具有一个用于驱动分离冲头的点火器单元，此外还提供灭火剂，用于抑制或熄灭导体中断时产生的电弧。

背景技术

烟火断流器被用于各种有必要不可逆地中断电气连接的应用中。在汽车领域，首先，如Dynamit Nobel公司的DE 10337958 A，[US 7,222,561]专利中所述，低压电池的紧急断开已经被引入。使用全电动和混合动力驱动所提出的要求以新的概念进行，例如在Autoliv公司的EP 3301701 B[US 10,068,732]专利中所述。为了进一步改进灭火过程，引入了灭火剂，例如在构成权利要求1序言的Hirtenberger公司的AT 517872A[US 10,418,212]专利中所述。然而，那个专利描述的是在压力冲头和分离冲头之间提供灭火剂，所以，需要一个非常耐压的外壳，因为糊状甚至液体灭火剂中的压力分布在各个方向，也就是说也是向外作用。

发明内容

本发明的目的是为了消除这一缺点。

根据本发明，这一目的是通过上述类型的断流器实现的，其中灭火剂被设置在分离冲头的外表面的凹槽中。

由于这种安排，灭火剂不再用于将压力从压力冲头转移到分离冲头，也就是说，在电路中断过程中不被加压，因此，外壳不会在径向向外增加压力。尽管如此，灭火剂还是可靠地到达了可能出现电弧的区域，因为它被分离冲头的凹槽强制性地移动。

特别地，如果灭火剂是低粘度的，则如果密封槽比灭火剂更远离点火器单元是有利的。这种密封槽或O型环可以防止灭火剂随着时间的推移从凹槽中流出并滴落下来。

如果只提供一个这样的密封槽，则最好是密封槽距离点火器单元比灭火剂更远，因为这种断流器通常是在点火器单元向上的情况下安装的，所以这样的O型环就足以防止灭火剂的泄漏。

然而，为了不受安装位置的影响，最好是在灭火剂的两边都设置一个密封槽。在这种情况下，例如有三个凹槽，灭火剂在中央的凹槽里，另外两个凹槽里各具有一个O型环。这样一来，灭火剂就不能从任何方向泄漏。

在根据本发明的解决方案中，进一步有利的是使用相对少量的灭火剂。优选的是，灭火剂的用量在0.3至5g之间。

在一个具体的实施方案中，规定凹槽的长度为1-20mm，凹槽的深度最多为分离冲头直径的40％，优选最多为30％，最优选最多为20％。该"长度"应理解为沿所述分离冲头的轴向延伸。

灭火剂可以是硅或含硅的物质，而硅可以是液体、糊状或固体。在后一种情况下，它可以优选为管状。

最后，如果灭火剂只在冲头运行路径的50％之后进入导体端部的区域，特别是优选只在冲头运行路径的66％之后进入，那是最好的。这样一来，电弧在被灭火剂消除之前就被限制住了，这有利于消除电弧。

特别地，如果灭火剂是液体或糊状的，那么制造断流器就不简单。优选的制造方法包括：首先制造上壳体部、下壳体部和带有灭火剂凹槽的分离冲头，然后将分离冲头插入外部填充管，该填充管的截面与壳体内腔的截面一致，并填充凹槽，然后将填充管放在上壳体部上，将分离冲头推入腔内，之后将点火器单元放在腔内，上壳体部和下壳体部相互连接，同时插入导体。在外部填充管中的填充可以非常简单地进行，这是因为填充管至少有一个用于提供灭火剂的进口孔和一个用于排出灭火剂的出口孔，分离冲头在填充管中的位置使两个孔与分离冲头中的凹槽位于相同的轴向高度，并且灭火剂通过进口孔被送入，直到灭火剂从出口孔中出现。用于从填充管中排出灭火剂的出口孔的横截面小于用于提供灭火剂的进口孔的横截面，并且/或者这两个孔相对于分离冲头的中心轴线轴向偏移，以防止灭火剂通过出口孔不必要地溢出。在后一种情况下，填充管当然要以出口孔高于进口孔的方式使用。

特别是在这种带有填充管的制造方法中，上述密封槽，例如O型环，是很有帮助的，因为它们在分离冲头从填充管转移到壳体时和在断流器的壳体中都起着密封作用。

附图说明

参照附图对本发明进行更详细的解释，其中。

图1示出了根据本发明的断流器在非触发状态下的一个实施方案；以及

图2示出了在触发状态下的相同情况。

具体实施方式

根据本发明的断流器的一个实施方案在图1中显示。断流器1有一个分离冲头2和一个导体3，其具有两个分离点4a和4b，将中心部分5与导体末端部分6a和6b区分开来。

分离冲头2位于上壳体部8的腔体7中。另一个腔体9在下壳体部10中，它可以包含一个制动元件11，位于中心部分5的下方。

一块盖板12容纳一个带有点火器14和电气接口15的点火器单元13。下壳体部10和盖板12通过四个螺钉16a-d相互连接，将下壳体部10牢固地固定在上壳体部8上。

与已知的设计不同，分离冲头2具有一个填充有灭火剂18的凹槽17。在这里所示的结构中，在装有灭火剂的凹槽17的两侧还设置有容纳各自O型环20和21的密封槽19和22。分离冲头2远离点火器的表面是切割面23。

当点火器14被点燃时，分离冲头2受到了压力。它向下移动到导体3的位置，在分离点4a和4b处分离出导体3的中心部分5，并将其压入下壳体部10的腔体9。在冲头的进一步运动中(远离点火器14)，制动元件11被压缩。

如果在中心部分5与导体3的电路中断过程中，电流流过导体3，那么在导体端部6a和6b与分离出的部分5之间可能会形成电弧。这些电弧在电路中断过程的第一阶段被限制在分离冲头2和下壳体部10的腔体9之间。使用金属过滤器(此处未显示)可以支持灭火效果。

图2示出了根据本发明的断流器在触发发生后的情况。为了简单起见，没有显示点火器14被打开，制动元件11的变形也只显示为缩短。

随着电路中断过程的进行，分离冲头2已经远离点火器14运动，以至于灭火剂18到达导体端部6a和6b与部件5之间的电弧区域，并协助灭火。除了灭火剂18的冷却作用外，电弧对灭火剂的作用也导致了部分灭火剂的分布，其结果是电弧对铜和塑料的作用所产生的导电烧损产物与剩余的灭火剂混合，从而在电路中断后实现了较低的接触电阻。

令人惊讶的是，人们发现只需要相对少量的灭火剂就可以熄灭电弧，而且在这种设计中，与在压力冲头和分离冲头之间引入灭火剂的方案(相当于上述的AT 517872专利)相比，在上部壳体部的区域出现的压力峰值要低得多，这允许更轻的结构。在已知的解决方案中，压力峰值应该是由于硅和其中的空气被压缩造成的。

硅，特别是糊状硅，已经被证明可以作为灭火剂。然而，灭火原理也是用管状的固体硅在凹槽17中进行测试。

如果灭火剂仅在冲头路径的一半之后，特别是在冲头路径的最后三分之一处与电弧接触，那是特别有利的。在这种情况下，硅的使用提高了电路中断后的电阻率。

向凹槽17填充灭火剂18时，最好使用一个外部填充管，将分离冲头2放在其中进行填充。填充管有两个直径相对的进口和出口孔，用于进行填充。灭火剂从进口孔注入，在凹槽17中围绕分离冲头流动，并在出口孔处再次流出。通常情况下，将出口孔设计得比进口孔小是有利的，而且进口孔和出口孔也可以沿分离冲头的中心轴偏移。

在用灭火剂18填充凹槽17后，分离冲头2在填充管中移位，这样填充孔和溢出孔就被留下来了。这种移动对分离冲头2靠近点火器的上端25也是特别有利的。为此，如果在装有灭火剂18的凹槽17和分离冲头2的切割面23之间的凹槽19里有一个O型环20，就很有用。在安装状态下，这个O型环20可以防止灭火剂18向导体泄漏。在安装状态下，在灭火剂18和靠近点火器的分离冲头2的上端25之间还有一个O型环21，这是特别有利的。在这种情况下，灭火剂18被封闭在腔体7的内壁、分离冲头2的外表面和两个O型环20、21之间。

当分离冲头2被压入上壳体部8的腔体7的正确深度时，点火器单元13被插入上壳体部8。

参考列表

根据本发明的断流器的实施方案

1-烟火断流器

2-分离冲头

3-导体

4a、4b-分离点(预先确定的分离点)

5-中心部分

6a,6b-导体末端部件

7-上壳体部的腔体

8-上壳体部

9-下壳体部的腔体

10-下壳体部

11-制动元件

12-盖板

13-点火器单元

14-点火器

15-电气接口

16a-16d-螺钉

17-凹槽

18-灭火剂

19-凹槽

20-O型环或密封槽

21-O型环或密封槽

22-凹槽

23-切割面

25-点火器的上端

Claims (15)

1.一种用分离冲头(2)切断导体(3)的烟火断流器(1)，其中所述烟火断流器(1)具有一个分为上壳体部(8)和下壳体部(10)的壳体，所述导体(3)在上壳体部(8)和下壳体部(10)之间穿过所述壳体，所述分离冲头(2)在腔体(7,9)中运行，所述断流器(1)具有一个用于驱动所述分离冲头(2)的点火器单元(13)，此外，还提供灭火剂(18)，用于抑制或熄灭所述导体中断时产生的电弧，其特征在于，所述灭火剂(18)位于所述分离冲头(2)外表面的凹槽(17)中。

2.根据权利要求1所述的烟火断流器，其特征在于，在所述分离冲头和所述壳体之间的凹槽(17)侧面设有密封槽，具体为在所述分离冲头(2)的另外凹槽(19，22)中设置有O型环(20，21)。

3.根据权利要求2所述的烟火断流器，其特征在于，所述密封槽(20)比所述灭火剂(18)更远离所述点火器单元(13)。

4.根据权利要求2所述的烟火断流器，其特征在于，在所述灭火剂(18)的两侧都设置有密封槽(20，21)。

5.根据权利要求1至4之一所述的烟火断流器，其特征在于，所述灭火剂的用量在0.3至5g之间。

6.根据权利要求1至5之一所述的烟火断流器，其特征在于，所述凹槽(17)的轴向长度为1-20mm。

7.根据权利要求1至6之一所述的烟火断流器，其特征在于，所述凹槽(17)的深度最多为分离冲头直径的40％，优选最多为30％，最优选最多为20％。

8.根据权利要求1至7之一所述的烟火断流器，其特征在于，所述灭火剂(18)是硅或含硅物质。

9.根据权利要求8所述的烟火断流器，其特征在于，所述硅是一种液体或糊状物。

10.根据权利要求8所述的烟火断流器，其特征在于，所述硅是固体。

11.根据权利要求10所述的烟火断流器，其特征在于，所述硅是管状的。

12.根据权利要求1至11之一所述的烟火断流器，其特征在于，所述灭火剂(18)仅在冲头运行路径的50％之后，特别优选是仅在冲头运行路径的66％之后，进入导体端部(6a,6b)区域。

13.一种制造权利要求1至12之一所述的断流器的方法，其特征在于，首先提供所述上壳体部(8)、所述下壳体部(10)和带有用于所述灭火剂(18)的所述凹槽(17)的所述分离冲头(2)，然后将所述分离冲头(2)插入一个外部填充管，所述填充管的横截面与所述壳体内的所述腔体(7，9)的横截面一致，然后填充所述凹槽(17)，然后将所述填充管放在所述上壳体部(8)上，将所述分离冲头(2)推入所述腔体(7，9)，之后将所述点火器单元(13)放在所述腔体(7，9)上，然后将所述上壳体部(8)和所述下壳体部(10)相互连接，同时插入所述导体(3)。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述填充管至少具有一个用于提供所述灭火剂的进口孔和一个用于排出所述灭火剂的出口孔，所述分离冲头在所述填充管中的位置，使两个孔位于与所述冲头中的所述凹槽相同的轴向高度，并且所述灭火剂通过进口孔被送入，直到灭火剂从出口孔中出现。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，用于从所述填充管中排掉所述灭火剂的出口孔的横截面小于用于提供所述灭火剂的进口孔的横截面，和/或两个孔沿分离冲头的中心轴线轴向偏移。

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