CN201282083Y - 一种真空继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空继电器，包括动触点组件、静触点组件、含有铁芯的推动机构、陶瓷腔体、外磁路部分；推动机构包含推动杆和在外磁路部分作用下可使推动杆移动的铁芯；动触点组件、静触点、推动机构被完全密封在由陶瓷腔体所构成的真空腔内并分处在相互对应配合的位置，动触点组件、铁芯分别连接在推动杆的两端，在动触点组件与推动杆的相接处滑动连接有用来实现动触点组件与推动杆、铁芯良好电绝缘的陶瓷绝缘子。该结构利用陶瓷绝缘子零件良好的真空性能与电绝缘性能，使动触点和静触点无论是在导通或断开的任何状态下都与继电器的导磁轭铁板、铁芯等零件构成的磁路系统保持良好的电绝缘，从而保证了继电器在切换直流高电压负载时的断弧能力。

Description

一种真空继电器

技术领域

本实用新型涉及一种继电器，特别是涉及一种具有高可靠长寿命性能的高压真空继电器。

背景技术

随着现代工业技术的发展，在各种领域均逐步进行了自动化，为保证用电安全和保证输出功率，对继电器切换电压和切换电流要求越来越高，如：电动车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆、建筑机器、电源管理、充电一放电装置、变频控制、太阳能发电系统控制、焊接设备、电梯等场合。而传统的继电器受自身制造技术，特别是触点间隙小的限制，在接通高压交流、高压直流、大直流电机、低功率因素感性负载时，继电器触点非常容易出现粘接失效或连续电弧烧火接触系统失效。

目前，已经有一些解决方案，该类继电器将触点组件置于陶瓷腔体中，动触点组件通过塑料零件与推动结构连接，由铁心推动触点实现转换，由于塑料——有机高分子化合物在真空系统的工作温度范围内蒸汽压力很高，对真空系统的真空度具有巨大的不利影响，因此，为了保护触点在切换负载时不因产生瞬间高温而熔融和烧毁，该类继电器一般需要对真空腔体先进行排气，尽量去除一些氧化性气体，然后再充入一些H₂、N₂或SF₆等保护性气体，来增强接触部分开断高电压、大电流的能力。同时，该类继电器由于充入的气体会导致接触压降升高，触点温升加剧，塑料零件在温度和电弧作用下会释放出有机气体，持续恶化电接触性能，降低继电器的性能及使用可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种真空继电器，其接触部分被完全密封在陶瓷腔体中，可以实现真空的继电器，克服了典型高压直流充气继电器由于动触点部分与铁芯直接电连接、充入的气体与塑料等有机高分子化合物所带来的断弧能力的不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种真空继电器，包括动触点组件、静触点组件、含有铁芯的推动机构、陶瓷腔体、外磁路部分；静触点组件包含引出端和与引出端相固定的静触点，该引出端安装在陶瓷腔体上；动触点组件包含动簧片和与动簧片相固定的动触点；推动机构包含推动杆和在外磁路部分作用下可使推动杆移动的铁芯；外磁路部分安装在陶瓷腔体外；动触点组件、静触点、推动机构被完全密封在由陶瓷腔体所构成的真空腔内并分处在相互对应配合的位置，动触点组件与推动杆的第一端相连接，铁芯与推动杆的第二端相连接，在动触点组件与推动杆的相接处滑动连接有用来实现动触点组件与推动杆、铁芯良好电绝缘的陶瓷绝缘子。

所述的陶瓷绝缘子分为第一陶瓷绝缘子和第二陶瓷绝缘子，第一、第二陶瓷绝缘子分别滑套在所述推动杆的第一端部；相对的第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子的外端分别抵靠于所述推动杆第一端部的限位结构，第一、第二陶瓷绝缘子的内端之间弹性抵压一用来产生超行程和触点压力的压簧；动簧片装在压簧与第一陶瓷绝缘子内端的相抵压处并通过第一、第二陶瓷绝缘子与所述推动杆、铁芯完全相隔离。

所述的第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子的内端还分别设有可相互叠套滑动的凸部，第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子所相互叠套的凸部使推动杆与动簧片完全相隔离。

所述的压簧为采用耐高温金属材料制作而成的簧体，为动触点与静触点的接触产生压力，使动触点与静触点紧密接触。

所述的推动杆的第一端的端头设有卡槽，端内设有变径的台阶，卡槽处装有挡圈，该挡圈和台阶分别构成用来提供第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子的外端进行抵靠的限位结构，第一陶瓷绝缘子与第二陶瓷绝缘子之间的所述压簧弹性张开而使第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子分别抵向挡圈、台阶。

所述的铁芯分为静铁芯和动铁芯，所述的推动杆的第二端的端头与动铁芯相固定，推动杆的第二端的端里与静铁芯活动相套，静铁芯与陶瓷腔体相固定，静铁芯与动铁芯之间设有复位弹簧。

所述的推动杆的第二端的端头设有可以用来实现触点超行程调节和触点压力调节的螺纹结构，动铁芯与推动杆之间通过调节螺纹连接结构以实现触点超行程调节和触点压力调节后再用激光焊接或电子束焊接方式相固定。

所述的陶瓷腔体包括陶瓷罩、框片、导磁轭铁板、金属壳，导磁轭铁板通过框片密封连接在陶瓷罩的底端而围成可容纳动触点组件、静触点、推动杆第一端以及推动杆第一端的陶瓷绝缘子等部件的真空第一腔，金属壳连接在导磁轭铁板的底端而围成可容纳推动杆第二端以及推动杆第二端的铁芯等部件的真空第二腔，导磁轭铁板上设有用于连通真空第一腔与真空第二腔的通孔，所述静铁芯固定在所述通孔中。

所述的组成真空腔体及其内部的零部件在装配前必须经过电真空工艺技术要求的预处理，使组成真空腔体及其内部的零部件均具有良好的电真空性能，能够保证真空腔体中工作需要的真空度。

所述的静触点与引出端采用钎焊相固定，引出端通过烧氢钎焊固定在陶瓷罩上。

所述的陶瓷罩与框片通过烧氢钎焊相固定；导磁轭铁板分别同金属壳和框片采用激光焊接或真空电子束焊接方式形成气密的真空腔体。

本实用新型的一种真空继电器，由导磁轭铁板、静铁芯、动铁芯构成了内磁路部分，外磁路部分则包括U形轭铁、线圈。该真空继电器还包括外壳盖、外壳、垫圈、铁卡夹、磁钢、过渡垫片、调节垫片、排气管、底座板等部件。

本实用新型的一种真空继电器，是在由金属与陶瓷封接的真空腔体中，利用陶瓷绝缘子零件良好的真空性能与电绝缘性能，使动触点和静触点无论是在导通或断开的任何状态下都与继电器的导磁轭铁板、铁芯等零件构成的磁路系统保持良好的电绝缘，从而保证了继电器在切换直流高电压负载时的断弧能力。

装配时，两个动触点与动簧片钎焊形成“1 FormA”的触点形式，推动杆依次穿接过渡垫片、调节垫片、第二陶瓷绝缘子、压簧、焊接好动触点的动簧片、第一陶瓷绝缘子、过渡垫片，调节压簧的弹力达到要求后，再用开口挡圈将上述零件与推动杆铆接固定；陶瓷绝缘子零件具有最优良的电绝缘性能，使动触点与推动杆保持良好的电绝缘；压簧采用耐高温的金属材料，为动触点吸合时产生超行程提供足够的触点压力，使动触点与静触点接触可靠；动触点组件、推动机构包含的所有零件均具有良好的电真空性能，能够保证真空腔体中工作需要的真空度。

静铁芯与钎焊有排气管的导磁轭铁板进行铆接，将已装有动触点组件的推动杆从其中心孔穿过后，装上采用耐高温的金属材料制作的复位弹簧，再把动铁芯与推动杆螺纹连接，此时，调节好动铁芯与静铁芯之间的距离即调节好触点间隙与超行程，复位弹簧也同时具有一个预压缩量，最后将动铁芯与推动杆用激光焊接或电子束焊接固定。

静触点与引出端紧配合压入后钎焊组成静触点组件，再与陶瓷腔体进行烧氢钎焊；将装有动触点组件与静铁芯的导磁轭铁板分别同金属壳和框片进行激光焊接或真空电子束焊接形成气密的真空腔体；组成真空腔体及其内部的零部件在装配前必须经过电真空工艺技术要求的预处理。

将真空腔体装在具有烘烤装置的排气台上进行高温烘烤排气，以达到可靠的工作需要的真空度。

将线圈穿过金属壳置于导磁轭铁板与U形轭铁之间，再把导磁轭铁板与U形轭铁铆接固定形成封闭的磁路系统；当线圈加上激励讯号时，动铁芯就会受到电磁力而把动触点与静触点吸合。

在真空腔体的陶瓷罩的外侧分别装配四块磁钢与两个铁卡夹后，再将其全部装入外壳中并灌胶固定，在陶瓷腔体外围形成磁场，进一步提高继电器的断弧能力，添加其它必需的配件后即形成真空继电器。当继电器切换大电流、高电压的负载时在触点之间将会产生高压电弧，磁钢与两个铁卡夹产生的磁场将把触点之间的高压电弧引开，使其减小对触点的损害。

本实用新型的有益效果是，由于动触点组件与推动杆、铁芯的连接是良好的陶瓷电绝缘连接，从而保证了继电器在切换大电流、直流高电压负载时，使继电器磁路系统在低电压状态下工作的线圈不会受到大电流、高电压的影响而造成损害；由于推动杆的第二端的端头与动铁芯之间的连接采用了螺纹结构，可以方便地用来实现触点超行程的调节和触点压力调节；由于构成真空腔体及其内部所有的零件均具有足够低的饱和蒸汽压，且经过高温烘烤排气，使真空腔体中的真空度能够长期保证继电器切换大电流、直流高电压负载的工作需要；该继电器还具有如下的优点：结构简单、紧凑，体积小、重量轻，抗震动与冲击性能强，工艺过程简单，零件比较容易加工，生产成本低，能够大批量流水生产制造。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种真空继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的立体构造示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型的构造分解示意图；

图5是沿图3中A—A线的剖图；

图6是沿图3中B—B线的剖图；

图7是本实用新型的动触点组件、推动机构的构造分解示意图；

图8是另一实施例本发明的构造示意图。

图中标号说明：外壳盖1、外壳2、垫圈3、铁卡夹4、磁钢5、引出端6、静触点7、陶瓷罩8、框片9、开口挡圈10、过渡垫片11、第一陶瓷绝缘子12、第一陶瓷绝缘子的凸部121、动触点13、动簧片14、压簧15、第二陶瓷绝缘子16、第二陶瓷绝缘子的凸部161、调节垫片17、推动杆18、推动杆18的卡槽181、推动杆18的台阶182、导磁轭铁板19、静铁芯20、排气管21、复位弹簧22、动铁芯23、金属壳24、线圈25、U形轭铁26、底座板27。

具体实施方式

参见图1至图7所示，本实用新型的一种真空继电器，包括动触点组件、静触点组件、含有铁芯的推动机构、陶瓷腔体、外磁路部分；静触点组件包含引出端6和与引出端相固定的静触点7，该引出端6安装在陶瓷腔体上；动触点组件包含动簧片14和与动簧片相固定的动触点13；推动机构包含推动杆18和在外磁路部分作用下可使推动杆移动的铁芯；外磁路部分安装在陶瓷腔体外；动触点组件、静触点、推动机构被完全密封在由陶瓷腔体所构成的真空腔内并分处在相互对应配合的位置，动触点组件与推动杆18的第一端相连接，铁芯与推动杆18的第二端相连接，在动触点组件与推动杆18的相接处滑动连接有用来实现动触点组件与推动杆18、铁芯良好电绝缘的陶瓷绝缘子。

陶瓷绝缘子分为第一陶瓷绝缘子12和第二陶瓷绝缘子16，第一陶瓷绝缘子12、第二陶瓷绝缘子16分别滑套在所述推动杆18的第一端部；相对的第一陶瓷绝缘子12、第二陶瓷绝缘子16的外端分别抵靠于所述推动杆18第一端部的限位结构，第一陶瓷绝缘子12、第二陶瓷绝缘子16的内端之间弹性抵压一用来产生超行程和触点压力的压簧15；动簧片14装在压簧15与第一陶瓷绝缘子12内端的相抵压处并通过第一陶瓷绝缘子12、第二陶瓷绝缘子16与所述推动杆18、铁芯完全相隔离。

第一陶瓷绝缘子12、第二陶瓷绝缘子16的内端还分别设有可相互叠套滑动的凸部121、凸部161，第一陶瓷绝缘子12的凸部121和第二陶瓷绝缘子16的凸部161在相互滑动过程中始终将推动杆18包覆在内，因而可以使推动杆18与动簧片14完全相隔离。

压簧15为采用耐高温金属材料制作而成的簧体，为动触点13与静触点7的接触产生压力，使动触点13与静触点7紧密接触。

推动杆18的第一端的端头设有卡槽181，端内设有变径的台阶182，卡槽181处装有开口挡圈10，该挡圈10和台阶182分别构成用来提供第一陶瓷绝缘子12、第二陶瓷绝缘子16的外端进行抵靠的限位结构，第一陶瓷绝缘子12与第二陶瓷绝缘子16之间的所述压簧15弹性张开而使第一陶瓷绝缘子12、第二陶瓷绝缘子16分别抵向挡圈10、台阶182。

铁芯分为静铁芯20和动铁芯23，所述的推动杆18的第二端的端头与动铁芯23相固定，推动杆的第二端的端里与静铁芯20活动相套，静铁芯20与陶瓷腔体相固定，静铁芯20与动铁芯23之间设有复位弹簧22。

推动杆18的第二端的端头设有可以用来实现触点超行程调节和触点压力调节的螺纹结构，动铁芯23与推动杆18之间通过调节螺纹连接结构以实现触点超行程调节和触点压力调节后再用激光焊接或电子束焊接方式相固定。

陶瓷腔体包括陶瓷罩8、框片9、导磁轭铁板19、金属壳24，导磁轭铁板19通过框片9密封连接在陶瓷罩8的底端而围成可容纳动触点组件、静触点、推动杆第一端以及推动杆第一端的陶瓷绝缘子等部件的真空第一腔，金属壳24连接在导磁轭铁板19的底端而围成可容纳推动杆第二端以及推动杆第二端的铁芯等部件的真空第二腔，导磁轭铁板19上设有用于连通真空第一腔与真空第二腔的通孔，所述静铁芯20固定在所述通孔中。

组成真空腔体及其内部的零部件在装配前必须经过电真空工艺技术要求的预处理，使组成真空腔体及其内部的零部件均具有良好的电真空性能，能够保证真空腔体中工作需要的真空度。

静触点7与引出端6采用钎焊相固定，引出端6通过烧氢钎焊固定在陶瓷罩8上。

陶瓷罩8与框片9通过烧氢钎焊相固定；导磁轭铁板19分别同金属壳24和框片9采用激光焊接或真空电子束焊接方式形成气密的真空腔体。

本实用新型的一种真空继电器，由导磁轭铁板19、静铁芯20、动铁芯23构成了内磁路部分，外磁路部分则包括U形轭铁26、线圈25。该真空继电器还包括外壳盖1、外壳2、垫圈3、铁卡夹4、磁钢5、过渡垫片11、调节垫片17、排气管21、底座板27等部件。

本实用新型的一种真空继电器，是在由金属与陶瓷封接的真空腔体中，利用陶瓷绝缘子零件良好的真空性能与电绝缘性能，使动触点13和静触点7无论是在导通或断开的任何状态下都与继电器的导磁轭铁板19、铁芯等零件构成的磁路系统保持良好的电绝缘，从而保证了继电器在切换直流高电压负载时的断弧能力。

装配时，两个动触点13与动簧片14钎焊形成“1 Form A”的触点形式，推动杆18依次穿接过渡垫片11、调节垫片17、第二陶瓷绝缘子16、压簧15、焊接好动触点13的动簧片14、第一陶瓷绝缘子12、过渡垫片11，调节压簧15的弹力达到要求后，再用开口挡圈10将上述零件与推动杆18铆接固定；陶瓷绝缘子零件具有最优良的电绝缘性能，使动触点13与推动杆18保持良好的电绝缘；压簧15采用耐高温的金属材料，为动触点13吸合时产生超行程提供足够的触点压力，使动触点13与静触点7接触可靠；动触点组件、推动机构包含的所有零件均具有良好的电真空性能，能够保证真空腔体中工作需要的真空度。

静铁芯20与钎焊有排气管21的导磁轭铁板19进行铆接，将已装有动触点组件的推动杆18从其中心孔穿过后，装上采用耐高温的金属材料制作的复位弹簧22，再把动铁芯23与推动杆18螺纹连接，此时，调节好动铁芯23与静铁芯20之间的距离即调节好触点间隙与超行程，复位弹簧22也同时具有一个预压缩量，最后将动铁芯23与推动杆18用激光焊接或电子束焊接固定。

静触点7与引出端6紧配合压入后钎焊组成静触点组件，再与陶瓷腔体进行烧氢钎焊；将装有动触点组件与静铁芯的导磁轭铁板19分别同金属壳24和框片9进行激光焊接或真空电子束焊接形成气密的真空腔体；组成真空腔体及其内部的零部件在装配前必须经过电真空工艺技术要求的预处理。

将真空腔体装在具有烘烤装置的排气台上进行高温烘烤排气，以达到可靠的工作需要的真空度。

将线圈25穿过金属壳24置于导磁轭铁板19与U形轭铁26之间，再把导磁轭铁板19与U形轭铁26铆接固定形成封闭的磁路系统；当线圈加上激励讯号时，动铁芯就会受到电磁力而把动触点与静触点吸合。

在真空腔体的陶瓷罩8的外侧分别装配四块磁钢5与两个铁卡夹4后，再将其全部装入外壳2中并灌胶固定，在陶瓷腔体外围形成磁场，进一步提高继电器的断弧能力，添加其它必需的配件后即形成真空继电器。当继电器切换大电流、高电压的负载时在触点之间将会产生高压电弧，磁钢5与两个铁卡夹4产生的磁场将把触点之间的高压电弧引开，使其减小对触点的损害。

图8为另一实施例本发明的构造示意图，与前述实施例的不同之处在于，第一陶瓷绝缘子12的凸部121和第二陶瓷绝缘子16的凸部161没有相互叠套在一起，此时，第一陶瓷绝缘子12的凸部121的作用主要是用来套接动簧片14和压簧15，第二陶瓷绝缘子16的凸部161的作用是用来套接压簧15；由于第一陶瓷绝缘子12的凸部121和第二陶瓷绝缘子16的凸部161没有相互叠套，因此，推动杆18与动簧片14相隔离，与压簧15没有完全隔离。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种真空继电器，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型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，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种真空继电器，包括动触点组件、静触点组件、含有铁芯的推动机构、陶瓷腔体、外磁路部分；静触点组件包含引出端和与引出端相固定的静触点，该引出端安装在陶瓷腔体上；动触点组件包含动簧片和与动簧片相固定的动触点；推动机构包含推动杆和在外磁路部分作用下可使推动杆移动的铁芯；外磁路部分安装在陶瓷腔体外；其特征在于：动触点组件、静触点、推动机构被完全密封在由陶瓷腔体所构成的真空腔内并分处在相互对应配合的位置，动触点组件与推动杆的第一端相连接，铁芯与推动杆的第二端相连接，在动触点组件与推动杆的相接处滑动连接有用来实现动触点组件与推动杆、铁芯良好电绝缘的陶瓷绝缘子。

2.根据权利要求1所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的陶瓷绝缘子分为第一陶瓷绝缘子和第二陶瓷绝缘子，第一、第二陶瓷绝缘子分别滑套在所述推动杆的第一端部；相对的第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子的外端分别抵靠于所述推动杆第一端部的限位结构，第一、第二陶瓷绝缘子的内端之间弹性抵压一用来产生超行程和触点压力的压簧；动簧片装在压簧与第一陶瓷绝缘子内端的相抵压处并通过第一、第二陶瓷绝缘子与所述推动杆、铁芯完全相隔离。

3.根据权利要求2所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子的内端还分别设有可相互叠套滑动的凸部，第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子所相互叠套的凸部使推动杆与动簧片完全相隔离。

4.根据权利要求2或3所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的压簧为采用耐高温金属材料制作而成的簧体。

5.根据权利要求2或3所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的推动杆的第一端的端头设有卡槽，端内设有变径的台阶，卡槽处装有挡圈，该挡圈和台阶分别构成用来提供第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子的外端进行抵靠的限位结构，第一陶瓷绝缘子与第二陶瓷绝缘子之间的所述压簧弹性张开而使第一陶瓷绝缘子、第二陶瓷绝缘子分别抵向挡圈、台阶。

6.根据权利要求2或3所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的铁芯分为静铁芯和动铁芯，所述的推动杆的第二端的端头与动铁芯相固定，推动杆的第二端的端里与静铁芯活动相套，静铁芯与陶瓷腔体相固定，静铁芯与动铁芯之间设有复位弹簧。

7.根据权利要求6所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的推动杆的第二端的端头设有可以用来实现触点超行程调节和触点压力调节的螺纹结构，动铁芯与推动杆之间通过调节螺纹连接结构以实现触点超行程调节和触点压力调节后再用激光焊接或电子束焊接方式相固定。

8.根据权利要求6所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的陶瓷腔体包括陶瓷罩、框片、导磁轭铁板、金属壳，导磁轭铁板通过框片密封连接在陶瓷罩的底端而围成可容纳动触点组件、静触点、推动杆第一端以及推动杆第一端的陶瓷绝缘子等部件的真空第一腔，金属壳连接在导磁轭铁板的底端而围成可容纳推动杆第二端以及推动杆第二端的铁芯等部件的真空第二腔，导磁轭铁板上设有用于连通真空第一腔与真空第二腔的通孔，所述静铁芯固定在所述通孔中。

9.根据权利要求8所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的静触点与引出端采用烧氢钎焊相固定，引出端通过烧氢钎焊固定在陶瓷罩上。

10.根据权利要求8所述的一种真空继电器，其特征在于：所述的陶瓷罩与框片通过烧氢钎焊相固定；导磁轭铁板分别同金属壳和框片采用激光焊接或真空电子束焊接方式形成气密的真空腔体。

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