CN210429658U - 一种开关管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关管，包括绝缘体(1)、第一导电体（2）和第二导电体（3），所述第一导电体（2）和所述第二导电体（3）分别设置在所述绝缘体（1）的两端并共同形成密闭腔体，所述密闭腔体内设置有弹性件（4）和能被外部磁场驱动的金属件（5）。该开关管执行系统运动由外部永磁体或者电磁铁驱动，实现内部动触头的接通与闭合，外部与内部运动件无直接接触，零部件无弹性变形，不存在零件出现弹性疲劳的情况，机械寿命高，可靠性好。

Description

一种开关管

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体是一种开关管。

背景技术

在高低压配电网中，特别要求高分断、防爆的场所，使用真空开关占据绝对优势，真空开关的核心部件为开关管，或者叫真空灭弧室，目前一般包括上盖，陶瓷座，底盖，动触头，波纹管组成。现有产品关键技术为开关管的密封性，通过底盖与动触头之间焊接波纹管实现，要求波纹管在依附于底盖和动触头的弹性变形的同时保证良好的密封性。但波纹管为金属材质，变形量小，应力大，同时焊接难度大，造成了开关管的成本高，易漏气开距小等问题，过多的企业在想方设法处理这个问题。

如图1所示为现有技术的一种开关管结构，所述开关管结构包括上罩壳01、绝缘体02、波纹管03、动触头04、底盖05和静触头06，所述绝缘体02设于所述罩壳01和底盖05之间、且所述罩壳01分别与所述绝缘体02和底盖05焊接固定并围合形成一密闭的空腔，所述波纹管03设于所述密闭空腔内并套设在所述动触头04的外部，所述波纹管03的一端与所述罩壳01的内壁相焊接，另一端的内壁与所述动触头04的外圆焊接固定，所述动触头04的一端穿过所述波纹管03并可与所述焊接于所述底盖05上的静触头06接触或分离，所述波纹管03为弹性元件，可以实现动触头04的往复运动，所述波纹管03的外周与所述罩壳01、底盖05之间共同围合形成一密闭的腔体结构，并做抽真空处理。

在现有技术中，波纹管03既是密封元件，又是运动弹性元件，这就使得波纹管03成为开关管的关键件。现有的波纹管03的结构和材质决定了其弹性变形量不大，造成开关管小开距，以上常规开关管存在以下问题：

1、真空状态下，仅仅为常闭状态。不可选择。

2、波纹管体积大，成本高。

3、工艺复杂，可靠性差，关系到产品寿命问题。

4、触头在开合动作下，波纹管的弹性变形易出现疲劳，产生漏气造成开关失效问题。

综合以上问题，市场需要一种开关管内无直接机械操作件、内外无交互运动的产品，以保证真空管的高可靠性和经济性。

实用新型内容

基于上述背景，本实用新型的目的是提供一种开关管，结构简单，方便安装和维护，内部可以真空或者充入阻燃气体，进行电的接通和断开工作，外部不可见弧光，安全性高，实用性强。

本实用新型是通过如下技术方案实现：

一种开关管，包括绝缘体、第一导电体和第二导电体，所述第一导电体和所述第二导电体分别设置在所述绝缘体的两端并共同形成密闭腔体，所述密闭腔体内设置有弹性件和能被外部磁场驱动的金属件。

优选的，所述密闭腔体内呈真空状或充有阻弧气体。

优选的，所述金属件包括高导电性能金属材料和低导电性金属材料中的至少一种。

优选的，所述金属件被外部磁场驱动时所述弹性件随之变形。

优选的，所述弹性件的一端设置在所述金属件上，另一端设置在所述绝缘体上或直接或间接设置在第一导电体或第二导电体上。

优选的，所述金属件包括高导电性能金属材料和低导电性金属材料，所述低导电性金属材料可设置于所述高导电性能金属材料的内部、外部、上方或下方。

优选的，所述金属件的一端与第一导电体接通或分断，另一端通过柔性导体与所述第二导电体连接。

优选的，所述金属件一端与第一导电体接通或分断，另一端与所述第二导电体为滑动式接触连接。

优选的，所述弹性件为钢丝或钢片制成。

优选的，所述低导电性金属材料为高导磁金属或永磁体。

优选的，所述第一导电体和第二导电体呈常开状或常闭状。

优选的，所述外部磁场设置于第一导电体的外部或第二导电体外部。

本实用新型的有益效果如下：

1、该开关管外壳体外壳体上端部设置外第一导电体，下端部设置外第二导电体，外壳体中间部为绝缘材料所制，三件连接处为焊接，组成一个密闭的腔体，与外部隔绝性好。

2、该开关管执行系统运动由外部永磁体或者电磁铁驱动，实现内部动触头的接通与闭合，外部与内部运动件无直接接触，零部件无弹性变形，不存在零件出现弹性疲劳的情况，机械寿命高，可靠性好。

3、该开关管开关进线端和出线端均为静止件，有利于连接主回路。

4、该开关管触头连接方式可为常闭型，也可外常开型，避免常闭型带来的触头磨损等不利因素。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的常规开关管的结构图。

图2为本实用新型的开关管的第一实施例结构示意图。

图3为本实用新型的开关管的第一实施例绝缘体和金属件配合示意图。

图4为本实用新型的开关管的第一实施例第二导电体和金属件配合示意图。

图5为本实用新型的开关管的第二实施例结构示意图。

图6为本实用新型的开关管的第二实施例第二导电体的结构示意图。

图7为本实用新型的开关管的第三实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性示例实施例，更加全面地说明本申请的示例实施例和它们的多种特征及有利细节。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。本申请省略了已知材料、组件和工艺技术的描述，从而不使本公开的示例实施例模糊。所给出的示例仅旨在有利于理解本申请示例实施例的实施，以及进一步使本领域技术人员能够实施示例实施例。因而，这些示例不应被理解为对本申请的实施例的范围的限制。

第一实施例：

本实施例公开了一种开关管，所述开关管包括绝缘体1、第一导电体2和第二导电体3，所述第一导电体2和第二导电体3分别设于所述绝缘体1的两端，并分别与所述绝缘体1焊接固定。所述第一导电体2和第二导电体3上分别设有开口相对的空腔，所述绝缘体1的纵向截面整体呈H形或工字型，在所述绝缘体1上设有贯穿的中心孔，且所述绝缘体1、第一导电体2和第二导电体3三者固定后形成一密闭空腔，优选的，所述密闭空腔为抽真空结构，真空环境有利开关的分断和电弧的熄灭。优选的，在抽真空后可打入阻弧气体如氮气，氮气环境下有利开关的分断和电弧的熄灭。

所述绝缘件1可采用陶瓷、玻璃、压塑和注塑材料，实现第一导电体2和第二导电体3之间的绝缘要求，所述第一导电体2和第二导电体3采用电阻率低的材质，如采用铜合金，实现良好的传递电能。

所述开关管还包括金属件5，所述金属件5设于上述密闭的空腔内，并可被外部磁体产生的磁场驱动，在外部磁场的驱动下，所述金属件5可在所述密闭空腔内直线运动，且所述金属件5的一端可与所述第一导电体2相接触或分离，从而实现电路的导通或断开，所述金属件5的另一端设有与所述第二导电件3相接触的凸台51，当所述金属件5在所述外部磁场的驱动下直线运动时，所述凸台51与所述第二导电体3的内侧壁保持滑动接触的状态，从而实现将电能从所述第二导电体3上传输到所述金属件5上、进而传递到第一导电体1上。优选的，在所述第一导电体2上设有可与所述金属件5相接触或分离的凸起的静触点21，当然，也可将静触点21设置为与所述第一导电体2的内壁平齐，只要能保证与所述金属件5的接触即可。所述金属件5可采用电工纯铁、Q235、磁铁等产磁、导磁、导电材料。所述外部磁场可设置于靠近第一导电体2一侧的外部或靠近所述第二导电体3一侧的外部，均可实现相同的技术效果。

在所述金属件5的外部套设有弹性件4，所述弹性件4的两端分别与所述绝缘体1和所述金属件5相接触，为所述金属件5的复位提供复位力。所述金属件5被外部磁场驱动时所述弹性件4随之变形。具体的，所述金属件5可在外部磁场作用下实现吸合，如若移去外部磁场，在弹性件4的作用下可实现开关管的断开。优选的，所述弹性件4采用圆锥形螺旋弹簧设计，有利于缩小开关管的体积。所述弹性件4也可为钢丝或钢片制成。所述第一导电体2与所述第二导电体3在弹簧力或配合外部磁场的作用下呈常开状或常闭状。所述弹性件4的一端设置在所述金属件5上，另一端可设置在所述绝缘体1上并与所述绝缘体1接触，也可直接或间接的设置在所述第一导电体2或第二导电体3上，在本实施例中，所述弹性件4的另一端设于所述绝缘体1上。

在本实施例中，绝缘体1将密闭腔体内部分为灭弧室和机构室，使得在开关管分断过程中出现的电弧隔离在灭弧室内，不会伤害弹性件4，有利于延长开关管的寿命，请参考图3和图4所示，在所述绝缘体1上设有若干第一开口11，所述第一开口11的数量可以为一个或多个，从而使得灭弧室和机构室相互连通，有利于阻燃性气体充入量，提高电气寿命。进一步地，在所述金属件5的外圈预留至少2个第二开口52，一方面实现所述金属件5与第二导电体3的弹性连接更加顺畅，另一方面也进一步使得密闭腔体相互连通。

第二实施例

请参考图5所示，公开了另一形式的开关管，与第一实施例的区别在于，所述金属件5包括低导电性金属材料和高导电性能材料，具体实现方式包括由低导电性金属材料设置于高导电性能金属材料的内部、低导电性金属材料设置于高导电性能金属材料的外部或低导电性金属材料也可以设置于高导电性能金属材料的上方或下方，下面以低导电性金属材料设置于高导电性能金属材料的内部为例详细说明如下，所述高导电性能材料采用铜或铜合金，所述低导电性金属材料采用永磁体或高导磁金属。

请参考图5所示，所述金属件5的下端内腔开口处设置有盖板53，所述盖板53与所述金属件5的下端沿周边焊接，形成封闭腔体，在所述封闭腔体内放置有永磁体54，该封闭腔体将所述永磁体54与外界隔离，使得外壳体与所述金属件5之间的气体无法进入该封闭腔体内，从而保护所述永磁体54不受特殊气体侵蚀。在所述永磁体54的上端面与金属件5的内壁之间设置橡胶垫55，以缓冲所述永磁体54所受的外界的冲击力。同样的，在所述永磁体54下端面与所述盖板53之间也设置橡胶垫55，以进一步缓冲所述永磁体54所受的冲击力。

进一步的，所述金属件5的下端外圆上面焊接柔性导体6，通过所述柔性导体6同样可以实现电能从所述第二导电体3传输到金属件5上。

进一步地，在所述金属件5上端面设置有触点56，所述触点56为银合金材料制成，并与所述金属件5的上端面焊接为一整体，有利于电流导通。

进一步地，第一导电体2内表面还设置引弧金属环7，所述金属环7一端面紧贴外第一导电体2的内表面，另一端面朝向金属件5，所述金属环7可引导电弧走向，将金属件5和外第一导电体2上的静触点21接触时产生的电弧引向周围，拉长电弧长度，完成灭弧功能。

进一步地，可将第一导电体2分为底座圆环22和底座23构成，该结构有利于焊接工艺。

进一步的，在本实施例中，所述弹性件4采用蜗卷螺旋弹簧设计，可采用绝缘材料或导电材料均可。

第三实施例

请参考图7所示，本实施例公开了另一形式的开关管，与第二实施例相同，所述金属件5包括低导电性金属材料和高导电性能材料，不同之处在于，弹性件4的结构形式与金属件5的设置方式与第二实施例不同，所述弹性件4采用波纹管的形式，并且取消了所述金属件5与所述第二导电体3之间的柔性导体6和金属件5与所述第二导电件3相接触的凸台51。

具体的，请参考图7所示，在所述金属件5的内部腔体内设有永磁体54，弹性件4采用波纹管的结构形式，其一端焊于所述金属件5的外圆、另一端与所述第二导电体3焊接固定，当所述金属件5在外部磁场的作用下与所述第一导电体2接触时，所述弹性件4会随着所述金属件5的吸合被拉伸，并将电能从所述第二导电体3经由所述弹性件4传递给所述金属件5和所述第一导电体2，实现电路的导通；当所述外部磁场移除后，在所述弹性件4的作用下实现所述金属件4的复位，因此，所述弹性件起到导电和复位的作用。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (12)

1.一种开关管，包括绝缘体(1)、第一导电体（2）和第二导电体（3），其特征在于，所述第一导电体（2）和所述第二导电体（3）分别设置在所述绝缘体（1）的两端并共同形成密闭腔体，所述密闭腔体内设置有弹性件（4）和能被外部磁场驱动的金属件（5）。

2.根据权利要求1所述的开关管，其特征在于，所述密闭腔体内呈真空状或充有阻弧气体。

3.根据权利要求1所述的开关管，其特征在于，所述金属件（5）包括高导电性能金属材料和低导电性金属材料中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的开关管，其特征在于，所述金属件（5）被外部磁场驱动时所述弹性件（4）随之变形。

5.根据权利要求4所述的开关管，其特征在于，所述弹性件（4）的一端设置在金属件（5）上，另一端设置在所述绝缘体（1）上或直接或间接设置在第一导电体（2）或第二导电体（3）上。

6.根据权利要求3所述的开关管，其特征在于，所述金属件（5）包括高导电性能金属材料和低导电性金属材料，所述低导电性金属材料可设置于所述高导电性能金属材料的内部、外部、上方或下方。

7.根据权利要求3所述的开关管，其特征在于，所述金属件（5）的一端与第一导电体（2）接通或分断，另一端通过柔性导体（6）与所述第二导电体（3）连接。

8.根据权利要求3所述的开关管，其特征在于，金属件（5）一端与第一导电体（2）接通或分断，另一端与所述第二导电体（3）为滑动式接触连接。

9.根据权利要求4所述的开关管，其特征在于，所述弹性件（4）为钢丝或钢片制成。

10.根据权利要求3所述的开关管，其特征在于，所述低导电性金属材料为高导磁金属或永磁体。

11.根据权利要求1或2所述的开关管，其特征在于，所述第一导电体（2）和第二导电体（3）呈常开状或常闭状。

12.根据权利要求1所述的开关管，其特征在于，所述外部磁场设置于第一导电体（2）的外部或第二导电体（3）外部。

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