專利名稱:真空斷路器的屏蔽裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一個(gè)真空斷路器，特別是涉及這種斷路器的屏蔽裝置。
真空斷路器包括一個(gè)基本上是圓筒形的抽了真空的外套和對(duì)置的端頭部份。這些端頭部份分別支承著一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)桿和一個(gè)固定觸點(diǎn)桿。外套包括用來將活動(dòng)與固定觸點(diǎn)桿絕緣的絕緣構(gòu)件，以及金屬構(gòu)件。在工作時(shí)，即分離與打開觸點(diǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)飛弧，這就產(chǎn)生金屬蒸氣。因此就在外套內(nèi)布置了金屬屏蔽以防止金屬蒸氣沉積在絕緣構(gòu)件上。這些屏蔽的中心通常是跟觸點(diǎn)桿的公共中心軸線同心的。
在一些構(gòu)造中，屏蔽是固定在外套的金屬圓筒壁部份上。一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)公開在美國(guó)專利4，081，640(里奇)中，這個(gè)申請(qǐng)已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給受讓人，它解說了金屬屏蔽固定，即焊接到一個(gè)金屬圓筒壁構(gòu)件上，特別是那些屏蔽有一個(gè)圓筒壁部份固定在外套中心圓筒壁部份的內(nèi)面上。
索非亞納克以及其他人合提的序號(hào)為(備審案號(hào)41VI-4733)的待批專利申請(qǐng)也轉(zhuǎn)讓給同一受讓人，是關(guān)于本題的申請(qǐng)，同時(shí)公開了一個(gè)體現(xiàn)該發(fā)明的一個(gè)屏蔽結(jié)構(gòu)。索非亞納克的申請(qǐng)公開了一個(gè)斷路器，它的外套包括一個(gè)在中間的圓筒形陶瓷絕緣體和金屬端頭構(gòu)件，即基本上是鐘形的端頭鐘形件。端頭鐘形件有圓筒壁部份，端頭屏蔽也有一個(gè)圓筒壁部份，它固定在端頭鐘形件圓筒壁部份的內(nèi)面上。
那些屏蔽一定要放在沿?cái)嗦菲骺v軸的正確位置上。這樣，它們必須精確地定位與固定在外套圓筒壁部份的一個(gè)縱向位置經(jīng)精確界定的一個(gè)平面上。
有些定位與固定端頭屏蔽的方法與結(jié)構(gòu)是有缺點(diǎn)的。例如，屏蔽在斷路器釬焊之前可以焊在指定的位置上。但是，焊接位置事先定位與焊接是很費(fèi)時(shí)的而且是費(fèi)錢的。還有，將屏蔽焊到端頭鐘形件上將產(chǎn)生熱量，因而在端頭鐘形件上產(chǎn)生應(yīng)力，這些應(yīng)力可能引起在端頭鐘形件與絕緣外殼之間的封口開裂。也可以使用夾具來定位與釬焊屏蔽。但是這些夾具在斷路器有些裝配方法上是不能用的，即使可用，也是不受歡迎的。例如，在一些情況下，夾具本身可能被釬焊到斷路器的構(gòu)件上，這就產(chǎn)生了不必要的廢品。
本發(fā)明的目的是提供一個(gè)改進(jìn)的將真空斷路器的屏蔽預(yù)定位并固定于斷路器外套的金屬圓筒壁部份的結(jié)構(gòu)。
按照這個(gè)發(fā)明，屏蔽與外套金屬壁部份都有為在它們永久結(jié)合在一起之前將屏蔽構(gòu)件卡扣接合到金屬壁部份的配對(duì)變形體。接合是在圍繞外套中心軸的一個(gè)預(yù)定縱向位置上。最好是外套壁部份的變形體是內(nèi)向的突起點(diǎn)。屏蔽構(gòu)件的變形體最好是形成于可變形的接片，最好是具有空洞，即是孔，它是足夠的伸展量可以使屏蔽扣合而不需要精確的軸向?qū)?zhǔn)。在一個(gè)推薦的實(shí)施例中，錐狀端頭屏蔽按上述的方式固定在位于一個(gè)絕緣圓筒形外殼兩端的端頭鐘形件上。
為了對(duì)本發(fā)明更好地了解，要結(jié)合附圖參閱下面的詳細(xì)的說明。
圖1是一個(gè)體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)真空斷路器的剖面圖;
圖2A是圖1的斷路器的一個(gè)端頭鐘形件與端頭屏蔽的部件分解圖;
圖2B是圖2A的端頭屏蔽沿A-A線剖切的剖面圖;
圖2C是圖2A的端頭鐘形件沿B-B線剖切的剖面圖;
圖3是圖1的斷路器的端頭鐘形件，端頭屏蔽與絕緣外殼的部份剖面圖;
圖4是斷路器端頭屏蔽上一個(gè)配對(duì)變形體，即空洞的另一個(gè)實(shí)施例方案。
本發(fā)明適用于圖1所示的一般型式的真空斷路器。所說明的真空斷路器有一個(gè)高度真空的外套11，它有一個(gè)用電絕緣材料制造的管狀外殼12，和兩個(gè)金屬端頭鐘形件13與14。在外套內(nèi)有兩個(gè)可相對(duì)移動(dòng)的觸點(diǎn)15與16。
觸點(diǎn)15是一個(gè)固定觸點(diǎn)，支承在伸展穿過上端頭鐘形件13并與之密封的固定觸點(diǎn)桿17上。觸點(diǎn)16是一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)，支承在伸展自由地穿過下端頭鐘形件14中心開孔19的活動(dòng)觸點(diǎn)桿18上。
一個(gè)柔性金屬波紋管22提供一個(gè)包圍著活動(dòng)觸點(diǎn)桿18的封口。波紋管22的上端23接到活動(dòng)觸點(diǎn)桿18上，它的下端24則接到下端頭鐘形件界定中心開孔19的圓周上。
所示的斷路器是在開路位置，即觸點(diǎn)15與16是相互離開的。將活動(dòng)觸點(diǎn)桿18向上推使觸點(diǎn)接合就實(shí)現(xiàn)了閉合。開路，即切斷電路，是通過把活動(dòng)觸點(diǎn)桿18降下到圖上所示位置來實(shí)現(xiàn)。
觸點(diǎn)開路，即是分離，在觸點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)飛弧，一般約持續(xù)到達(dá)一個(gè)自然電流零點(diǎn)為止。在這時(shí)刻，斷路就完成了。這飛弧產(chǎn)生金屬蒸氣，沉積在周圍的表面上。
一個(gè)波紋管的屏蔽29是用來保護(hù)波紋管22阻擋金屬蒸氣的。
很明顯地防止金屬蒸氣沉積在絕緣外殼12上是很必要的。一個(gè)管狀金屬主屏蔽26提供防止這種沉積的主要保護(hù)。主屏蔽26是同心地固定在絕緣外殼12的內(nèi)圓周上，這可以用例如金屬夾子27這樣的東西來實(shí)現(xiàn)，這些金屬夾子固定例如點(diǎn)焊在圍繞著屏蔽26外圓周等距和在它的縱向中部的點(diǎn)子上。夾子27跟外殼12內(nèi)伸的突出環(huán)28接觸。
絕緣外殼12還通過端頭屏蔽32與33進(jìn)一步保護(hù)以防止金屬蒸氣沉積。上金屬端頭屏蔽32與下金屬端頭屏蔽33分別固定在上下端頭鐘形件13與14上，同時(shí)同心地伸入到絕緣外殼12與主屏蔽26之間。這樣，從主屏蔽26末端逸散的金屬蒸氣就被端頭屏蔽32與33擋住，不讓它到達(dá)絕緣外殼12上。
進(jìn)一步參閱圖1上的端頭鐘形件、端頭屏蔽、絕緣外殼與主屏蔽的結(jié)構(gòu)。上下組件基本上是對(duì)稱的以及是同樣的結(jié)構(gòu)，以便論述。因此只涉及下端頭鐘形件與下端頭屏蔽以及它們跟絕緣外殼與主屏蔽的關(guān)系。圖2A示出端頭鐘形件與端頭屏蔽的一個(gè)部件分解圖。
下端頭屏蔽33是一個(gè)錐狀結(jié)構(gòu)，有一個(gè)第一環(huán)狀壁部份39以及一個(gè)第二環(huán)狀壁部份40。第二部份40的直徑比第一部份39的小，這兩部份由一個(gè)斜的中間部份41連接起來。
端頭屏蔽33固定在端頭鐘形件14的內(nèi)部，向著斷路器的縱向中心向內(nèi)伸展。端頭鐘形件14基本上是鐘形或杯形，有一個(gè)帶有中心開孔19的圓屋頂式的端頭部份51和一個(gè)連接著的圓筒壁部份38。壁部份38的開口端固定在絕緣外殼12的下端上。特別是壁部份38突出的端部42固定，即釬焊在外殼12的端面37上。端頭屏蔽的環(huán)狀壁部份39的直徑是這樣來選定，使它緊靠而又固定在端頭鐘形件壁部份38的內(nèi)部。上端頭鐘形件13的結(jié)構(gòu)跟下端頭鐘形件14相同，只相差在它的中心孔是圍繞著固定觸點(diǎn)臂17的臺(tái)肩部位49。
主屏蔽26有一個(gè)圓筒形的中間部份34，其兩端傾斜，一端接上一個(gè)上圓筒形端頭部份35，另一端接上一個(gè)下圓筒形端頭部份36。上下部份35與36的直徑比中間部份34的小。
端頭屏蔽的第二環(huán)狀壁部份40伸入絕緣外殼12與主屏蔽的圓筒形端頭部份36之間的環(huán)狀空間內(nèi)。端頭屏蔽應(yīng)延伸超過絕緣外殼12一段合適的、特定的距離，這樣端頭屏蔽必須在一個(gè)縱向位置經(jīng)精確界定的一個(gè)平面上固定到端頭鐘形件的圓筒壁部份38上。必須在釬焊前把端頭屏蔽相對(duì)于端頭鐘形件精確地定位，而且它必須保持在這個(gè)合適的位置上，直到釬焊完成。
根據(jù)這個(gè)發(fā)明，端頭屏蔽相對(duì)于端頭鐘形件的定位不依靠如卡、夾具這樣的輔助工具，亦不依靠重力，因此不需要在按預(yù)定位置布置時(shí)將部件組裝起來。為此目的，端頭鐘形件與端頭屏蔽都具有進(jìn)行卡扣接合把端頭屏蔽保留在端頭鐘形件內(nèi)的變形體。端頭鐘形件的變形體是在其圓筒壁部份38的內(nèi)部上，端頭屏蔽的配對(duì)變形體是在其第一環(huán)狀壁部份39上。在推薦的實(shí)施例中，端頭鐘形件的變形體是幾個(gè)內(nèi)伸的突起點(diǎn)43，基本上是等距分布在一個(gè)與端頭鐘形件中心軸直交的平面上，在裝配后就是跟斷路器的縱軸直交。在推薦的實(shí)施例中，三個(gè)突起點(diǎn)或小窩43成120°分布?？斩?4分布在環(huán)狀壁部份39的一個(gè)跟端頭屏蔽的中心軸直交的平面上，定的位置是要和突起點(diǎn)43配對(duì)。在推薦的實(shí)施例中，突起點(diǎn)43是在端頭鐘形件制造過程中壓成的。在一個(gè)實(shí)施例中，0.06英寸厚的壁部份38有一個(gè)半徑為0.05英寸、高度為0.03英寸的突起點(diǎn)從它的壁表面伸出。空洞44最好在端頭屏蔽制造過程中做出，在此實(shí)施例中，是直徑為0.12英寸的孔。
圖4是空洞的另一種而且是推薦的形狀?？斩?4沿著圓周在上述的平面上伸展，這樣做允許有比較大的圓周上的容差，突起點(diǎn)的位置就不需要像基本上是半球狀配對(duì)那樣精確。
端頭屏蔽在空洞旁邊開了槽，這樣就在突起點(diǎn)與空洞之間產(chǎn)生了一個(gè)輕微的彈力，不致使端頭鐘形件變形。必須避免端頭鐘形件變形，因?yàn)檫@將會(huì)降低端頭鐘形件端表面的，亦即是突出的端部42的平整度，使端頭鐘形件與絕緣外殼12兩個(gè)配對(duì)面之間的間隙過大?？p的間隙超過一英寸的千分之幾就會(huì)防止釬焊料掛縫。如圖2A與圖4所示，在每個(gè)空洞44的兩對(duì)邊切了平行的槽46與47，這些槽伸展通過整個(gè)端頭屏蔽的環(huán)狀壁部份39。
在斷路器組裝時(shí)，端頭屏蔽必須永久固定亦即是釬焊到端頭鐘形件上。為此，在配對(duì)變形體43與44附近，在端頭鐘形件與端頭屏蔽之間放入釬焊合金料，例如，如圖3所示，將釬焊片48點(diǎn)焊到圓筒壁部份38的內(nèi)圓周上。這些小焊片的焊接并不會(huì)產(chǎn)生足夠的熱量使端頭鐘形件的應(yīng)力過度。也可以用釬焊絲插入在壁部份38與39之間，這樣做釬焊合金料藉著重力流入就把這兩個(gè)壁部份在配對(duì)變形體的附近固定起來。按圖3所示的位置，釬焊絲可以在突起點(diǎn)43的上面放入壁部份38與39之間。
真空斷路器可以按常規(guī)裝配與釬焊。例如，固定端的組件和活動(dòng)端亦即是動(dòng)作端的組件可以分開用合適的釬焊環(huán)或片進(jìn)行組裝。但是，在裝配過程中，端頭屏蔽32啪地插入端頭鐘形件使突起點(diǎn)或小窩43跟對(duì)應(yīng)的空洞亦即是孔44接合。在插入之前，有需要的話，可以將帶空洞44的開槽片調(diào)整來保證合適的卡扣接合。然后固定和活動(dòng)組件就可以分開進(jìn)行釬焊。主屏蔽26可以插入外殼12內(nèi)，可以用夾子亦即接片27保持在那里。最后，固定組件與活動(dòng)動(dòng)作組件可以跟絕緣外殼12固定在一起。為此目的，合適的釬焊環(huán)插進(jìn)在每個(gè)端頭鐘形件的突出端部42與絕緣外殼的對(duì)應(yīng)環(huán)狀端表面37之間，斷路器組合就可以進(jìn)行釬焊和抽真空。
雖然發(fā)明的一個(gè)有特色的實(shí)施例已經(jīng)公開了，那些熟悉這方面技術(shù)的人很清楚，在大方面上不脫離這個(gè)發(fā)明可以作各種變更和改進(jìn)。因此這個(gè)申請(qǐng)意圖把所有這些變更和改進(jìn)都?xì)w屬于這個(gè)發(fā)明的主調(diào)、精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)真空型的線路斷路器，其特征是包括a)一個(gè)圓筒形絕緣外殼與連在它的兩側(cè)并與之密封的第一和第二端頭鐘形件；b)一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)桿支承著一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)，與一個(gè)固定觸點(diǎn)桿支承著一個(gè)固定觸點(diǎn)，分別伸展穿過該第一與第二端頭鐘形件；c)一個(gè)主絕緣屏蔽同心地固定在絕緣外殼內(nèi)把活動(dòng)和固定觸點(diǎn)包圍?。籨)第一與第二端頭屏蔽分別固定在該第一與第二端頭鐘形件上，而且分別同心地在其內(nèi)伸展；e)該端頭鐘形件與該端頭屏蔽每個(gè)包括第一圓筒壁部份，其尺寸是使它們基本上相互接觸；f)該端頭鐘形件與該端頭屏蔽的第一圓筒壁部份每個(gè)包括有配對(duì)變形體，它們?cè)谝粋€(gè)基本上與它們的中心軸直交的平面上，它們的形狀是為著端頭屏蔽卡扣結(jié)合到該端頭鐘形件上使得該端頭屏蔽正確地圍繞著斷路器縱向軸定位。
2.按權(quán)利要求
1的真空斷路器，其特征是它的端頭屏蔽的圓筒壁部份上的配對(duì)變形體是相互散開的而且是在開槽的接片上以使在端頭屏蔽跟端頭鐘形件卡扣接合時(shí)端頭鐘形件的變形降到最小。
3.按權(quán)利要求
1或2的真空斷路器，其特征是它的端頭鐘形件上的配對(duì)變形體包括散開的內(nèi)伸突起點(diǎn)。
4.按權(quán)利要求
3的真空斷路器，其特征是它的端頭屏蔽的配對(duì)變形體包括散開的變形體，每一個(gè)伸展在一個(gè)基本上直交于端頭屏蔽中心軸的平面上，使得它跟突起點(diǎn)成卡扣接合而不要求精確的軸向定位。
5.按權(quán)利要求
3的真空斷路器，其特征是它的端頭屏蔽的配對(duì)變形體包括多個(gè)孔。
6.按權(quán)利要求
5的真空斷路器，其特征是它的孔基本上是相互等距的。
7.按權(quán)利要求
6的真空斷路器，其特征是它的孔伸展使它跟端頭壁突起點(diǎn)成卡扣接合而不要求精確的軸向定位。
8.一個(gè)真空型的線路斷路器，其特征是包括a)一個(gè)抽真空的外套，有一個(gè)圓筒形絕緣外殼與一個(gè)端頭鐘形件連接并與之密封;b)該端頭鐘形件基本上是杯狀而且有一個(gè)中心孔;c)一根觸點(diǎn)桿伸展穿過該中心孔;d)一個(gè)基本上是錐形的端頭屏蔽，它的構(gòu)造是用來固定在該端頭鐘形件上而且同心地伸展在其內(nèi);e)該端頭鐘形件與該端頭屏蔽每個(gè)包括圓筒壁部份，其尺寸是使它們基本上相互接觸;f)該端頭鐘形件的圓筒壁部份包括多個(gè)內(nèi)伸的突起點(diǎn);g)該端頭屏蔽的圓筒壁部份包括多個(gè)孔，相對(duì)于該突起點(diǎn)定位，使端頭屏蔽在圍繞著斷路器中心軸的一個(gè)預(yù)定縱向位置上卡扣接合到端頭鐘形件上。
9.按權(quán)利要求
8的真空斷路器，其特征是端頭屏蔽圓筒壁部份在孔的兩邊開槽，使在端頭屏蔽跟端頭鐘形件卡扣接合時(shí)端頭鐘形件的變形降到最小。
10.按權(quán)利要求
9的真空斷路器，其特征是孔相對(duì)于突起點(diǎn)伸展，提供卡扣接合，而不要求端頭屏蔽和端頭鐘形件精確軸向定位。
11.一個(gè)真空型的線路斷路器，有一個(gè)基本上是圓筒形的抽真空的外套，其兩端端頭部份分別支承著和外套的中心軸同軸伸展的一根活動(dòng)觸點(diǎn)桿和一根固定觸點(diǎn)桿，其特征是包括a)該外套具有至少一個(gè)圓筒形的金屬壁部份;b)至少一個(gè)金屬屏蔽構(gòu)件，同心定位于該金屬壁部份與至少一個(gè)該活動(dòng)觸點(diǎn)桿和該固定觸點(diǎn)桿之間;c)該金屬屏蔽構(gòu)件有一個(gè)圓筒壁部份，其尺寸是使它基本上跟外套金屬壁部份接觸配合;d)屏蔽構(gòu)件的圓筒壁部份和外套的金屬壁部份每個(gè)包括有配對(duì)變形體，它們的構(gòu)造是使屏蔽構(gòu)件在圍繞外套中心軸的一個(gè)預(yù)定縱向位置上卡扣接合到金屬壁部份上。e)該屏蔽構(gòu)件的圓筒壁部份永久固定，如釬焊在金屬壁部份上。
12.按權(quán)利要求
11的真空斷路器，其特征是該屏蔽構(gòu)件圓筒壁部份上的配對(duì)變形體是相互散開的，而且是在帶槽的接片上，使金屬壁部份在跟屏蔽構(gòu)件卡扣接合時(shí)的變形降到最小。
13.按權(quán)利要求
11或12的真空斷路器，其特征是金屬壁部份上的配對(duì)變形體包括散開的內(nèi)伸突起點(diǎn)。
14.按權(quán)利要求
13的真空斷路器，其特征是屏蔽構(gòu)件圓筒壁部份的配對(duì)變形體包括散開的空洞，每個(gè)空洞在基本上直交于斷路器中心軸的一個(gè)平面上伸展，跟突起點(diǎn)構(gòu)成卡扣接合而不要求精確的圓周對(duì)準(zhǔn)。
15.裝配這種真空斷路器的方法，斷路器具有至少一個(gè)支承觸點(diǎn)桿的端頭鐘形件，它固定于圓筒形的絕緣外殼，外殼支承岡心的主屏蔽以圍住觸點(diǎn)桿，其特征是包括的步驟有a)提供一個(gè)基本上是杯形的端頭鐘形件與一個(gè)基本上是錐形的端頭屏蔽，每個(gè)包括圓筒壁部份，它們的尺寸使端頭屏蔽同心定位在端頭鐘形件內(nèi)時(shí)大約是相互接觸的;b)在端頭鐘形件圓筒壁部份壓出幾個(gè)內(nèi)伸突起點(diǎn);c)在端頭屏蔽圓筒壁部份上跟端頭鐘形件突起點(diǎn)配對(duì)的位置上做出幾個(gè)孔;d)在端頭鐘形件圓筒壁部份靠近內(nèi)伸突起點(diǎn)處固定釬焊片;e)將端頭屏蔽滑進(jìn)端頭鐘形件內(nèi)將突起點(diǎn)卡扣在孔內(nèi);f)將端頭屏蔽釬焊到端頭鐘形件上。
16.按權(quán)利要求
15的裝配一個(gè)真空斷路器的方法，其特征是還包括將主屏蔽同心地固定在絕緣外殼內(nèi)的步驟，與將端頭鐘形件圓筒壁部份的開口端釬焊到絕緣外殼上的步驟。
17.按權(quán)利要求
15或16的方法，其特征是端頭屏蔽圓筒壁部份上的孔兩邊有槽以形成接片，這些接片是這樣定位即在端頭屏蔽滑進(jìn)端頭鐘形件內(nèi)時(shí)使突起點(diǎn)跟孔卡扣接合。
專利摘要
一個(gè)真空斷路器，它的外套包括一個(gè)圓筒形絕緣外殼以及支承活動(dòng)和固定觸點(diǎn)桿的上、下金屬端頭鐘形件。端頭屏蔽的圓筒壁部分固定在端頭鐘形件的圓筒壁部分上，同時(shí)是靠配對(duì)變形體，最好是突起點(diǎn)和配對(duì)空洞的卡扣接合來定位。
文檔編號(hào)H01H33/66GK86106401SQ86106401
公開日1987年5月20日 申請(qǐng)日期1986年11月4日
發(fā)明者理查德·約瑟夫·邦尼特, 約瑟夫·卡爾·索菲安納克, 烏戈·羅伯特·托格內(nèi)拉 申請(qǐng)人:通用電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan