真空開關(guān)設(shè)備及其觸頭組件的制作方法
【專利說明】真空開關(guān)設(shè)備及其觸頭組件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求序列號為N0.14/017,418、申請日為2013年9月4日的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其通過引用的方式結(jié)合在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]所公開的概念涉及真空開關(guān)設(shè)備，特別是諸如真空斷續(xù)器的真空開關(guān)設(shè)備。所公開的概念還涉及用于真空斷續(xù)器的觸頭組件。
【背景技術(shù)】
[0004]斷路器，例如用于在約1000伏特以上運行的系統(tǒng)的電力斷路器，一般使用真空續(xù)斷器作為開關(guān)裝置。真空斷續(xù)器通常包括設(shè)置在絕緣殼體中的可分離的電觸頭。一般地，觸頭中的一個相對于所述殼體和外部電導體均固定，所述外部電導體與和真空斷續(xù)器相關(guān)聯(lián)的電路電氣互連。另一個觸頭是可移動觸頭組件的一部分，所述可移動觸頭組件包括具有圓形截面的軸桿和設(shè)置在所述軸桿一端且封裝在真空腔室內(nèi)的觸頭。驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在另一端，位于所述真空腔室的外側(cè)。
[0005]這些觸頭承受很大的接觸力，所述接觸力例如與相對較高的電流有關(guān)。因此，除了其它問題，所述觸頭還容易斷裂或彎曲。
[0006]因此，對于真空開關(guān)設(shè)備例如真空斷續(xù)器及其觸頭組件有改進的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]這些需求和其它需求通過所公開概念的實施例實現(xiàn)，其針對一種用于真空開關(guān)設(shè)備例如真空斷續(xù)器的加強的觸頭組件。
[0008]作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于真空開關(guān)設(shè)備的觸頭組件。所述觸頭組件包括:觸頭元件；以及適于結(jié)構(gòu)性地加強所述觸頭元件的加強元件。
[0009]所述觸頭元件可包括第一側(cè)、與第一側(cè)相對設(shè)置的第二側(cè)、以及通過第一側(cè)與第二側(cè)之間的距離測量的觸頭厚度。所述加強元件可具有加強厚度，其中加強厚度小于觸頭厚度。所述觸頭元件還可包括觸頭直徑，且所述加強元件可包括加強直徑，其中加強直徑小于觸頭直徑。
[0010]加強元件可嵌入在觸頭元件中位于觸頭元件的第一側(cè)和觸頭元件的第二側(cè)之間。或者，加強元件可附著至觸頭元件的第一側(cè)和觸頭元件的第二側(cè)中的相應一者上。
[0011]觸頭元件可由第一材料制成，加強元件可由第二材料制成，其中第一材料與第二材料不同。所述第一材料可具有第一熱膨脹系數(shù)，所述第二材料可具有第二熱膨脹系數(shù)。所述第一熱膨脹系數(shù)可與所述第二熱膨脹系數(shù)基本相同。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種真空開關(guān)設(shè)備包括:真空封殼；以及包圍在所述真空封殼中的至少一個觸頭組件，所述觸頭組件包括:觸頭元件，以及適于結(jié)構(gòu)性地加強所述觸頭元件的加強元件。
[0013]所述真空開關(guān)設(shè)備可以是真空斷續(xù)器。所述觸頭組件可包括固定的觸頭組件和可移動的觸頭組件。所述可移動的觸頭組件可在與所述固定的觸頭組件電接觸的閉合位置和與所述固定的觸頭組件間隔開的打開位置之間移動。
【附圖說明】
[0014]通過結(jié)合附圖閱讀下面對優(yōu)選實施例的描述，可獲得對本發(fā)明的完整理解，圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的真空斷續(xù)器及其觸頭組件的部分剖視側(cè)視圖；
[0016]圖2是圖1的觸頭組件的放大剖視圖；
[0017]圖3A是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的觸頭組件的部分剖視等距視圖；
[0018]圖3B是沿圖3A的線3B-3B截取的剖視圖；
[0019]圖4A是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的觸頭組件的分解等距視圖，其還示出了在部分隱藏的虛線圖中裝配好的接觸加強元件。
[0020]圖4B是沿圖4A的線4B-4B截取的剖視圖；
[0021]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的觸頭組件的分解等距視圖；
[0022]圖6是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的觸頭組件的等距視圖；
[0023]圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的觸頭組件的等距視圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明是結(jié)合真空斷續(xù)器予以描述的，但是本發(fā)明可應用于與其它真空開關(guān)設(shè)備和電開關(guān)設(shè)備一起使用的廣泛范圍的觸頭組件。
[0025]這里所用的方向用語，例如，上、下及其派生詞，與在附圖中示出的元件的取向有關(guān)，并且不對權(quán)利要求構(gòu)成限制，除非在其中明確指出。
[0026]如這里所使用的，兩個或更多部件“連接”或“聯(lián)接”在一起的表述是指:這些部件直接接合在一起或者通過一個或多個中間部件而接合。另外，如這里所使用的，兩個或更多部件“附接”的表述是指這些部件直接接合在一起。
[0027]如這里所使用的，術(shù)語“附著”是指使用任何已知的或合適的結(jié)合方法而接合(例如且不限于:膠粘;熔焊;釬焊;錫焊；固態(tài)燒結(jié);液相燒結(jié);機械擠壓;熔融材料沉積;冶金結(jié)合)。
[0028]如這里所使用的，術(shù)語“嵌入”是指被包圍在其中(即封裝)。例如且不限于:根據(jù)本發(fā)明的觸頭組件的加強元件可利用任何已知的或合適的方法(例如且不限于:感應成型)被嵌入在相應的觸頭元件中。
[0029]如這里所使用的，術(shù)語“真空封殼”是指其中采用部分真空的封殼。
[0030]如這里所使用的，術(shù)語“結(jié)構(gòu)性地加強”是指對一個構(gòu)件有意地增加強度或者機械地加強該構(gòu)件，使得該構(gòu)件的結(jié)構(gòu)整體性(例如且不限于:彎曲強度;抵抗彎曲或斷裂的能力)得到改進。
[0031]如這里所使用的，術(shù)語“數(shù)量”是指一或大于一的整數(shù)(即多個)。
[0032]參照圖1，示出了真空開關(guān)設(shè)備例如真空斷續(xù)器2。真空斷續(xù)器2包括真空封殼4，其在圖1中以剖視圖示出以顯示隱藏的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性實施例，真空斷續(xù)器2采用觸頭組件100，100’。具體地，固定的觸頭組件100至少部分地位于真空封殼4內(nèi)，并且可在示出的與所述固定的觸頭組件100電接觸的閉合位置和與所述固定的觸頭組件100分隔開的打開位置(未示出)之間移動(例如且不限于，在圖1中看到的沿箭頭700的方向向上和向下)。
[0033]應當理解的是，為了便于舉例說明和節(jié)省公開的篇幅，這里僅詳細描述固定的觸頭組件100。但是可以理解的是，真空開關(guān)設(shè)備2所使用的任何數(shù)量的觸頭組件可以是基本相同的，或者可以具有不同的已知的或合適的結(jié)構(gòu)，或者是其結(jié)合。
[0034]繼續(xù)參照圖1，并且還參照圖2，根據(jù)本發(fā)明，每個觸頭組件100包括觸頭元件102，以及適于結(jié)構(gòu)性地加強所述觸頭元件102的加強元件104。因此，除了其它優(yōu)點以外，觸頭組件100的強度或結(jié)構(gòu)整體性尤其得到了改進。即，所述觸頭組件100響應例如與相對較高電流有關(guān)的相對較高接觸力而發(fā)生彎曲或斷裂的可能性顯著降低。除了上述方面以外，本發(fā)明的加強觸頭組件的設(shè)計還允許觸頭組件100的整體尺寸(例如且不限于:厚度)減小。這進而例如可以節(jié)約成本，因為觸頭組件需要的材料減少。
[0035]結(jié)合下面將參照附圖1-7描述的示例，可進一步理解本發(fā)明的觸頭組件100、100’、200、300、400、500、600。應該理解的是，下面的示例僅為了舉例說明的目的提供，并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0036]示例1
[0037]如圖2所示，觸頭元件102可包括第一側(cè)106、與第一側(cè)106相對設(shè)置的第二側(cè)108、以及通過第一側(cè)106和第二側(cè)108之間的距離測量的觸頭厚度110。加強元件104可具有小于觸頭厚度110的加強厚度112。在圖4B中也可看到，通過觸頭元件302的第一和第二側(cè)306、308之間的距離測得的觸頭厚度310，以及加強元件304的加強厚度312。
[0038]示例2
[0039]觸頭元件102可具有觸頭直徑114，且加強元件104可具有加強直徑116。如圖2中示出的，所述加強直徑116可小于所述觸頭直徑114。
[0040]示例3
[0041 ] 如圖2、3A和3B以及7中分別示出的，加強元件104、204、604可被嵌入到觸頭元件102、202、602中。具體地，加強元件104可嵌入觸頭元件102的第一側(cè)106和觸頭元件102的第二側(cè)108之間，如在圖2的剖視圖中最佳示出的。
[0042]示例4
[0043]觸頭組件100、200、300、400的加強元件104、204、304、404可以是大體平面的元件。
[0044]示例5
[0045]觸頭組件200、400的加強元件204、404可以是篩網(wǎng)元件，如在圖3A、3B和5中以非限制性示例分別示出的。
[0046]示例6
[0047]加強元件(例如且不限于104、204、604)可利用任何已知的或合適的方法或工藝嵌入至相應的觸頭元件(例如且不限于102、202、602)中，所述方法或工藝例如但不限于:真空感應鑄造，插入熔體中然后冷卻，浸入和去除，或者任何其它已知的或合適的嵌入方法或工
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[0048]示例7
[0049]可替代地，加強元件304可以適當?shù)馗街劣|頭元件302的第一和第二側(cè)306、308中的對應一個上，如在圖4A和4