專利名稱：真空斷路器的吸氣裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種放置在一真空斷路器的真空內部空間的吸氣裝置。
背景技術：
在設有一固定觸點、一活動觸點以及一包圍該(兩個)觸點的外殼的真空斷路器中，通常為該斷路器配備一吸氣裝置。該吸氣裝置用于吸收氣體，該氣體在真空斷路器的操作過程中即當真空斷路器在接通(on)和斷開(off)之間切換時可能會被釋放和/或擴散進入外殼，從而給真空的質量帶來不利的后果。
例如從德國實用新型DE-U 29704327中已知這種類型的吸氣裝置。該裝置利用一由特定材料如鍍鎳的鐵或康銅組成的帶狀載體，該載體的兩側涂有吸氣劑材料如鋯鋁(ZrAl)或鋯釩鐵(ZrVFe)。該帶狀載體以合適的尺寸放置在真空管中。如果真空斷路器內部有由(不銹)鋼組成的材料，則很容易把該由錫板制成的帶狀載體固定在真空斷路器內，例如通過點焊固定。然而，如果真空管內的材料由無法焊接或難以焊接的材料如銅或銅合金組成，則不能通過焊接把該載體固定在真空斷路器內。在從DE-U29704327中已知的吸氣裝置中，該帶狀載體被設置在一淺槽內，該淺槽形成于例如真空斷路器內側的材料上或觸點載體(contact carriers)的外側。該帶狀載體被放置于淺槽中，并且由于該槽的邊緣在該帶狀載體的位置處被壓下而固定于該槽內。
這種已知的吸氣裝置的缺點是使用帶有吸氣劑材料的較昂貴的帶狀件。另外，該帶狀件靠淺槽放置意味著實際上只有一半的吸氣劑材料被有效利用，因為該帶狀載體只有一半與真空斷路器的內部接觸。另一半相對接觸不到需要吸收的氣體，同時還要考慮到在(該載體被)焊合(到槽內)的過程中產生的氣化雜質。因此，對真空斷路器內部空間內的氣體的吸收較緩慢。為了改善這一點，需要使用一條較大的帶狀件，而這就需要較高的成本。而且，由于有效載流直徑縮小，一較長的槽或在整個外周上均存在的槽在高電流下會有缺陷。另外，一較長的槽也會需要較高的生產成本。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種能更有效地利用吸氣劑材料的吸氣裝置。
根據本發明，為此提供一種本文開頭所限定類型的吸氣裝置，該吸氣裝置包括至少一個吸氣劑材料小塊，該內部空間包括一具有一槽的金屬壁，該至少一個小塊可放入該槽中并可由該槽邊緣上的至少一個壓痕(depression)固定。
該吸氣裝置的優點是吸氣劑材料可以被更有效地利用，因而使用較少的吸氣劑材料就能實現該真空斷路器的真空的規定壽命。而且，使用吸氣劑材料小塊要比使用其上有一層吸氣劑材料的帶狀載體便宜。
在本發明的一個實施例中，該內部空間由一其中放置有一固定觸點和一活動觸點的外殼形成，且在真空斷路器內側的壁上設置有一槽。這就形成一吸氣裝置，該吸氣裝置通過較小的調節就能容易地安裝在真空斷路器內部，且價格便宜并能提供最佳的吸收真空斷路器內部空間的氣體的能力。由于對小塊材料的利用更加有效，所以也能通過僅(在內部空間的壁上)開一個有限大小的槽來解決問題，這一點對高電流很有利。
在另一個實施例中，該內部空間由一其中放置有固定觸點和活動觸點的外殼形成，每個觸點都包含一觸點體部和一連接在該觸點體部上的觸點銷，且該槽設置在活動觸點的觸點銷上。由于電流流經觸點銷，吸氣劑材料會達到一個稍微較高一點的溫度，這會提高吸氣作用。在本實施例中，也可把吸氣劑材料放置在靠近可能產生污染物(氣體)的真空斷路器的觸點體部，從而使吸氣裝置的操作更加有效。而且，這也會減少觸點銷有效橫截面的損失，這種有效橫截面對于較高的電流尤其重要。此外，本實施例也能用在具有較薄的壁(小于2毫米)的真空斷路器中。
在另外一個實施例中，該內部空間由一其中放置有固定觸點和活動觸點的外殼形成，每個觸點都包含一觸點體部和一連接在該觸點體部上的觸點銷，且該槽設置在固定觸點的觸點銷上。在本實施例中，不僅吸氣劑材料被放置在靠近污染物(氣體)可能形成的地方，而且因為在真空斷路器的操作過程中吸氣劑材料不移動，故吸氣裝置更加堅固。優選(把吸氣裝置)放置在觸點體部的后面，因為這通常還有這樣一個優點，即吸氣劑材料的表面不會輕易被例如當觸點被毀壞或閉合時形成的金屬蒸汽所污染。
在一個優選的實施例中，該槽具有一基本與該至少一個小塊的大小相應的形狀。如有必要，該槽可經過在軸向和徑向多次(加工)形成。優選在軸向(加工)形成，其原因是，由于吸氣劑材料在槽的縱向上有一些空隙，從而在軸向上縮短觸點銷對吸氣劑材料沒有影響。使槽的尺寸與小塊的大小相匹配意味著(在加工槽時)只需例如通過銑削從壁上去除最少量的材料，這樣該壁會更堅固并且機加工的成本減少。同時，這樣做不用縮窄材料，從而使其能避免高電流下產生的問題，而且也意味著不會產生不必要的發熱。
在另一實施例中，該槽為細長形且其橫截面的形狀為梯形，該槽的一開口的尺寸比該槽的后壁尺寸小。由于在該槽上還具有一大小基本與該至少一個的小塊的大小相應的開口，因此可以以一種簡單的方式把一個或多個該小塊推入到該槽中。一旦所需的小塊安裝妥當，就能通過下壓該槽的邊緣把該小塊固定在適當的位置。因此只需一步操作就能把多個小塊固定在合適的位置。很明顯，本實施例也適用于其設計成不是小塊形式的吸氣劑材料。
如果把小塊放置在其中一個觸點銷上的槽中，則使槽的縱向與產生最大的力的方向重合是有利的，該產生最大力的方向例如觸點銷的縱向，當觸點體部閉合(并保持閉合)時就會在該方向產生最大的力。
該槽可通過冷成形或熱成形工藝用簡單的方式形成于壁上或者觸點銷上。
如果端蓋、屏蔽罩、活動觸點和/或固定觸點由銅或銅合金制成，上面的所有實施形式都會顯示出優于現有技術的最大的優勢。
根據幾個示例性的實施例并結合附圖，下面將對本發明進行詳細說明，其中圖1所示為配備有根據本發明的吸氣裝置的真空斷路器的局部剖視圖；圖2為本發明第一實施例的吸氣裝置的局部正視圖；圖3為沿圖2中線III-III的圖1中所示吸氣裝置的局部剖視圖；圖4為根據本發明第二實施例的吸氣裝置的局部正視圖；圖5為沿圖4中線V-V的圖4中所示吸氣裝置的局部剖視圖。
具體實施例方式
圖1所示為配備有本發明吸氣裝置的一真空斷路器10的一可能的實施例的剖視圖。該真空斷路器10具有一由一外殼包圍的真空內部空間12。該外殼由絕緣材料如陶瓷制成，或根據本實施例由陶瓷和金屬的化合物制成。該外殼由一第一端蓋11，一陶瓷套筒20以及一第二端蓋21形成。一用在真空開關中的真空斷路器10一般包含一真空內部空間12，該真空內部空間12包括一固定觸點15和一活動觸點14(也稱為觸點體部)。固定觸點15和活動觸點14分別由一固定觸點銷(contact pin)13和一活動觸點銷16支承并驅動。在外殼內有一由銅或鋼制成并與第一端蓋11連接的第一屏蔽罩17。在外殼內還有一屏蔽一波紋管18的第二屏蔽罩19，該波紋管18在保持內部空間12真空的情況下使活動觸點14相對于外殼移動。該第二屏蔽罩19也由例如銅或鋼制成。也可以有其它實施例，例如陶瓷套筒20延長為與真空斷路器10的整個長度相同的長度。在這種情況下，經常要在觸點14、15處再設置一個屏蔽罩。
當開關閉合時，固定觸點15和活動觸點14相互接觸。當真空斷路器10被切斷時，這兩個觸點14、15被拉開。如果此時真空斷路器帶有電流，則將形成一個金屬蒸汽弧。原則上，該電流將在第一個電流零交叉點被中斷，結果就不再有蒸汽產生。對觸點的腐蝕將會使(觸點上)含有氣體的微型腔暴露出來，這可能會對真空的完整性造成不利的影響。實際上，材料中含有氣體，(對材料的)氧化也會產生氣體，而且電弧越過(材料)表面也會產生氣體。結果，可能對真空斷路器10的真空產生不利影響的氣體可能會增加。可以說，雖然產生的金屬蒸汽也會把吸收的氣體微粒固定到真空內部空間的內部的壁上，但是尤其是通過在真空斷路器10的真空內部空間12內設置所謂吸氣裝置而使(真空空間有氣體的)問題得到了解決。
雖然既有揮發性的吸氣劑材料又有不揮發(NEGs)的吸氣劑材料，對真空斷路器來說還是優選使用不揮發的吸氣劑材料。在這種情況下，該吸氣裝置包括有吸收能力的材料，通常為能夠吸收所形成的氣體的鋯鋁或鋯釩鐵合金，從而維持真空水平。在常規真空斷路器10中，利用一例如為帶狀的載體，在該載體上涂有吸氣劑材料，并且該載體具有狹縫以便于把帶狀件分為更小的條。然后該載體被焊接或焊合到真空內部空間12內的一金屬表面上。
然而，真空內部空間12的外殼中的屏蔽罩或端蓋越來越多地用銅和/或銅合金和/或其它難以或者不可能焊接或焊合的材料制成。由于可能產生機械應力或者腐蝕，因此不再可能或者難以對吸氣裝置進行焊接或焊合。人們找到這樣一種解決方法，即在外殼內的端蓋11或屏蔽罩上或者觸點銷13、16之一的外側面上設置一圈狹槽，在該狹槽中的帶狀載體可以通過壓下該狹槽的邊緣來定位和固定。然而，以這樣的方式只能有一半吸氣劑材料(在帶狀載體的一側)被利用。而且，使用設置在帶狀載體上的吸氣劑材料價格昂貴，且其結構也不堅固。
本發明通過在真空斷路器10的內部空間12的外殼的金屬壁上的狹槽4中放置吸氣劑材料小塊2而提供一吸氣裝置。該金屬壁可以由端蓋11、第一屏蔽罩17、第二屏蔽罩19或觸點銷13、16之一形成。
圖2所示為本申請吸氣裝置的第一個實施例。本吸氣裝置利用已經形成小燒結塊2的吸氣劑材料，該小塊2例如由鋯鋁或鋯釩鋁材料制成。在達到維持一確定的真空水平的同等效力方面，這些小塊比具有吸氣劑材料的帶狀載體便宜10倍。
小塊2被設置在小金屬條上，且在市場上可以買到并用于很多領域。通常用點焊把該小塊固定在金屬表面上。在具有其內側只有銅或銅合金材料的外殼的現代真空斷路器10中，對小塊2進行點焊是不可能的。
根據本發明，在真空斷路器的內部空間的壁1上形成一槽4。該壁1可以是例如外殼內部的屏蔽罩17、19或端蓋11、21的表面，或者是觸點銷13、16之一的外壁。在圖2所示實施例中，槽4為在壁1內具有與壁1成直角的側壁7的直槽。該槽4的尺寸和小塊2的尺寸基本相同，這樣小塊就能很容易地被放進槽4內。圖3所示為沿圖2中直線III-III的通過壁1截面的剖視圖。
通過將槽4的邊緣在多個位置壓下可以容易地將小塊固定在槽4內，(該被壓下的位置)如圖2中的參考標號3所指示。圖2中小塊通過(槽4)頂側的兩處壓痕3和底側的兩處壓痕3被固定。很明顯，小塊2也可以在其它位置和用不同數量的壓痕3固定。壓痕3可以用多種方法形成，例如通過用力擠壓槽4的邊緣7而形成，或通過如用加熱使邊緣7的材料變形而形成。
圖4所示為本發明吸氣裝置的另一個實施例。在這一實施例中，槽4為具有兩個部分5、6的細長形，其第一部分5有一寬度小于小塊2的寬度的開口，第二部分的尺寸基本與小塊2的尺寸相同。圖5所示為沿直線V-V的圖4中吸氣裝置的剖視圖。從該圖中可以明顯看出，細長槽4的第一部分5在橫截面上是一梯形，槽4的開口的尺寸比該槽的后壁8小。這就使小塊2可以先被放入第二部分6中，然后被移動到其在第一部分5內的最終位置。槽4的第一部分5有一相對于壁1的垂直線傾斜設置的邊緣9，從而使小塊2被保持在適當位置。當小塊2處在它在第一部分5內的預定位置時，可通過一處或多處壓痕3把該小塊固定在適當位置。在這一實施例中，能夠在槽4內放置多個小塊。很明顯，除了梯形，槽4在其橫截面上還可為其它形狀，如階梯形。
即使真空斷路器10的外殼11由銅或銅合金制成，槽4也可以設置在該外殼的內壁1上。然而，槽4也可以設置在觸點銷13、16之一的外壁1上或者甚至在真空斷路器10的觸點14、15上。這有一個優點就是，小塊2可以被放置在更靠近任何污染氣體形成的位置，即靠近觸點14、15相互接觸的位置。
更優選地，將槽4和小塊2設置在固定觸點銷16的外壁1上或真空斷路器的固定觸點15的下方。固定觸點15及其銷16不移動的事實意味著吸氣裝置的結構將更加牢固，且小塊2因沖擊或其它外界的影響而脫落的風險也將減少。
為了防止小塊固定于其上的小(金屬)條因在觸點銷較細的情況下受銷在(開關)切換過程中的變形而發生變形的可能——這種變形可能引起小條與槽脫離——優選使槽4的縱向設置成與產生最大力的方向平行，在這種情況下即觸點銷16的縱向。
本領域的技術人員應該清楚，上面所述的實施例只是本發明的示例。在后附的權利要求書限定的保護范圍之內可以有各種變型。
權利要求
1.一種放置于真空斷路器(10)的真空內部空間(12)的吸氣裝置，其特征在于所述吸氣裝置包括至少一個吸氣劑材料小塊(2)，所述內部空間(12)包括一具有一槽(4)的金屬壁(13，16，11，17，19，21)，該至少一個小塊(2)可以放入該槽(4)中并可由該槽(4)的一邊緣(7；9)上的至少一個壓痕固定。
2.根據權利要求1所述的吸氣裝置，其特征在于，所述內部空間(12)由一其中放置有一固定觸點(15，16)和一活動觸點(13，14)的外殼形成，且所述槽(4)設置在真空斷路器(10)內側的一壁(11，17，19，21)上。
3.根據權利要求1所述的吸氣裝置，其特征在于，所述內部空間(12)由一其中放置有一固定觸點(15，16)和一活動觸點(13，14)的外殼形成，所述每個觸點都包含一觸點體部(14，15)和一連接在該觸點體部上的觸點銷(13，16)，且該槽(4)設置在該活動觸點(13，14)的觸點銷(13)上。
4.根據權利要求1所述的吸氣裝置，其特征在于，所述內部空間(12)由一其中放置有一固定觸點(15，16)和一活動觸點(13，14)的外殼形成，所述每個觸點都包含一觸點體部(14，15)和一連接在該觸點體部上的觸點銷(13，16)，且該槽(4)開設在該固定觸點(15，16)的觸點銷(16)上。
5.根據前述權利要求之一所述的吸氣裝置，其特征在于，所述槽(4)具有與所述至少一個小塊(2)的尺寸基本相應的形狀。
6.根據權利要求1至4之一所述的吸氣裝置，其特征在于，所述槽(4)為細長形且其橫截面的形狀為梯形，并且該槽(4)的開口的尺寸小于該槽(4)的后壁(8)的尺寸。
7.根據權利要求3至6之一所述的吸氣裝置，其特征在于，所述槽(4)的縱向與在其中產生最大的力的觸點銷(13，16)的方向平行。
8.根據前述權利要求之一所述的吸氣裝置，其特征在于，所述槽(4)通過冷成形或熱成形工藝加工而成。
9.根據前述權利要求之一所述的吸氣裝置，其中所述端蓋(11，21)，所述屏蔽罩(17，19)，所述固定觸點(15，16)和/或所述活動觸點(13，14)由銅或銅合金制成。
全文摘要
本發明公開了一種放置在真空斷路器(10)的真空內部空間(12)中的吸氣裝置。該吸氣裝置包括至少一個吸氣劑材料小塊(2)。該內部空間包括一具有一槽(4)的金屬壁(13，16，11，17，19，21)，該至少一個小塊(2)可以放入該槽(4)中并可由該槽(4)的一邊緣(7；9)上的至少一個壓痕固定。該金屬壁可以由觸點(14，15)之一的一觸點銷(13，16)或者該外殼的一壁形成，該外殼包含一端蓋(11)、一第一屏蔽罩(17)、一第二屏蔽罩(19)或一第二端蓋(21)。
文檔編號H01H33/66GK1643633SQ03806658
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月21日 優先權日2002年3月21日
發明者M·B·J·洛伊森坎普, J·H·L·A·希爾德林克 申請人:伊頓電氣公司