大功率電磁繼電器柔性阻絕結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種大功率電磁繼電器柔性阻絕結構，包括接觸系統腔體(1)、滅弧腔蓋(2)、柔性阻絕片(3)、傳動軸(4)、軛鐵(5)和電磁系統腔體(6)；柔性阻絕片(3)為中心開有圓孔、表面為褶皺形狀的圓片；柔性阻絕片(3)的橫截面為左右對稱的楔形，過盈配合套裝在傳動軸(4)上。本發明采用柔性阻絕結構設計，有效避免繼電器電磁系統的運動部分在繼電器工作過程中產生的摩損碎屑對繼電器接觸系統觸頭表面的污染，保證產品低接觸電阻；同時，有效避免繼電器接觸系統在繼電器工作過程中產生的觸頭飛濺物進入繼電器電磁系統中的運動間隙，防止產品動作卡澀，提高了產品可靠性。
【專利說明】大功率電磁繼電器柔性阻絕結構
【技術領域】
[0001]本專利屬于密封電磁繼電器領域，特別涉及一種大功率密封電磁繼電器接觸系統與電磁系統間的柔性阻絕結構。
【背景技術】
[0002]隨著航天器及武器型號規模和功能的不斷擴大和完善，其用電功率日益增加。高壓直流大功率供配電系統以其供電可靠性高、供電品質高、供電效率高等一系列顯著優點而得到業界的一致認可，是未來航天器及武器型號供配電的必然趨勢。作為直流大功率供配電系統中的核心器件之一，機電式高壓直流大功率密封繼電器以其固有可靠性高、空間環境適應性強、導通壓降小、具有明確的機械分斷點等優點，在未來很長一段時間內將發揮其他大功率開關(例如固體式、混合式)無可替代的作用。
[0003]但大功率密封電磁繼電器由于切換功率大,在觸頭分斷時電弧也大。在動靜觸頭閉合和分斷的時候，電弧將對觸頭產生嚴重的燒蝕并產生金屬飛濺和蒸汽。金屬飛濺和金屬蒸汽一旦進入電磁系統會附著在銜鐵和軛鐵之間造成繼電器的卡澀，降低了產品的可靠性。反之，銜鐵和軛鐵在多次往復相對運動過程中會產生磨損碎屑，一旦進入接觸系統會造成產品接觸電阻升高，產生較大觸頭電阻熱影響產品的電壽命和其他性能指標。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是，克服現有技術的不足，提供一種能避免大功率密封電磁繼電器的電磁系統與接觸系統之間相互污染、提高產品可靠性的阻絕結構。
[0005]本發明的技術解決方案是:大功率電磁繼電器柔性阻絕結構，包括接觸系統腔體、滅弧腔蓋、柔性阻絕片、傳動軸、軛鐵和電磁系統腔體；柔性阻絕片為中心開有圓孔、表面為褶皺形狀的圓片，柔性阻絕片的橫截面為左右對稱的楔形；柔性阻絕片過盈配合套裝在傳動軸上；柔性阻絕片的邊緣壓緊固定在滅弧腔蓋和軛鐵之間；滅弧腔蓋固定連接在接觸系統腔體上；軛鐵固定連接在電磁系統腔體上。
[0006]所述柔性阻絕片橫截面楔形的頂角Θ為10-30度。
[0007]所述柔性阻絕片的褶皺數量為1-4個。
[0008]所述柔性阻絕片為氟硅橡膠材料。
[0009]本發明與現有技術相比的有益效果是:
[0010]1.本發明通過采用柔性阻絕結構設計，有效避免繼電器電磁系統的運動部分在繼電器工作過程中產生的摩損碎屑對繼電器接觸系統觸頭表面的污染，保證產品低接觸電阻；同時，柔性阻絕結構還能有效避免繼電器接觸系統在繼電器工作過程中產生的觸頭飛濺物進入繼電器電磁系統中的運動間隙，防止產品動作卡澀，提高了產品可靠性。
[0011]2.本發明的柔性阻絕結構的柔性阻絕片設計為橫截面為左右對稱的楔形褶皺，通過調節楔形的頂角Θ降低了運動過程中受到的氣體阻尼力；同時，通過調節柔性阻絕片的褶皺數量，保證了產品由一個狀態切換到另一個狀態的過程中阻絕片不會約束芯軸，避免了繼電器工作過程中的卡滯，保證了順暢的工作過程。
[0012]3.本發明的柔性阻絕片選用氟硅橡膠材料，既能夠承受一定高溫，并在高溫下盡可能少釋氣，同時，柔性阻絕片通過裝配壓緊保證了兩系統腔體之間的物理隔離。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明阻絕結構示意圖；
[0014]圖2為柔性阻絕片的示意圖；
[0015]圖3為產品在不同狀態下阻絕片徑向長度變化示意圖；
[0016]圖4為褶皺形狀設計過程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0018]如圖1所示。本發明的大功率密封繼電器柔性阻絕結構，包括:接觸系統腔體1、滅弧腔蓋2、柔性阻絕片3、傳動軸4、軛鐵5和電磁系統腔體6 ;柔性阻絕片3為中心開有圓孔、表面為褶皺形狀的圓片，柔性阻絕片3的橫截面為左右對稱的楔形；柔性阻絕片3過盈配合套裝在傳動軸4上；柔性阻絕片3的邊緣壓緊固定在滅弧腔蓋2和軛鐵5之間；滅弧腔蓋2固定連接在接觸系統腔體I上；軛鐵5固定連接在電磁系統腔體6上。
[0019]當大功率電磁繼電器工作時，接觸系統腔體I內會有燃弧，并伴有飛濺物。一旦這些飛濺物進入，將造成繼電器切換卡澀。反過來，當大功率電磁繼電器工作時電磁系統腔體6內會磨損碎屑，一旦碎屑進入接觸系統腔體I,則會造成接觸電阻升高。柔性阻絕片3可防止兩大系統之間的污染。
[0020]如圖2所示，本發明的柔性阻絕片3，為中心開有圓孔、表面為褶皺形狀的圓片。柔性阻絕片3的橫截面為左右對稱的楔形，楔形的頂角Θ。
[0021]柔性阻絕片3褶皺形狀設計的原理如圖3所示。由該圖可以看出，傳動軸在從一個狀態運動到另一個狀態的過程中，上部腔體的氣體會受到壓縮，進而對阻絕片形成氣體壓強P，褶皺截面設計成左右對稱的楔形，可以使P的水平分力相互抵消不對芯軸運動造成阻尼。楔形的頂角為Θ。P的豎直方向的合力Fz是影響芯軸運動速度的阻尼力。顯然，Fz滿足下式:
[0022]Fz p(v) XSin Θ (I)
[0023]由上式可以看出產品一旦設計完成，腔體大小及傳動軸運動速度就確定了，而P是傳動軸運動速度V的函數，每次狀態切換過程，阻尼片表面受到的氣體壓力不再變化。唯一可以降低阻尼力的因素就是柔性阻絕片3的Θ角，由式(I)可以看出Θ角越小將來運動過程中受到的氣體阻尼力越小。但受產品空間限制，Θ角不可能無限小。綜上所述褶皺形狀應設計為截面左右對稱而夾角Θ在空間許可范圍內盡可能小。本發明中，楔形的頂角Θ為10?30度。本實施例中Θ為10度。
[0024]圖4給出了芯軸在兩個狀態下阻絕片半徑方向長度變化情況。從圖4可以看出產品在某一切換狀態下，阻絕片徑向伸展后長度為LI (圖4中LI所指曲線伸展后)，該長度受到褶皺數量的影響，褶皺數量越多該長度越大。為了保證產品由一個狀態切換到另一個狀態的過程中阻絕片不會約束芯軸，該長度不應小于產品在另一狀態下所需要的阻絕片的徑向伸展長度L2。結合褶皺的高度、材料等要求，本發明中褶皺的數量為1-4個，本實施例中褶皺的數量為2個。
[0025]柔性阻絕片3所用材料必須能夠承受一定高溫，并且在高溫下盡可能少釋氣，同時，柔性阻絕片通過裝配壓緊或其他方式實現兩系統腔體之間的物理隔離；以保證隔離效果。本發明的柔性阻絕片3選用氟硅橡膠。
[0026]本發明的具體實現方式是:首先將柔性阻絕片3過盈配合套裝在傳動軸4上，并將其放置在滅弧腔蓋2和軛鐵5之間。然后將滅弧腔蓋2和軛鐵5壓緊，最后通過熔焊等方法將其連接在一起。這樣柔性阻絕片3就被固定在滅弧腔蓋2和軛鐵5之間，實現了接觸系統和電磁系統的物理隔離。
[0027]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.大功率電磁繼電器柔性阻絕結構，其特征在于:包括接觸系統腔體(I)、滅弧腔蓋(2)、柔性阻絕片(3)、傳動軸(4)、軛鐵(5)和電磁系統腔體(6);柔性阻絕片(3)為中心開有圓孔、表面為褶皺形狀的圓片，柔性阻絕片(3)的橫截面為左右對稱的楔形；柔性阻絕片(3)過盈配合套裝在傳動軸(4)上；柔性阻絕片(3)的邊緣壓緊固定在滅弧腔蓋(2)和軛鐵(5)之間；滅弧腔蓋(2)固定連接在接觸系統腔體(I)上；軛鐵(5)固定連接在電磁系統腔體⑶上。
2.根據權利要求1的大功率電磁繼電器柔性阻絕結構，其特征在于:所述柔性阻絕片(3)橫截面楔形的頂角Θ為10-30度。
3.根據權利要求1的大功率電磁繼電器柔性阻絕結構，其特征在于:所述柔性阻絕片(3)的褶皺數量為1-4個。
4.根據權利要求1的大功率電磁繼電器柔性阻絕結構，其特征在于:所述柔性阻絕片(3)為氟硅橡膠材料。
【文檔編號】H01H50/00GK103956298SQ201410199254
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】郝長嶺, 羅輝, 孫超 申請人:中國航天時代電子公司