专利名称：真空灭弧室用防扭导向套装置及包括它的真空灭弧室的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气开关，特别涉及真空灭弧室用防扭导向套装置。
背景技术：
真空灭弧室是真空断路器的核心部分，在很大程度上决定了真空断路器的技术指标和各项性能，其基本组成部分包括动触头、静触头、绝缘外売、屏蔽罩和波纹管等。在真空灭弧室的动端盖板上通常装设有导向套，在导向套内活动穿设有推动动触头的动导电杆。导向套的作用是保证真空断路器在分合闸过程中使动导电杆沿灭弧室轴线作直线运动。导向套的设计和安装是否恰当直接影响到真空断路器的使用寿命和分合闸速度。波纹管作为真空灭弧室的重要部件，一方面可以保持真空灭弧室的气密性，另ー方面可以使动导电杆机械运动。波纹管安装在真空灭弧室内，一端固定连接到动端盖板，另一端固定连接到动导 电杆。波纹管管壁很薄，在长期工作中，一旦动导电杆相对动端盖板发生扭转，由此产生的扭カ会使管壁发生变形，甚至出现微裂，不再能保持其气密性，从而使波纹管乃至整个真空灭弧室或真空断路器失效。为了有效保护波纹管，导向套装置结构应设计有防止波纹管扭转的措施。由于波纹管固定连接到动导电杆和动端盖板，因此波纹管的防扭实质上是动导电杆相对于动端盖板的防扭。在现有的导向套装置的设计中，通常只有防止动导电杆相对导向套扭转的结构，例如中国实用新型专利CN201478154U所公开的键-槽结构，这种结构不能保证导向套与其所安装的动端盖板之间不发生扭动，因此对波纹管的保护效果并不理想。另外ー些现有的导向套装置，例如中国实用新型专利CN201985028U所述的装置，在动导电杆与导向套之间通过四个翻爪来防扭，导向套与动导电杆之间通过键-槽结构防扭，实现了动导电杆与动端盖板之间全程防扭。然而，这种结构带来了エ艺难度増大的问题。通常的エ艺流程是首先将动导电杆通过波纹管与动端盖板焊接在一起，然后焊接固定环(如有)，最后安装导向套。以专利CN201985028U所公开的结构为例，在将动导电杆通过波纹管焊接到动端盖板之后，在动端盖板上焊接固定环时，需要将翻爪与动导电杆的键的径向位置通过夹具对中，这样才能在安装导向套时使其凹坑刚好对准固定环上的翻爪，同时使其键槽刚好对准动导电杆的键。这种需要对中的焊接步骤对真空灭弧室的批量生产带来极大的限制条件，从而提高了成本。在高温环境等特殊应用中，例如当真空灭弧室用于固封极柱之中吋，导向套需要长时间经受封装和固化环氧树脂的エ艺温度。在这个温度下，一般导向套通常使用的尼龙材料会软化。为解决这ー问题，有的现有技术提供采用耐高温的聚四氟こ烯材料制成导向套，但是这种材料的导向套刚性不高，防扭保护性能较差。
发明内容本实用新型的目的是提供ー种真空灭弧室用防扭导向套装置，借此实现真空灭弧室的动导电杆相对动端盖板的防扭，以及防止导向套相对动端盖板的轴向移动或错位，该导向套无需通过夹具对中且无需借助专用设备就能完成安装。为实现上述目的，本实用新型提供ー种真空灭弧室用防扭导向套装置，它包括导向套和具有开ロ的动端盖板。该动端盖板的开ロ具有中心轴线，其中，该导向套穿设在该开口内并在一端与该动端盖板相连接。该导向套在内壁具有防止该动导电杆扭动的外凸的定位键。在此规定了，该动端盖板在该开ロ处形成有凸缘，该凸缘在内壁具有环绕的内齿结构。该导向套的与该动端盖板相连接的一端被构造成与该凸缘弹性卡接的连接部，以使该导向套无法沿该中心轴线相对该动端盖板位移。而且，该导向套在外壁上具有与该凸缘的内齿结构啮合而使该导向套无法相对该动端盖板扭转的环绕的外齿结构。本实用新型还提供包括上述导向套装置的真空灭弧室。在一个优选的实施例中，在凸缘的末端形成有外凸的唇ロ，在唇ロ的底面形成有卡接面。连接部包括能钩挂于唇ロ的弾性挂钩，和位于弹性挂钩的末端井能卡合卡接面的 至少一部分的倒钩。在导向套安装到该动端盖板上的过程中，该弹性挂钩可弾性弯曲以使倒钩能移位卡合。即，凸缘的末端形成有外凸的唇ロ，该唇ロ的底面形成有卡接面，而且连 接部包括弾性挂钩和倒钩。该弹性挂钩能钩挂于凸缘末端的唇ロ，从而使导向套无法沿中心轴线相对动端盖板移动，例如移往灭弧室内。倒钩能卡合该卡接面的一部分，从而使导向套无法沿中心轴线相对该动端盖板移动，例如移往真空灭弧室外。当在动端盖板上安装导向套时，该弹性挂钩能弹性弯曲以使倒钩移位而与该卡接面卡合。在一个优选的实施例中，该内齿结构的齿数最好与该外齿结构的齿数相等。齿数的设定可以视具体情况如啮合強度等条件来设定，在此仅举例给出ー种选择方法，设导向套外齿结构的齿顶圆的直径为D，其数值以四舍五入取整的毫米数计，齿数一般优选在2D至之间。例如可以选择内齿结构和外齿结构均具有116个齿。齿数较多使得相邻齿之间的弧长较小，使得导向套基本可以按照任意给定的旋转角度插入动端盖板，免除焊接波纹管时的对中步骤。在一个优选的实施例中，动端盖板具有相互独立且能相互固定连接的带凸缘部分和不带凸缘部分，带凸缘部分具有不同的结构以适应安装于不同的真空灭弧室，不带凸缘部分具有相同的结构。即，为了降低凸缘结构的制造成本，该动端盖板可以由两部分制成，其中的一部分不包含凸缘即不带凸缘部分，它是具有相同结构的标准化零件。另一部分包含凸缘即带凸缘部分，其依据真空灭弧室的型号具有不同的结构，以适应于安装不同尺寸的导向套。带凸缘部分和不带凸缘部分可以通过例如焊接的方式固定连接。在一个优选实施例中，该导向套采用聚酰亚胺(PI)材料制成。采用本实用新型技术方案的真空灭弧室用防扭导向套装置，具有如下技术效果。环绕的内齿结构与环绕的外齿结构配合的防扭方式，使得导向套基本可以以任意给定的旋转角度插入动端盖板，从而免除了动端盖板与动导电杆通过波纹管焊接时的对中步骤，大大提高了生产效率。经过扭矩测试证明，内/外齿防扭结构比现有技术中其它防扭方式可抗扭矩更大。动端盖板的凸缘与导向套的连接部直接进行弹性卡接，免去了现有技术普遍用来在动端盖板上固定导向套的固定环，使得导向套只需通过下压就能完成安装，不需要通过滚压固定环或其它专用设备完成，进ー步提高生产效率，降低了成本。动端盖板分两部分制造，使动端盖板的设计更加灵活，只需配合对应于不同型号真空灭弧室的不同导向套尺寸改动带凸缘部分的尺寸用以分批制造，不带凸缘部分作为标准化零件用以大規模制造。不同结构的不带凸缘部分与相同结构的带凸缘部分组装的动端盖板适应于安装在任意特定的真空灭弧室上。这有利于生产的标准化和统ー化，降低生产成本。另外，采用聚酰亚胺(PI)材料制成导向套，提高了导向套的机械强度。在高温环境等特殊应用中，该材料不仅能满足耐高温的要求，其长期的使用温度达到300°C以上，短期可达400-450°C，而且还能保持足够的刚性来保证防扭效果。这种材料的导向套还具有高绝缘、低导热、底磨耗、热膨胀系数小等优异性能。
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中图I是本实用新型导向套的仰视图。图2是沿图I中剖切线A-A的导向套剖面图。图3是本实用新型动端盖板第一实施例的仰视图。图4是沿图3中剖切线A-A的动端盖板剖面图。 图5是本实用新型导向套装置的装配示意图。图6是图5中圈出的A部分的导向套装置局部放大图。图7是本实用新型动端盖板第二实施例的仰视图。图8是沿图7中剖切线A-A的动端盖板剖面图。附图标记一览表I-定位键；2_通气槽；3_弹性挂钩；4_外齿结构；5_倒钩；6_内齿结构；7_带凸缘部分；8_导向套；9_动端盖板；10-开ロ。
具体实施方式
本实用新型提供一种防扭导向套装置，其适用于真空灭弧室或真空开关管，尤其可适用于断路器用真空灭弧室、负荷开关用真空灭弧室或其它类型的真空灭弧室，以及具有不同管型、尺寸和结构的真空灭弧室。以下，将总体描述如图I-图8所示的、根据本实用新型的真空灭弧室用防扭导向套装置。该防扭导向套装置包括导向套8和动端盖板9，动端盖板9具有开ロ 10，该开ロ具有中心轴线。导向套8穿设在开ロ 10内并在一端与动端盖板9相连接。导向套8在内壁具有外凸的定位键I，用于防止动导电杆扭动。动端盖板9在开ロ 10处形成有凸缘,该凸缘在内壁上形成有环绕的内齿结构6。导向套8的与动端盖板9相连接的一端被构造成与该凸缘弹性卡接的连接部，用于使导向套8无法沿中心轴线相对动端盖板9位移。导向套8在外壁上具有环绕的外齿结构4，该外齿结构与内齿结构6啮合以使导向套9无法相对动端盖板9扭转。图I和图2示出了根据本实用新型的导向套8的ー个具体实施例，在本实施例中，导向套8大体呈圆管状，圆管的内壁具有沿圆管的轴向延伸的两个外凸的定位键I。用于在动导电杆运动时导出波纹管内气体的通气槽2在导向套8内壁的周向上间隔36°角地均匀分布。定位键I在内壁上对置并且各自位于相邻的两个通气槽2中间，与相邻的通气槽2在周向上间隔18°。通气槽2与定位键I的截面形状可大致呈矩形，定位键I的截面优选为经过倒角的矩形，以减少动导电杆(未示出)滑动时的阻力和磨损。定位键I同在动导电杆上对应设置的定位槽(未示出)相配合，实现动导电杆在工作中的防扭。靠近导向套8与动端盖板9连接的一端，即图2所示的顶端外壁，形成有环绕的外齿结构4。外齿结构4用于同在动端盖板9上对应形成的内齿结构6啮合以实现防扭。为实现导向套8基本上能够以任意给定的旋转角度插入动端盖板,夕卜齿结构4和内齿结构6优选包含许多齿，使得相邻齿之间的弧度尽可能小，同时不影响结构強度。优选可采用以下设定条件，设导向套外齿结构4的齿顶圆直径为D，其数值以四舍五入取整的毫米数计，则齿数在2D至之间。特别优选地，外齿结构4和内齿结构6各有116个齿。外齿结构4的齿长应满足方便安装和结构强度的要求。在外齿结构4和导向套8的顶端之间形成连接部。该连接部用于弹性卡接该动端盖板，以防止导向套8因动导电杆在长期工作中的滑动而产生轴向移动或错位。该连接部包括从导向套8顶部外缘伸出并在导向套8的周向上均匀分布的例如4个弹性挂钩3和倒 钩5。弾性挂钩3大致呈L形，用于向下钩挂于动端盖板9的凸缘唇ロ，该弹性挂钩在末端形成有倒钩5，倒钩5的上表面即为钩面，用干与动端盖板9的卡接面卡合。导向套8由聚酰亚胺(PI)材料制成，以便耐受高温。图3和图4示出了本实用新型动端盖板9的第一具体实施例，在本实施例中，动端盖板9大致呈环形，在环形的中部具有开ロ 10。开ロ 10向真空灭弧室外侧，即图4所示的上侧，延伸形成了凸缘，凸缘的高度与导向套外齿结构齿长基本对应。凸缘在内壁形成有环绕的内齿结构6,如上所述,该内齿结构与导向套上的外齿结构4配合,并且其齿数与外齿结构的齿数相等。凸缘的末端形成有沿径向外凸的唇ロ，该唇ロ的厚度，即自凸缘末端向外伸出的长度，基本对应于导向套的L形弾性挂钩3横段的长度，该唇ロ的高度，即自凸缘末端向下延伸的长度，基本对应于L形弾性挂钩3的竖段长度。唇ロ底面是与倒钩5的钩面卡合的卡接面。这种结构设计使得卡合后的唇ロ紧密配合在导向套8的连接部内，从而防止导向套8的轴向移动或错位。图5和图6示出了本实用新型的导向套8和动端盖板9的装配状态。在这里，导向套8穿设在动端盖板9的开ロ 10中并且导向套8与动端盖板9基本同心设置。导向套8的一端与动端盖板9相连接，连接方式包括如图所示的外齿结构4与内齿结构6的配合和连接部与凸缘的弹性卡接。以下，结合防扭导向套装置的装配步骤来描述连接部与凸缘的弹性卡接结构。在装配该防扭导向套装置吋，首先将动导电杆和动端盖板9通过波纹管焊接在一起，使该动导电杆穿过动端盖板9上的开ロ 10并与凸缘之间形成空隙。焊接后，动导电杆上的定位槽相对动端盖板凸缘的周向位置被同时确定。然后，在使导向套8内壁的定位键I对准动导电杆上对应的定位槽的同时，将导向套8下端(如图2所示)插入动导电杆与动端盖板9凸缘之间的空隙。最后，按下导向套8。在按压カ的作用下，倒钩5的内表面抵靠于凸缘唇ロ的外表面，弾性挂钩3被迫向外弯曲，从而使倒钩5移位，其内表面沿凸缘唇ロ的外表面向下滑动，在导向套8的倒钩5滑动至卡合位置后，迅速卡入唇ロ的下侧，使倒钩5的上表面或钩面抵靠唇ロ的下表面或卡接面，从而使导向套8不能相对动端盖板9向上移动或位移。与此同时，导向套的弹性挂钩3内壁，特别是横段内壁，抵靠唇口外壁特别是顶面，从而使导向套8不能相对动端盖板9向下移动或位移。防扭导向套装置装配完成。在本实施例中，唇ロ的下表面或卡接面基本为水平面，由翻边后的凸缘的末端面形成，从而倒钩5的上表面或钩面也为与其大致重合的水平面。唇口外壁的侧面基本为竖直平面，从而弹性挂钩3竖段的内壁也为与其大致重合的竖直平面。唇口外壁的顶面为大致呈半圆弧形截面的曲面，从而弹性挂钩3横段的内壁也为与其大致重合弧形曲面。包括顶面和侧面在内的唇口外壁都由凸缘内壁外翻形成。人们应理解，以上关于本实用新型导向套8的连接部与动端盖板9的凸缘之间弹性卡接的方式和结构的描述只是ー个特例，不是要限制本实用新型。其它能够实现弹性卡接的结构都是可能的。例如可想到，在导向套5按压到位后，倒钩5卡入凸缘下表面与动端盖板9上表面(參见图6)形成的卡槽中，倒钩5的上表面抵靠凸缘下表面，倒钩5的下表面抵靠动端盖板9的上表面。通过这种结构，也可以防止导向套8的轴向移动。另外，连接部与凸缘的卡接不一定发生在凸缘外壁或外侧，也可以通过在凸缘内壁设置卡接面或卡槽的方式使导向套8的连接部弹性卡接在凸缘内壁。·通过以上连接方式，本实用新型导向套装置的实施例实现了动导电杆与导向套继而与动端盖板之间的防扭，以及防止导向套沿轴向相对动端盖板的移动或错位。如上所述，根据本实用新型的动端盖板可以是一体成型的结构，也可以是由能够相互连接的两个独立部分组成的结构。在由两部分组成的结构中，其中的ー个部分带有凸缘，即带凸缘部分，另ー个部分不带有凸缘，即不带凸缘部分。一体成型结构对应于图3和图4所示的第一具体实施例，包含两部分的结构对应于图7和图8所示的第二具体实施例。图7和图8示出本实用新型的动端盖板9的第二具体实施例，它与上述第一具体实施例的区别在于，动端盖板9被分为相互独立的两个部分，即带凸缘部分7 (已示出)和不带凸缘部分(未示出)。带凸缘部分7基本对应于第一具体实施例的动端盖板9的中心部，不带凸缘部分基本对应于第一具体实施例的动端盖板9的外围部，这两个部分可以通过焊接等固定连接方式相互连接。带凸缘部分7的边缘具有与不带凸缘部分配合的凹槽，该凹槽用于增大带凸缘部分7与不带凸缘部分焊接时的接触面积。除此之外，动端盖板9的第二具体实施例的包括开ロ、凸缘、内齿、唇ロ在内的其它结构与第一具体实施例的相应结构基本一致，结合图3和图4对动端盖板9第一具体实施例以上结构的描述同样适用于第二具体实施例。虽然以上对本实用新型的实施例的结构、特征和功能进行了详细描述，但在本实用新型精神的指导下，本领域技术人员对这些实施例做出任何改进和变化都是可能的，并且这些改进和变化都没有超出本实用新型的范围。本实用新型要求保护的范围仅由所附的权利要求书来限定。
权利要求1.ー种真空灭弧室用防扭导向套装置，包括导向套(8)和具有开ロ(10)的动端盖板(9)，该开ロ(10)具有中心轴线，该导向套(8)穿设在该开ロ(10)内并在一端与该动端盖板(9)连接，该导向套(8)在内壁具有防止动导电杆扭动的外凸的定位键(I)，其特征是，该动端盖板(9)在该开ロ(10)处形成有凸缘，该凸缘在内壁具有环绕的内齿结构(6)，该导向套(8)的与该动端盖板(9)相连接的一端被构造成与该凸缘弹性卡接的连接部，以使该导向套(8)无法沿该中心轴线相对该动端盖板(9)位移，该导向套(8)在外壁上具有与该内齿结构(6)啮合而使该导向套(9)无法相对该动端盖板(9)扭转的环绕的外齿结构(4)。
2.根据权利要求I所述的真空灭弧室用防扭导向套装置，其特征是，在该凸缘的末端形成有外凸的唇ロ，在该唇ロ的底面形成有卡接面，该连接部包括能钩挂于该唇ロ的弹性挂钩(3)和位于该弹性挂钩的末端并能卡合该卡接面的至少一部分的倒钩(5)，在该导向套(8)安装到该动端盖板(9)上的过程中，该弹性挂钩(3)可弾性弯曲以使该倒钩(5)能移位卡合。
3.根据权利要求I或2所述的真空灭弧室用防扭导向套装置，其特征是，该动端盖板(9)具有相互独立且能相互固定连接的带凸缘部分(7)和不带凸缘部分，该带凸缘部分(7)具有不同的结构以适应安装于不同的真空灭弧室，该不带凸缘部分具有相同的结构。
4.根据权利要求I或2所述的真空灭弧室用防扭导向套装置，其特征是，该导向套(8)的材料为聚酰亚胺(PD。
5.根据权利要求I或2所述的真空灭弧室用防扭导向套装置，其特征是，设该导向套的外齿结构(4)的齿顶圆的直径为D，D的数值以四舍五入取整的毫米数计，该内齿结构(6)和该外齿结构⑷的齿数在2D至之间。
6.根据权利要求I或2所述的真空灭弧室用防扭导向套装置，其特征是，该内齿结构(6)和该外齿结构(4)的齿数为116个。
7.ー种真空灭弧室，其特征是，包括如权利要求1-6中任一项所述的真空灭弧室用防扭导向套装置。
专利摘要本实用新型提供真空灭弧室及其防扭导向套装置，包括导向套(8)和具有开口(10)的动端盖板(9)。开口(10)具有中心轴线，导向套(8)穿设在开口(10)内并在一端与动端盖板(9)连接。导向套(8)内壁具有防止动导电杆扭动的定位键(1)。动端盖板(9)的开口(10)形成有凸缘，其内壁具有环绕的内齿结构(6)。导向套(8)的与动端盖板(9)连接的一端具有与凸缘弹性卡接的连接部，以使导向套(8)无法相对动端盖板(9)轴向位移。导向套(8)外壁具有与内齿结构(6)啮合使其无法相对动端盖板(9)扭转的环绕的外齿结构(4)。本实用新型的导向套装置具有防扭效果显著、安装方便的特点。
文档编号H01H33/664GK202662523SQ20122012009
公开日2013年1月9日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者谢克松, 唐亮, 陆马丁 申请人:伊顿电气有限公司