大功率电磁继电器柔性阻绝结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大功率电磁继电器柔性阻绝结构，包括接触系统腔体(1)、灭弧腔盖(2)、柔性阻绝片(3)、传动轴(4)、轭铁(5)和电磁系统腔体(6)；柔性阻绝片(3)为中心开有圆孔、表面为褶皱形状的圆片；柔性阻绝片(3)的横截面为左右对称的楔形，过盈配合套装在传动轴(4)上。本发明采用柔性阻绝结构设计，有效避免继电器电磁系统的运动部分在继电器工作过程中产生的摩损碎屑对继电器接触系统触头表面的污染，保证产品低接触电阻；同时，有效避免继电器接触系统在继电器工作过程中产生的触头飞溅物进入继电器电磁系统中的运动间隙，防止产品动作卡涩，提高了产品可靠性。
【专利说明】大功率电磁继电器柔性阻绝结构
【技术领域】
[0001]本专利属于密封电磁继电器领域，特别涉及一种大功率密封电磁继电器接触系统与电磁系统间的柔性阻绝结构。
【背景技术】
[0002]随着航天器及武器型号规模和功能的不断扩大和完善，其用电功率日益增加。高压直流大功率供配电系统以其供电可靠性高、供电品质高、供电效率高等一系列显著优点而得到业界的一致认可，是未来航天器及武器型号供配电的必然趋势。作为直流大功率供配电系统中的核心器件之一，机电式高压直流大功率密封继电器以其固有可靠性高、空间环境适应性强、导通压降小、具有明确的机械分断点等优点，在未来很长一段时间内将发挥其他大功率开关(例如固体式、混合式)无可替代的作用。
[0003]但大功率密封电磁继电器由于切换功率大,在触头分断时电弧也大。在动静触头闭合和分断的时候，电弧将对触头产生严重的烧蚀并产生金属飞溅和蒸汽。金属飞溅和金属蒸汽一旦进入电磁系统会附着在衔铁和轭铁之间造成继电器的卡涩，降低了产品的可靠性。反之，衔铁和轭铁在多次往复相对运动过程中会产生磨损碎屑，一旦进入接触系统会造成产品接触电阻升高，产生较大触头电阻热影响产品的电寿命和其他性能指标。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，克服现有技术的不足，提供一种能避免大功率密封电磁继电器的电磁系统与接触系统之间相互污染、提高产品可靠性的阻绝结构。
[0005]本发明的技术解决方案是:大功率电磁继电器柔性阻绝结构，包括接触系统腔体、灭弧腔盖、柔性阻绝片、传动轴、轭铁和电磁系统腔体；柔性阻绝片为中心开有圆孔、表面为褶皱形状的圆片，柔性阻绝片的横截面为左右对称的楔形；柔性阻绝片过盈配合套装在传动轴上；柔性阻绝片的边缘压紧固定在灭弧腔盖和轭铁之间；灭弧腔盖固定连接在接触系统腔体上；轭铁固定连接在电磁系统腔体上。
[0006]所述柔性阻绝片横截面楔形的顶角Θ为10-30度。
[0007]所述柔性阻绝片的褶皱数量为1-4个。
[0008]所述柔性阻绝片为氟硅橡胶材料。
[0009]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0010]1.本发明通过采用柔性阻绝结构设计，有效避免继电器电磁系统的运动部分在继电器工作过程中产生的摩损碎屑对继电器接触系统触头表面的污染，保证产品低接触电阻；同时，柔性阻绝结构还能有效避免继电器接触系统在继电器工作过程中产生的触头飞溅物进入继电器电磁系统中的运动间隙，防止产品动作卡涩，提高了产品可靠性。
[0011]2.本发明的柔性阻绝结构的柔性阻绝片设计为横截面为左右对称的楔形褶皱，通过调节楔形的顶角Θ降低了运动过程中受到的气体阻尼力；同时，通过调节柔性阻绝片的褶皱数量，保证了产品由一个状态切换到另一个状态的过程中阻绝片不会约束芯轴，避免了继电器工作过程中的卡滞，保证了顺畅的工作过程。
[0012]3.本发明的柔性阻绝片选用氟硅橡胶材料，既能够承受一定高温，并在高温下尽可能少释气，同时，柔性阻绝片通过装配压紧保证了两系统腔体之间的物理隔离。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明阻绝结构示意图；
[0014]图2为柔性阻绝片的示意图；
[0015]图3为产品在不同状态下阻绝片径向长度变化示意图；
[0016]图4为褶皱形状设计过程示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0018]如图1所示。本发明的大功率密封继电器柔性阻绝结构，包括:接触系统腔体1、灭弧腔盖2、柔性阻绝片3、传动轴4、轭铁5和电磁系统腔体6 ;柔性阻绝片3为中心开有圆孔、表面为褶皱形状的圆片，柔性阻绝片3的横截面为左右对称的楔形；柔性阻绝片3过盈配合套装在传动轴4上；柔性阻绝片3的边缘压紧固定在灭弧腔盖2和轭铁5之间；灭弧腔盖2固定连接在接触系统腔体I上；轭铁5固定连接在电磁系统腔体6上。
[0019]当大功率电磁继电器工作时，接触系统腔体I内会有燃弧，并伴有飞溅物。一旦这些飞溅物进入，将造成继电器切换卡涩。反过来，当大功率电磁继电器工作时电磁系统腔体6内会磨损碎屑，一旦碎屑进入接触系统腔体I,则会造成接触电阻升高。柔性阻绝片3可防止两大系统之间的污染。
[0020]如图2所示，本发明的柔性阻绝片3，为中心开有圆孔、表面为褶皱形状的圆片。柔性阻绝片3的横截面为左右对称的楔形，楔形的顶角Θ。
[0021]柔性阻绝片3褶皱形状设计的原理如图3所示。由该图可以看出，传动轴在从一个状态运动到另一个状态的过程中，上部腔体的气体会受到压缩，进而对阻绝片形成气体压强P，褶皱截面设计成左右对称的楔形，可以使P的水平分力相互抵消不对芯轴运动造成阻尼。楔形的顶角为Θ。P的竖直方向的合力Fz是影响芯轴运动速度的阻尼力。显然，Fz满足下式:
[0022]Fz p(v) XSin Θ (I)
[0023]由上式可以看出产品一旦设计完成，腔体大小及传动轴运动速度就确定了，而P是传动轴运动速度V的函数，每次状态切换过程，阻尼片表面受到的气体压力不再变化。唯一可以降低阻尼力的因素就是柔性阻绝片3的Θ角，由式(I)可以看出Θ角越小将来运动过程中受到的气体阻尼力越小。但受产品空间限制，Θ角不可能无限小。综上所述褶皱形状应设计为截面左右对称而夹角Θ在空间许可范围内尽可能小。本发明中，楔形的顶角Θ为10?30度。本实施例中Θ为10度。
[0024]图4给出了芯轴在两个状态下阻绝片半径方向长度变化情况。从图4可以看出产品在某一切换状态下，阻绝片径向伸展后长度为LI (图4中LI所指曲线伸展后)，该长度受到褶皱数量的影响，褶皱数量越多该长度越大。为了保证产品由一个状态切换到另一个状态的过程中阻绝片不会约束芯轴，该长度不应小于产品在另一状态下所需要的阻绝片的径向伸展长度L2。结合褶皱的高度、材料等要求，本发明中褶皱的数量为1-4个，本实施例中褶皱的数量为2个。
[0025]柔性阻绝片3所用材料必须能够承受一定高温，并且在高温下尽可能少释气，同时，柔性阻绝片通过装配压紧或其他方式实现两系统腔体之间的物理隔离；以保证隔离效果。本发明的柔性阻绝片3选用氟硅橡胶。
[0026]本发明的具体实现方式是:首先将柔性阻绝片3过盈配合套装在传动轴4上，并将其放置在灭弧腔盖2和轭铁5之间。然后将灭弧腔盖2和轭铁5压紧，最后通过熔焊等方法将其连接在一起。这样柔性阻绝片3就被固定在灭弧腔盖2和轭铁5之间，实现了接触系统和电磁系统的物理隔离。
[0027]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【权利要求】
1.大功率电磁继电器柔性阻绝结构，其特征在于:包括接触系统腔体(I)、灭弧腔盖(2)、柔性阻绝片(3)、传动轴(4)、轭铁(5)和电磁系统腔体(6);柔性阻绝片(3)为中心开有圆孔、表面为褶皱形状的圆片，柔性阻绝片(3)的横截面为左右对称的楔形；柔性阻绝片(3)过盈配合套装在传动轴(4)上；柔性阻绝片(3)的边缘压紧固定在灭弧腔盖(2)和轭铁(5)之间；灭弧腔盖(2)固定连接在接触系统腔体(I)上；轭铁(5)固定连接在电磁系统腔体⑶上。
2.根据权利要求1的大功率电磁继电器柔性阻绝结构，其特征在于:所述柔性阻绝片(3)横截面楔形的顶角Θ为10-30度。
3.根据权利要求1的大功率电磁继电器柔性阻绝结构，其特征在于:所述柔性阻绝片(3)的褶皱数量为1-4个。
4.根据权利要求1的大功率电磁继电器柔性阻绝结构，其特征在于:所述柔性阻绝片(3)为氟硅橡胶材料。
【文档编号】H01H50/00GK103956298SQ201410199254
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】郝长岭, 罗辉, 孙超 申请人:中国航天时代电子公司