具有用于自對中的一體式金屬罩的真空室的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種真空室（1），所述真空室包括至少一個陶瓷絕緣筒（16），所述陶瓷絕緣筒具有兩個工作面端，其中，所述陶瓷絕緣筒（16）的所述兩個工作面端（2）中的至少一個由金屬罩（3）所封閉，所述金屬罩包括外部部分（4）和內(nèi)部部分（5），其中，所述金屬罩（3）的所述外部部分（4）的遠端比所述金屬罩（3）的所述外部部分（4）的其余部分薄并且形成金屬蓋（6），其中，所述金屬蓋（6）以真空密閉的方式連接到所述陶瓷絕緣筒（16）的所述兩個工作面端（2）中的至少一個。根據(jù)本發(fā)明，所述金屬罩（3）形成為單個部件并且在所述陶瓷絕緣筒（16）的內(nèi)周區(qū)域（7）處借助所述金屬罩（3）的所述內(nèi)部部分（5）實現(xiàn)安裝，以實現(xiàn)所述金屬蓋（6）相對于所述陶瓷絕緣筒（16）的所述兩個工作面端（2）中的至少一個的自對中。
【專利說明】具有用于自對中的一體式金屬罩的真空室

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種真空室，所述真空室包括至少一個具有兩個工作面端（face ends)的陶瓷絕緣筒，其中，陶瓷絕緣筒的兩個工作面端中的至少一個由金屬罩所封閉，所 述金屬罩包括外部部分和內(nèi)部部分，其中，金屬罩的外部部分的遠端比金屬罩的外部部分 的其余部分薄并且形成金屬蓋，其中，金屬蓋以真空密閉的方式連接到陶瓷絕緣筒的兩個 工作面端中的至少一個。

【背景技術(shù)】
[0002] 這種真空室應(yīng)用于開關(guān)組件，所述開關(guān)組件的諸如空氣的氣體是絕緣氣體，所述 絕緣氣體通常處于大氣壓力下。因此，絕緣筒、罩和波紋管均針對大氣壓的強度進行構(gòu)造。 可預(yù)想到如下的情況：在所述情況中，真空室安裝在開關(guān)組件中，所述開關(guān)組件的壓力大幅 增大，例如，高達大約25巴，結(jié)果，上述部分必須均構(gòu)造成使得所述部分承受這種壓力。
[0003] 按照本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識，斷路器對電氣系統(tǒng)提供保護，使其免受電氣故障狀 態(tài)(諸如電流過載、短路和低電平電壓狀態(tài)）的影響。通常，斷路器包括彈簧動力式操作機 構(gòu)，所述彈簧動力式操作機構(gòu)響應(yīng)反常情況斷開真空斷續(xù)器內(nèi)部的電觸頭，以中斷流經(jīng)電 氣系統(tǒng)中的導體的電流。真空斷續(xù)器包括可分離的主觸頭，所述主觸頭布置在絕緣且氣封 的真空室內(nèi)。
[0004] 真空室通常包括用于電絕緣的陶瓷件中的一個或多個區(qū)段并且包括一個或多個 金屬部件，以形成封套，在所述封套中可以抽吸真空。金屬部件易于形成并且提供陶瓷部件 所缺乏的結(jié)構(gòu)強度。陶瓷殼通常是圓筒形；然而，也可以使用其它截面形狀。金屬部件通常 包括兩個端蓋，在存在多個陶瓷區(qū)段的情況中，所述金屬部件包括可以布置在陶瓷區(qū)段之 間的一個或多個外中心防護件。
[0005] 文獻EP1742242B1公開了一種用于斷路器的真空室的金屬部件，其中，真空室具 有至少一個電絕緣空心體。金屬部件包括主體，所述主體構(gòu)造成連接到空心體；
[0006] 密封邊緣，所述密封邊緣從主體延伸，其中，所述密封邊緣具有擁有密封表面的遠 側(cè)末端，并且主體和密封表面之間的橫截面厚度逐漸減小，使得密封表面是密封邊緣的最 薄的部分。密封邊緣通常是圓環(huán)形，其中，所述密封表面的內(nèi)和外表面由相應(yīng)的內(nèi)和外徑所 限定。當從毗鄰密封表面的位置至毗鄰主體的位置測量時，內(nèi)徑變得越來越小而外徑變得 越來越大，從而產(chǎn)生了逐漸減小的橫截面厚度。
[0007] 此外，文獻US7, 508, 636B2涉及一種具有至少一個由陶瓷材料制成的絕緣筒的真 空室。陶瓷絕緣筒的工作面端各自均由罩所封閉，其中，可動觸頭元件附接到可動觸頭桿， 固定觸頭元件附接到固定觸頭桿，所述可動觸頭桿和所述固定觸頭桿均穿過罩。此外，真空 密閉密封元件緊固在一個罩和可動觸頭桿之間并且允許觸頭桿運動。通過插置至少一個支 承環(huán)將罩緊密地軟釬焊或者硬釬焊到毗鄰的絕緣筒的相應(yīng)工作面端。密封元件緊固到罩和 觸頭桿。罩設(shè)置有杯狀裝置并且包括邊緣，所述邊緣比此區(qū)域的其它部分薄。密封元件包 括兩層或者更多層，所述層借助其自由端部以真空密閉的方式相互、以及分別與罩和觸頭 桿連接，尤其是熔接或者硬釬焊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種具有金屬罩的真空室，所述真空室使得能夠快速且自動 將金屬罩裝配在真空室上而且削減制造成本。由獨立權(quán)利要求1的主題實現(xiàn)所述目的。由 從屬權(quán)利要求和以下描述來說明其它示例性實施例。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，金屬罩形成為單個部件并且在陶瓷絕緣筒的內(nèi)周區(qū)域處借助金屬罩 的內(nèi)部部分進行安裝，以便實現(xiàn)金屬蓋相對于陶瓷絕緣筒的兩個工作面端中的至少一個的 自對中。因此，金屬罩的內(nèi)部部分用于自對中。較大的優(yōu)勢在于金屬罩形成為一整體，這使 得能夠使用具有優(yōu)勢的制造工藝。優(yōu)選地，金屬罩由不銹鋼材料制成，通過深拉、滾軋或者 旋壓工藝形成。此外，能夠?qū)⒔饘僬挚焖俨⑶易詣友b配在真空室上而且減少材料、縮短裝配 時間并且因此削減了成本。
[0010] 優(yōu)選地，金屬罩由三個部分構(gòu)成，其中，第一部分包括金屬蓋并且遠離陶瓷絕緣筒 的兩個工作面端中的至少一個軸向延伸；第二部分遠離第一部分朝向至少一個陶瓷絕緣筒 的內(nèi)部徑向延伸，第三部分朝向至少一個陶瓷筒的內(nèi)周區(qū)域沿著徑向和軸向的組合方向延 伸。三個部分沒有連結(jié)在一起，但是卻形成單個部件。一個其它可行方案是通過使用銅材 料在金屬部分和陶瓷之間用作補償層。
[0011] 根據(jù)優(yōu)選實施例，金屬罩由四個部分構(gòu)成，其中，第一部分包括金屬蓋并且遠離陶 瓷絕緣筒的兩個工作面端中的至少一個軸向延伸，第二部分遠離第一部分朝向至少一個陶 瓷絕緣筒的內(nèi)部徑向延伸，第三部分朝向至少一個陶瓷絕緣筒的內(nèi)部基本平行于第一部分 軸向延伸，第四部分朝向至少一個陶瓷絕緣筒的內(nèi)周區(qū)域基本平行于第二部分軸向延伸。 這四個部分以及這三個部分沒有連結(jié)在一起但卻形成一整體。
[0012] 然而，能夠以多種不同方式使得金屬罩成形，以實現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0013] 根據(jù)真空室的其它優(yōu)選實施例，金屬罩的內(nèi)部部分的遠端設(shè)置有變圓的形狀，用 于避免峰值電壓。
[0014] 優(yōu)選地，金屬蓋通過軟釬焊或者硬釬焊連接到陶瓷絕緣筒的兩個工作面端中的至 少一個。此外，可以設(shè)想的是通過如熔接和粘合的其它連結(jié)技術(shù)連接陶瓷絕緣筒。而且，另 一種可行方案是使用硬釬焊箔連接這兩個部分。硬釬焊材料將吸收細微的塑型變形。
[0015] 此外，金屬蓋的壁厚在其連接到陶瓷絕緣筒的兩個工作面端中的至少一個的區(qū)域 中為0.4mm或者更薄。這使得連接區(qū)域中的熱膨脹率較低。
[0016] 另外，真空室是中壓真空斷路器的真空斷續(xù)器的一部分，其包括用于產(chǎn)生操作力 的致動器，其中，操作力經(jīng)由中間軸裝置傳遞到真空斷續(xù)器。
[0017] 優(yōu)選地，金屬蓋在其連接到陶瓷絕緣筒的兩個工作面端中的至少一個的區(qū)域中的 壁厚為0. 4mm或者更薄，并且類似于如圖3所示，在金屬蓋和表面之間將設(shè)有補償層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 當結(jié)合附圖考慮時，從本發(fā)明的以下詳細描述中，本發(fā)明的前述和其它方面將變 得更加顯而易見。
[0019] 圖1示出了中壓真空斷路器的縱向截面，所述中壓真空斷路器包括具有真空室的 真空斷續(xù)器；
[0020] 圖2示出了根據(jù)圖1的具有金屬罩的真空室的局部截面圖；和
[0021] 圖3示出了根據(jù)圖2的具有金屬罩的真空室的其它優(yōu)選實施例的局部截面圖。
[0022] 在附圖標記列表中以總結(jié)的形式列舉了在附圖中使用的附圖標記和它們的意義。 所有附圖均為示意性。

【具體實施方式】
[0023] 圖1示出了中壓真空斷路器12,所述中壓真空斷路器12主要由陶瓷絕緣筒16構(gòu) 成，所述陶瓷絕緣筒16具有嵌入的上電接線端子17和下電接線端子18,所述上電接線端子 17和所述電接線端子18形成用于中壓電路的電氣開關(guān)。因此，上電接線端子17連接到對 應(yīng)的固定上電觸頭19,所述電觸頭19安裝在真空斷續(xù)器15的真空室1中。真空室1由金 屬罩3所封閉，所述金屬罩3布置在陶瓷絕緣筒16的工作面端2上，波紋管27布置在金屬 罩3和可動下電觸頭20的觸頭桿之間。下電觸頭20相對于真空斷續(xù)器15可移動地安裝。 下電接線端子18連接到對應(yīng)的可動下電觸頭20?？蓜酉码娪|頭20可以經(jīng)由中間軸裝置 14在接通和斷開的開關(guān)位置之間移動。設(shè)置有銅材料的撓性導體21，以為了使得下電接線 端子18與可動下電觸頭20電連接。
[0024] 中間軸裝置14將電磁致動器13的機械能量從內(nèi)部傳至真空斷續(xù)器15的陶瓷絕 緣筒16。電磁致動器13由可動鐵磁柱塞22構(gòu)成，所述鐵磁柱塞22在鐵磁框架24中由兩 根軸23a和23b引導。永磁體25布置在鐵磁框架24的內(nèi)部區(qū)域范圍內(nèi)，以產(chǎn)生磁通量，使 得可動鐵磁柱塞22被緊密保持在兩個端部位置中的一個中。分別位于鐵磁框架24的頂部 和底部處的兩個線圈26a和26b部分地布置在鐵磁框架24內(nèi)部并且能夠用于改變磁通量， 使得可動鐵磁柱塞22能夠從頂部位置移動到底部位置。頂部位置處的可動鐵磁柱塞22代 表中壓真空斷路器12的斷開位置。
[0025] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的真空室1的細節(jié)，所述真空室1包括陶瓷絕緣筒16。真 空室1由金屬罩3所封閉，所述金屬罩3布置在陶瓷絕緣筒16的工作面端2上。金屬罩3 包括外部部分4和內(nèi)部部分5,其中，金屬罩3的外部部分4的遠端比金屬罩3的外部部分 4的其余部分薄并且形成金屬蓋6。金屬蓋6通過焊接以真空密閉的方式連接到陶瓷絕緣 筒16的工作面端2。此外，金屬蓋6在其連接到陶瓷絕緣筒1的區(qū)域中的壁厚為0. 2_。金 屬罩3形成為一整體并且在陶瓷絕緣筒16的內(nèi)周區(qū)域7處借助金屬罩3的內(nèi)部部分5進 行安裝，以實現(xiàn)金屬蓋6相對于陶瓷絕緣筒16的工作面端2的自對中。
[0026] 金屬罩3由三個部分8a、9a、10a構(gòu)成。第一部分8a包括金屬蓋6并且遠離陶瓷 絕緣筒1的兩個工作面端2中的至少一個軸向延伸。第二部分9a遠離第一部分8a朝向所 述至少一個陶瓷絕緣筒1的內(nèi)部徑向延伸。第三部分10a朝向陶瓷絕緣筒1的內(nèi)周區(qū)域7 沿著徑向和軸向的組合方向延伸。金屬罩3的內(nèi)部部分5的遠端設(shè)置有變圓的形狀，以避 免電壓峰值。借助金屬罩3的內(nèi)部部分3安裝在陶瓷絕緣筒16的內(nèi)周區(qū)域7處實現(xiàn)了金 屬蓋6相對于陶瓷絕緣筒16的工作面端2的自對中。
[0027] 圖3示出了具有根據(jù)圖2的金屬罩3的真空室1的其它優(yōu)選實施例的細節(jié)。圖3 中不出的金屬罩3由四個部分8b、9b、10b、llb構(gòu)成。四個部分8b、9b、10b、llb中的第一和 第二部分8b和9b與圖2中的第一和第二部分8a和9a相同。第一部分8b包括金屬蓋6并 且遠離陶瓷絕緣筒1的工作面端2軸向延伸。第二部分9b遠離第一部分8b朝向陶瓷絕緣 筒1的內(nèi)部徑向延伸。第三部分l〇b朝向陶瓷絕緣筒1的內(nèi)部基本平行于第一部分8b軸 向延伸，第四部分lib朝向陶瓷絕緣筒1的內(nèi)周區(qū)域7基本平行于第二部分9b軸向延伸。 通過金屬罩3的內(nèi)部部分5安裝在陶瓷絕緣筒16的內(nèi)周區(qū)域7處實現(xiàn)了金屬蓋6相對于 陶瓷絕緣筒16的工作面端2的自對中。
[0028] 圖2和圖3是簡化視圖并且以陶瓷絕緣筒1和金屬罩3為重點。因此，在圖2和 圖3中沒有示出圖1中示出的波紋管27,所述波紋管27布置在金屬罩3和可動下電觸頭 20的觸頭桿之間。
[0029] 盡管已經(jīng)在附圖和上述描述中詳細圖解和描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當認為這種圖解 和描述是說明性和示例性而非限制性；本發(fā)明并不被局限于公開的實施例。本領(lǐng)域中的技 術(shù)人員能夠理解并且實施針對公開的實施例的其它變形方案并且通過學習附圖、公開內(nèi)容 和隨附權(quán)利要求實踐聲明權(quán)益的本發(fā)明。特別地，真空室1能夠是低壓真空斷路器的一部 分。在這種情況中，金屬蓋6能夠優(yōu)選地由塑料材料通過注塑成型工藝制成。
[0030] 在權(quán)利要求中，詞語"包括"并不排除其它元件，并且不定冠詞"a"或者"an"并不 排除多個。在相互不同的隨附權(quán)利要求中應(yīng)用的特定測量結(jié)果并不表示不能有利地使用這 些測量結(jié)果的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)當視為對范圍的限制。
[0031] 在圖3中，能夠在6和2之間布置其它部件，以用于補償銅材料。
[0032] 附圖標記列表
[0033] 1 :真空室
[0034] 2 :工作面端
[0035] 3 :金屬罩
[0036] 4 :外部部分
[0037] 5:內(nèi)部部分
[0038] 6 :金屬蓋
[0039] 7:內(nèi)周區(qū)域
[0040] 8a、8b :第一部分
[0041] 9a、9b:第二部分
[0042] 10a、10b:第三部分
[0043] lib:第四部分
[0044] 12 :真空斷路器
[0045] 13 :致動器
[0046] 14:中間軸裝置
[0047] 15 :真空斷續(xù)器
[0048] 16:陶瓷絕緣筒
[0049] 17:上電接線端子
[0050] 18:下電接線端子
[0051] 19:上電觸頭
[0052] 20:下電觸頭
[0053] 21 :撓性導體
[0054] 22 :鐵磁柱塞
[0055] 23a、23b :軸
[0056] 24 :鐵磁框架
[0057] 25 :永磁體
[0058] 26a、26b :線圈
[0059] 27 :波紋管
【權(quán)利要求】
1. 一種真空室（1 )，所述真空室包括至少一個陶瓷絕緣筒（16)，所述陶瓷絕緣筒具有 兩個工作面端，其中，所述陶瓷絕緣筒（16)的所述兩個工作面端（2)中的至少一個由金屬 罩（3)所封閉，所述金屬罩包括外部部分（4)和內(nèi)部部分（5)，其中，所述金屬罩（3)的所述 外部部分（4)的遠端比所述金屬罩（3)的所述外部部分（4)的其余部分薄并且形成金屬蓋 (6) ，其中，所述金屬蓋（6)以真空密閉的方式連接到所述陶瓷絕緣筒（16)的所述兩個工作 面端（2)中的至少一個， 其特征在于，所述金屬罩（3)形成為單個部件并且在所述陶瓷絕緣筒（16)的內(nèi)周區(qū)域 (7) 處借助所述金屬罩（3)的所述內(nèi)部部分（5)進行安裝，以實現(xiàn)所述金屬蓋（6)相對于所 述陶瓷絕緣筒（16)的所述兩個工作面端（2)中的至少一個的自對中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金屬罩（3)由三個部分（8a、9a、10a)構(gòu)成，其中，第一部分（8a)包括 所述金屬蓋（6)并且遠離所述陶瓷絕緣筒（16)的所述兩個工作面端（2)中的至少一個軸向 延伸，第二部分（9a)遠離所述第一部分（8a)朝向所述至少一個陶瓷絕緣筒（16)的內(nèi)部徑 向延伸，第三部分（l〇a)朝向所述至少一個陶瓷絕緣筒（16)的所述內(nèi)周區(qū)域（7)沿著徑向 和軸向的組合方向延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金屬罩由四個部分（813、％、1013、1113)構(gòu)成，其中，第一部分（813)包括 所述金屬蓋（6)并且遠離所述陶瓷絕緣筒（16)的所述兩個工作面端（2)中的至少一個軸向 延伸，第二部分（9b)遠離所述第一部分（8b)朝向所述至少一個陶瓷絕緣筒（16)的所述內(nèi) 部徑向延伸，第三部分（l〇b)朝向所述至少一個陶瓷絕緣筒（16)的所述內(nèi)部基本平行于所 述第一部分（8b)軸向延伸，第四部分（lib)朝向所述至少一個陶瓷絕緣筒（16)的所述內(nèi)周 區(qū)域（7)基本平行于所述第二部分（9b)軸向延伸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金屬罩（3)由不銹鋼材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金屬罩（3 )通過深拉、滾軋或者旋壓工藝形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金屬罩（3)的所述內(nèi)部部分（5)的遠端具有變圓的形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金屬蓋（6)通過軟釬焊或者硬釬焊連接到所述陶瓷絕緣筒（16)的所 述兩個工作面端（2)中的至少一個。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金屬蓋（6)在其連接到所述陶瓷絕緣筒（16)的所述兩個工作面端 (2)中的所述至少一個的區(qū)域中的壁厚為0. 4mm或者更薄。
9. 一種中壓真空斷路器（12)，所述中壓真空斷路器包括用于產(chǎn)生操作力的致動器 (13)，其中，所述操作力經(jīng)由中間軸裝置（14)傳遞到真空斷續(xù)器（15)，所述真空斷續(xù)器 (15)具有根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項所述的真空室（1)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空室或者具有根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有真空室的中壓 斷路器， 其特征在于，所述金屬蓋（6)在其連接到所述陶瓷絕緣筒（16)的所述兩個工作面端 (2)中的所述至少一個的區(qū)域處的壁厚為0.4mm或者更薄，并且，類似于如圖3所示，在所述 金屬蓋（6)和所述表面（2)之間設(shè)有補償層。
【文檔編號】H01H33/662GK104103452SQ201410129487
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月2日
【發(fā)明者】D·根奇 申請人:Abb技術(shù)股份公司