CN102324364B

CN102324364B - 真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置

Info

Publication number: CN102324364B
Application number: CN201110238973.5A
Authority: CN
Inventors: 史海如; 周红艳
Original assignee: HUBEI HANGUANG SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUBEI HANGUANG SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2031-08-19
Also published as: CN102324364A

Abstract

本发明涉及一种真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置，解决现有真空器件或密封装置内的大电流发热装置的应力难以释放，对装配要求高，从而严重影响真空器件或密封装置使用的可靠性和寿命的问题。技术方案包括大电流发热装置，其两端通过引线与电源的两端连接，所述大电流发热装置的一端经缓冲折弯组件、作为一端引线的滑动接触装置与电源的一端连接。本发明结构简单、能够充分释放热应力、提高真空器件或密封装置内的大电流发热装置的使用可靠性，杜绝了由于这种原因造成的早期失效。

Description

真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置

技术领域

本发明涉及真空电子技术领域，具体的说是一种真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置。

背景技术

现有的真空器件或真空密封装置内的大电流发热装置两根引线与电源的连接一般均采用硬接（即无任何缓冲），这种硬接的方式由于无法很好的适用应力变化，极易导致器件的失效或损坏，影响使用寿命，如真空速调管中的灯丝，其阴极公共端固定在底盘（或芯柱）上，灯丝通过底盘上的绝缘瓷件引出，设计时均采用刚性结构连接，灯丝在通电工作时会受热变形，产生的应力会传至引线，由于为刚性连接，在无缓冲的条件下，产生的应力极易造成电路的开路或短路，导致速调管早期失效。虽然设计人员在灯丝引出线上采用了一些缓冲应力的措施（如利用支撑结构进行的范性形变，这种形式严格说来并不是弹性形变，或引线不能随热应力变化自由滑动，因此其所能释放的应力较小），但是由于灯丝受热产生的应力较大，上述方式仍然不能使应力得到充分释放，且对装配要求高，从而严重影响速调管使用的可靠性和寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、能够充分释放热应力、提高真空器件或密封装置内的大电流发热装置使用可靠性、延长使用寿命的大电流滑动接触装置。

技术方案包括大电流发热装置，其两端通过引线与电源的两端连接，所述大电流发热装置的一端经缓冲折弯组件、作为引线的滑动接触装置与电源的一端连接。

所述滑动接触装置为杆孔式滑动接触装置，包括一端与缓冲折弯组件连接的滑动接触杆，以及作为引线且与电源的一端连接的滑动接触座，所述滑动接触杆***滑动接触座的内孔中与之滑动接触。

所述内孔中装有可使滑动接触杆的端部与内孔壁始终保持接触状态的限位件。

所述大电流发热装置的另一端也经缓冲折弯组件、引线与电源的另一端连接。

所述与大电流发热装置一端连接的缓冲折弯组件，包括依次连接的横向缓冲折弯组件及纵向缓冲折弯组件，所述纵向缓冲折弯组件与滑动接触装置连接。

所述与大电流发热装置另一端连接的缓冲折弯组件为横向缓冲折弯组件。

所述缓冲折弯组件厚度为0.2～0.4mm，宽度为5～10mm。

在非真空状态中，通过大电流时，接触点处会因为接触电阻的存在而产生热量，接触点处温度就会升高。随着温度的升高，接触点处的材料就会逐渐氧化，材料氧化后接触电阻就会逐渐增大，接触点处的温度就会再升高，这样就会产生一种恶性循环，一直到超过接触元件所能够承受的最大功率而损坏。这就是绝大多数在非真空状态中插接式电接触产品失效的原因。例如日常生活中用的电水壶、电饭煲、空气开关等。对于大电流发热装置连接滑动接触装置解决应力问题时，必然会使接触电阻增大，接触点处温度升高。长期使用时就会形成恶性循环，导致此装置失效。发明人对真空器件及或密封装置的环境条件进行了分析，基于多次实验发现：在真空状态下，采用支撑结构释放应力，不仅装配复杂、技术难度高、且应力释放不充分。而采用滑动接触装置连接大电流发热装置和电源时，在真空状态下，滑动接触点的接触电阻意外的没有估计的大，反而处于较小的范围内。一般在接触电阻上所消耗的功率，控制在大电流发热装置总功率的2%以内，这样就不需要对支撑结构作出应力方面的要求，从而大大简化了安装的复杂度，应力也能得到充分释放。

所述滑动接触装置可以采用各种形式，如点接触、线接触、面接触等各种形式的滑动接触结构，为了保证滑动接触的可靠性，发明人特别采用了一种杆孔式滑动接触装置，滑动接触杆***滑动接触座的内孔中，通过点接触可靠性高且接触电阻小，再通过限位件的进一步限位，保证了无论在何种状态下，滑动接触杆既能接受各个方向传递来的应力，在滑动接触座的内孔中伸缩活动，又能一直保持与内孔壁良好的电接触状态。滑动接触杆和内孔的尺寸间隙适当，既不能太大，也不能太小，优选在0.8～1mm，间隙过大会使滑动接触杆在滑动接触孔形元件中的活动范围过大，易造成回路的断开；间隙过小则会使滑动接触杆在内孔中活动受限，使滑动接触装置失去效果。

根据滑动接触杆上的温度和该温度下的膨胀系数可确定滑动接触杆进入滑动接触座的内孔的深度，其最大深度应保证在最大膨胀系数下滑动接触杆仍不会接触到内孔的最底端，最小长度应保证在工作时不会从内孔中滑出即可。

并且由于应力可能向横向和纵向等不同方向释放，发明人针对该释放过程和方向进行分析研究，通过设置的一个或多个缓冲折弯组件将把不同方向的应力传递和释放给滑动接触装置。

有益效果：

1.本发明装置在真空状态下满足元器件之间良好电接触的情况下，充分缓解了大电流发热装置在热胀冷缩过程中变形、产生应力而发生的短路、断裂，造成真空器件或密封装置失效的问题，保证了设备使用的安全可靠，可以有效杜绝大电流发热装置由于热胀冷缩而造成的早期失效，器件的可靠性大大提高。

2.由于应力的释放由本发明装置完成，因此对于支撑结构要求降低，使真空器件或密封装置的安装及维护更为简单可靠，降低了生产成本、缩短了生产周期。

3.适用于各种有大电流发热装置的真空器件或密封装置，如速调管、磁控管等。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为图1中的A向视图。

图3为图1中的B向视图。

图4为图1中的C向视图。

其中，1－大电流发热装置、2－横向缓冲折弯组件、3－纵向缓冲折弯组件、4－滑动接触杆、5－限位螺钉、6－滑动接触座、6.1-内孔、7－横向缓冲折弯组件、8－引线、9－电源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参照图1，大电流发热装置1的一端经横向缓冲折弯组件2、纵向缓冲折弯组件3、杆孔式滑动接触装置与电源9的一端相连。大电流发热装置1的另一端经横向缓冲折弯组件7、引线8与电源9的另一端相连。所述杆孔式滑动接触装置由滑动接触杆4及滑动接触座6组成，所述滑动接触杆4一端与纵向缓冲折弯组件3连接，另一端***滑动接触座6的内孔6.1中，所述滑动接触座6同时作为另一引线与电源9的一端相连。所述滑动接触座6上还设有端部突出于内孔6.1壁的限位螺钉5。

其中，优选内孔直径φB和滑动接触杆φA之间的尺寸间隙为φB－φA=0.8～1mm；滑动接触杆4***内孔6.1的深度尺寸L2，应保证在最大膨胀时滑动接触杆4不顶到内孔6.1的最底端，且在工作时（通电时）或不工作时（不通电时）又不会从内孔6.1中滑出，优选L2（无膨胀状态下，滑动接触杆4的端部距离内孔6.1孔口的长度）的长度尺寸为内孔直径φA的5～6倍，滑动接触杆4的端部距离内孔6.1底面的深度L3（无膨胀状态下，滑动接触杆4的端部距离内孔6.1底面的长度）的长度尺寸为内孔6.1直径φA的1－1.5倍。限位螺钉5的尺寸可根据滑动接触杆4的尺寸确定，其尺寸最好是滑动接触杆4直径的0.8－1.2倍。比如我们选用滑动接触杆的直径为φA＝φ3.2mm，选择的限位螺钉为MA＝M3。限位螺钉5直径太小就会失去限位的作用，滑动接触杆4会在内孔6.1中左右滑动。所述限位螺钉5的端部也应与滑动接触杆4保持一定的间隙，保证在大电流发热装置1不通电时，滑动接触杆4和内孔6.1壁接触使大电流发热装置1和电源9形成回路，在大电流发热装置1通过大电流时，滑动接触杆4在限位螺钉5的作用下，既能始终保持与内孔6.1孔壁的接触状态，又能沿内孔6.1的孔壁滑动，该间隙最好控制在0.25～0.5牙距之间。并且根据限位螺钉5尺寸可进一步确定限位螺钉在内孔6.1上的位置尺寸L1，优选L1（限位螺钉5轴心线距离内孔孔口的长度）为1.5～1.7mm。

工作原理：大电流发热装置1在不工作时（不通电时）各部件依次连接形成电回路。大电流发热装置1工作时（通电时），横向缓冲折弯组件7释放部分横向应力，横向缓冲折弯组件2及纵向缓冲折弯组件3也分别传递横向和纵向应力到滑动接触杆4上，使滑动接触杆4沿滑动接触座6的内孔6.1孔壁滑动，从而将该应力通过滑动动作而释放出来，并且保证电回路的畅通。

参照图2、3、4，所述缓冲折弯组件是指将导电材料（如钽、钽铌合金、镍等）纵向或横向折弯形成具有至少一个折弯部的元器件，当应力传导至此时，由于折弯部的存在可实现应力的传递及部分释放。由于大电流发热装置工作温度高，例如在实例中大电流发热装置的工作温度在1400℃左右。因此，缓冲折弯组件2和缓冲折弯组件7相应的温度也较高。其应选用耐高温材料，如钽、钽铌合金，也可以选择镍材。所以缓冲折弯组件材料不能太厚，以减小热阻，避免大电流发热装置热量损失。但是，其又需要有一定强度，因而缓冲折弯组件材料厚度在0.2～0.4mm之间。其材料宽度根据大电流发热装置大小及容许的最大功率确定，一般在5～10mm范围内选择。

Claims

1.一种真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置，包括位于真空器件或密封装置内的大电流发热装置，其两端通过引线与电源的两端连接，其特征在于，所述大电流发热装置的一端经用于释放热应力的缓冲折弯组件、作为引线的滑动接触装置与电源的一端连接，所述滑动接触装置为杆孔式滑动接触装置，包括一端与用于释放热应力的缓冲折弯组件连接的滑动接触杆，以及作为引线且与电源的一端连接的滑动接触座，所述滑动接触杆***滑动接触座的内孔中与之滑动接触，所述内孔中装有可使滑动接触杆的端部与内孔壁始终保持接触状态的限位件，所述用于释放热应力的缓冲折弯组件包括依次连接的横向缓冲折弯组件及纵向缓冲折弯组件，所述纵向缓冲折弯组件与滑动接触装置连接。

2.如权利要求1所述的真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置，其特征在于，所述大电流发热装置的另一端也经用于释放热应力的缓冲折弯组件、引线与电源的另一端连接。

3.如权利要求2所述的真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置，其特征在于，与大电流发热装置另一端连接的用于释放热应力的缓冲折弯组件为横向缓冲折弯组件。

4.如权利要求1或2中任一项所述的真空器件或密封装置内的大电流滑动接触装置，其特征在于，所述用于释放热应力的缓冲折弯组件厚度为0.2～0.4mm，宽度为5～10mm。