CN105006406A - 一种直流继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直流继电器，包括静组件、动组件、磁路组件及磁吹组件。静组件包括托板、金属外壳、陶瓷盖板、第一接线柱及第二接线柱；动组件包括轴芯及动片；磁路组件通过轴芯与动片驱动连接；磁吹组件包括第一永磁铁及第二永磁铁；第一接线柱、第二接线柱位于第一永磁铁、第二永磁铁之间，第一永磁铁、第二永磁铁指向第一接线柱、第二接线柱的端面的极性相异；第一永磁铁、第二永磁铁形成的磁场方向平行于第一接线柱、动片、第二接线柱形成的电流回路所构成的面。此种结构设计的直流继电器具有安装方便，使用寿命长，使用安全性高优点。

Description

一种直流继电器

技术领域

本发明涉及一种直流继电器，特别是涉及一种高压直流继电器。

背景技术

现有的高压直流继电器是一种密封型继电器，应用了陶瓷封装技术。由于机械性能及电气性能的要求，用于封装的陶瓷腔体厚度大、重量大。另由于高压直流继电器在断开的过程中存在拉弧现象，还需要外置磁场灭弧，外置磁场由紧贴陶瓷腔体外侧的成对磁铁提供，故一般的高压直流继电器体积大、重量重，且对安装空间有较高的要求，难以在较狭小空间内使用。

此外，现有的高压直流继电器的外置磁场方向与两个接线柱所形成的电流回路垂直，从而使得外接高压回路中的电流有严格的方向要求才能实现磁吹灭弧。如果外接高压回路出现反接情况，触点烧蚀加剧，产品温升加剧，寿命降低，安全性减低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种安装方便，延长使用寿命，提高使用安全性的直流继电器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种直流继电器，包括：静组件、动组件、磁路组件及磁吹组件；

所述静组件包括：托板、金属外壳、陶瓷盖板、第一接线柱及第二接线柱，所述金属外壳的两端分别与所述陶瓷盖板及所述托板焊接并形成密封腔，所述第一接线柱、第二接线柱穿设于所述陶瓷盖板并部分收容于所述密封腔内；

所述动组件包括：轴芯及动片，所述轴芯穿设于所述托板，所述磁路组件通过所述轴芯与所述动片驱动连接，所述动片收容于所述密封腔内并与所述第一接线柱、第二接线柱抵接或分离；

所述磁吹组件包括：第一永磁铁及第二永磁铁，所述第一永磁铁、第二永磁铁收容于所述密封腔内，所述第一接线柱、第二接线柱位于所述第一永磁铁、第二永磁铁之间，所述第一永磁铁、第二永磁铁指向所述第一接线柱、第二接线柱的端面的极性相异；

所述第一永磁铁、第二永磁铁形成的磁场方向平行于所述第一接线柱、动片、第二接线柱形成的电流回路所构成的面。

优选的，所述直流继电器还包括充气管，所述充气管穿设于所述托板并与所述密封腔贯通。

优选的，所述直流继电器还包括底座及上盖，所述底座及所述上盖连接形成中空腔体，所述静组件、磁路组件、动组件及磁吹组件收容于所述中空腔体内，所述上盖上开设有通孔，所述第一接线柱、第二接线柱穿设于所述通孔。

优选的，所述磁路组件包括：线圈、套筒、铁芯、复位弹簧及限位柱，所述套筒与所述托板焊接，所述铁芯通过所述复位弹簧与所述限位柱连接，所述铁芯、复位弹簧、限位柱收容于所述套筒内，所述套筒收容于所述线圈内，所述铁芯与所述轴芯焊接，所述轴芯穿设于所述复位弹簧及所述限位柱。

优选的，所述铁芯与所述套筒之间设有过渡垫及缓冲垫。

优选的，所述磁路组件还包括U型架，所述U型架与所述托板连接形成中空框架，所述线圈、套筒、铁芯、复位弹簧及限位柱位于所述中空框架内。

优选的，所述磁路组件还包括骨架，所述线圈通过所述骨架设于所述中空框架内。

优选的，所述动组件还包括：卡簧、缓冲弹簧，所述卡簧卡接于所述轴芯上，所述缓冲弹簧套设于所述轴芯上并抵接于所述卡簧与所述动片之间，所述轴芯滑动穿设于所述动片。

优选的，所述卡簧与所述缓冲弹簧之间设有垫圈。

优选的，所述动片与所述轴芯之间设有垫圈。

对直流继电器的工作原理进行说明：

线圈通电后，在U型架、托板组成的磁回路中形成磁场，使得铁芯、限位柱磁化，在磁力相互作用下，铁芯运动，压迫复位弹簧，并带动动组件整体运动，直至动片与第一接线柱、第二接线柱碰撞，缓冲弹簧此时处于压迫状态。压迫状态的缓冲弹簧提供动片与第一接线柱、第二接线柱保持接触所需的压力，此时，由第一接线柱、第二接线柱构成的输出端保持接通状态；

线圈断电后，磁回路中的磁场消失，压迫的复位弹簧释放，带动动组件反向运动，进而使得动片与第一接线柱、第二接线柱断开接触，此时，由第一接线柱、第二接线柱构成的输出端由接通状态切换为断开状态。

对磁吹灭弧原理进行说明，第一永磁铁、第二永磁铁形成的磁场方向平行于第一接线柱、动片、第二接线柱形成的电流回路所构成的面。

根据“左手定则”可知，电流无论是由第一接线柱流向第二接线柱，还是由第二接线柱流向第一接线柱，在动片与第一接线柱、第二接线柱断开的瞬间，在磁力的作用下，第一接线柱产生的电弧、第二接线柱产生的电弧均以反方向运动，不会出现相向运动，从而可以减少触点烧蚀，降低了温升。

而现有的直流继电器，外置磁场方向与电流回路所构成的平面垂直，因此，外接高压回路中的电流有严格的方向要求才能实现磁吹灭弧，减少触点烧蚀，降低温升。如果外接高压回路出现反接情况，触点烧蚀加剧，产品温升加剧，寿命降低，安全性减低。

此种结构的直流继电器，具有如下有益效果：

1、采用金属外壳与陶瓷盖板结合的方式，用冲压成型的金属薄片取代大部分封装陶瓷，从而使得直流继电器的整体重量减轻；

2、将第一永磁铁、第二永磁铁内置于密封腔内，减小了体积的占据，方便安装；

3、第一永磁铁、第二永磁铁形成的磁场方向平行于第一接线柱、动片、第二接线柱形成的电流回路所构成的面，此种结构设计对输出端的极性无要求；

4、磁路组件与动组件的结构设计巧妙，磁路组件通过设置线圈、套筒、铁芯、复位弹簧、限位柱，动组件通过设置轴芯、动片、卡簧、缓冲弹簧，使得复位弹簧具有复位的功能，实现动片与第一接线柱、第二接线柱的自动分离，使得缓冲弹簧具有缓冲的功能，防止动片与第一接线柱、第二接线柱的剧烈碰撞。

此种结构设计的直流继电器具有安装方便，使用寿命长，使用安全性高优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的直流继电器的分解结构图；

图2为图1所示的直流继电器的内部结构剖视图；

图3为金属外壳、陶瓷盖板、第一接线柱及第二接线柱的装配图；

图4为图1的直流继电器在A处的放大图；

图5为轴芯、卡簧、缓冲弹簧、动片的装配图；

图6为第一永磁铁、第二永磁铁形成的磁场方向平行于第一接线柱、动片、第二接线柱形成的电流回路所构成的面的其中一示意图；

图7为第一永磁铁、第二永磁铁形成的磁场方向平行于第一接线柱、动片、第二接线柱形成的电流回路所构成的面的另一示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，其为本发明一实施例的直流继电器10的分解结构图，请一并参阅图2，其为图1所示的直流继电器10的内部结构剖视图。

直流继电器10包括：静组件100、磁路组件200、动组件300及磁吹组件400。磁路组件200用于驱动动组件300，使得动组件300与静组件100配合，从而接通或断开电源，磁吹组件400用于对电源断开时产生的拉弧现象进行磁场灭弧。

请一并参阅图3，静组件100包括：托板110、金属外壳120、陶瓷盖板130、第一接线柱140、第二接线柱150。金属外壳120的两端分别与陶瓷盖板130及托板110焊接并形成密封腔500，第一接线柱140、第二接线柱150穿设于陶瓷盖板130并部分收容于密封腔500内。具体的，金属外壳120与陶瓷盖板130钎焊接，金属外壳120与托板110激光焊接，第一接线柱140、第二接线柱150与陶瓷盖板130钎焊接。在本实施例中，直流继电器10还包括充气管160，充气管160穿设于托板110并与密封腔500贯通，通过充气管160往密封腔500内充入氢气，氢气具有较好的还原性，可以对密封腔500内由于电击而氧化的金属起到保护作用，延长零部件的使用寿命。

动组件300包括：轴芯310及动片320。轴芯310穿设于托板110，磁路组件200通过轴芯310与动片320驱动连接，动片320收容于密封腔500内并与第一接线柱140、第二接线柱150抵接或分离。

磁吹组件400包括：第一永磁铁410、第二永磁铁420。第一永磁铁410、第二永磁铁420收容于密封腔500内，第一接线柱140、第二接线柱150位于第一永磁铁410、第二永磁铁420之间，第一永磁铁410、第二永磁铁420指向第一接线柱140、第二接线柱150的端面的极性相反。

第一永磁铁410、第二永磁铁420形成的磁场方向平行于第一接线柱140、动片320、第二接线柱150形成的电流回路所构成的面。

要说明的是，磁路组件200包括：线圈210、套筒220、铁芯230、复位弹簧240、限位柱250。套筒220与托板110激光焊接，铁芯230通过复位弹簧240与限位柱250连接，铁芯230、复位弹簧240、限位柱250收容于套筒220内，铁芯230与轴芯310激光焊接，轴芯310穿设于复位弹簧240及限位柱250。

进一步的，铁芯230与套筒220之间设有过渡垫260及缓冲垫270，过渡垫260为金属垫片，缓冲垫270为橡胶垫片。

更进一步的，磁路组件200还包括U型架280及骨架290。U型架280与托板110连接形成中空框架600，线圈210、套筒220、铁芯230、复位弹簧240及限位柱250收容于中空框架600内。线圈210通过骨架290设于中空框架600内。

请同时参阅图4及图5，还要说明的是，动组件300还包括：卡簧330、缓冲弹簧340。卡簧330卡接于轴芯310上，缓冲弹簧340套设于轴芯310上，缓冲弹簧340抵接于卡簧330与动片320之间，轴芯310滑动穿设于动片320。

进一步的，卡簧330与缓冲弹簧340之间设有垫圈，动片320与轴芯310之间设有垫圈。通过设置垫圈，进一步增加了卡簧330与缓冲弹簧340，动片320与轴芯310的连接稳定性。

还要说明的是，直流继电器10还包括底座700及上盖800，底座700及上盖800连接形成中空腔体，静组件100、磁路组件200、动组件300及磁吹组件400收容于中空腔体内，上盖800上开设有通孔810，第一接线柱140、第二接线柱150穿设于通孔810。底座700及上盖800形成保护壳，对内置的零部件起到了保护作用。

下面，对直流继电器10的工作原理进行说明：

线圈210通电后，在U型架280、托板110组成的磁回路中形成磁场，使得铁芯230、限位柱250磁化，在磁力相互作用下，铁芯230运动，压迫复位弹簧240，并带动动组件300整体运动，直至动片320与第一接线柱140、第二接线柱150碰撞，缓冲弹簧340此时处于压迫状态。压迫状态的缓冲弹簧340提供动片320与第一接线柱140、第二接线柱150保持接触所需的压力，此时，由第一接线柱140、第二接线柱150构成的输出端保持接通状态；

线圈210断电后，磁回路中的磁场消失，压迫的复位弹簧240释放，带动动组件300反向运动，进而使得动片320与第一接线柱140、第二接线柱150断开接触，此时，由第一接线柱140、第二接线柱150构成的输出端由接通状态切换为断开状态。

对磁吹灭弧原理进行说明，请同时参阅图6、图7的示意图，可知，第一永磁铁410、第二永磁铁420形成的磁场方向平行于第一接线柱140、动片320、第二接线柱150形成的电流回路所构成的面。

根据“左手定则”可知，电流无论是由第一接线柱140流向第二接线柱150，还是由第二接线柱150流向第一接线柱140，在动片320与第一接线柱140、第二接线柱150断开的瞬间，在磁力的作用下，第一接线柱140产生的电弧、第二接线柱150产生的电弧均以反方向运动(F1、F2为受力方向)，不会出现相向运动，从而可以减少触点烧蚀，降低了温升。

而现有的直流继电器，外置磁场方向与电流回路所构成的平面垂直，因此，外接高压回路中的电流有严格的方向要求才能实现磁吹灭弧，减少触点烧蚀，降低温升。如果外接高压回路出现反接情况，触点烧蚀加剧，产品温升加剧，寿命降低，安全性减低。

此种结构的直流继电器10，具有如下有益效果：

1、采用金属外壳120与陶瓷盖板130结合的方式，用冲压成型的金属薄片120取代大部分封装陶瓷，从而使得直流继电器10的整体重量减轻；

2、将第一永磁铁410、第二永磁铁420内置于密封腔500内，减小了体积的占据，方便安装；

3、第一永磁铁410、第二永磁铁420形成的磁场方向平行于第一接线柱140、动片320、第二接线柱150形成的电流回路所构成的面，此种结构设计对输出端的极性无要求；

4、磁路组件200与动组件300的结构设计巧妙，磁路组件200通过设置线圈210、套筒220、铁芯230、复位弹簧240、限位柱250，动组件300通过设置轴芯310、动片320、卡簧330、缓冲弹簧340，使得复位弹簧240具有复位的功能，实现动片320与第一接线柱140、第二接线柱150的自动分离，使得缓冲弹簧340具有缓冲的功能，防止动片320与第一接线柱140、第二接线柱150的剧烈碰撞。

此种结构设计的直流继电器10具有安装方便，使用寿命长，使用安全性高优点。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直流继电器，其特征在于，包括：静组件、动组件、磁路组件及磁吹组件；

所述静组件包括：托板、金属外壳、陶瓷盖板、第一接线柱及第二接线柱，所述金属外壳的两端分别与所述陶瓷盖板及所述托板焊接并形成密封腔，所述第一接线柱、第二接线柱穿设于所述陶瓷盖板并部分收容于所述密封腔内；

所述动组件包括：轴芯及动片，所述轴芯穿设于所述托板，所述磁路组件通过所述轴芯与所述动片驱动连接，所述动片收容于所述密封腔内并与所述第一接线柱、第二接线柱抵接或分离；

所述磁吹组件包括：第一永磁铁及第二永磁铁，所述第一永磁铁、第二永磁铁收容于所述密封腔内，所述第一接线柱、第二接线柱位于所述第一永磁铁、第二永磁铁之间，所述第一永磁铁、第二永磁铁指向所述第一接线柱、第二接线柱的端面的极性相异；

所述第一永磁铁、第二永磁铁形成的磁场方向平行于所述第一接线柱、动片、第二接线柱形成的电流回路所构成的面。

2.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，所述直流继电器还包括充气管，所述充气管穿设于所述托板并与所述密封腔贯通。

3.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，所述直流继电器还包括底座及上盖，所述底座及所述上盖连接形成中空腔体，所述静组件、磁路组件、动组件及磁吹组件收容于所述中空腔体内，所述上盖上开设有通孔，所述第一接线柱、第二接线柱穿设于所述通孔。

4.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，所述磁路组件包括：线圈、套筒、铁芯、复位弹簧及限位柱，所述套筒与所述托板焊接，所述铁芯通过所述复位弹簧与所述限位柱连接，所述铁芯、复位弹簧、限位柱收容于所述套筒内，所述套筒收容于所述线圈内，所述铁芯与所述轴芯焊接，所述轴芯穿设于所述复位弹簧及所述限位柱。

5.根据权利要求4所述的直流继电器，其特征在于，所述铁芯与所述套筒之间设有过渡垫及缓冲垫。

6.根据权利要求4所述的直流继电器，其特征在于，所述磁路组件还包括U型架，所述U型架与所述托板连接形成中空框架，所述线圈、套筒、铁芯、复位弹簧及限位柱位于所述中空框架内。

7.根据权利要求6所述的直流继电器，其特征在于，所述磁路组件还包括骨架，所述线圈通过所述骨架设于所述中空框架内。

8.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于，所述动组件还包括：卡簧、缓冲弹簧，所述卡簧卡接于所述轴芯上，所述缓冲弹簧套设于所述轴芯上并抵接于所述卡簧与所述动片之间，所述轴芯滑动穿设于所述动片。

9.根据权利要求8所述的直流继电器，其特征在于，所述卡簧与所述缓冲弹簧之间设有垫圈。

10.根据权利要求8所述的直流继电器，其特征在于，所述动片与所述轴芯之间设有垫圈。