СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ УСТРОЙСТВЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, ТАКОЕ КАК ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВЕ ЧАСТИ, ЗАКРЕПЛЕННЫЕ СОГЛАСНО ТАКОМУ СПОСОБУ
ATTACHMENT METHOD OF ELEMENT IN ELECTRIC DEVICE AND ELECTRIC DEVICE SUCH AS VACUUM CIRCUIT BREAKER CONTAINING AT LEAST TWO PARTS FIXED ACCORDING TO SUCH METHOD

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ закрепления элемента на части, принадлежащей электрическому устройству, и электрическое устройство, такое как вакуумный патрон, содержащий по меньшей мере две части, закрепленные согласно такому способу.
Вакуумные патроны формируются корпусом, в большинстве случаев сделанным из керамики, обычной цилиндрической формы, и закрытым двумя торцевыми шайбами, внутри которого помещены неподвижный контакт и контакт, называемый подвижным контактом. Подвижный контакт может перемещаться между положением, в котором два, неподвижный и подвижный, контакта касаются один другого, с тем чтобы дать возможность протекать электрическому току, и положением разомкнутых контактов, в котором эти два контакта разведены, с тем чтобы прерывать электрический ток.
Эти патроны также содержат диэлектрические экраны, установленные вокруг контактов или посаженные в верхнюю и нижнюю части упомянутого патрона.
Закрепление диэлектрических экранов на корпусе, вокруг контактов, может выполняться несколькими способами: например, известны патроны, сформированные корпусом, составленным из двух цилиндрических частей. Диэлектрический экран сформирован цилиндрической частью, содержащей кольцевой поясок, расширяющийся перпендикулярно оси цилиндра и вставленный между упомянутыми цилиндрическими частями и корпусом. Недостаток этого решения заключается в бикерамической природе патрона.
Также известен патрон, называемый монокерамическим, содержащий моноблочный корпус, внутренняя поверхность которого представляет собой утолщение, предназначенное для объединения с кольцевой канавкой, предусмотренной на внешней поверхности экрана. Это решение содержит недостаток, выражающийся в необходимости механической обработки корпуса.
Также известен монокерамический картридж, как описано в патенте US 6417473, содержащий канавку, предусмотренную на внутренней поверхности керамического корпуса и предназначенную для вмещения амортизаторной пружины, которая стягивается вертикально, когда вставляется в проем керамического изделия. В этом варианте осуществления диэлектрический экран имеет цилиндрическую форму и содержит цилиндрический поясок, посредством которого экран нажимает на вышеупомянутую пружину, для закрепления экрана на пружине определенным образом выполняется сварка. Недостатки этого варианта осуществления, главным образом, заключаются в том обстоятельстве, что экран не защищен от вращения и что керамический корпус требует механической обработки.
Центрирование и приваривание, соответственно, верхнего и нижнего диэлектрических экранов требует специальной технологической оснастки и выполняется в то время, когда патрон закрывается.
Контактные площадки обычно привариваются к электродам до того, как выполняется закрывание патрона, что означает, что стадии, соответственно, сварки и закрывания должны выполняться в два отдельных этапа.
Настоящее изобретение преодолевает эти недостатки и предлагает способ закрепления элемента по отношению к части, принадлежащей электрическому устройству, и электрическое устройство, такое как вакуумный патрон, содержащий по меньшей мере две части, закрепленные согласно такому способу, дающему возможность центрирования и крепления элемента, который должен фиксироваться, до его окончательного закрепления, без потребности в предварительной механической обработке частей, таких как керамический корпус, и дающему возможность устройству собираться, а закреплению элементов выполняться за один этап.
Ради этого результата, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ закрепления элемента по отношению к части, принадлежащей электрическому устройству, этот способ отличается тем, что он заключается во вставке расширителя между упомянутым элементом и упомянутой частью, каковой расширитель способен прилагать усилия к элементу и упомянутой части, с тем чтобы надежно позиционировать элемент относительно упомянутой части посредством трения между расширителем и элементом, с одной стороны, и расширителем и упомянутой частью, с другой стороны, таким образом, обеспечивая позиционирование и/или закрепление упомянутого элемента относительно упомянутой части.
Согласно конкретному варианту осуществления, это позиционирование и/или крепление выполняется до окончательного закрепления упомянутого элемента.
Согласно конкретному варианту осуществления, вышеупомянутое окончательное закрепление достигается выполнением двух операций сварки, соответственно, между упомянутым элементом и расширителем, и между расширителем и упомянутой частью.
Согласно конкретному варианту осуществления изобретения, каждая операция сварки содержит по меньшей мере три точки сварки.
Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить электрическое устройство, такое как вакуумный патрон, содержащий по меньшей мере один элемент, предназначенный для закрепления на части, принадлежащей упомянутому устройству, посредством способа, содержащего вышеупомянутые признаки, взятые по отдельности или в сочетании.
Согласно конкретному варианту осуществления, вакуумный патрон содержит корпус по существу цилиндрической формы, закрытый двумя торцевыми крышками-шайбами, в который вмещены два дугогасительных контакта и диэлектрический экран, установленный вокруг контактов, этот патрон отличается тем, что вышеупомянутый экран закреплен в корпусе посредством расширителя, установленного в корпус между упомянутым корпусом и экраном, и способного прилагать радиальные усилия к корпусу и экрану, причем упомянутый расширитель фиксируется, соответственно, на корпусе и экране посредством, соответственно, двух операций сварки согласно вышеупомянутому способу, содержащему вышеупомянутые признаки, взятые по отдельности или в сочетании.
Согласно конкретному варианту осуществления, вакуумный патрон содержит, в верхней и/или нижней его части, торцевую крышку-шайбу и электрический экран, установленный вокруг торцевой крышки-шайбы, этот патрон отличается тем, что он содержит расширитель, установленный между вышеупомянутой торцевой крышкой-шайбой и диэлектрическим экраном и закрепленный привариванием, с одной стороны, к упомянутой крышке-шайбе, и, с другой стороны, к упомянутому экрану согласно вышеупомянутому способу, содержащему вышеупомянутые признаки, взятые по отдельности или в сочетании.
Согласно конкретному варианту осуществления, вакуумный патрон содержит корпус по существу цилиндрической формы, закрытый двумя торцевыми крышками-шайбами, в который вмещены два дугогасительных контакта, упомянутый патрон содержит в верхней и/или нижней его части диэлектрический экран, установленный вокруг корпуса, этот патрон отличается тем, что он содержит расширитель, установленный между упомянутым экраном и корпусом и закрепленный привариванием, с одной стороны, к упомянутому корпусу, и, с другой стороны, к упомянутому экрану согласно вышеупомянутому способу, содержащему вышеупомянутые признаки, взятые по отдельности или в сочетании.
Согласно еще одному варианту осуществления, по меньшей мере один из, соответственно, неподвижного и подвижного контактов прикрепляется к электроду, который связан с ним посредством расширителя, вставленного между контактом и электродом.
Согласно еще одному варианту осуществления, один или каждый контакт содержит трубчатое отверстие, предназначенное для приема части сопряженной формы соответствующего электрода.
Согласно еще одному варианту осуществления, один или каждый контакт содержит трубчатое отверстие, предназначенное для приема части сопряженной формы соответствующего электрода, а упомянутый расширитель представляет собой дисковую форму, содержащую закрытый трубчатый канал в его центре, каковой канал предназначен для вставки в трубчатый канал соответствующего контакта и для приема трубчатой части соответствующей формы, принадлежащей электроду.
Согласно еще одному варианту осуществления, упомянутый вакуумный патрон содержит сильфонный защитный экран, установленный вокруг подвижного электрода, этот патрон отличается тем, что сильфонный защитный экран прикрепляется к электроду посредством расширителя, вставленного между сильфонным защитным экраном и электродом, и прикрепленного посредством двух сварных соединений к электроду и к сильфонному защитному экрану.
Тем не менее, другие преимущества и признаки изобретения будут становиться более очевидными из последующего описания, которое ссылается на прилагаемые чертежи, приведенные только в целях примера, и на которых:
фиг. 1 - продольный вид в поперечном разрезе вакуумного патрона согласно предшествующему уровню техники,
фиг. 2 - такой же вид вакуумного патрона согласно изобретению,
фиг. 3 - местный вид в перспективе керамического корпуса, принадлежащего патрону согласно изобретению,
фиг. 4 - осевая проекция поперечного разреза упомянутого корпуса,
фиг. 5 и 6 - виды, идентичные предыдущим, после того, как сборочная оснастка была установлена на место,
фиг. 7 и 8 - виды, идентичные фиг. 5 и 6, после того, как был установлен расширитель,
фиг. 9 и 10 - виды, идентичные фиг. 7 и 8, после того, как был установлен экран,
фиг. 11 и 12 - виды, идентичные фиг. 9 и 10, после того как сборочная оснастка была удалена, и
фиг. 13 - вид в перспективе расширителя.
На фиг. 1 и 2 представлен вакуумный патрон A, предназначенный для использования в выключателе для выполнения разрыва электрической цепи. Этот патрон A содержит цилиндрический корпус 1, закрытый двумя торцевыми крышками-шайбами 2, 3, в который вмещены два дугогасительных контакта 4, 5, один контакт из которых, неподвижный контакт 4, прочно закреплен к одной из вышеупомянутых крышек-шайб 2, 3, имеющей позиционное обозначение 2, тогда как другой контакт из которых, подвижный контакт 5, установлен с осевым скольжением внутри патрона A через торцевую крышку-шайбу, называемую нижней крышкой-шайбой 3. Каждый контакт 4, 5 содержит контактную площадку 6, 7, закрепленную на электроде 8, 9, электрод 8 неподвижного контакта прикрепляется к торцевой крышке-шайбе, называемой верхней крышкой-шайбой 2, тогда как электрод 9 подвижного контакта установлен со скольжением через нижнюю крышку-шайбу 3, называемую нижней крышкой шайбой, сильфонное уплотнение 10 устанавливается между подвижным электродом 9 и нижней торцевой крышкой-шайбой 3. Этот патрон A также содержит диэлектрические экраны 11, 12, 13 и 14, содержащие экран 11, размещенный вокруг контактов 4, 5, экран 12, размещенный вокруг торцевой крышки-шайбы 2, называемой верхней крышкой-шайбой, и экран 13, расположенный вокруг торцевой крышки-шайбы 3, называемой нижней крышкой-шайбой, и экран 14, расположенный вокруг сильфонного уплотнения 10.
Согласно варианту осуществления предшествующего уровня техники, представленному на фиг. 1, корпус 1 патрона A составлен из двух частей 15, 16. Диэлектрический экран 11, расположенный вокруг контактов 4, 5, сформирован цилиндрической частью 17 и содержит фланцевое кольцо 18, расширяющееся от цилиндрической части 17 экрана 11 в направлении, перпендикулярном оси экрана. Закрепление упомянутого экрана 11 на корпусе 1 выполняется размещением фланцевого кольца 18 между двумя частями 15, 16 корпуса и созданием сварного соединения 34 между экраном 11 и корпусом 1 по каждой стороне фланцевого кольца 18.
Два экрана 12, 13, соответственно, верхний и нижний экран, центрируются и привариваются с помощью оснастки, когда выполняется закрывание патрона.
Две контактные площадки 6, 7 привариваются к неподвижному и подвижному электродам 8, 9 до того, как выполняется закрывание патрона.
На фиг. 2 основной экран 11 прикрепляется к корпусу 1 согласно изобретению посредством расширителя 19, два диэлектрических экрана 12, 13, соответственно, верхний и нижний экран, подобным образом прикрепляются к корпусу 1 посредством расширителя 20, 21, а нижний диэлектрический экран 13 также прикрепляется к нижней торцевой крышке-шайбе 3 посредством расширителя 22.
Сборка и установка основного экрана 11 согласно изобретению будет описана в последующем со ссылкой на фиг. 3 - 12.
На фиг. 3 и 4 экран еще не был прикреплен к корпусу 1. На фиг. 5 и 6 установочная оснастка 23 помещена внутри корпуса 1, чтобы направлять установку расширителя. На фиг. 7 и 8 расширитель 19 помещен внутри корпуса 1 и давит на установочную оснастку 23. На фиг. 9 и 10 экран 11 помещен внутри расширителя 19, а упомянутый расширитель 19 создает радиальные усилия на экран 11 и корпус, с тем чтобы удерживать упомянутый экран 11 на месте до его окончательной установки, которая достигается двумя сварочными соединениями, выполняемыми, соответственно, между экраном 11 и расширителем 19, и между расширителем 19 и корпусом 1. Монтажная установочная оснастка затем удаляется (фиг. 11 и 12).
Закрепление верхнего 12 и нижнего 13 экранов (или дефлекторов) выполняется размещением расширителей 20, 21, соответственно, вокруг верхней части 24 и нижней части 25 корпуса 1, а затем расширителя 22 вокруг нижней торцевой крышки-шайбы 3, и затем размещением верхнего диэлектрического экрана 12 вокруг расширителя 20, расположенного в верхней части 24 корпуса 1; затем нижний диэлектрический экран 13 устанавливается вокруг двух расширителей 21, 22, расположенных в нижней части 25 корпуса 1. Окончательное закрепление расширителей с 19 по 22 будет выполняться сваркой, с одной стороны, между расширителями с 19 по 22 и соответствующими диэлектрическими экранами 11, 12, 13, и, с другой стороны, между расширителями 19, 20, 21 и керамическим корпусом 1, или между расширителем 22 и нижней торцевой крышкой-шайбой 3. Расширители с 19 по 22, в таком случае, выполняют центрирование диэлектрических экранов 11, 12, 13.
На уровне контактов 4, 5, расширители 26, 27 размещаются, соответственно, между контактными площадками 6, 7 и соответствующим электродом 8, 9. Контакты 4, 5 содержат трубчатое отверстие 28, 29, предназначенное для приема части сопряженной формы 30, 31 соответствующего электрода 8, 9, а расширитель 26, 27, связанный, соответственно, с контактом 4, 5, представляет дисковую форму, содержащую в ее центре закрытый трубчатый канал 32, 33, предназначенный для приема трубчатой части соответствующей формы 30, 31, принадлежащей электроду 8, 9. Расширители 26, 27, размещенные на уровне контактов 4, 5, таким образом, выполняют крепление контактных площадок 6, 7 на соответствующих электродах 8, 9 до окончательного закрепления упомянутых площадок 6, 7 к электродам 8, 9.
Все вышеупомянутые сварные соединения делаются одновременно, после того как патрон был собран и размещен внутри печи.
Поэтому должно быть отмечено, что, согласно изобретению, закрепление экрана может выполняться с гладким керамическим изделием, без какой бы то ни было механической обработки, обязательной для выполнения над ним. Но должно быть отмечено, что изобретение также может быть реализовано на негладком керамическом изделии. Пружина блокирует экран на месте посредством трения, вертикально и от вращения, до окончательного закрепления сваркой. Этот способ закрепления дает возможность приспосабливаться к широкому диапазону допусков на изготовление керамических изделий.
Следует отметить, что иные элементы, помимо описанных выше, будут способны закрепляться внутри корпуса, такие как сильфонные защитные экраны на электроде, или центрирующая технологическая оснастка снаружи, которые могут действовать в качестве защитного экрана с тремя точками контакта.
Изобретение, естественно, не ограничено вариантами осуществления, которые были описаны и проиллюстрированы, каковые были даны только в целях примера.
Наоборот, изобретение распространяется для охвата всех технических эквивалентов описанных средств, а также их комбинаций, если последние выполняются согласно сущности изобретения.