Способ изготовления вакуумной дугогасительной камеры

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАКУУМНОЙ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ, при котором цилиндрическую изолирующую оболочку, вьшолненную из керамики, торцы которой металлизированы, соединяют с металлическими торцовыми пластинами из железоЪикелевого или железо-никель-кобальтового сплава, имеющими одинаковой козффициент теплового расширения с оболочкой и Снабженными в центре отверстиями, отверстие нижней торцовой пластины вставляют сильфон, выполненный из ЖОПвзохромового сплава, на верхнем конце которого устанавливают подвижный контактный медный стержень и на его верхнем конце размещают подвижный контакт из сплава меди, в отверстие верхней торцовой пластины вставляют неподвижный контактный медный стержень и на его верхнем конце размещают неподвижный контакт из сплава Меди,, после чего между всеми соединительными элементами камеры вставляют твердый припой и производят нагрев камеры при пониженном давлении , отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии за счет изготовления камеры в одну стадию при высоком качес)гве паяных соединений , в качестве твердого припоя испрльзуют сплав на основе золота, или меди, и нагрев осуществляют до СО /температуры 950-1000 с при давлении, меньшем чём 10 -Ю тор. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед операцией вставления твердого припоя на нижней торцовой пластине устанавливают экран, который окружает контакты. 00 3.Способ по п. I, отличао оь ел ющийся тем, что экран изготавливают из железа, никеля, сплавов железо-никель, железо-хром.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Q(51) Н 01 Н 33/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1.

I.

К f1ATEHTV

{21) 2336151/24-07 (22) 22.03.76 (31) 35166/75, 35168/75 (32) 22.03.75 (33) Япония (46) 15.03.84. Бюл. 1(10 (72) Синзо Сакума (Япония)

{71) Кабусики Кайся Мейденся (Япония) (53) 621.316.54 (088.8) (56) 1. Патент США Р 3700842, кл. 200-144, 1971 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ .ВАКУУМНОЙ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ, при: котором цилиндрическую изолирукицую оболочку, выполненную из керамики, торцы которой металлизированы, соединяют с металлическими торцовыми пластинами иэ железоникелевого или железо-никель-кобальтового сплава, имеющими одинаковцй коэффициент теплового расширения с оболочкой и снабженными в центре отверстиями, и отверстие нижней торцовой пластины вставляют сильфон, выполненный из жапезохромового сплава, на верхнем конце которого устанавливают подвижный контактный медный стержень и на его. верхнем конце размещают подвижный контакт из сплава меди, в отверстие верхней торцовой пластины вставляют неподвижный контактный медный стержень и на его верхнем конце

Ъ размещают неподвижный контакт из сплава меди после чего между всеми соединительными элементами камеры вставляют твердый припой и производят нагрев камеры при пониженном давлении, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии за

1 счет изготовления камеры в одну стадию при высоком качестве паяных соединений в качестве твердого припоя испдльзуют сплав на основе золота, I или меди, и нагрев осуществляют до ,температуры 950-1000 С при давлении, а меньшем чем 10 -10 тор.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что перед операци- И ей вставления твердого припоя на нижней торцовой пластине устанавливают экран, который окружает контакты.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что экран изготавливают из железа, никеля, сплавов железо-никель, железо-хром.

Настоящее изобретение относится к способу изготовления вакуумной дугогасительной камеры, Известен способ изготовления вакуумной дугогасительной камеры, согласно которому до сварки или пайки элементов конструкции вакуумной дугогасительной камеры каждый элемент должен подвергаться воздействию водорода для исключения из него кислорода()).

В известном способе цилиндрическую изолирующую оболочку, выполненную из керамики, торцы которой металлизированы, соединяют с металлическими торцовыми пластинами из желе- !5 зоникелевого или железо-никель-кобальтового сплава, имеющими одинаковый коэффициент теплового расширения с оболочкой и снабженными в центре отверстиями, в отверстие нижней тор- 20 цовой пластины вставляют сильфон, выполненный из железохромового сплава, на верхнем конце которого устанавливают подвижный контактный медный стержень с температурным диапазоном 25 и на его верхнем конце размещают подвижный контакт — из сплава меди, в отверстие верхней торцовЬй пластины вставляют неподвижный контактный медный стержень и на его верхнем конце размещают неподвижный контакт из сплава меди, после чего между всеми соединенными элементами камеры вставляют твердый припой и производят нагрев камеры при пониженном давлении.

Цель изобретения — упрощениеотехнологии изготовления вакуумной дугогасительной камеры при высоком качестве паяных изделий за счет изготовления камеры в одну стадию. 40

Цель достигается тем, что согласно способу изготовления вакуумной ду. гогасительной камеры, при котором цилиндрическую изолирующую оболочку, выполненную из керамики, торцы кото- 45 рой металлизированы, соединяют с металлическими торцовыми пластинаич из

Ф железоникелевого или железо-никелькобальтового сплава, имеющими одинаковый коэффициент теплового расширения 50 с оболочкой и снабженными в центре отверстиями, в отверстие нижней торцовой пластины вставляют сильфон, выполненный из железохромового сплава, на верхнем конце которого устанавли" 55 вают подвижный контакт.из сплава меди, в отверстие верхней торцовой пластины вставляют неподвижный контактный

1080765 2 медный стержень и на era верхнем конце размещают неподвижный контакт из сплава меди, после чего между всеми соединяемыми элементами камеры вставляют твердый припой и производят нагрев камеры при пониженном давлении, для упрощения технологии за счет изготовления камеры в одну стадию при высоком качестве паяных соединений, в качестве твердого припоя использу1от сплав золота или меди, не содержащий серебра, и нагрев осуществляют до температуры 950-1000 С при давлеО нии, меньшем чем 10 -1P тор. Перед операцией вставления твердого припоя на нижней торцовой пластине устанавливают экран, который окружает контакты.

Экран изготавливают из железа, никеля, сплавов железо-никель, железохром, На фиг, 1 — схематически показана вакуумная дугогасительная камера (прерывателя) питания, продольный разрез; на фиг. 2 — неподвижный электрический контакт, установленный на показанном на фиг. 1 неподвижном контактном стержне, час- тичный продольный разрез; на фиг. 3вакуумный прерыватель питания; на фиг. 4 — диаграмма, иллюстрирующая характеристику температурного материала пайки каждой детали вакуумного прерывателя питания.

Вакуумный прерыватель питания содержит вакуумную колбу, состоящую из цилиндрического изолирующего корпуса

1 и пары дискообразных, верхней и нижней торцовых крьппек 2 и 3, с которыми изолирующий корпус I прочно и герметично соединен соответствующими торцами, составляющими часть изолирующего корпуса 1. На обоих торцах корпуса 1 образован металлизированный участок 4, содержащий металл, подобранный для герметической твердой пайки в вакууме. Присоединительный участок 5, образованный по периферй4 дискообразной верхней торцовой крьппки 2, содержит участок 6„ отогнутый перпендикулярно к поверхности верхней торцовой крьппки, и горизонтальный отогнутый участок 7. Между присоединительным участком 5 и металлизированным участком 4 на верхнем торце изолирующего корпуса 1 приложен твердый припой 8, который содержит сплав Си или сплав Аи и не содержит сплава Ag.

Присоединительный участок 9, образо- з 1080 ванный по периферии дисковой нижней торцовой крышки 3, содержит участок

10, отогнутый перпендикулярно к поверхности нижней торцовой крышки 3, и горизонтальный отогнутый участок 11

Между присоединительным участком

9 и металлизированным участком 4 на нижнем торце изолирующего корпуса 1 проложен твердый припой 8. Верхняя торцовая крышка 2 вакуумной колбы 10 имеет центральное отверстие 12, сквозь которое проходит в вакуумную колбу неподвижный контактный стержень, несущий на своем нижнем конце неподвижный электрический контакт 13 через твердый припой 8. Неподвижный контактный стержень 14 состоит из верхней вертикальной части 15 и нижней вертикальной части 16, диаметр которой меньше, чем у верхней вертикальной 20 .части 15. Между центральным отверстием 12 верхней торцовой крышки 2, нижним концом верхней вертикальной части 15 и верхним концом нижней вертикальной части 16 проложен твердый припой 8. Что касается связи между неподвижным контактным стержнем

14 и неподвижным электрическим контактом 13, то, как показано на фиг. 2, нижний конец нижней вертикальной 30 части 16 выполнен с парой выступов

17, отходящих наклонно вниз, а верхняя поверхность неподвижного электрического контакта 13 снабжена кольцевой канавкой 18. Форма выступов 17 не ог -35 раничивается указанным вышевариантом.

Нижняя торцовая крьппка 3 вакуумной колбы снабжена центральным отверстием 19, сквозь которую в колбе проходит подвижный контактный стержень 20.40

Этот стержень 20 расположен на одной линии с неподвижным контактным стержнем 14 и несет на своем верхнем конце подвижный электрический контакт 21.

Подвижный контактный стержень 20 со- 45 стоит из верхней вертикальной части

22, которая включает в себя первую вертикальную часть 23 и вторую вертикальную часть 24, диаметр которойбольше, чем у первой части, и нижней 50

Ъ E вертикальной части 25, в верхней части 22 закреплен через посредство твертвердого припоя для пайки в вакууме подвижный электрический контакт 21.

Подвижный контактный стержень 20 55 электрически соединен с выводом вакуумного прерывателя и механическис приводным элементом механизма уп765 4 равления (пе показан), располагаемого обычно ниже прерывателя. Таким образом, подвижный контактный стержень

20 может приведен в действие управляющим механизмом с целью аксиального перемещения в направлении к неподвижному контактному стержню 14 и от него с тем, чтобы установить или прервать электрическое соединение между подвижным электрическим кон. тактом 21 и неподвижным электрическим контактом 13 на подвижном и неподвижном контактных стержнях 20 и

14 соответственно. Центральное отверстие 19 в нижней торцовой крьппке 3 вакуумной колбы герметизировано по.средством металлического сильфона

26, присоединенного между нижней торцовой крьш1кой 13 и подвижным контактным стержнем 20. Нижний конец

27 сильфона 26 закреплен в углублении 28 в нижней торцовой крьппке 3 посредством твердого припоя 8. Верхний конец 29 сильфона 26 прикреплен к верхнему концу нижней вертикальной части 25 подвижного контактного стержня 20 посредством твердого припоя

8. На нижней торцовой крьппке 3 устайовлен чашеобразный дугогаситель-экран 30, предназначенный для предотвращения воздействия плазмы дугового разряда, возникающего между подвижным электрическим контактом 21 и неподвижным электрическим контактом 13 при перемещении подвижного контактного стержня 20 в направлении от неподвижного контактного стержня 14.

Нижний конец 31 экрана 30 прикреплен к .згибу 32 посредством припоя 8.

Что касается материала каждой детали вакуумного прерывателя, то изолирующий корпус 1 выполнен из керамики, основным компонентом которой является А10> а остальное — стеклянный материал, такой как Ип0, NgO, 81 О> имеющий температурный интервал пайки от 600 до примерно 1000 С, 0 о как показано на фиг. 4 b . Иеталлизированный участок 4 на .-торцах изолирующего корпуса 1 выполнен из сплава металлов, полученного путем добавки

Мо или Мп к наносимому материалу, такому как Ti. Верхняя торцовая крышка 2 и нижняя торцовая крьппка 3 выполнены из сплава Fe-Ni или сплава

Fe-Ni-Co, коэффициент термического расширения которых почти такой же, как у изолирующего корпуса 1 (а

1080765 именно коэффициент термического расширения сплава Fe-Ni или сплава 7ед

Ni-Co равен 12 5 х 10 /С, а керами ки — 8,6 х 10 /Я:), а температурный интервал пайки находится в пределах 5 от 600 до примерно 1200 С, как показано на фиг. 4а. Неподвижный кон" тактный стержень 1.4 и подвижный контактный стержень 20 выполнены из Си имеющей температурный интервал пайки от 600 до примерно 1000 С, как пока,зано на фиг. 4а . Экран 30 может быть выполнен из любого материала: Fe, Ni, сплава Fe-Ni, Cu и керамики, но только один пример материала дугога- 15 сителя 30, а именно сплав Fe-Ni c температурным интервалом вакуумной пайки от 600 до примерно.1200 С показан на фиг. 4д. Сильфон 26 выполнен из сплава Fe-Cr с температурным ин- 20 тервалом вакуумной пайки от 900 до примерно 1200 С, как показано на

6 ! фиг, 4с. Неподвижный электрический контакт 13 и подвижный электрический контакт 21 выполнен из сплава Cu c температурным интервалом вакуумной пайки от 600 до примерно 1000 С, как показано на фиг. 4е.

Что касается выбора наиболее подходящего твердого припоя для вакуум- 30 ной пайки при изготовлении вакуумного прерывателя путем одностадийной пайки всех его деталей, пригоден припой, который содержит материал, имеющий высокую температуру плавления, такой как сплав Си или с@пав

Аи, и не содержит сплава Ag.

С точки зрения температурного интервала пайки, для выполнения одновременно пайки всех деталей температурные интервалы пайки всех деталей должны перекрывать друг друга, т.е. необходимо, чтобы подходящий и температурный интервал пайки находил., ся в пределах между 900 и примерно 4

1000 С. Предпочтительный фактический температурный интервал пайки находич 0 ся в пределах между 950 и 10 С и на фиг. 4 обозначен буквой "Н", Ниже описан способ изготовления вакуумного прерывателя питания по первому варианту со ссылкой на фиг. 13. Для удобства разъяснения твердый припой 8 для вакуумной пайки на

Фиг. 3 не показан.

Сборка (см. фиг. 3) вакуумного прерывателя питания включает в себя следующие операции. Размещение торцовых крышек 2 и 3 на торцах изолирующего корпуса 1 через посредство твердого припоя 8, установку сильфона 26 в центральной части нижней торцовой крышки 3 через посредство припоя 8, установку с опорой на верхний конец сильфона 26 подвижного контактного стержня 20 через посредство припоя 8, установку подвижного электрического контакта 21 на верхнем конце подвижного контактного стержня 20 через посредство припоя 8, установку неподвижного контактного стержня 14

s отверстии 12 верхней торцовой крышки 2 через посредство твердого припоя 8 для вакуумной пайки, присоединение неподвижного электрического кон.контакта 13 к нижнему концу неподвижного контактного стержня через по .

1 средство твердого припоя 8 и установку дугогасителя 30 на нижней торцовой крышке 3 через посредство припоя-8, Далее выполняют следующие операции, Нагрев твердого припоя .8, проложенного между предварительно собранными деталями, при температуре пайки, находящейся в пределах между 950 и

1000 С и в то же время создание разряжения при давлении менее 10 10 тор {мм.рт.ст.) и откачку газов, выделяющихся при нагреве из всех деталей вакуумного прерывателя. В результате расплавления твердого припоя, проложенного между деталями, соответствующие детали прерывателя прочно и герметично скрепляются друг с щэугом.

10807á5

Фиг.1

1080765

1080765

Заказ 1397/56

Тираж 683 Подписное

ВНИИ?Л Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„ И-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В, Попова

Редактор А, Долинич Техред M.Ãåðãåëü Корректор 1О. Макаренко