一种固封极柱及其生产方法

摘要

本发明涉及一种固封极柱，包括浇注外壳、真空灭弧室、基座、上接线端子、下接线端子，上接线端子、下接线端子均浇筑在浇注外壳内，浇注外壳内设有第一安装孔、第二安装孔、安装腔，基座通过螺纹连接的方式旋合在第二安装孔内，真空灭弧室的上端承插在第一安装孔内，真空灭弧室的下端抵触在基座上，真空灭弧室下端的出线端贯穿基座，并伸入到安装腔内。一种固封极柱的生产方法，具体包括如下步骤：将上接线端子、下接线端子以及热管置于成型模具中，并进行固定；向成型模具的空腔中注入熔融状态的塑料，完成对上接线端子、下接线端子以及热管的包封，待塑料固化后，脱模。本发明的有益效果是：能够有效的节约资源。

权利要求

1.一种固封极柱，其特征在于，包括浇注外壳(1)、真空灭弧室(2)、基座(3)、上接线端子(4)、下接线端子(5)，所述上接线端子(4)、下接线端子(5)均浇筑在浇注外壳(1)内，所述真空灭弧室(2)通过基座(3)可拆卸的固定在浇注外壳(1)内；所述浇注外壳(1)内设有第一安装孔(110)、第二安装孔(120)、安装腔(130)，所述第一安装孔(110)、第二安装孔(120)、安装腔(130)从上至下依次布置、且依次相连通，所述基座(3)的外壁上设有第一外螺纹(311)，所述第二安装孔(120)的内壁上设有第一内螺纹(122)，所述基座(3)通过螺纹连接的方式旋合在第二安装孔(120)内，所述真空灭弧室(2)的上端承插在第一安装孔(110)内，所述真空灭弧室(2)的下端抵触在基座(3)上，所述真空灭弧室(2)下端的出线端贯穿基座(3)，并伸入到安装腔(130)内；所述真空灭弧室(2)的静端与上接线端子(4)活动连接，所述真空灭弧室(2)下端的出线端通过软联接与下接线端子(5)相连；所述浇注外壳(1)的外壁内预埋有多根热管(140)，每根热管(140)均竖直布置，且每根热管(140)的蒸发段朝下、冷凝段朝上；每根热管(140)的蒸发段均处在第二安装孔(120)的开设区域内；所述基座(3)旋合在第二安装孔(120)内后其上端与第二安装孔(120)的孔底之间具有间隙，所述间隙形成汇集腔(150)；所述第一安装孔(110)的内壁上开设有多个第一导流槽(111),每个第一导流槽(111)的下端均与汇集腔(150)相连通；所述第二安装孔(120)的内壁上在对应各热管(140)的蒸发段处均开设有第二导流槽(121)，每个第二导流槽(121)处的热管(140)的蒸发段均有部分区域处在该第二导流槽(121)内；每个第二导流槽(121)的上端均与汇集腔(150)相连通，每个第二导流槽(121)的下端均与安装腔(130)相连通；所述浇注外壳(1)上在正对热管(140)的冷凝段的位置开设有环形凹槽(160)，所述环形凹槽(160)的槽底距冷凝段的外壁的距离为2mm-4mm。

2.根据权利要求1所述的一种固封极柱，其特征在于，每根热管(140)的蒸发段所处在第二导流槽(121)内的扇形角的度数为20°至40°。

3.根据权利要求2所述的一种固封极柱，其特征在于，所述第一安装孔(110)与所述第二安装孔(120)共轴心线，所述第二安装孔(120)与所述第一安装孔(110)的孔径比为1.2-

1.6，所述汇集腔(150)的深度为3mm-6mm。

4.根据权利要求1所述的一种固封极柱，其特征在于，所述基座(3)包括圆柱状的基体(310)、以及多个设置在基体(310)下端面上的工具孔，所述第一外螺纹(311)设置在基体(310)的外壁上。

5.一种如权利要求1-4任一项所述固封极柱的生产方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤一：将上接线端子(4)、下接线端子(5)以及热管(140)置于成型模具中，并进行固定；

步骤二：向成型模具的空腔中注入熔融状态的塑料，完成对上接线端子(4)、下接线端子(5)以及热管(140)的包封，待塑料固化后，脱模。

说明书

一种固封极柱及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种固封极柱及其生产方法。

背景技术

[0002] 固封极柱是一种将断路器的真空灭弧室和其他的相关导电零件嵌入至绝缘材料中所形成的整体部件。

[0003] 现有的固封极柱采用环氧树脂作为绝缘介质，利用环氧树脂将真空断路器一次导电部分真空灭弧室与上下出线端等载流元件全部密封成一体，使真空灭弧室的绝缘状态完全不受外界环境的影响，提高了耐环境性。

[0004] 真空灭弧室在使用一段时间后会出现真空度降低的情况，当真空灭弧室的真空度降低到一定程度后，就需要对其进行更换，但是由于真空灭弧室是一体成型在固封极柱内的，因此当真空灭弧室出现故障后就需要更换掉整个固封极柱，资源浪费比较严重，例如像申请号为：201510814167.6中所公开的固封极柱，另外，现有的固封极柱散热性能较差，无法适用于恶劣环境。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种固封极柱及其生产方法，以克服上述现有技术中的不足。

[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种固封极柱，包括浇注外壳、真空灭弧室、基座、上接线端子、下接线端子，上接线端子、下接线端子均浇筑在浇注外壳内，真空灭弧室通过基座可拆卸的固定在浇注外壳内。

[0007] 本发明的有益效果是：当真空灭弧室的真空度达不到要求时，可将其拆卸出来，并更换新的真空灭弧室，其它部分能够继续利用，有效的节约了资源。

[0008] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0009] 进一步，浇注外壳内设有第一安装孔、第二安装孔、安装腔，第一安装孔、第二安装孔、安装腔从上之下依次布置、且依次相连通，基座的外壁上设有第一外螺纹，第二安装孔的内壁上设有第一内螺纹，基座通过螺纹连接的方式旋合在第二安装孔内，真空灭弧室的上端承插在第一安装孔内，真空灭弧室的下端抵触在基座上，真空灭弧室下端的出线端贯穿基座，并伸入到安装腔内；真空灭弧室的静端与上接线端子活动连接，真空灭弧室下端的出线端通过软联接与下接线端子相连。

[0010] 采用上述进一步的有益效果是：当真空灭弧室的真空度达不到要求时，可以利用工具直接旋动基座，让基座脱离第二安装孔，然后再将损坏的真空灭弧室从第一安装孔内取出，并更换新的真空灭弧室，其它部分能够继续利用，有效的节约了资源；另外基座采用螺纹连接的方式旋合在第二安装孔内，这样对于在更换新真空灭弧室时，能消除因不同真空灭弧室的长度可能存在略微差别而导致的真空灭弧室安装不稳定的情况发生。

[0011] 进一步，浇注外壳的外壁内预埋有多根热管，每根热管均竖直布置，且每根热管的蒸发段朝下、冷凝段朝上。

[0012] 进一步，每根热管的蒸发段均处在第二安装孔的开设区域内。

[0013] 进一步，基座旋合在第二安装孔内后其上端与第二安装孔的孔底之间具有间隙，间隙形成汇集腔；第一安装孔的内壁上开设有多个第一导流槽,每个第一导流槽的下端均与汇集腔相连通；第二安装孔的内壁上在对应各热管的蒸发段处均开设有第二导流槽，每个第二导流槽处的热管的蒸发段均有部分区域处在该第二导流槽内；每个第二导流槽的上端均与汇集腔相连通，每个第二导流槽的下端均与安装腔相连通。

[0014] 进一步，浇注外壳上在正对热管的冷凝段的位置开设有环形凹槽，环形凹槽的槽底距冷凝段的外壁的距离为2mm-4mm。

[0015] 进一步，每根热管的蒸发段所处在第二导流槽内的扇形角的度数为20°至40°。

[0016] 进一步，第一安装孔与第二安装孔共轴心线，第二安装孔与第一安装孔的孔径比为1.2-1.6，汇集腔的深度为3mm-6mm。

[0017] 采用上述进一步的有益效果是：能够有效的消除因将真空灭弧室设置为可拆卸式结构之后所带来的固封极柱散热性差的问题，有效的保证了固封极柱具备良好的散热性能，使得固封极柱能够适应恶劣的工作环境。

[0018] 进一步，基座包括圆柱状的基体、以及多个设置在基体下端面上的工具孔，第一外螺纹设置在基体的外壁上。

[0019] 采用上述进一步的有益效果是：方便基座的拆装。

[0020] 一种固封极柱的生产方法，具体包括如下步骤：

[0021] 步骤一：将上接线端子、下接线端子以及热管置于成型模具中，并进行固定；

[0022] 步骤二：向成型模具的空腔中注入熔融状态的塑料，完成对上接线端子、下接线端子以及热管的包封，待塑料固化后，脱模。

附图说明

[0023] 图1为本发明所述固封极柱的结构图；

[0024] 图2为图1的部分结构图；

[0025] 图3为图1的局部剖视图；

[0026] 图4为基座的剖视图；

[0027] 图5为密封垫圈的立体结构图；

[0028] 图6为密封垫圈的结构图；

[0029] 图7为第一防裂圈的放大图；

[0030] 图8为子凹模的结构图；

[0031] 图9为型芯的结构图；

[0032] 图10为热管固定在型芯上后的结构图。

[0033] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0034] 1、浇注外壳，110、第一安装孔，111、第一导流槽，120、第二安装孔，121、第二导流槽，122、第一内螺纹，130、安装腔，140、热管，150、汇集腔，160、环形凹槽，2、真空灭弧室，3、基座，310、基体，311、第一外螺纹，312、弧形凹面，313、过孔，4、上接线端子，5、下接线端子，6、子凹模，7、型芯，710、第一工作段，711、第一凸棱，720、第二工作段，721、第二凸棱，722、缺口，730、第三工作段,8、密封垫圈，810、第一水平段，820、第一圆弧段，830、第二水平段，
840、第一防裂圈，841、半圆形外圈，842、第一支撑部，843、第二支撑部，844、第三支撑部。

具体实施方式

[0035] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0036] 如图1、图2、图3所示，一种固封极柱，包括浇注外壳1、真空灭弧室2、基座3、上接线端子4、下接线端子5，上接线端子4、下接线端子5均浇筑在浇注外壳1内，真空灭弧室2通过基座3可拆卸的固定在浇注外壳1内。

[0037] 其中，在浇注外壳1内设有第一安装孔110、第二安装孔120、安装腔130，第一安装孔110靠近上接线端子4，安装腔130靠近下接线端子5，而第二安装孔120位于第一安装孔110与安装腔130之间。第一安装孔110与第二安装孔120相连通，且第一安装孔110与第二安装孔120共轴心线。安装腔130与第二安装孔120相连通，第二安装孔120在竖直方向的投影完全落入在安装腔130在竖直方向的投影中。

[0038] 基座3的外壁上设有第一外螺纹311，第二安装孔120的内壁上设有第一内螺纹122，基座3通过螺纹连接的方式旋合在第二安装孔120内。真空灭弧室2的上端承插在第一安装孔110内，第一安装孔110的内径等于真空灭弧室2最粗断面处的外径，真空灭弧室2的下端抵触在基座3上，这样基座3被顶在第一安装孔110内，当需要更换新的真空灭弧室2时，旋下基座3即可。真空灭弧室2下端的出线端贯穿基座3，并伸入到安装腔130内，真空灭弧室
2下端的出线端通过软联接与下接线端子5相连。

[0039] 真空灭弧室2的静端与上接线端子4活动连接，其中，实现活动连接的具体结构可以为：

[0040] 在真空灭弧室2的静端设置有第二外螺纹，在上接线端子4靠近第一安装孔110的一端设置有一个连接孔，在连接孔内开设有第二内螺纹，其中，所开连接孔的大小与真空灭弧室2的静端的外径相匹配，真空灭弧室2的静端与上接线端子4上的连接孔螺纹连接，真空灭弧室2的静端所设第二外螺纹的长度为3mm-5mm，具体可为3mm、3.6mm、4.1mm、4.4mm、5mm，最好为3.6mm，不仅方便真空灭弧室2与上接线端子4之间的拆装，而且还能保证真空灭弧室2与上接线端子4之间电连接的稳定性。

[0041] 由于将真空灭弧室2设置为可拆卸式的后，导致浇注出的浇注外壳1的整体壁厚相对较大，影响了整体的散热性能，从而无法适用恶劣的工作环境，为了保证固封极柱依旧拥有很好的散热性能，以及能够适用恶劣的工作环境，因此需要在浇注外壳1上设置散热结构，经过实验发现采用常规的在浇注外壳1上设置散热凸棱的方式来进行散热其效果不明显，并且反而还会进一步增大固封极柱的体积。最终经过反复实验发现，利用热管140来进行散热，效果非常明显，而且使得固封极柱能够很好适用恶劣的工作环境。

[0042] 在本发明中，热管140具体的布置方式如下：

[0043] 浇注外壳1的外壁内预埋有多根热管140，所有热管140呈圆形排布，且每根热管140均竖直布置，布置时热管140均不进行任何弯折，每根热管140的蒸发段朝下、冷凝段朝上。每根热管140的蒸发段均部分处在第二安装孔120的开设区域内。

[0044] 基座3旋合在第二安装孔120内后其上端与第二安装孔120的孔底之间具有间隙，间隙形成汇集腔150，其中，所谓的基座3旋合在第二安装孔120内后是指利用基座3将真空灭弧室2完好的固定在浇注外壳1内后。第一安装孔110与第二安装孔120共轴心线，第二安装孔120与第一安装孔110的孔径比为1.2-1.6，第二安装孔120与第一安装孔110的孔径比具体可以1.2、1.25、1.31、1.43、1.47、1.52、1.58、1.6，最好为1.43。

[0045] 第一安装孔110的内壁上开设有多个第一导流槽111,其中，第一导流槽111的具体数量可以是一个、两个、三个、四个、五个、六个等，在本实施例中，考虑到浇注外壳1整体强度的关系，第一导流槽111的数量优选为五个，每个第一导流槽111的下端均与汇集腔150相连通，即第一导流槽111的下端是贯穿第一安装孔110与第二安装孔120的交界面的，而每个第一导流槽111的上端均延伸至靠近第一安装孔110的底壁处。第一导流槽111的宽度为热管140管径的1.3倍左右，第一导流槽111的深度为热管140管径的0.6倍左右。

[0046] 第二安装孔120的内壁上在对应各热管140的蒸发段处均开设有第二导流槽121(每个第二导流槽121的开设位置对应一根热管140的蒸发段)，每个第二导流槽121处的热管140的蒸发段均有部分区域(部分外壁)处在该第二导流槽121内。每个第二导流槽121的上端均与汇集腔150相连通，为了方便整个浇注外壳1的成型，每个第二导流槽121的下端均与安装腔130相连通，而在基座3旋合好后，一定要在每个第二导流槽121的下端注胶，使得每个第二导流槽121均不与安装腔130相连通，这样能够减小对真空灭弧室2的影响。第二导流槽121的宽度为热管140管径的1.4倍左右，第一导流槽111的深度为热管140管径的0.53倍左右。

[0047] 另外，浇注外壳1上在正对热管140的冷凝段的位置开设有环形凹槽160，环形凹槽160的槽底距冷凝段的外壁的距离为2mm-4mm，具体可为2mm、2.3mm、2.8mm、3.2mm、3.6mm、
4mm，最好为3.2mm。环形凹槽160的横截面形状最好为等腰梯形，而且等腰梯形的两个底中长度值小的靠近热管140，等腰梯形的两个底中长度值小的底的长度为20mm-40mm,具体可为20mm、23.4mm、27.1mm、31.3mm、35.6mm、40.0mm，根据最优的环形凹槽160的槽底距冷凝段的外壁的距离值得出等腰梯形的两个底中长度值小的底的最优长度为31.3mm。环形凹槽
160内在两个腰之间设有分隔筋，任一相邻两根热管140所在弧形区域内至少有两个分隔筋，其中，分隔筋的横截面形状为三角形，分隔筋还与环形凹槽160的槽底相连接，分隔筋的设置主要是为了防止环形凹槽160的槽底与冷凝段的外壁之间的浇注外壳1出现破裂。

[0048] 每根热管140的蒸发段所处在第二导流槽121内的扇形角的度数为Q，Q的值为20°至40°，具体可为20°、24.3°、26.7°、28.9°、32.4°、37.7°、40°，而根据最优的环形凹槽160的槽底距冷凝段的外壁的距离值、以及最优的等腰梯形的两个底中长度值小的底的长度值，得出Q的最优值为26.7°。汇集腔150的深度为3mm-6mm，具体可为3mm、3.3mm、3.7mm、4.4mm、4.9mm、5.2mm、5.6mm、6mm，根据最优的第二安装孔120与第一安装孔110的孔径比、最优的环形凹槽160的槽底距冷凝段的外壁的距离、最优的等腰梯形的两个底中长度值小的底的长度以及最优的Q，得出汇集腔150的深度的最优值为4.9mm。

[0049] 如图4、图5、图6、图7所示，基座3包括圆柱状的基体310、以及多个设置在基体310下端面上的工具孔，其中，基体310的厚度为30mm-50mm，第一外螺纹311设置在基体310的外壁上，在基体310的下端面上设置工具孔，主要是方便利用工具去旋动基座3，工具孔可以是多边形的孔洞。基体310的上端面的中心处设有供真空灭弧室2的动导杆穿过的过孔313，基体310的上端面设有与真空灭弧室2的动盖板相匹配的弧形凹面312，弧形凹面312的中心与过孔313的中心共心，真空灭弧室2的动盖板与基体310的弧形凹面312之间设有密封垫圈8。

[0050] 密封垫圈8呈环状结构，密封垫圈8包括第一水平段810、第一圆弧段820、第二水平段830，第一水平段810的内圈与第一圆弧段820的外圈相连接，第一圆弧段820的内圈与第二水平段830的外圈相连接，第二水平段830的内圈能与真空灭弧室2的动导杆的外壁相接触。第一水平段810、第一圆弧段820、第二水平段830的厚度相等，第一水平段810、第一圆弧段820、第二水平段830的厚度为3.2mm左右。

[0051] 密封垫圈8采用一体成型工艺制成。第一水平段810的外圈设有第一防裂圈840，第二水平段830的内圈均设有第二防裂圈，第一防裂圈840的结构和第二防裂圈的结构相同。

[0052] 第一防裂圈840包括半圆形外圈841、第一支撑部842、第二支撑部843、第三支撑部844，半圆形外圈841的内圈的两个端部均与第一水平段810的外圈相连接。第一支撑部842的外圈与半圆形外圈841的内壁相连接，第一支撑部842的内圈与第一水平段810的外圈相连接，第二支撑部843的外圈与半圆形外圈841的内壁相连接，第二支撑部843的内圈与第一水平段810的外圈相连接，第三支撑部844的外圈与半圆形外圈841的内壁相连接，第三支撑部844的内圈与第一水平段810的外圈相连接，第一支撑部842和第三支撑部844分别位于第二支撑部843的两侧，第二支撑部843水平布置，第一支撑部842和第三支撑部844关于第二支撑部843的中心平面相对称，第一支撑部842的厚度等于第三支撑部844的厚度，第二支撑部843的厚度是第一支撑部842的厚度的1.6倍，半圆形外圈841的外径等于第一水平段810的厚度，半圆形外圈841的内径等于第一水平段810的厚度的0.8倍，第一支撑部842的厚度等于第一水平段810的厚度的0.2倍。采用所述密封垫圈8有效的保证了固封极柱在恶劣环境下依旧能够稳定工作，同时也提高了整体的使用寿命。

[0053] 如图8、图9、图10所示，用于成型固封极柱的成型模具中的凹模和型芯的具体结构分别如下：

[0054] 凹模由相对称的两块子凹模6组成，每块子凹模6上均开设有与浇注外壳1的一半的外轮廓形状相同的型腔，当两块子凹模6组合在一起后，两块子凹模6上的型腔可以构成与浇注外壳1的外轮廓形状相同的腔体。

[0055] 型芯7包括第一工作段710、第二工作段720、第三工作段730，其中，第一工作段710用于成型出第一安装孔110，第一工作段710的外壁上设有五个第一凸棱711，五个第一凸棱711用于在第一安装孔110的孔壁上成型出五个第一导流槽111。第二工作段720用于成型出第二安装孔120，第二工作段720的外壁上设有五个第二凸棱721，每个第二凸棱721靠近第一工作段710的一端均设有底壁为弧形的缺口722，每个缺口722均沿第二凸棱721的长度方向布置，而且缺口722的横截面形状与热管140的蒸发段所处在第二导流槽121内的扇形的横截面形状相同。第三工作段730用于成型出安装腔130。采用所述的型芯7去加工固封极柱，不仅能够有效的缩短整个加工时间，而且能够有效的保证产品各项尺寸的稳定性，误差小，同时能够很方便的预埋热管140，以及保证热管140预埋位置的准确度。

[0056] 一种固封极柱的生产方法，具体包括如下步骤：

[0057] S01、将上接线端子4固定在成型模具中的凹模的相应位置；

[0058] S02、将下接线端子5固定在成型模具中的凹模的相应位置；

[0059] S03、将热管140所要处在第二导流槽121内的部分粘接在成型模具中的型芯7的缺口722上，保证所有热管140全部对应的粘接在缺口722上，然后将整个型芯7固定在凹模的型腔内；

[0060] S04、向成型模具的空腔中注入熔融状态的塑料，完成对上接线端子4、下接线端子5以及热管140的包封，待塑料固化后，先脱去凹模，然后抽出型芯7，得到固封极柱半成品；

[0061] S05、向固封极柱半成品内依次安装真空灭弧室2、基座3，最后通过软联接将真空灭弧室2下端的出线端与下接线端子5相连，得到固封极柱成品。

[0062] 所注塑料为现有技术中制备固封极柱常用塑料，所注熔融状态的塑料的温度需远低于热管140的熔点。

[0063] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。