用于真空断续器、排气补偿器或阀门的波纹管的制作方法

1.本发明涉及一种用于真空断续器、排气补偿器或阀门的波纹管。


背景技术：

2.低压(lv)、中压(mv)和高压(hv)真空断续器(vi)通常设有波纹管以密封内部真空并且用于可移动触头。波纹管经受频繁操作，尤其是在相对较高的冲程、操作速度和振动下。关于vi的机械寿命，波纹管通常是vi中的限制vi的寿命的部分。这同样适用于用于排气补偿器和阀门的波纹管，其中用于这些设备的波纹管也可以是这些设备的寿命的限制因素。
3.需要解决这个问题。


技术实现要素：

4.因此，具有一种用于真空断续器、排气补偿器或阀门的改进波纹管可能是有利的。
5.本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中在从属权利要求中并入了其他实施例。
6.在一个方面中，提供了一种用于真空断续器、排气补偿器或阀门的波纹管，该波纹管包括：
[0007]-主体，包括第一材料。
[0008]
主体包括第一端部部分并且包括第二端部部分。第一端部部分被配置为连接到真空断续器、排气补偿器或阀门的第一部分。第二端部部分被配置为连接到真空断续器、排气补偿器或阀门的第二部分。主体包括柔性段。柔性段被配置为使得第一端部部分能够相对于第二端部部分移动。柔性段的内表面的至少一部分包括与第一材料不同的第二材料；和/或柔性段的外表面的至少一部分包括第二材料。
[0009]
在一个示例中，第一材料是不锈钢。
[0010]
在一个示例中，第二材料的厚度在0.5μm至100μm的范围内。
[0011]
在一个示例中，用于内表面的第二材料的厚度与用于外表面的第二材料的厚度不同。
[0012]
在一个示例中，用于内表面的第二材料的厚度与用于外表面的第二材料的厚度相同。
[0013]
在一个示例中，第二材料的硬度小于第一材料的硬度。
[0014]
在一个示例中，波纹管用于真空断续器，并且第二材料包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬或镍。
[0015]
在一个示例中，波纹管用于排气补偿器或阀门，并且第二材料包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬、镍锌或锡。
[0016]
在一个示例中，第二材料由第一材料的表面处理形成。
[0017]
在一个示例中，柔性段的内表面的至少一部分包括与第一材料不同并且与第二材
料不同的第三材料；和/或柔性段的外表面的至少一部分包括第三材料。
[0018]
在一个示例中，包括第二材料的柔性段的内表面的至少一部分还包括第三材料；和/或包括第二材料的柔性段的外表面的至少一部分还包括第三材料。
[0019]
在一个示例中，第三材料的厚度在0.5μm至100μm的范围内。
[0020]
在一个示例中，用于内表面的第三材料的厚度与用于外表面的第三材料的厚度不同。
[0021]
在一个示例中，其中用于内表面的第三材料的厚度与用于外表面的第三材料的厚度相同。
[0022]
在一个示例中，第三材料的硬度小于第一材料的硬度。
[0023]
在一个示例中，波纹管用于真空断续器，并且其中第三材料包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬或镍。
[0024]
在一个示例中，该波纹管用于排气补偿器或阀门，并且其中第三材料包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬、镍锌或锡。
[0025]
在一个示例中，第三材料由第一材料的表面处理形成。
[0026]
在另一方面中，提供了一种真空断续器、排气补偿器或阀门，其包括根据第一方面的波纹管。
[0027]
参考下文所描述的实施例，上述方面和示例将变得显而易见并且得以阐明。
附图说明
[0028]
以下参考以下附图对示例性实施例进行描述：
[0029]
图1示出了穿过具有如本文中所描述的波纹管的示例的处于断开位置的真空断续器的示例的横截面；
[0030]
图2示出了这里所描述的波纹管的示例，其中还示出了横截面和扩大视图；以及
[0031]
图3示出了这里所描述的波纹管的示例，其中还示出了横截面和扩大视图。
具体实施方式
[0032]
图1至图3涉及一种用于真空断续器、排气补偿器或阀门的波纹管。在一个示例中，波纹管包括主体，该主体包括第一材料。主体包括第一端部部分并且包括第二端部部分。第一端部部分被配置为连接到真空中断器、排气补偿器或阀门的第一部分。第二端部部分被配置为连接到真空断续器、排气补偿器或阀门的第二部分。主体包括柔性段。柔性段被配置为使得第一端部部分能够相对于第二端部部分移动。柔性段的内表面的至少一部分包括不同于第一材料的第二材料。附加地或可替代地，柔性段的外表面的至少一部分包括第二材料。
[0033]
这里参考一种用于真空中断器、排气补偿器或阀门的波纹管，然而这并不意味着完全相同的波纹管可以装配到真空中断器、排气补偿器或阀门。相反，具有所描述的结构特征的波纹管可以以不同形式与真空中断器、排气补偿器或阀门一起使用。
[0034]
根据一个示例，第一材料是不锈钢。
[0035]
根据一个示例，第二材料的厚度在0.5μm至100μm的范围内。
[0036]
根据一个示例，当这些设施的内表面和外表面或部分都包括第二材料时，用于内
表面的第二材料的厚度与用于外表面的第二材料的厚度不同。然而，可替代地，用于内表面的第二材料的厚度可以与用于外表面的第二材料的厚度相同。
[0037]
根据一个示例，第二材料的硬度小于第一材料的硬度。
[0038]
根据一个示例，波纹管用于真空断续器。在该示例中，第二材料可以包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬或镍。
[0039]
根据一个示例，波纹管用于排气补偿器或阀门。在该示例中，第二材料可以包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬、镍锌或锡。
[0040]
然而，根据一个示例，第二材料不需要是涂层，但是可以由第一材料的表面处理形成。
[0041]
根据一个示例，柔性段的内表面的至少一部分包括与第一材料不同并且与第二材料不同的第三材料。附加地或可替代地，柔性段的外表面的至少一部分包括第三材料。
[0042]
根据一个示例，包括第二材料的柔性段的内表面的至少一部分还包括第三材料。附加地或可替代地，包括第二材料的柔性段的外表面的至少一部分还包括第三材料。
[0043]
根据一个示例，第三材料的厚度在0.5μm至100μm的范围内。
[0044]
根据一个示例，当波纹管的至少一部分的内表面和外表面包括第三材料时，用于内表面的第三材料的厚度与用于外表面的第三材料的厚度不同。可替代地，用于内表面的第三材料的厚度可以与用于外表面的第三材料的厚度相同。
[0045]
根据一个示例，第三材料的硬度小于第一材料的硬度。
[0046]
根据一个示例，波纹管用于真空断续器，并且第三材料可以包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬或镍。
[0047]
根据一个示例，波纹管用于排气补偿器或阀门，并且第三材料可以包括以下各项的电镀涂层：金、银、铬、镍锌或锡。
[0048]
根据一个示例，第三材料不需要是涂层，并且第三材料可以由第一材料的表面处理形成。
[0049]
根据上文描述，应当清楚，真空断续器、排气补偿器或阀可以具有如上文所描述的波纹管。
[0050]
当波纹管用于真空断续器时，波纹管的第一端部部分可以连接到真空断续器的可移动触头载体，并且波纹管的第二端部部分可以连接到真空断续器的下盖。本领域技术人员应当领会，波纹管可以连接到其他地方，同时在可移动触头的移动期间维持真空完整性。
[0051]
通常用于波纹管的主要材料是不锈钢。它与用于制造vi的真空烘箱中的高温兼容，并且它提供良好的腐蚀保护。它还是这样一种材料，其提供了所需机械刚度和结构，以承受真空力并且使得对于许多如今的应用(如配电断路器(cb))而言能够具有合理的机械寿命。对于其他应用，例如，每天操作电弧炉若干次的cb或接触器，机械寿命太短或必须使用复杂驱动器来以平滑方式操作vi。
[0052]
发明人认识到，通过使用第二材料涂覆波纹管，可以减小波纹管的最暴露区域处的机械应力。还认识到，可以对不锈钢进行表面处理以改变表面的性质，从而提供类似或相同的效果。然后，使用分布机械应力的第二材料覆盖相对较硬的不锈钢形式的裂纹的那些区域。最终结构是夹层结构，其中两层可以结合它们的特定优点以改善波纹管的机械寿命—不锈钢提供稳定性并且涂层降低波纹管在许多操作之后变脆的风险。然后，由于两种
材料之间的边界处的不同晶体结构阻碍了裂纹发展，所以开始形成的裂纹不易行进通过由主材料内涂层形成的波纹管的总壁厚。
[0053]
涂层还可以用于增加波纹管的机械刚度，例如，增加可以承受的压力。
[0054]
发明人还认识到，波纹管不仅可以应用于真空断续器，而且可以应用于其他设备，诸如排气补偿器或阀门。因此，对于这些设备，使用上文所描述的涂层可以加强波纹管和/或增加其机械寿命。
[0055]
再者，除了所涂覆的主体之外，经过表面处理的不锈钢主体还具有上述优点。此外，还可以将其他主体材料用于不锈钢，并且仍然涂覆如上文所描述的那些材料。预期对这些材料的表面处理也可以提供相同的优点。
[0056]
继续参考附图，图1示出了处于断开位置的vi的横截面。当vi闭合时，电流由固定触头载体40、固定触头件50、可移动触头件60和可移动触头载体70传导。真空通过由上盖10、绝缘体20、下盖30和波纹管80组成的环绕壳体保持在内部。波纹管80是如上文所描述的新波纹管，并且如下文所更详细地描述的。
[0057]
图2示出了这种波纹管80的示例。它基本上由主材料82组成，并且在该示例中，主体80的外部82涂覆有涂层材料84。如图3所示，涂层也可以被限制到波纹管内部或外部的某一区域，其中只有波纹管的外部的上端和下端被涂覆。涂层84在位置85处结束(或开始；视角问题)。在扩展部分86处更详细地示出了所涂覆的区域。部分涂层的目的可以是仅保护波纹管的机械最大负载区域。
[0058]
合适涂层是例如金、银、铬和镍的电镀涂层。对于vi应用，因为vi的制造过程期间的高温，所以如锌或锡之类的金属不太合适。然而，对于如阀门或排气补偿器之类的应用，这些金属也是合适的。
[0059]
以下提供了关于特定可能实施例的具体细节。
[0060]
这种电镀涂层的合适厚度为0.5μm至100μm。
[0061]
作为示例，波纹管的内部被涂覆。
[0062]
作为示例，波纹管的外部被涂覆。
[0063]
作为示例，波纹管的内部和外部都涂覆有相同材料和相同厚度或不同厚度。
[0064]
作为示例，波纹管的内部和外部都涂覆有不同材料和相同厚度或不同厚度。
[0065]
作为示例，波纹管的内部和/或外部涂覆有多于一种的材料，例如，波纹管的同一侧上作为第一涂层的镍和作为第二涂层的铬的组合。
[0066]
作为示例，波纹管的内部和/或外部被部分涂覆。
[0067]
作为示例，涂层的硬度低于波纹管的硬度。
[0068]
此外，如上文所描述的，为了提供上文所描述的优点，可以对不锈钢的外表面进行处理以改变特性，而非涂覆波纹管的主体材料(诸如不锈钢)的内表面和/或外表面或这些设施的部分。
[0069]
附图标记
[0070]
1真空断续器(vi)
[0071]
10上盖
[0072]
20绝缘体
[0073]
30下盖
[0074]
40固定触头载体
[0075]
50固定触头件
[0076]
60可移动触头件
[0077]
70可移动触头载体
[0078]
80波纹管
[0079]
82波纹管80的主要材料
[0080]
84波纹管80的涂层
[0081]
85部分涂层的结束/开始
[0082]
86部分涂层的区域。