一种开关单元及旋转开关的制作方法

1.本实用新型涉及低压电器技术领域，具体而言，涉及一种开关单元及旋转开关。


背景技术：

2.旋转开关作为控制电路必不可少的电气元件之一，在电力系统中起着控制和保护的作用，在许多生产流程和技术设备中得到大量运用。
3.开关单元的壳体内部设置与外界连通的燃弧空间，动、静触头分闸时产生的电弧经由燃弧空间离开壳体。然而，现有的燃弧空间受壳体尺寸的限制，空间较小，电弧很快经由燃弧空间离开壳体，导致灭弧效果较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种开关单元及旋转开关，其具有较好的灭弧性能，能够增强电弧消游离效果。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.一种开关单元，其包括壳体以及设置于壳体中的动触头、静触头和第一磁体，动触头转动设置于壳体以形成配合静触头合分闸的弧形转动路径，壳体内划分有燃弧空间，燃弧空间位于弧形转动路径的外侧，燃弧空间具有相对设置的燃弧入口和燃弧出口，燃弧入口朝向弧形转动路径，燃弧出口位于壳体的侧壁，第一磁体位于燃弧空间的外侧并靠近燃弧出口。
7.可选的，作为一种可实施的方式，第一磁体的磁极表面平行于燃弧空间的燃弧侧壁。
8.可选的，作为一种可实施的方式，燃弧空间内设有至少两条朝向燃弧出口延伸的隔筋，隔筋与燃弧空间的燃弧侧壁间隔设置，相邻两条隔筋之间间隔设置。
9.可选的，作为一种可实施的方式，还包括设置于壳体中的至少两个第二磁体，至少两个第二磁体位于动触头的转动平面且分布于弧形转动路径的外侧，至少两个第二磁体沿弧形转动路径依次间隔排布，第二磁体与第一磁体间隔排布。
10.可选的，作为一种可实施的方式，第一磁体和与第一磁体相邻的第二磁体极性相反，相邻的两个第二磁体极性相反。
11.可选的，作为一种可实施的方式，第一磁体和与第一磁体相邻的第二磁体极性相同，相邻的两个第二磁体极性相同。
12.可选的，作为一种可实施的方式，燃弧入口的宽度大于燃弧出口的宽度，隔筋包括第一端和第二端，第一端靠近燃弧出口设置，靠近燃弧侧壁的隔筋的第一端与该燃弧侧壁之间的距离小于该隔筋的第二端与该燃弧侧壁之间的距离，相邻两个隔筋的第一端之间的距离小于第二端之间的距离。
13.可选的，作为一种可实施的方式，还包括沿动触头转动轴线方向层叠设置以形成夹腔的上层板和下层板，动触头设置于夹腔，静触头具有延伸至夹腔以位于弧形转动路径
上的延伸部。
14.可选的，作为一种可实施的方式，壳体呈矩形，燃弧空间、静触头和第一磁体均包括两个，两个静触头沿壳体的对角线间隔分布并分别与动触头的两端配合，两个燃弧空间和两个第一磁体分别相对于壳体的中心对称分布。
15.一种旋转开关，其包括动作机构以及开关本体，开关本体包括多个如上任一项的开关单元，多个开关单元依次层叠设置，动作机构与每个开关单元的动触头驱动连接以驱动多个开关单元的动触头同步转动。
16.本实用新型实施例的有益效果包括：
17.本实用新型提供的开关单元，其包括壳体以及设置于壳体中的动触头、静触头和第一磁体，动触头转动设置于壳体以形成配合静触头合分闸的弧形转动路径，壳体内划分有燃弧空间，燃弧空间位于弧形转动路径的外侧，燃弧空间具有相对设置的燃弧入口和燃弧出口，燃弧入口朝向弧形转动路径，燃弧出口位于壳体的侧壁，第一磁体位于燃弧空间的外侧并靠近燃弧出口。上述开关单元通过在壳体内燃弧空间的出口旁设置与燃弧空间内部相对应的第一磁体，增强燃弧空间的出口的磁场，拉长电弧并加强电弧的消游离，从而提升灭弧效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的旋转开关的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的开关单元的结构示意图之一；
21.图3为本实用新型实施例提供的开关单元的结构示意图之二；
22.图4为图3中a处的局部放大示意图；
23.图5为本实用新型实施例提供的一种磁极方向相反的磁体分布示意图；
24.图6为本实用新型实施例提供的另一种磁极方向相同的磁体分布示意图；
25.图7为本实用新型实施例提供的开关单元的结构示意图之三；
26.图8为本实用新型实施例提供的开关单元的结构示意图之四；
27.图9为本实用新型实施例提供的电弧受力示意图。
28.图标：010-旋转开关；020-开关本体；030-动作机构；100-开关单元；110-壳体；111-燃弧空间；1111-燃弧入口；1112-燃弧出口；1113-燃弧侧壁；120-动触头；130-静触头；140-第一磁体；141-磁极表面；150-隔筋；160-第二磁体；170-上层板；180-下层板；190-夹腔。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和
示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.本技术提供一种旋转开关010以及应用于旋转开关010中的开关本体020，开关本体020具有开关单元100，开关单元100的壳体110内划分有位于动触头120弧形转动路径外侧的燃弧空间111，通过在燃弧空间的出口1112旁设置第一磁体140，增强出口处的磁场，从而拉长电弧，加强电弧的消游离，提升灭弧效果。下面将结合附图，对本技术实施例进行描述。
35.请参照图1，旋转开关010包括动作机构030和开关本体020，动作机构030和开关本体020驱动连接，以此，由动作机构030实现对开关本体020的合分闸动作进行控制。开关本体020包括多个层叠设置的开关单元100，每一个开关单元100都内置有独立的触头系统，以此使得每一个开关单元100都可接入一路电路，并对所接入的电路进行通断控制。动作机构030可以与每一个开关单元100中触头系统的驱动关系，以此由同一动作机构030统一控制多个开关单元100的通断，保证各开关单元100中通断状态的一致性。
36.对于一个开关单元100来讲，其内置的触头系统可以仅包括一组相互配合的动静触头130(每组内仅包括一个静触头130和一个动触头120)，也可以包括两组、三组或多组相互配合的动静触头130，根据组数的不同，对应可以使得所接入的电路在断开时能够形成单断点、双断点、三断点或多断点，本技术对其不做限制，可以根据开关本体020实际所适用的场景进行对应设置以期满足不同的性能需求。需要说明的是，上述以组的形式对相互配合的动静触头130进行划分时，仅是从配合关系角度进行划分，并不代表实际结构的相互分离，例如可以将两组动静触头130中的两个动触头120进行集成，使之形成一个整体的结构，如图2所示，中间的动触头120的两端分别与两个静触头130配合，由此可形成双断点结构。
37.请参照图2和图3，本实施例提供一种开关单元100，其包括壳体110以及设置于壳体110中的动触头120、静触头130和第一磁体140，动触头120转动设置于壳体110以形成配
合静触头130合分闸的弧形转动路径，壳体110内划分有燃弧空间111，燃弧空间111位于弧形转动路径的外侧，燃弧空间111具有相对设置的燃弧入口1111和燃弧出口1112，燃弧入口1111朝向弧形转动路径，燃弧出口1112位于壳体110的侧壁，第一磁体140位于燃弧空间111的外侧并靠近燃弧出口1112。
38.具体的，动触头120转动设置在壳体110，静触头130固定设置在壳体110，并且静触头130具有位于动触头120转动路径上的部分，以此在动触头120的实际合分闸运动中，可以使得动触头120通过转动的方式与静触头130接触合闸或分离分闸，并形成弧形转动路径。需要说明的是，动触头120的弧形转动路径应当对应有合闸时的弧形转动路径和分闸时的弧形转动路径，在一些实施方式中，动触头120合闸对应的弧形转动路径和分闸对应的弧形转动路径连续且不重合，该种方式对应动触头120单向转动；而在一些实施方式中，动触头120合闸对应的弧形转动路径和分闸对应的弧形转动路径完全重合，该种方式对应动触头120双向往复转动；本技术则对此不作限制。
39.壳体110内部划分有位于弧形转动路径外侧的燃弧空间111，燃弧空间的燃弧入口1111对应弧形转动路径设置，动触头120和静触头130分离时在弧形转动路径上产生的电弧由燃弧入口1111进入燃弧空间111内，在运动的过程中逐渐被熄灭，未被熄灭的电弧则由燃弧出口1112喷出，离开壳体110。第一磁体140位于燃弧空间111的外侧(例如左侧、右侧或上方)，并靠近燃弧出口1112设置。第一磁体140产生的磁场改变了电弧的运动路径，使其朝向壳体110的底面或上一层开关单元100的壳体110运动，延长了电弧在燃弧空间111内的流动路线，进而减缓了电弧的喷出，增强了壳体110内的电弧电压。同时，电弧在与壳体110接触时，壳体110的表面还能加速电弧的冷却，加强电弧的消游离，有效提升了灭弧效果。
40.如上所述，本实施例提供的开关单元100，通过在壳体110内燃弧空间111的燃弧出口1112旁设置与燃弧空间111内部相对应的第一磁体140，增强燃弧出口1112的磁场，拉长电弧并加强电弧的消游离，从而提升灭弧效果。
41.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，连接第一磁体140的磁极表面141平行于燃弧空间111的燃弧侧壁1113。
42.第一磁体140包括相对的n极和s极，n极或s极所在的表面即为磁极表面141。燃弧空间111具有由燃弧入口1111向燃弧出口1112延伸的燃弧侧壁1113。第一磁体140的磁极表面141平行于燃弧侧壁1113，以更好的引导电弧运动，提高灭弧效果。
43.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，燃弧空间111内设有至少两条朝向燃弧出口1112延伸的隔筋150，隔筋150与燃弧空间111的燃弧侧壁1113间隔设置，相邻两条隔筋150之间间隔设置。
44.为了在燃弧空间111有限的空间内尽可能多的熄灭电弧，提高灭弧效果，燃弧空间111内设有至少两条隔筋150，隔筋150由燃弧入口1111向燃弧出口1112延伸，隔筋150与燃弧侧壁1113之间、相邻的两条隔筋150之间均存在空隙，以将燃弧空间111间隔出多个灭弧腔室。电弧进入燃弧空间111后，被隔筋150分流，分别进入不同的灭弧腔室，多个灭弧腔室的出口汇聚为一体后与燃弧出口1112连通。隔筋150将电弧拉长，延长了电弧在燃弧空间111内的流动路线，进而减缓了电弧的喷出，使壳体110内的电弧电压保持在较高状态，提升了灭弧效果。同时，隔筋150的侧壁还能加速电弧的冷却，具有电弧消游离的效果。通过第一磁体140与隔筋150的配合，能够进一步提升开关单元100的灭弧性能。
45.应理解，隔筋150的数量可以为两个、三个、四个或者更多，具体可以根据燃弧空间111的尺寸进行设置，示例地，如图2所示，当隔筋150的数量为两个时，燃弧空间111被划分出三个灭弧腔室。壳体110可以一体成型设置，也可以分别加工隔筋150及其他部分，然后固定连接。隔筋150的高度不能过低，应等于或略小于壳体110的厚度，以免大部分电弧由隔筋150上方直接运动至燃弧出口1112喷出，无法起到提高灭弧性能、冷却电弧和加强电弧消游离的作用。
46.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，燃弧入口1111的宽度大于燃弧出口1112的宽度，隔筋150包括第一端和第二端，第一端靠近燃弧出口1112设置，靠近燃弧侧壁1113的隔筋150的第一端与该燃弧侧壁1113之间的距离小于该隔筋150的第二端与该燃弧侧壁1113之间的距离，相邻两个隔筋150的第一端之间的距离小于第二端之间的距离。
47.隔筋150在其延伸方向具有第一端和第二端，第一端靠近燃弧出口1112，第二端靠近燃弧入口1111。隔筋150可分为两类，第一类隔筋150靠近燃弧侧壁1113，第一类隔筋150的一侧是燃弧侧壁1113，另一侧是其他隔筋150；第二类隔筋150是远离燃弧侧壁1113的隔筋150，第二类隔筋150的两侧均是其他隔筋150。
48.第一类隔筋150的第一端与燃弧侧壁1113之间的距离(即图4中的l1)小于第一类隔筋150的第二端与燃弧侧壁1113之间的距离(即图4中的d1)，也即是，位于燃弧侧壁1113和第一类隔筋150之间的灭弧腔室的入口的宽度大于出口的宽度。相邻两个隔筋150的第一端之间的距离(即图4中的l2)小于第二端之间的距离(即图4中的d2)，也即是，位于两个隔筋150之间的灭弧腔室的入口的宽度大于出口的宽度。
49.燃弧入口1111的宽度大于燃弧出口1112的宽度，每个灭弧腔室的入口的宽度大于出口的宽度，均是为了将电弧顺利引入其内。而每个灭弧腔室的形状基本相同，使得每个灭弧腔室的分流能力基本一致，有利于均匀分散电弧。
50.应理解，隔筋150一定包括第一类隔筋150，但可以不包括第二类隔筋150，示例地，当隔筋150的数量为两个时，隔筋150仅包括第一类隔筋150；当隔筋150的数量为三个或者更多时，隔筋150既包括第一类隔筋150，也包括第二类隔筋150。
51.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，还包括设置于壳体110中的至少两个第二磁体160，至少两个第二磁体160位于动触头120的转动平面且分布于弧形转动路径的外侧，至少两个第二磁体160沿弧形转动路径依次间隔排布，第二磁体160与第一磁体140间隔排布。
52.至少两个第二磁体160位于动触头120的转动平面，并且分布于该动触头120的弧形转动路径的外侧(例如至少两个第二磁体160位于同一弧形转动路径背离该弧形转动路径所对圆心角的一侧)，由此便于减薄开关单元100的厚度，并且能够避免第二磁体160与动静触头130产生干涉。至少两个第二磁体160沿同一弧形转动路径依次间隔排布，第二磁体160和第一磁体140间隔排布，由此，一方面便于第一磁体140和第二磁体160所产生的磁场能够更加全面的覆盖电弧的产生区域(分闸时动触头120的端部扫过的区域)和熄灭区域(燃弧空间111)，增大磁场对于电弧的作用区域，另一方面，各个磁体相互间隔的方式能够独立产生不同磁场，以此，借助各个磁场的共同作用于电弧的方式，加速其熄灭的速度，再一方面，第二磁体160沿着同一弧形转动路径排布的方式能够更加贴合该动触头120的弧形
转动路径，以此提高磁场对于电弧的作用效果。
53.需要说明的是，本技术中针对一组动静触头130(一个动触头120和一个静触头130)来讲，设置至少两个磁体与该组动静触头130对应按照前述设置方式分布，如当触头系统包括两组动静触头130时，同理应当对应设置两组磁体(每组磁体中均包括至少两个磁体)以分别与其以组为单位一一对应。
54.请参照图3和图5，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，第一磁体140和与第一磁体140相邻的第二磁体160极性相反，相邻的两个第二磁体160极性相反。
55.如图5所示，对于第一磁体140来讲：s极位于第一磁体140靠近燃弧空间111的表面，n极位于第一磁体140远离燃弧空间111的表面；对于与第一磁体140相邻的第二磁体160来讲：s极位于该第二磁体160靠近弧形转动路径b的表面，n极位于该第二磁体160远离弧形转动路径b的表面；对于不与第一磁体140相邻的第二磁体160来讲：s极位于该第二磁体160远离弧形转动路径b的表面，n极位于该第二磁体160靠近弧形转动路径b的表面。应理解，图5仅为一种可行的相邻两个磁体极性相反的分布方式。
56.如此设置，第一磁体140和至少两个第二磁体160产生的多个磁场中，存在两类磁场，一类磁场对电弧产生第一方向的作用力，另一类磁场则对电弧产生第二方向的作用力，其中第一方向与第二方向相背，由此，在两类磁场作用于电弧时，能够将电弧的长度拉伸，从而加速其熄灭的速度。
57.请参照图3和图6，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，第一磁体140和与第一磁体140相邻的第二磁体160极性相同，相邻的两个第二磁体160极性相同。
58.如图6所示，对于第一磁体140来讲：s极位于第一磁体140靠近燃弧空间111的表面，n极位于第一磁体140远离燃弧空间111的表面；对于与第一磁体140相邻的第二磁体160来讲：s极位于该第二磁体160远离弧形转动路径b的表面，n极位于该第二磁体160靠近弧形转动路径b的表面；对于不与第一磁体140相邻的第二磁体160来讲：s极位于该第二磁体160远离弧形转动路径b的表面，n极位于该第二磁体160靠近弧形转动路径b的表面。应理解，图6仅为一种可行的相邻两个磁体极性相同的分布方式。
59.如此设置，第一磁体140和至少两个第二磁体160产生的磁场能够相互叠加，使得作用于电弧的磁吹力变强，可以引导电弧尽快离开壳体110。
60.请参照图7和图8，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，还包括沿动触头120转动轴线方向层叠设置以形成夹腔190的上层板170和下层板180，动触头120设置于夹腔190，静触头130具有延伸至夹腔190以位于弧形转动路径上的延伸部，在动触头120的合分闸过程中，实际与静触头130上的延伸部接触或分离。
61.请结合参照图9，在极性相反的两个第二磁体160各自所产生磁场作用于电弧d时，其中一个第二磁体160所产生的磁场对电弧d产生向上的作用力f1，以此引导电弧d靠近上层板170，另一个第二磁体160所产生的磁场对电弧d产生向下的作用力f2，以此引导电弧d靠近下层板180，由此在将电弧d进行拉伸变长的基础上，使得电弧d与上层板170和下层板180进行接触，从而对其进行冷却，进而进一步的加速电弧d熄灭的速度。
62.请参照图2和图3，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，壳体110呈矩形，燃弧空间111、静触头130和第一磁体140均包括两个，两个静触头130沿壳体110的对角线间隔分布并分别与动触头120的两端配合，两个燃弧空间111和两个第一磁体140分别
相对于壳体110的中心对称分布。
63.当开关单元100包括一个旋转的动触头120和两个沿壳体110的对角线分布的静触头130时，动触头120的两端分别与两个静触头130配合以实现同步的合闸和分闸。此时，需要两个燃弧空间111分别对动触头120的两端分闸时产生的电弧进行熄灭。两个静触头130相对于壳体110的中心对称分布，相应地，两个燃弧空间111和两个第一磁体140也分别相对于壳体110的中心对称分布，以使动触头120两侧的灭弧效果基本一致。
64.本实用新型实施例还公开了一种旋转开关010，其包括动作机构030以及开关本体020，开关本体020包括多个如上任一项的开关单元100，多个开关单元100依次层叠设置，动作机构030与每个开关单元100的动触头120驱动连接以驱动多个开关单元100的动触头120同步转动。
65.该旋转开关010包含与前述实施例中的开关单元100相同的结构和有益效果。开关单元100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
66.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。