包括具有由單晶氧化鋁制成的若干透明部分的絕緣主體的真空開關(guān)的制作方法
【專利摘要】一種真空開關(guān)（2；30；50）包括：真空封套（4）；固定觸點(diǎn)組件（6），其部分地在真空封套內(nèi)；以及可移動觸點(diǎn)組件（7），其部分地在真空封套內(nèi)并且在與固定觸點(diǎn)組件電接觸的閉合位置和從固定觸點(diǎn)組件分隔開的斷開位置之間可移動。真空封套包括絕緣主體（5），所述絕緣主體（5）包括若干透明部分（8），所述透明部分（8）由用于觀察在真空封套內(nèi)的固定觸點(diǎn)組件和可移動觸點(diǎn)組件的單晶氧化鋁（Al2O3）制成。
【專利說明】包括具有由單晶氧化鋁制成的若干透明部分的絕緣主體的真空開關(guān)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年8月I日提交的題為“Vacuum Switch Including AnInsulating Body Having A Number Of Transparent Portions Made Of A Single CrystalAlumina”的美國專利申請?zhí)朜0.13/195,070的權(quán)益，其在此通過引用并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開概念涉及諸如例如包括真空封套(諸如例如真空斷續(xù)器)的真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]真空斷續(xù)器包括在絕緣并且不透氣地密封真空腔內(nèi)設(shè)置的可分離主觸點(diǎn)。真空腔通常包括例如并且不限于用于由若干端構(gòu)件(例如不限于諸如金屬端板；端蓋；密封帽的金屬組件)覆蓋的電絕緣的若干陶瓷部分(例如不限于若干管狀陶瓷部分)，以形成其中可部分抽真空的封套。示例陶瓷部分通常是圓柱形；然而可使用其它合適的橫截面形狀。通常利用兩個(gè)端構(gòu)件。其中存在多個(gè)陶瓷部分時(shí)，內(nèi)部中心屏蔽可被設(shè)置在示例陶瓷部分之間。
[0005]通常，用于電絕緣的陶瓷的若干部分為若干實(shí)心不透明結(jié)構(gòu)。
[0006]美國專利N0.4，408，107公開了包括外殼的真空封套，所述外殼采用以陶瓷或結(jié)晶玻璃形式由絕緣材料制造的端板而由非磁性金屬材料制成。
[0007]美國專利N0.4，249，050公開了真空開關(guān)，所述真空開關(guān)包括:由絕緣圓柱體限定的真空容器以及端板，所述絕緣圓柱體優(yōu)選由諸如玻璃的透明材料制成。圓柱形構(gòu)件可由金屬圓柱體構(gòu)造，所述金屬圓柱體在與屏蔽之間的間隙對應(yīng)的部分處具有玻璃窗口，以允許真空容器內(nèi)部的直接觀察。
[0008]美國專利申請公開N0.2007/0278187公開了附接到外殼以形成開關(guān)或斷續(xù)器組件的真空瓶。真空瓶包含觸點(diǎn)。致動元件連接到用于開關(guān)或斷續(xù)器的致動機(jī)構(gòu)。用于觸點(diǎn)的指示器附接到致動機(jī)構(gòu)的絕緣桿。指示器具有紅色部分(用于指示觸點(diǎn)閉合)和綠色部分(用于指示觸點(diǎn)斷開)。觀察窗口通過外殼延伸，以使得當(dāng)致動機(jī)構(gòu)斷開或閉合觸點(diǎn)時(shí)，指示器的紅色部分或綠色部分與觀察窗口對齊并且示出觸點(diǎn)位置。
[0009]美國專利申請公開N0.2007/0295694公開了具有觀察窗口的真空瓶，所述觀察窗口與在瓷套管內(nèi)的斷路器串聯(lián)安裝。剛性管和彈性套管被設(shè)置以限定至少半透明的觀察窗口，并且通過該窗口可看出開關(guān)觸點(diǎn)的斷開或閉合位置。剛性管通過模制透明或至少半透明的塑料材料而制作。塑料材料可以是諸如安全玻璃的熱塑性聚合物。
[0010]在諸如真空開關(guān)的電開關(guān)裝置中存在改進(jìn)的空間。
[0011 ] 在真空斷續(xù)器中同樣存在改進(jìn)的空間。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]這些需求和其它需求通過所公開概念的實(shí)施例而滿足，在該公開概念中真空開關(guān)包括諸如例如并且不限于在絕緣主體中存在的窗口、區(qū)域、一個(gè)主體或多個(gè)主體的若干透明部分。因此，絕緣主體的全部或絕緣主體的一部分由透明材料制成，該透明材料由用于觀察真空封套內(nèi)的固定觸點(diǎn)組件和可移動觸點(diǎn)組件的單晶氧化鋁(Al2O3)制成。
[0013]根據(jù)公開概念的實(shí)施例，真空開關(guān)包括:真空封套；固定觸點(diǎn)組件，其部分地在真空封套內(nèi)；以及可移動觸點(diǎn)組件，其部分地在真空封套內(nèi)并且在與固定觸點(diǎn)組件電接觸的閉合位置和從固定觸點(diǎn)組件分隔開的斷開位置之間可移動；其中真空封套包括絕緣主體，所述絕緣主體包括若干透明部分，所述透明部分由用于觀察在真空封套內(nèi)的固定觸點(diǎn)組件和可移動觸點(diǎn)組件的單晶氧化鋁(Al2O3)制成。
[0014]若干透明部分可以是若干藍(lán)寶石構(gòu)件。
[0015]絕緣主體可進(jìn)一步包括若干開口 ；以及若干藍(lán)寶石構(gòu)件中的每個(gè)部件可在若干開口的相應(yīng)一個(gè)開口處被釬焊到絕緣主體。
[0016]絕緣主體可由單晶氧化鋁(Al2O3)制成；以及若干透明部分可以是絕緣主體的全部。
[0017]絕緣主體可以是由單晶氧化鋁(Al2O3)制成的實(shí)心圓柱體的形式。
[0018]若干透明部分可以是若干透明窗口。
[0019]若干透明部分可以是若干透明區(qū)域。
[0020]若干透明部分可以是絕緣主體的全部。
[0021]絕緣主體可進(jìn)一步包括若干開口 ；以及若干透明部分中的每個(gè)部分可以在若干開口的相應(yīng)一個(gè)開口處被釬焊到絕緣主體。
[0022]絕緣主體可以在若干邊緣處被金屬化；若干邊緣中的每個(gè)邊緣由若干開口中的相應(yīng)一個(gè)開口來限定；若干透明部分中的每個(gè)部分在與絕緣主體的金屬化的若干邊緣中的一個(gè)邊緣對應(yīng)的外圍邊緣處可被金屬化；以及金屬化的外圍邊緣可被釬焊到絕緣主體的金屬化的若干邊緣中的相應(yīng)一個(gè)邊緣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)從優(yōu)選實(shí)施例的以下描述中可獲得所公開概念的充分理解，在附圖中:
[0024]圖1是根據(jù)公開概念實(shí)施例而在斷開位置中的真空開關(guān)的部分分解等距視圖。
[0025]圖2是在閉合位置中圖1的真空開關(guān)的等距視圖。
[0026]圖3是根據(jù)公開概念的另一個(gè)實(shí)施例而在斷開位置中的真空開關(guān)的等距視圖。
[0027]圖4是在閉合位置中圖3的真空開關(guān)的等距視圖。
[0028]圖5是根據(jù)公開概念的另一個(gè)實(shí)施例而在閉合位置中的真空開關(guān)的等距視圖。【具體實(shí)施方式】
[0029]如在此所采用的，術(shù)語“若干”應(yīng)指一或大于一的整數(shù)(即多個(gè))。
[0030]如在此所采用的，將兩個(gè)或更多部分“連接”或“耦接”到一起的陳述應(yīng)指該部分直接結(jié)合到一起或通過一個(gè)或多個(gè)中間部分結(jié)合。此外，如在此所采用的，將兩個(gè)或更多部分“附接”的陳述應(yīng)指將該部分直接結(jié)合到一起。
[0031]如在此所使用的，術(shù)語“真空封套”指在其中采用部分真空的封套。
[0032]如在此所使用的，術(shù)語“部分真空”指通過合適機(jī)構(gòu)(例如不限于空氣泵；真空爐)而部分耗盡(例如到適用的最高程度；到相對高的程度；到適用于在真空開關(guān)裝置應(yīng)用中使用的程度)的空間(例如在真空封套內(nèi))。
[0033]雖然公開的概念適用于真空開關(guān)的廣泛范圍，但是結(jié)合真空斷續(xù)器描述了公開的概念。
[0034]公開的概念使真空斷續(xù)器的可分離觸點(diǎn)能夠在斷開或閉合位置中通過采用作為絕緣主體的部分或作為絕緣主體的若干透明部分而看到。
[0035]雖然玻璃窗口是已知的，但是玻璃沒有陶瓷、多晶氧化鋁、單晶氧化鋁或藍(lán)寶石一樣穩(wěn)固，并且將更容易破裂。隨著時(shí)間的推移，因?yàn)椴Ａ]有陶瓷、多晶氧化鋁、單晶氧化鋁或藍(lán)寶石一樣致密，所以玻璃將允許氫氣滲透穿過玻璃并且導(dǎo)致真空開關(guān)失去其部分真空質(zhì)量。陶瓷、多晶氧化鋁、單晶氧化鋁或藍(lán)寶石幾乎永遠(yuǎn)提供良好質(zhì)量的部分真空。同樣，將玻璃附接到陶瓷將出現(xiàn)問題，因?yàn)椴ＡУ慕殡姀?qiáng)度沒有陶瓷、多晶氧化鋁、單晶氧化鋁或藍(lán)寶石的介電強(qiáng)度一樣良好。
[0036]參考圖1和圖2，示出了諸如真空斷續(xù)器2的真空開關(guān)。真空開關(guān)2包括真空封套4 ;固定觸點(diǎn)組件6，其部分地在真空封套4內(nèi)；以及可移動觸點(diǎn)組件7，其部分地在真空封套4內(nèi)并且在與固定觸點(diǎn)組件6電接觸的閉合位置(圖2)和從固定觸點(diǎn)組件6分隔開的斷開位置(圖1)之間可移動。真空封套4是絕緣主體，所述絕緣主體包括若干透明部分8 (例如但不限于在圖1和圖2中示出兩個(gè)透明部分8)，所述透明部分8由用于觀察在真空封套4內(nèi)的固定觸點(diǎn)組件6和可移動觸點(diǎn)組件7的單晶氧化鋁(Al2O3)(例如藍(lán)寶石)制成。
[0037]真空封套4的絕緣主體5可由多晶氧化鋁(Al2O3)制成。
[0038]若干透明部分8可以是若干藍(lán)寶石構(gòu)件。
[0039]如在圖1和圖2中所示，透明部分8是釬焊到真空封套4的絕緣主體5中的示例透明藍(lán)寶石構(gòu)件(例如盤片)。這提供用于觀察可分離觸點(diǎn)12位置的若干觀察窗口 10，該可分離觸點(diǎn)12由固定觸點(diǎn)組件6和在閉合位置(圖2)或斷開位置(圖1)中的可移動觸點(diǎn)組件7來形成。雖然示出了示例透明藍(lán)寶石盤片，但是透明部分8可具有例如并且不限于諸如用于裝飾性理由的矩形形狀和/或彎曲表面的任何合適形狀。
[0040]真空封套4的絕緣主體5包括若干開口 14。若干透明部分8 (例如若干藍(lán)寶石構(gòu)件)中的每個(gè)部分在若干開口 14的相應(yīng)一個(gè)開口處被釬焊到絕緣主體5。
[0041]若干透明部分8可以是若干透明窗口。
[0042]真空封套4的絕緣主體5可以在若干邊緣16處被金屬化。若干邊緣16中的每個(gè)邊緣可由若干開口 14中的相應(yīng)一個(gè)開口限定。若干透明部分8中的每個(gè)部分在與絕緣主體的金屬化的若干邊緣16中的一個(gè)邊緣對應(yīng)的外圍邊緣18處可被金屬化。金屬化的外圍邊緣可被釬焊到絕緣主體5的金屬化的若干邊緣16中的相應(yīng)一個(gè)邊緣。
[0043]在真空斷續(xù)器2的制造期間，真空封套4的接口區(qū)域(例如16、18)首先被金屬化并且然后被釬焊。絕緣主體5是在接口區(qū)域處金屬化的圓柱體20，該接口區(qū)域是若干邊緣
16。若干透明部分8 (例如若干透明窗口)同樣在接口區(qū)域處被金屬化，該接口區(qū)域是若干邊緣18。若干透明窗口和圓柱體20在金屬化區(qū)域處被釬焊。一對端構(gòu)件22、24在圓柱體20端處被耦接以完成真空封套4。
[0044]在公開實(shí)施例中，真空采用例如真空爐(未示出)來內(nèi)部實(shí)現(xiàn)?？諝庠谡婵諣t中從內(nèi)部去除，并且然后圓柱體20和若干透明部分8在真空循環(huán)結(jié)束時(shí)被釬焊到一起。結(jié)束結(jié)果是在真空斷續(xù)器2內(nèi)側(cè)的真空。
[0045]參考圖3和圖4，示出了諸如真空斷續(xù)器30的另一個(gè)真空開關(guān)。真空斷續(xù)器30與圖1的真空斷續(xù)器2類似，例外的是若干透明部分(例如不限于在圖3和圖4中示出一個(gè)透明部分32)是若干透明區(qū)域34，并且示例真空斷續(xù)器30的真空封套的絕緣主體由如下來形成:由多晶氧化鋁(Al2O3)制成的第一上(關(guān)于圖3)圓柱體36 ;由單晶氧化鋁(Al2O3)(例如藍(lán)寶石)制成的中央透明區(qū)域34;以及由多晶氧化鋁(Al2O3)制成的第二下(關(guān)于圖3)圓柱體38。一對端構(gòu)件40、42在相應(yīng)圓柱體36、38端處被耦接以完成真空封套。
[0046]圖5示出諸如在閉合位置中的真空斷續(xù)器50的另一個(gè)真空開關(guān)。在此，真空封套52是絕緣主體54，該絕緣主體54是由藍(lán)寶石制成的實(shí)心圓柱體。例如并且不限于，藍(lán)寶石是多種礦物剛玉、氧化鋁(Al2O3)的寶石。在該示例中，若干透明部分56是絕緣主體54的全部。一對端構(gòu)件58、60在絕緣主體54端處被耦接以完成真空封套。
[0047]雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了所公開概念的特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)本公開的全部教導(dǎo)可對那些細(xì)節(jié)開發(fā)各種修改和替代。因此，對于由所附權(quán)利要求及其任何和所有的等價(jià)方式的完整寬度給出的所公開概念的范圍而言，所公開的特定設(shè)置意味著只是說明性的而不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種真空開關(guān)(2 ；30 ;50)，其包括: 真空封套(4)； 固定觸點(diǎn)組件(6)，其部分地在所述真空封套內(nèi)；以及 可移動觸點(diǎn)組件(7)，其部分地在所述真空封套內(nèi)并且在與固定觸點(diǎn)組件電接觸的閉合位置和從固定觸點(diǎn)組件分隔開的斷開位置之間可移動； 其中所述真空封套包括絕緣主體(5),所述絕緣主體(5)包括若干透明部分(8),所述透明部分(8)由用于觀察在所述真空封套內(nèi)的所述固定觸點(diǎn)組件和所述可移動觸點(diǎn)組件的單晶氧化鋁(Al2O3)制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2;30)，其中所述絕緣主體進(jìn)一步包括由多晶氧化鋁(Al2O3)制成的圓柱體(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2；30 ;50)，其中所述若干透明部分是若干藍(lán)寶石構(gòu)件(8 ；32 ;56)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空開關(guān)(2)，其中所述絕緣主體(5)進(jìn)一步包括若干開口(14)；以及其中所述若干藍(lán)寶石構(gòu)件中的每個(gè)構(gòu)件在若干開口的相應(yīng)一個(gè)開口處被釬焊到絕緣主體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(50)，其中所述絕緣主體(54)由單晶氧化鋁(Al2O3)制成；以及其 中所述若干透明部分(56)是絕緣主體的全部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空開關(guān)(50)，其中所述絕緣主體(54)為由單晶氧化鋁(Al2O3)制成的實(shí)心圓柱體(54)的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2)，其中所述若干透明部分(8)是若干透明窗口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(30)，其中所述若干透明部分(32)是若干透明區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(50)，其中所述若干透明部分(56)是絕緣主體(54)的全部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2)，其中絕緣主體進(jìn)一步包括若干開口(14);以及其中所述若干透明部分中的每個(gè)部分在若干開口的相應(yīng)一個(gè)開口處被釬焊到絕緣主體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的真空開關(guān)(2)，其中絕緣主體在若干邊緣(16)處被金屬化；其中所述若干邊緣中的每個(gè)邊緣由若干開口中的相應(yīng)一個(gè)開口限定；其中所述若干透明部分中的每個(gè)部分在與絕緣主體的金屬化的若干邊緣中的一個(gè)邊緣對應(yīng)的外圍邊緣(18)處被金屬化；以及其中金屬化的外圍邊緣被釬焊到絕緣主體的金屬化的若干邊緣中的相應(yīng)一個(gè)邊緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2；30 ;50)，其中真空開關(guān)是真空斷續(xù)器(2 ；30 ；50)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2；30 ;50)，其中所述單晶氧化鋁(Al2O3)是藍(lán)寶
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14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2)，其中所述若干透明部分是多個(gè)透明部分(8)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)(2)，其中所述真空封套進(jìn)一步包括耦接到絕緣主體的多個(gè)端構(gòu)件(22，24)。
【文檔編號】H01H33/662GK103718264SQ201280037312
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】B·A·羅森克蘭斯, W·李 申請人:伊頓公司