包括具有由单晶氧化铝制成的若干透明部分的绝缘主体的真空开关的制作方法
【专利摘要】一种真空开关（2；30；50）包括：真空封套（4）；固定触点组件（6），其部分地在真空封套内；以及可移动触点组件（7），其部分地在真空封套内并且在与固定触点组件电接触的闭合位置和从固定触点组件分隔开的断开位置之间可移动。真空封套包括绝缘主体（5），所述绝缘主体（5）包括若干透明部分（8），所述透明部分（8）由用于观察在真空封套内的固定触点组件和可移动触点组件的单晶氧化铝（Al2O3）制成。
【专利说明】包括具有由单晶氧化铝制成的若干透明部分的绝缘主体的真空开关
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年8月I日提交的题为“Vacuum Switch Including AnInsulating Body Having A Number Of Transparent Portions Made Of A Single CrystalAlumina”的美国专利申请号N0.13/195,070的权益，其在此通过引用并入本文中。
【技术领域】
[0003]本公开概念涉及诸如例如包括真空封套(诸如例如真空断续器)的真空开关的真空开关装置。
【背景技术】
[0004]真空断续器包括在绝缘并且不透气地密封真空腔内设置的可分离主触点。真空腔通常包括例如并且不限于用于由若干端构件(例如不限于诸如金属端板；端盖；密封帽的金属组件)覆盖的电绝缘的若干陶瓷部分(例如不限于若干管状陶瓷部分)，以形成其中可部分抽真空的封套。示例陶瓷部分通常是圆柱形；然而可使用其它合适的横截面形状。通常利用两个端构件。其中存在多个陶瓷部分时，内部中心屏蔽可被设置在示例陶瓷部分之间。
[0005]通常，用于电绝缘的陶瓷的若干部分为若干实心不透明结构。
[0006]美国专利N0.4，408，107公开了包括外壳的真空封套，所述外壳采用以陶瓷或结晶玻璃形式由绝缘材料制造的端板而由非磁性金属材料制成。
[0007]美国专利N0.4，249，050公开了真空开关，所述真空开关包括:由绝缘圆柱体限定的真空容器以及端板，所述绝缘圆柱体优选由诸如玻璃的透明材料制成。圆柱形构件可由金属圆柱体构造，所述金属圆柱体在与屏蔽之间的间隙对应的部分处具有玻璃窗口，以允许真空容器内部的直接观察。
[0008]美国专利申请公开N0.2007/0278187公开了附接到外壳以形成开关或断续器组件的真空瓶。真空瓶包含触点。致动元件连接到用于开关或断续器的致动机构。用于触点的指示器附接到致动机构的绝缘杆。指示器具有红色部分(用于指示触点闭合)和绿色部分(用于指示触点断开)。观察窗口通过外壳延伸，以使得当致动机构断开或闭合触点时，指示器的红色部分或绿色部分与观察窗口对齐并且示出触点位置。
[0009]美国专利申请公开N0.2007/0295694公开了具有观察窗口的真空瓶，所述观察窗口与在瓷套管内的断路器串联安装。刚性管和弹性套管被设置以限定至少半透明的观察窗口，并且通过该窗口可看出开关触点的断开或闭合位置。刚性管通过模制透明或至少半透明的塑料材料而制作。塑料材料可以是诸如安全玻璃的热塑性聚合物。
[0010]在诸如真空开关的电开关装置中存在改进的空间。
[0011 ] 在真空断续器中同样存在改进的空间。
【发明内容】
[0012]这些需求和其它需求通过所公开概念的实施例而满足，在该公开概念中真空开关包括诸如例如并且不限于在绝缘主体中存在的窗口、区域、一个主体或多个主体的若干透明部分。因此，绝缘主体的全部或绝缘主体的一部分由透明材料制成，该透明材料由用于观察真空封套内的固定触点组件和可移动触点组件的单晶氧化铝(Al2O3)制成。
[0013]根据公开概念的实施例，真空开关包括:真空封套；固定触点组件，其部分地在真空封套内；以及可移动触点组件，其部分地在真空封套内并且在与固定触点组件电接触的闭合位置和从固定触点组件分隔开的断开位置之间可移动；其中真空封套包括绝缘主体，所述绝缘主体包括若干透明部分，所述透明部分由用于观察在真空封套内的固定触点组件和可移动触点组件的单晶氧化铝(Al2O3)制成。
[0014]若干透明部分可以是若干蓝宝石构件。
[0015]绝缘主体可进一步包括若干开口 ；以及若干蓝宝石构件中的每个部件可在若干开口的相应一个开口处被钎焊到绝缘主体。
[0016]绝缘主体可由单晶氧化铝(Al2O3)制成；以及若干透明部分可以是绝缘主体的全部。
[0017]绝缘主体可以是由单晶氧化铝(Al2O3)制成的实心圆柱体的形式。
[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区域。
[0020]若干透明部分可以是绝缘主体的全部。
[0021]绝缘主体可进一步包括若干开口 ；以及若干透明部分中的每个部分可以在若干开口的相应一个开口处被钎焊到绝缘主体。
[0022]绝缘主体可以在若干边缘处被金属化；若干边缘中的每个边缘由若干开口中的相应一个开口来限定；若干透明部分中的每个部分在与绝缘主体的金属化的若干边缘中的一个边缘对应的外围边缘处可被金属化；以及金属化的外围边缘可被钎焊到绝缘主体的金属化的若干边缘中的相应一个边缘。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]当结合附图阅读时从优选实施例的以下描述中可获得所公开概念的充分理解，在附图中:
[0024]图1是根据公开概念实施例而在断开位置中的真空开关的部分分解等距视图。
[0025]图2是在闭合位置中图1的真空开关的等距视图。
[0026]图3是根据公开概念的另一个实施例而在断开位置中的真空开关的等距视图。
[0027]图4是在闭合位置中图3的真空开关的等距视图。
[0028]图5是根据公开概念的另一个实施例而在闭合位置中的真空开关的等距视图。【具体实施方式】
[0029]如在此所采用的，术语“若干”应指一或大于一的整数(即多个)。
[0030]如在此所采用的，将两个或更多部分“连接”或“耦接”到一起的陈述应指该部分直接结合到一起或通过一个或多个中间部分结合。此外，如在此所采用的，将两个或更多部分“附接”的陈述应指将该部分直接结合到一起。
[0031]如在此所使用的，术语“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，术语“部分真空”指通过合适机构(例如不限于空气泵；真空炉)而部分耗尽(例如到适用的最高程度；到相对高的程度；到适用于在真空开关装置应用中使用的程度)的空间(例如在真空封套内)。
[0033]虽然公开的概念适用于真空开关的广泛范围，但是结合真空断续器描述了公开的概念。
[0034]公开的概念使真空断续器的可分离触点能够在断开或闭合位置中通过采用作为绝缘主体的部分或作为绝缘主体的若干透明部分而看到。
[0035]虽然玻璃窗口是已知的，但是玻璃没有陶瓷、多晶氧化铝、单晶氧化铝或蓝宝石一样稳固，并且将更容易破裂。随着时间的推移，因为玻璃没有陶瓷、多晶氧化铝、单晶氧化铝或蓝宝石一样致密，所以玻璃将允许氢气渗透穿过玻璃并且导致真空开关失去其部分真空质量。陶瓷、多晶氧化铝、单晶氧化铝或蓝宝石几乎永远提供良好质量的部分真空。同样，将玻璃附接到陶瓷将出现问题，因为玻璃的介电强度没有陶瓷、多晶氧化铝、单晶氧化铝或蓝宝石的介电强度一样良好。
[0036]参考图1和图2，示出了诸如真空断续器2的真空开关。真空开关2包括真空封套4 ;固定触点组件6，其部分地在真空封套4内；以及可移动触点组件7，其部分地在真空封套4内并且在与固定触点组件6电接触的闭合位置(图2)和从固定触点组件6分隔开的断开位置(图1)之间可移动。真空封套4是绝缘主体，所述绝缘主体包括若干透明部分8 (例如但不限于在图1和图2中示出两个透明部分8)，所述透明部分8由用于观察在真空封套4内的固定触点组件6和可移动触点组件7的单晶氧化铝(Al2O3)(例如蓝宝石)制成。
[0037]真空封套4的绝缘主体5可由多晶氧化铝(Al2O3)制成。
[0038]若干透明部分8可以是若干蓝宝石构件。
[0039]如在图1和图2中所示，透明部分8是钎焊到真空封套4的绝缘主体5中的示例透明蓝宝石构件(例如盘片)。这提供用于观察可分离触点12位置的若干观察窗口 10，该可分离触点12由固定触点组件6和在闭合位置(图2)或断开位置(图1)中的可移动触点组件7来形成。虽然示出了示例透明蓝宝石盘片，但是透明部分8可具有例如并且不限于诸如用于装饰性理由的矩形形状和/或弯曲表面的任何合适形状。
[0040]真空封套4的绝缘主体5包括若干开口 14。若干透明部分8 (例如若干蓝宝石构件)中的每个部分在若干开口 14的相应一个开口处被钎焊到绝缘主体5。
[0041]若干透明部分8可以是若干透明窗口。
[0042]真空封套4的绝缘主体5可以在若干边缘16处被金属化。若干边缘16中的每个边缘可由若干开口 14中的相应一个开口限定。若干透明部分8中的每个部分在与绝缘主体的金属化的若干边缘16中的一个边缘对应的外围边缘18处可被金属化。金属化的外围边缘可被钎焊到绝缘主体5的金属化的若干边缘16中的相应一个边缘。
[0043]在真空断续器2的制造期间，真空封套4的接口区域(例如16、18)首先被金属化并且然后被钎焊。绝缘主体5是在接口区域处金属化的圆柱体20，该接口区域是若干边缘
16。若干透明部分8 (例如若干透明窗口)同样在接口区域处被金属化，该接口区域是若干边缘18。若干透明窗口和圆柱体20在金属化区域处被钎焊。一对端构件22、24在圆柱体20端处被耦接以完成真空封套4。
[0044]在公开实施例中，真空采用例如真空炉(未示出)来内部实现。空气在真空炉中从内部去除，并且然后圆柱体20和若干透明部分8在真空循环结束时被钎焊到一起。结束结果是在真空断续器2内侧的真空。
[0045]参考图3和图4，示出了诸如真空断续器30的另一个真空开关。真空断续器30与图1的真空断续器2类似，例外的是若干透明部分(例如不限于在图3和图4中示出一个透明部分32)是若干透明区域34，并且示例真空断续器30的真空封套的绝缘主体由如下来形成:由多晶氧化铝(Al2O3)制成的第一上(关于图3)圆柱体36 ;由单晶氧化铝(Al2O3)(例如蓝宝石)制成的中央透明区域34;以及由多晶氧化铝(Al2O3)制成的第二下(关于图3)圆柱体38。一对端构件40、42在相应圆柱体36、38端处被耦接以完成真空封套。
[0046]图5示出诸如在闭合位置中的真空断续器50的另一个真空开关。在此，真空封套52是绝缘主体54，该绝缘主体54是由蓝宝石制成的实心圆柱体。例如并且不限于，蓝宝石是多种矿物刚玉、氧化铝(Al2O3)的宝石。在该示例中，若干透明部分56是绝缘主体54的全部。一对端构件58、60在绝缘主体54端处被耦接以完成真空封套。
[0047]虽然已经详细描述了所公开概念的特定实施例，但是本领域的技术人员应该理解，根据本公开的全部教导可对那些细节开发各种修改和替代。因此，对于由所附权利要求及其任何和所有的等价方式的完整宽度给出的所公开概念的范围而言，所公开的特定设置意味着只是说明性的而不是限制性的。
【权利要求】
1.一种真空开关(2 ；30 ;50)，其包括: 真空封套(4)； 固定触点组件(6)，其部分地在所述真空封套内；以及 可移动触点组件(7)，其部分地在所述真空封套内并且在与固定触点组件电接触的闭合位置和从固定触点组件分隔开的断开位置之间可移动； 其中所述真空封套包括绝缘主体(5),所述绝缘主体(5)包括若干透明部分(8),所述透明部分(8)由用于观察在所述真空封套内的所述固定触点组件和所述可移动触点组件的单晶氧化铝(Al2O3)制成。
2.根据权利要求1所述的真空开关(2;30)，其中所述绝缘主体进一步包括由多晶氧化铝(Al2O3)制成的圆柱体(20)。
3.根据权利要求1所述的真空开关(2；30 ;50)，其中所述若干透明部分是若干蓝宝石构件(8 ；32 ;56)。
4.根据权利要求3所述的真空开关(2)，其中所述绝缘主体(5)进一步包括若干开口(14)；以及其中所述若干蓝宝石构件中的每个构件在若干开口的相应一个开口处被钎焊到绝缘主体。
5.根据权利要求1所述的真空开关(50)，其中所述绝缘主体(54)由单晶氧化铝(Al2O3)制成；以及其 中所述若干透明部分(56)是绝缘主体的全部。
6.根据权利要求5所述的真空开关(50)，其中所述绝缘主体(54)为由单晶氧化铝(Al2O3)制成的实心圆柱体(54)的形式。
7.根据权利要求1所述的真空开关(2)，其中所述若干透明部分(8)是若干透明窗口。
8.根据权利要求1所述的真空开关(30)，其中所述若干透明部分(32)是若干透明区域。
9.根据权利要求1所述的真空开关(50)，其中所述若干透明部分(56)是绝缘主体(54)的全部。
10.根据权利要求1所述的真空开关(2)，其中绝缘主体进一步包括若干开口(14);以及其中所述若干透明部分中的每个部分在若干开口的相应一个开口处被钎焊到绝缘主体。
11.根据权利要求10所述的真空开关(2)，其中绝缘主体在若干边缘(16)处被金属化；其中所述若干边缘中的每个边缘由若干开口中的相应一个开口限定；其中所述若干透明部分中的每个部分在与绝缘主体的金属化的若干边缘中的一个边缘对应的外围边缘(18)处被金属化；以及其中金属化的外围边缘被钎焊到绝缘主体的金属化的若干边缘中的相应一个边缘。
12.根据权利要求1所述的真空开关(2；30 ;50)，其中真空开关是真空断续器(2 ；30 ；50)。
13.根据权利要求1所述的真空开关(2；30 ;50)，其中所述单晶氧化铝(Al2O3)是蓝宝
O
14.根据权利要求1所述的真空开关(2)，其中所述若干透明部分是多个透明部分(8)。
15.根据权利要求1所述的真空开关(2)，其中所述真空封套进一步包括耦接到绝缘主体的多个端构件(22，24)。
【文档编号】H01H33/662GK103718264SQ201280037312
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年6月13日 优先权日:2011年8月1日
【发明者】B·A·罗森克兰斯, W·李 申请人:伊顿公司