一种直流电控制防冰冻继电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种直流电控制防冰冻继电器，包括：第一开闭部件，其具有可分开和可闭合的第一间隙；第二开闭部件，其具有可分开和可闭合的第二间隙，所述第二开闭部件被布置成与第一开闭部件并排在一起，以使得第一间隙和第二间隙并排地布置；励磁驱动部件，其被设置成促使第一开闭部件与第二开闭部件同时地动作；以及永磁体，其被设置成以相同的方向向第一开闭部件的第一间隙以及第二开闭部件的第二间隙施加磁场。本实用新型实现了可将冰层的冷凝从触点转移到其他表面，以解决低温潮湿环境中的继电器所附着冰层的干扰。
【专利说明】一种直流电控制防冰冻继电器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子元器件【技术领域】，尤其涉及一种直流电控制防冰冻继电器。
【背景技术】
[0002]继电器作为一种采用低电压微电流的输入来实现对输出端的高电压强电流控制的理想元器件，常随着低温潮湿的工作环境，造成触点表层附着冰层见图1，造成两种不良控制效果:常开控制时，摆臂吸合过程触点接触不良；常闭控制时，摆臂释放过程触点粘连。
[0003]在工业控制领域应用中继电器的连接方式见图1，在系统组成上一般采用单片机作为控制单元，再通过三极管的通断实现对继电器摆臂的吸合和释放提供控制信号，其中单片机供电系统为低压+5V，继电器的输出端供电源电压为Vsup+，继电器的触点电压为Vsw0
[0004]针对继电器触点附着冰层接触不良的现行解决方法是:继电器内部采用防水密封工艺手段，使其内腔空气中在生产出厂时就相对隔离外部低温潮湿工作环境；利用类似于避免触点尖端电弧烧灼的电控方法，在单片机控制摆臂吸合或释放达到稳定之前，快速通断几次三极管使得继电器摆臂联动衔铁完成若干次对触点的敲击，达到清除触点表层异物的目的。这两种方法的缺点是，增加了生产工艺的难度和硬件成本，而电控策略以牺牲执行动作的时间为代价，造成继电器输出端响应的时效性较差。
[0005]有鉴于此，需要解决低温潮湿环境中的继电器所附着冰层的干扰。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:解决低温潮湿环境中的继电器所附着冰层的干扰。
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供一种直流电控制防冰冻继电器，包括:第一继电器主体，其包括第一开闭部件和第一励磁驱动部件，第一励磁驱动部件被设置成促使第一开闭部件工作，第一开闭部件包括第一可动接点和第一固定接点，这两个接点隔着第一间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第一开闭部件还包括第二可动接点和第二固定接点，这两个接点隔着第二间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第一开闭部件还包括具有所述第一固定接点的第一固定弹簧端子、具有所述第二固定接点的第二固定弹簧端子、以及具有所述第一可动接点和第二可动接点的第一可动弹性构件，第一可动弹性构件跨过第一固定弹簧端子以及第二固定弹簧端子延伸；第二继电器主体，其包括第二开闭部件和第二励磁驱动部件，第二励磁驱动部件被设置成促使第二开闭部件工作，第二开闭部件包括第三可动接点和第三固定接点，这两个接点隔着第三间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第二开闭部件还包括第四可动接点和第四固定接点，这两个接点隔着第四间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第二开闭部件还包括具有所述第三固定接点的第三固定弹簧端子、具有所述第四固定接点的第四固定弹簧端子、以及具有所述第三可动接点和第四可动接点的第二可动弹性构件，第二可动弹性构件跨过第三固定弹簧端子以及第四固定弹簧端子延伸；壳体，其包括侧板部件和顶板部件，并遮盖着第一继电器主体和第二继电器主体；以及第一永磁体和第二永磁体，它们被固定到壳体的顶板部件上，以使得第一永磁体面对着第一间隙和第二间隙，并使得第二永磁体面对着第三间隙和第四间隙，第一永磁体和第二永磁体被定向成具有对着第一到第四间隙的相同的磁极第一按压部件，与所述第一永磁体之间具有第一空腔；第二按压部件，与所述第二永磁体之间具有第二空腔；以及导热材料，其位于所述第一和第二空腔中，并连通所述磁轭和所述第一按压部件与所述第二按压部件中的至少一个，以将热从所述磁轭传递到所述第一按压部件和所述第二按压部件中的所述至少一个并防止水在所述第一按压部件和所述第二按压部件中的所述至少一个上冷凝。
[0008]进一步地，继电器还包括外壳以接纳所述磁轭、所述第一按压部件的至少一部分、所述第一按压部件和所述导热材料。
[0009]进一步地,所述导热材料直接地接触所述磁轭。
[0010]进一步地，所述导热材料直接地接触所述第一按压部件以将热从所述磁轭传递到所述第一按压部件。
[0011]进一步地，所述导热材料包括基于油脂的材料和聚合物中的一种，该聚合物包括陶瓷和石墨颗粒中的一种的填料。
[0012]本实用新型的有益效果是:可将热从磁轭传递到金属触点以相对于其余部分(塑料、其他金属元件)提供触点上的较慢的温度降低，且从而将冰层的冷凝从触点转移到其他表面，以解决低温潮湿环境中的继电器所附着冰层的干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1中的示意图表示了根据本发明的继电器的结构原理；
[0014]图2中的示意图表示了带有该继电器的电路装置。
【具体实施方式】
[0015]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0016]图1中的示意图表示了根据本发明的继电器的结构原理。图2中的示意图表示了带有该继电器的电路装置。参见图1和图2，继电器10包括:并排布置的第一开闭部件11和第二开闭部件20 ;第一永磁体块件30，其作用在第一开闭部件11上；以及第二永磁体块件40，其作用在第二开闭部件20上。在附图中，X1-X2线指代的是第一开闭部件11和第二开闭部件20的布置方向，Y1-Y2线指代的是第一、第二开闭部件11和20上可动接点与固定接点相互面对的方向，Z1-Z2指代的是第一、第二开闭部件11和20上弹簧端子的长度方向。
[0017]第一开闭部件11包括带有第一固定接点12的第一固定弹簧端子13和具有第一可动接点14的第一可动弹簧端子15。在第一固定接点12与第一可动接点14之间存在着第一间隙17。第一间隙17的方向即为Y1-Y2的方向。第二开闭部件20包括带有第二固定接点22的第二固定弹簧端子23和具有第二可动接点24的第二可动弹簧端子25。在第二固定接点22与第二可动接点24之间存在着第二间隙27。第二间隙27的方向即为Y1-Y2的方向。作为励磁驱动部件的励磁线圈16被布置成面对着第一、第二开闭部件11和20。
[0018]在图2中，为了便于图示表示，将励磁线圈16表示为处于开闭部件11和20的Y2侦U。参见图1中的(b)部分，作为电弧抑制器或消弧器的第一永磁体块件30被布置在第一开闭部件11的Zl侧，且其N极处于Z2侧，S极处于Zl侧，该块件具有足够强的磁力，从而可在第一间隙17中施加Z2方向的强磁场53。参见图1中的(d)部分,与第一永磁体块件30相同，作为电弧抑制器或消弧器的第二永磁体块件40被布置在第二开闭部件20的Zl侦牝且其N极处于Z2侧，S极处于Zl侧，该块件具有足够强的磁力，从而可在第二间隙27中施加Z2方向的强磁场54。在图中，磁场53和54由磁力线指代。第一、第二间隙17和27中的磁场53和54的方向(Z2方向)垂直于第一、第二间隙17和27的方向0il_Y2方向)。继电器10包括分别从弹簧端子13、15、23、以及25的基部沿Ζ2方向突伸的接线端61、62、63、以及64，并包括与励磁线圈16上对应端部相连接的接线端120和121，接线端120和121沿Ζ2方向突伸，从而能被安装到印刷电路板上。在接线端61上用符号和/或字符或字母标明了该接线端61是用于与直流电源的正极进行连接的。并用符号和/或字符或字母在接线端63上标明了接线端63将与直流电源的负极进行连接。在接线端62上标明该接线端62将与负载电路的一端进行连接。同样地，在接线端64上标明该接线端64将与负载电路的另一端进行连接。
[0019]采用了该继电器10的电路70包括:直流电源71，其输出高达几百伏特的电压；负载电路72 ;第一互连电路73，其将直流电源71的正极与负载电路72连接起来；以及第二互连电路74，其将直流电源71的负极与负载电路72连接起来。电路70包括位于直流电源71 一侧的电路部分75、和位于负载电路72 —侧的电路部分76，在该电路70中，电流的流动方向由图1和图2中的箭头进行指示。第一互连电路73和第二互连电路74被制在印刷电路板80的一侧上，且被制成电路图案的形式。参见图2，在印刷电路板80上，在第一互连电路73的中间制有两个通孔81和82，它们的排列对应于第一开闭部件11的两个接线端61和62，并且，在第二互连电路74的中间制有两个通孔83和84，它们的排列对应于第二开闭部件20的两个接线端63和64。第一互连电路73包括从直流电源71的正极延伸出的电路图案73Ρ，第二互连电路74包括从直流电源71的负极延伸出的电路图案74Ρ。第一互连电路73包括从负载电路72 —端延伸出的电路图案73L，第二互连电路74包括从负载电路72另一端延伸出的电路图案74L。通孔81被制在电路图案73Ρ的端部处，通孔83被制在电路图案74Ρ的端部处，通孔82被制在电路图案73L的端部处，通孔84被制在电路图案74L的端部处。接线端61、62、63、以及64被分别插入到通孔81、82、83、以及84中，且被焊接在此处,接线端120和121被插入并焊接到印刷电路板80上制出的对应通孔中，这样就将继电器10安装到了印刷电路板80上，并可使用该继电器了。
[0020]当直流电从励磁线圈16中流过从而使得励磁线圈16被激励时，第一可动接点14将与第一固定接点12接触，第二可动接点24将与第二固定接点22接触，这样就闭合了继电器10。结果就是，电流将按照箭头所指的方向流动，从而，负载电路72处于工作状态。当停止向励磁线圈16供电时，第一可动接点14移动而脱离与第一固定接点12的接触，第二可动接点24移动而脱离与第二固定接点22的接触。一旦第一可动接点14移动而与第一固定接点12脱离接触，马上就会在第一间隙17处产生电弧(电弧电流)，类似地，一旦第二可动接点24移动而脱离与第二固定接点22的接触，则马上就会在第二间隙27处产生出电弧(电弧电流)。
[0021]在此条件下，由第一永磁体块件30向第一间隙17施加强磁场53。因而，如图1中的(c)部分所示，按照Fleming的左手定律，在电弧上将作用着X2方向的洛伦茨力(L0rentz)F2，从而使得电弧如图中标记90所指的那样:从第一间隙17中沿X2方向偏斜而被吹出，从而能立即熄灭。另外，由于电弧被从第一间隙17中沿着X2方向吹出、并立即熄灭，所以，第一可动接点14和第一固定接点12不会受到任何损害。由第二永磁体块件40向第二间隙27施加强磁场54。因而，如图1中的(e)部分所示，按照Fleming的左手定律，在电弧上将作用着Xl方向的洛伦茨力F1，从而使得电弧如图中标记91所指的那样:从第二间隙27中沿Xl方向偏斜而被吹出，从而能立即熄灭。另外，由于电弧被从第二间隙27中沿着Xl方向吹出、并立即熄灭，所以，第二可动接点24和第二固定接点22不会受到任何损害。
[0022]当第一可动接点14移离第一固定接点12而与其脱离接触、且当第二可动接点24移离第二固定接点22而与其脱离接触时，第一互连电路73与第二互连电路74在继电器10中的部分处被同时断开，从而，在电流70中，位于直流电源71 —侧的电路部分75与位于负载电路72 —侧的电路部分76被分开，由此实现了相互完全独立。结果就是，即使地电位是不稳定的，也不会向负载电路72输送任何电流。另外，由于可动接点14、24以及固定接点12、22都不会受到损坏，所以，继电器10即使经过多次工作之后，其性能也不会出现下降，因而，继电器10具有很长的可用工作寿命。
[0023]本实用新型提供一种直流电控制防冰冻继电器，包括:第一继电器主体，其包括第一开闭部件和第一励磁驱动部件，第一励磁驱动部件被设置成促使第一开闭部件工作，第一开闭部件包括第一可动接点和第一固定接点，这两个接点隔着第一间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第一开闭部件还包括第二可动接点和第二固定接点，这两个接点隔着第二间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第一开闭部件还包括具有所述第一固定接点的第一固定弹簧端子、具有所述第二固定接点的第二固定弹簧端子、以及具有所述第一可动接点和第二可动接点的第一可动弹性构件，第一可动弹性构件跨过第一固定弹簧端子以及第二固定弹簧端子延伸；第二继电器主体，其包括第二开闭部件和第二励磁驱动部件，第二励磁驱动部件被设置成促使第二开闭部件工作，第二开闭部件包括第三可动接点和第三固定接点，这两个接点隔着第三间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第二开闭部件还包括第四可动接点和第四固定接点，这两个接点隔着第四间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第二开闭部件还包括具有所述第三固定接点的第三固定弹簧端子、具有所述第四固定接点的第四固定弹簧端子、以及具有所述第三可动接点和第四可动接点的第二可动弹性构件，第二可动弹性构件跨过第三固定弹簧端子以及第四固定弹簧端子延伸；壳体，其包括侧板部件和顶板部件，并遮盖着第一继电器主体和第二继电器主体；以及第一永磁体和第二永磁体，它们被固定到壳体的顶板部件上，以使得第一永磁体面对着第一间隙和第二间隙，并使得第二永磁体面对着第三间隙和第四间隙，第一永磁体和第二永磁体被定向成具有对着第一到第四间隙的相同的磁极第一按压部件，与所述第一永磁体之间具有第一空腔；第二按压部件，与所述第二永磁体之间具有第二空腔；以及导热材料，其位于所述第一和第二空腔中，并连通所述磁轭和所述第一按压部件与所述第二按压部件中的至少一个，以将热从所述磁轭传递到所述第一按压部件和所述第二按压部件中的所述至少一个并防止水在所述第一按压部件和所述第二按压部件中的所述至少一个上冷凝。
[0024]进一步地，继电器还包括外壳以接纳所述磁轭、所述第一按压部件的至少一部分、所述第一按压部件和所述导热材料。
[0025]进一步地,所述导热材料直接地接触所述磁轭。
[0026]进一步地，所述导热材料直接地接触所述第一按压部件以将热从所述磁轭传递到所述第一按压部件。
[0027]进一步地，所述导热材料包括基于油脂的材料和聚合物中的一种，该聚合物包括陶瓷和石墨颗粒中的一种的填料。
[0028]继电器通常包括外壳、磁轭、衔铁及第一按压部件和第二按压部件。继电器还包括第一按压部件，第一按压部件与衔铁和弯曲触点成一体，且第一按压部件连接到第一按压部件。第一按压部件从外壳的下侧突出。继电器还包括第二按压部件，当希望激活磁轭并导致第一按压部件、第二按压部件彼此接触时，该第二按压部件电联接到磁轭以提供电流。多个第二按压部件也从外壳突出。继电器还包括常闭接触触点，其联接到弯曲触点。当继电器关闭(或停用)时，该常闭接触触点接触第一按压部件。当继电器被激活时，第一按压部件远离常闭触点移动以接触第二按压部件以使电流从继电器流动。磁轭和第三触点界定在其之间的开口。第一导热材料(例如，热垫)位于开口内以接触磁轭和第三触点的可包括触点的一部分以将热传递到第二按压部件。第一支撑构件可位于外壳内或与外壳成一体以支撑或接合第一导热材料的至少一侧。应认识，开口可呈现任何数量的形状尺寸以有利于接纳并支撑第一导热材料。第一导热材料还可包括导热泡沫，其改进发热的电部件和散热器之间的接触。
[0029]通常地，第一导热材料可与磁轭和触点热连通以将热从磁轭传递到触点。在一个示例中，第一导热材料可与磁轭直接接触。磁轭本身通常是继电器内的最大部件且其包括铜。一旦磁轭被激发(或激活)，则磁轭发热。在该情况下，磁轭充当热存储元件，因为磁轭提供以比继电器内的其他部件大的热惯性。例如，磁轭比继电器内的其他部件存储热较长的时间量。另外，磁轭比继电器内的其他部件需要更多时间冷却。相反，触点中的每个通常具有小金属质量且因此更快冷却。
[0030]使用了第一导热材料的继电器可使触点和磁轭之间的温度相等。例如，热从磁轭传递到触点导致触点的温度增加，当继电器停用时，这对触点提供较慢的冷却周期。继电器一停用，该情况就防止水移动到触点。在该情况下，水将移动到外壳内的其他区域，一旦继电器停用，则外壳内的该其他区域可呈现比触点冷的温度。最后，当所有的热从磁轭完全地传递且通过第一导热材料348时，触点的温度将降低。然而，在该情况下，水已经移动到继电器的其他部分且水将不冻结在触点上。
[0031]应认识，第二导热材料可被添加到继电器并定位成也直接地接触磁轭。例如，虽然图1阐示了第一导热材料联接到第三触点和第二按压部件，但是第二导热材料可位于空腔中，空腔形成在磁轭和常闭接触触点之间。第二导热材料于是可接触多个第三触点以将热从磁轭传递到第一按压部件(即，当继电器在备用(或未被激活)时)以延迟第一按压部件的冷却。同样地，第二导热材料可形成、成形或配置成当继电器停用时，接触常闭接触触点以将热从磁轭传递到第一按压部件。另外，第二导热材料可组合或形成为与第一导热材料成一体。通常地，第一导热材料和第二导热材料中的每一种可包括基于油脂的材料或添加有陶瓷、石墨颗粒等等的填料的聚合物。
[0032]通常地，在此公开的实施方式可将热从磁轭传递到金属触点以相对于其余部分(塑料、其他金属元件)提供触点上的较慢的温度降低，且从而将冰层的冷凝从触点转移到其他表面。等到触点变得足够冷，周围空气将使水分减少到“可接受的”水平，使得在触点上将发生很少的冷凝或不发生冷凝。
[0033]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种直流电控制防冰冻继电器，其特征在于，包括: 第一继电器主体，其包括第一开闭部件和第一励磁驱动部件，第一励磁驱动部件被设置成促使第一开闭部件工作，第一开闭部件包括第一可动接点和第一固定接点，这两个接点隔着第一间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第一开闭部件还包括第二可动接点和第二固定接点，这两个接点隔着第二间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第一开闭部件还包括具有所述第一固定接点的第一固定弹簧端子、具有所述第二固定接点的第二固定弹簧端子、以及具有所述第一可动接点和第二可动接点的第一可动弹性构件，第一可动弹性构件跨过第一固定弹簧端子以及第二固定弹黃端子延伸； 第二继电器主体，其包括第二开闭部件和第二励磁驱动部件，第二励磁驱动部件被设置成促使第二开闭部件工作，第二开闭部件包括第三可动接点和第三固定接点，这两个接点隔着第三间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第二开闭部件还包括第四可动接点和第四固定接点，这两个接点隔着第四间隙相互面对着，从而可移动为相互接触和相互脱离接触的状态，第二开闭部件还包括具有所述第三固定接点的第三固定弹簧端子、具有所述第四固定接点的第四固定弹簧端子、以及具有所述第三可动接点和第四可动接点的第二可动弹性构件，第二可动弹性构件跨过第三固定弹簧端子以及第四固定弹黃端子延伸； 壳体，其包括侧板部件和顶板部件，并遮盖着第一继电器主体和第二继电器主体；以及 第一永磁体和第二永磁体，它们被固定到壳体的顶板部件上，以使得第一永磁体面对着第一间隙和第二间隙，并使得第二永磁体面对着第三间隙和第四间隙，第一永磁体和第二永磁体被定向成具有对着第一到第四间隙的相同的磁极； 第一按压部件，与所述第一永磁体之间具有第一空腔； 第二按压部件，与所述第二永磁体之间具有第二空腔；以及 导热材料，其位于所述第一和第二空腔中，并连通磁轭和所述第一按压部件与所述第二按压部件中的至少一个，以将热从所述磁轭传递到所述第一按压部件和所述第二按压部件中的所述至少一个并防止水在所述第一按压部件和所述第二按压部件中的所述至少一个上冷凝。
2.如权利要求1所述的防冰冻继电器，其特征在于，继电器还包括外壳以接纳所述磁轭、所述第一按压部件的至少一部分、所述第一按压部件和所述导热材料。
3.如权利要求1所述的防冰冻继电器，其特征在于，所述导热材料直接地接触所述磁轭。
4.如权利要求3所述的防冰冻继电器，其特征在于，所述导热材料直接地接触所述第一按压部件以将热从所述磁轭传递到所述第一按压部件。
【文档编号】H01H50/12GK204215972SQ201420529575
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】付翔 申请人:滁州学院