继电器中的开关装置

本发明涉及到继电器，具体地讲，涉及到用于继电器中的电磁驱动开关。

在电子和通讯工业中密封接点开关是众所周知的，而在电力系统中很大范围的开关功能也在用它实现。一个典型的这种开关包括有一对导磁接点构件，它们延伸在一个密封容器（通常为玻璃的）内，一端被该密封容器支撑，而它们的自由端被叠置并具有面对着的接触表面。利用一个导电线圈包围着该密封容器产生电磁场，由此来驱动接点构件造成各接点表面啮合或分离，于是即构成一个继电器，藉此即可控制一个接到其开关上的外电路。这样的开关在具体电路中十分适用。但是，各接点表面上的不规则性使接点啮合的接触面积减小，主要地是使该开关的电流受到限制，即当电流值超过一予定值时有可能造成不规则表面处熔化，这就增加了在合闸位置中接点表面粘在一起的趋势。

这种开关的承载电流能力可以通过应用熟知的浸水银型开关来增大。通常，浸水银的表面能使整个接点表面建立均匀的电气接合。在这种开关中，在容器的一端设有一个水银槽，而且水银藉毛细作用沿着第一接点构件流动，该构件可被水银浸湿并穿过水银槽延伸。水银浸湿了第一接点构件的接触表面之后即浸湿与其啮合的第二接点构件的一个接触表面，藉此而在两个接点构件之间提供出所期望的水银接触面。为了避免在接点打开时水银被桥接在两个接触面之间，仅第二接点构件的部份有限接触表面可被水银浸湿。

这种型式水银开关存在的问题是具有位置敏感性。水银槽可以在可浸水银的开关接点构件中移动到一个位置，从而造成该开关为干接触引起开关载流容量降低。因此，有必要提供一个可以安装在电力或电子设备中任一位置的多位水银开关。

下述的一种水银开关可以解决前面提到的问题，并在技术上具有优点，该开关的第一接点构件有一个可被水银浸湿的表面，这个表面处于开关接触表面的相反面并且沿着接点构件的长向延伸。在第一接点构件的自由端设有一个开孔延伸在可浸水银的表面和接点表面之间，并且该开孔的整个表面可被水银浸湿。结果，无论水银槽处于开关的哪一端，水银都能被供到接点表面。

图1为一透视图，说明应用本发明原理实施的开关装置;

图2透视图为说明图1所提供的开关装置中一个可浸水银的电磁接点构件的详图;以及图3透视图表示应用了图1和图2所提供的开关装置构成的多位水银继电器。

现参照附图1，其中所提供的开关装置是一个具有电磁接点构件的水银开关结构，其中一个导电通路是藉操作该开关而建立在电磁接点构件之间。更详细地讲，在本发明的第一实施例中，水银开关装置1具有一个电磁接点构件，它包括有一个中空的芯管13，是由一个可浸水银的导电和磁的材料，诸如镍铁合金，有的称为52型合金做成的。一个磁舌16是由一种可浸水银的磁性材料，诸如镍铁合金，如78合金做成的。磁舌16通过诸如钼坡莫合金之类的一种可浸水银材料构成的一个可挠的铰片17而贴附到芯管13，并且可以任意相对移动。芯管13支撑在密封容器10的一端101上，容器10通常为一玻璃容器，但也不限于只是玻璃的，磁舌16即设置在容器10的里面，而芯管13的另端则延伸到容器10的外面，以便连接外电路。

极棒11支撑在容器10的相反于芯管13的一端100上，极棒11具有一个自由端116，它延伸到容器10中并位于靠近磁舌16处。极棒11的与上述相反的一端112延伸到容器10的外面，以便连接外电路。参照附图中的图2，示出基本上为矩形的极棒11，它也可以是园的或D形轮廓的元件，并且是由一可浸水银的导磁和电的材料115，例如由前述的镍铁合金构成。在制造期间，可以在端部116上制上一个可浸水银的隆起凹槽110。极棒11的端部116由镀铬并被氧化而形成不浸水银的表面114。镀铬的端部116具有一个与隆起凹槽110相反的表面，它可以在镀操作期间进行掩膜，经打磨或受电子放电而形成一层可浸水银的表面113，它位于沿着极棒11的一侧并从可浸水银端112延伸到极棒11的隆起凹槽端116。

导管1130通常为一些平行的V形槽，它们形成在浸水银的表面113内并沿浸水银表面113的长向延伸。与导管1130相连通的一个开孔111形成在极棒11的端部116中，并且从浸水银表面113延伸穿过极棒11和隆起的凹槽110。

在装配中，极棒11支撑在容器10的端部100（见图1）中，是靠端部100密封地包围着端部112支撑着，和在容器10内的部分是靠位于其内的端部116和定位在与磁舌16啮合的隆起凹槽110支撑着。在装配过程中，水银例如是通过中空的芯管13而灌入容器10中，随后再密封该芯管。然后对开关装置1进行浸湿磁舌16、可浸水银表面113和极棒的端部112的处理，待极棒11（图2）的可浸水银表面113上出现了水银层，并浸到开孔111的内表面从而在隆起凹槽110的表面1100上形成一个水银接触117。

参照图1，开关装置1在一个位置时，水银槽18形成在密封容器10的端部101处并由毛细作用沿可浸水银的芯管13和可挠铰片17流动到在可浸水银的磁舌16敷上一层水银。开关装置1的操作造成浸水银的磁舌16与极棒的隆起凹槽110啮合，藉此将水银溅到开孔111并在凹槽表面1100处维持住水银接触117。此外，在开孔111中的水银维持可浸水银表面113和极棒11的端部112为浸水银状态。

在开关装置1为另一位置时，水银槽19形成在密封容器10的端部100处。水银槽18和19可以两者都存在，但是，这两个槽的大小则决定于开关装置的安装位置。水银槽19浸湿在容器10内的可浸水银端部112、和极棒11的可浸水银表面113，并且藉毛细作用沿导管1130流动。参照图2，导管1130提供水银到开孔111，并且该水银沿开孔111的内表面流动而建立并在隆起凹槽110的表面1100处维持水银接触117。开关装置1的操作将水银从开孔110溅到磁舌16（图1）上，因此，不论开关装置1的安装位置如何，水银都能提供到接触表面上。

在本发明的另一实施例中，附图中没提到，该开关装置1可以是一个转换接触开关，它具有一对极棒11，舌簧16正常情况下与一个极棒11啮合，并可操作到与另一个啮合。在又一个实施例中，开关装置1的电磁接点构件可以包括一对簧片，每个分别支撑在密封容器10的两端100、101之一处，在容器10内它们的自由端定位到彼此能啮合的位置。一个簧片元件具有相似于图2中所绘极棒11的基本上矩形轮廓，但做的相当薄以致可挠到这样程度，即其自由端在外部磁力的作用下能置位于与另一簧片元件的自由端相互啮合。每个可挠的簧片元件可以由敷以可浸水银的导磁和电材料（通常为坡莫合金）的一种氧化铬构成。沿着一个簧片一侧设置了一浸水银的表面，在表面内装有容纳水银的导管，在其自由端有一个开孔从容纳水银的导管延伸穿过可浸水银材料的矩形簧片元件，以致在簧片的自由端对着另一簧片元件形成水银接触，藉此而改善了开关装置1的载电流特性。

开关装置1，包括其各种实施例，可以成为一个多位水银继电器的一个部件，例如在附图3所示的电磁水银继电器3，继电器3有一个外壳30，它具有一个盖板301和一个基板300。成对端子3001、3002嵌装在基板300上并从其顶面和底面伸出。绕线筒元件31位于外壳30里面并且在其上绕有一个励磁线圈310，线圈有引线电气连接到端子对3002上。开关装置32可以是图1中所示的开关装置1，并且被绕线筒元件31和励磁线圈310所裹住，开关芯管13和极棒11电气地耦接到端子对3001上。加到线圈端子对3002上电信号造成开关装置32从中间连接芯管13（图1）经过磁舌16与极棒11连通，藉此建立起端子对兒3001间的通路。继电器3可以是一个具有一个或多个电磁铁的电磁继电器。图中未示出，它们可装在外壳30内靠近开关装置32处，以资提供限定开关装置32初始状态的磁场。