一种用于高压脉冲发生器的快速机械气体开关的制作方法

1.本实用新型涉及气体开关技术领域，具体而言，涉及一种用于高压脉冲发生器的快速机械气体开关。


背景技术：

2.高压脉冲发生器是一种常用的仪器，在科学研究中具有广泛的应用。高压脉冲发生器主要由高压电源、储能部分、开关和控制电路组成。开关是其中的核心器件，通常要求其具备耐高压、大电流外，还要求其工作频率高，动作可靠。
3.气体开关总体上分为触头固定式和触头移动式两种类型，现有的触头固定式气体开关，例如授权公开号为“cn208589641u”专利中公开的一种电子束照射的场畸变型高压气体开关，其主要特点是两个触头在工作中均静止不动，通过改变触头间的介质、气压、场强等环境因素来使开关间隙击穿导通或关断，或改变开关触头间的电压来使开关间隙自发击穿导通或关断，这种形式的气体开关依赖于开关间隙的击穿导通或关断，击穿导通的放电过程具有一定分散性，难以精确控制，导通后关断难度较大，间隙绝缘强度的恢复需要一定的时间，重复工作频率较低。
4.现有的触头移动式气体开关是通过动触头的移动来达到开关分合的目的，例如授权公开号为“cn208045935u”公开的一种用于电磁成型机的气体开关，该专利中通过转动丝杠来调节动触头(即专利技术方案中的负电极)到静触头(即专利技术方案中的正电极)距离来实现开关的触发，该专利提供的气体开关虽然能够满足耐高压、大电流的要求，但是通过丝杠调节的方式难以满足高压脉冲发生器的气体开关需要工作频率高的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于高压脉冲发生器的快速机械气体开关，不仅能够满足耐高压、大电流的要求，而且可靠性高，还能满足工作频率高的要求，能够很好地适用于高压脉冲发生器。
6.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
7.一种用于高压脉冲发生器的快速机械气体开关，包括静触头、动触头和安装底座，安装底座的一端设有固定绝缘座，静触头固定连接于固定绝缘座上；安装底座的另一端连接有可沿靠近或远离静触头方向滑动的活动绝缘座，动触头固定连接于活动绝缘座上；还包括用于驱动活动绝缘座滑动的开关触发机构，开关触发机构包括驱动电机、转盘和连杆，驱动电机的输出轴与转盘的回转中心连接，转盘上设有偏离回转中心的铰接点，连杆的一端与铰接点铰接，连杆的另一端与活动绝缘座铰接。
8.可选地，所述铰接点设有若干，每个铰接点到所述转盘的回转中心的距离各不相同。
9.可选地，所述连杆长度可调。
10.可选地，所述底座上设有导轨，所述活动绝缘座上设有与导轨配合的滑座。
11.可选地，所述静触头上设有与所述动触头端部配合的凹槽。
12.可选地，所述固定绝缘座靠近所述动绝缘座的一侧设有护罩，所述动触头和所述静触头相互靠近的一端均位于护罩内部。
13.可选地，所述驱动电机的输出轴与所述转盘的回转中心通过联轴器连接。
14.本实用新型至少具有如下优点和有益效果：
15.本实用新型中，由于连杆的一端与活动绝缘做铰接，连杆的另一端与转盘上的铰接点铰接，而且铰接点偏离转盘的回转中心，因此在通过驱动电机带动转盘转动时即可带动活动绝缘座来回滑动，从而带动动触头靠近或远离静触头实现开关的导通和断开，工作频率只依赖于驱动电机的转速，选择高转速的驱动电机即可满足开关工作频率高的要求，能够很好地适应用于高压脉冲发生器。此外，开关的导通和关断过程又通过驱动电机带动活动触头进行运动完成，不依赖于其他因素，使得开关动作可靠性高，能够满足高压脉冲发生器耐高压、大电流的要求。
附图说明
16.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。
17.图1为本实用新型提供的一种用于高压脉冲发生器的快速机械气体开关的结构示意图；
18.图2为本实用新型提供的一种用于高压脉冲发生器的快速机械气体开关的剖视图；
19.图标：1-静触头，101-凹槽，2-动触头，3-安装底座，4-固定绝缘座，401-护罩，5-活动绝缘座，501-连接块，6-开关触发机构，601-驱动电机，602-转盘，602a-铰接点，603-连杆，7-导轨，8-滑座。
具体实施方式
20.请参考图1-2，一种用于高压脉冲发生器的快速机械气体开关，包括静触头1和动触头2，还包括安装底座3和用于驱动活动绝缘座5滑动的开关触发机构6。
21.安装底座3的一端设有固定绝缘座4，安装底座3的另一端连接有可沿靠近或远离静触头1方向滑动的活动绝缘座5，容易理解的是，固定绝缘座4和活动绝缘座5均由绝缘材料制成，例如绝缘树脂、绝缘塑料等。
22.静触头1固定连接于(例如通过螺钉连接)固定绝缘座4上，动触头2固定连接(例如通过螺钉连接)于活动绝缘座5上，本实施例中，底座上设有导轨7，活动绝缘座5上设有与导轨7配合的滑座8，如此设置，使得活动绝缘座5滑动更加顺畅，容易理解的是，在本实用新型的其它实施例中，也可在安装底座3上设置滑槽，活动绝缘座5的底部设置与滑槽配合的滚轮，同样可以使得活动绝缘座5滑动顺畅，或者将滑槽和活动绝缘座5均打磨光滑，绝缘座直接与滑槽配合也能达到上述目的。
23.静触头1上设有与动触头2端部配合的凹槽101，即动触头2可以伸入静触头1的凹
槽101内部，进一步地，固定绝缘座4靠近动绝缘座的一侧设有护罩401，动触头2和静触头1相互靠近的一端均位于护罩401内部，值得说明的是，由于动触头2伸入静触头1内部，而且护罩401的设置，可避免动触头2和静触头1相接触的部分不会暴露在外，可减小开关动作时的噪音。
24.开关触发机构6包括驱动电机601、转盘602和连杆603，驱动电机601的输出轴与转盘602的回转中心连接，驱动电机601的输出轴与转盘602的回转中心通过联轴器(图未示)连接，具体可在转盘602的回转中心底部设有连接轴，连接轴通过联轴器与驱动电机601的输出轴连接，转盘602上设有偏离回转中心的铰接点602a，连杆603的一端与铰接点602a铰接，连杆603的另一端与活动绝缘座5铰接，为了方便连接，活动绝缘座5上通过螺钉连接有连接块501，连接块501与连杆603铰接。
25.值得说明的是，通过驱动电机601带动转盘602转动时即可带动活动绝缘座5来回滑动，从而带动动触头2靠近或远离静触头1实现开关的导通和断开，工作频率只依赖于驱动电机601的转速，选择高转速的驱动电机601即可满足开关工作频率高的要求，能够很好地适应用于高压脉冲发生器。此外，开关的导通和关断过程又通过驱动电机601带动活动触头2进行运动完成，不依赖于其他因素，使得开关动作可靠性高，能够满足高压脉冲发生器耐高压、大电流的要求。
26.实际使用中，初始状态下，当转盘602上铰接连杆603的铰接点602a距离静触头1最远时，此时动触头2与静触头1也距离最远，开关处于断开状态；外部电路接通后，启动驱动电机601旋转，当转盘602上铰接连杆603的铰接点602a距离静触头1最近时，此时动触头2与静触头1也距离最近，开关处于导通状态，控制驱动电机601继续旋转，当转盘602转回初始状态使动触头2与静触头1距离再次达到最远，电弧熄灭，开关断开。本实施例驱动电机601可选择步进电机，便于精确控制，通过控制其旋转速度、旋转周数和旋转间隔时间，可以很方便地控制开关导通和断开的速度、频率和次数。
27.本实施例中铰接点602a设有若干，每个铰接点602a到转盘602的回转中心的距离各不相同，铰接点602a设有孔，以便通过销轴(图未示出)与连杆603端部的孔配合形成铰接，值得说明的是，通过将连杆603与不同的铰接点602a铰接，可以改变动触头2的行程距离和行程时间，从而改变开关的工作电压以及开关导通、关断的速度(即开关导通和关断的间隔时间)。
28.本实施例连杆603的长度可调，通过调节改变其长度可以改变动触头2和静触头1之间的初始距离，从而改变开关的工作电压。连杆603的长度调节方式(图未示)不做限制，采用常规的调节方式即可，例如连杆603可设计成两段，其中一段插设于另一段之中，并且在其中一段沿长度方向设置一个第一连接孔，另一端沿长度方向设置若干第二连接孔，通过螺栓将第一连接孔与不同的第二连接孔连接即可实现连杆603的长度调节；又如也可将连杆603设计成两段，两段连杆603的中部呈圆柱状，其中一段设置外螺纹，另一段设置内螺纹，通过改变内螺纹与外螺纹的连接深度，也可实现连杆603的长度调节。
29.以上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。