CN201210543Y - 电力端子馈通装置 - Google Patents

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CN201210543Y CNU2006900000369U CN200690000036U CN201210543Y CN 201210543 Y CN201210543 Y CN 201210543Y CN U2006900000369 U CNU2006900000369 U CN U2006900000369U CN 200690000036 U CN200690000036 U CN 200690000036U CN 201210543 Y CN201210543 Y CN 201210543Y
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A·J·H·科尔克曼
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Abstract

一种电力端子馈通装置，其包括一个或多个导电插头所延伸通过的金属体，所述一个或多个导电插头通过玻璃到金属密封而被密封至金属体。金属体包括具有突起的环形凸缘。在电力端子馈通装置的焊接安装过程中，突起在焊接处理中有助于更好地控制金属体和壳体之间的焊缝的位置和限定，并将焊接热量集中在突起处，从而保护玻璃到金属密封物。玻璃到金属密封物可以是导电插头所延伸穿过的单个玻璃插入物，从而减小插头圆直径和电力端子馈通装置的整体尺寸。

Description

电力端子馈通装置
技术领域
本公开涉及电力端子馈通装置(feed-through)，特别涉及这种类型的电力端子馈通装置，其包括伸出通过金属体的一个或多个导电插头，插头的相对端布置于金属体两侧中的每一侧上，并且插头通过玻璃到金属密封而被紧固至金属体。
背景技术
密封的电力端子馈通装置提供了用于与密封装置一起使用的气密的电气馈通装置，其中向这些密封装置的泄漏或来自这些密封装置的泄漏通过馈通装置而得到有效的消除。为了使端子馈通装置安全地和有效地达到它们预期的目的，端子馈通装置需要其导体插头与其导体插头所穿过的金属体电绝缘并密封至该金属体，并且需要在相邻插头之间和在金属体的相对侧之间建立最优气路并在此后保持该最优气路。
参考图1，其显示出用于分级压缩机(fractional compressor)应用的典型电力端子馈通装置10被安装于限定开口14的壳体12(例如，压缩机外壳)。馈通装置10包括具有底壁18的金属帽16，围绕底壁18的圆筒形侧壁20，以及从圆筒形侧壁20延伸的环形突缘22。圆筒形侧壁20布置于开口14内。底壁18包括多个孔24，通过这多个孔24，布置有多个导电插头26。多个绝缘密封物28被布置于孔24中以将多个导电插头26密封至金属帽16。
馈通装置10通过电阻焊接安装到壳体12。电阻焊接是指通过施加热量和压力而不添加任何其它材料来将两片或多片金属接合起来。焊接热量在放置于两个电极之间的待焊接部件阻挡两个电极之间的电流通过时产生，同时压力细化部件中的晶粒结构。这种压力和热量的组合使待焊接部件接合而实际上不会发生液化。如图2中清楚示出的那样，通过使用上电极30和下电极32以将环形突缘22压靠在壳体12上并引导电流通过电极30和32，来在壳体12和环形突缘22之间的接触区域处形成焊缝34以便将馈通装置10紧固至壳体12。
通过电阻焊接将现有技术的馈通装置10安装到壳体12，会产生生成过多热量的可能性，过多热量会通过圆筒形侧壁20和环形突缘22转移到绝缘密封物28，特别是在安装者(例如，压缩机制造者)在处理和安装馈通装置时不予以应有的注意的情况下。如果在焊接过程中过多热量转移到绝缘密封物28，则存在绝缘密封物28的完整性受到损害并由此变得易于泄漏的可能。
此外，电极30和32施加到典型馈通装置的力并不成一直线，从而在将要形成焊缝34的接触区域周围产生弯矩。弯矩会倾向于使环形突缘22变形并改变馈通装置10上的焊接位置，从而使馈通装置10相对于壳体12的定位更困难并因此使焊接处理更困难。
密封的电力端子馈通装置(特别是那些用于制冷和空调压缩机应用的密封的电力端子馈通装置)的近来的发展，尽管实质上改善了性能并提供了更高效的操作，但需要压缩机制造者在装配期间处理和安装馈通装置时予以更大的注意。特别地，压缩机制造者的焊接技术、设备选择(包括焊接机和焊接电极)和控制设置，对于实现馈通装置的适当安装特别关键。
馈通装置的不适当的安装应该避免，因为这会导致对馈通装置的损害和不希望有的馈通故障。例如，用不适当的设备或在不适当的控制设置下进行焊接，会导致馈通装置更易受到热冲击，从而由于金属体、插头和/或绝缘材料的突然膨胀和收缩而减小玻璃到金属密封的稳固性。因此，需要有能够可靠地和容易地制造和安装的电力端子馈通装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够可靠地和容易地制造和安装的电力端子馈通装置。
以下优选实施例的描述在本质上仅是示例性的，并且绝不意在限制本发明、其应用或使用。
在一个优选方式下，适于安装到壳体上的电力端子馈通装置包括金属体，延伸通过金属体的至少一个导电插头，以及将插头密封至金属体的密封物。金属体包括圆筒形侧壁和从侧壁的一端向外延伸的环形凸缘。环形凸缘被配置成使得环形凸缘在离开圆筒形侧壁的位置处与壳体相接合。由于接合位置远离圆筒形侧壁，因此能防止焊接热量传播到密封物和损坏密封物。继而使馈通装置能够采用低碳钢插头，降低了馈通装置的制造成本。并且，通过设置单个密封物和消除金属体的底壁，使得馈通装置的尺寸可被减小，并能使金属体更容易制造且制造成本更低。因此，本实用新型具有使密封物不容易被焊接热量损坏、降低馈通装置的制造成本以及减小馈通装置的尺寸的有益效果。
在另一方式下，电力端子馈通装置包括金属体，延伸通过金属体的至少一个导电插头，以及将插头密封至金属体的密封物。金属体包括具有第一端和第二端的圆筒形外侧壁，从圆筒形外侧壁的第二端延伸的环形凸缘，圆筒形内侧壁，以及将圆筒形内侧壁连接至圆筒形外侧壁的第一端的连接壁。在圆筒形内侧壁与圆筒形外侧壁之间限定有间隙。密封物布置于由圆筒形内侧壁限定的开口内。因为圆筒形内侧壁与圆筒形外侧壁之间存在间隙，与前一优选方式相比，焊接热量更不容易传播到密封物。因此，密封物更不容易被焊接热量所损坏。
在又一方式下，电力端子馈通装置包括一个或多个导电插头所延伸通过的金属体，所述一个或多个导电插头通过玻璃到金属密封而被密封至金属体，这种结构使得可以减少电力端子馈通装置的整个尺寸。金属体包括用于便于将端子焊接至壳体的装置，这种装置有助于在焊接处理中更好地控制金属体和壳体之间的焊缝的定位和限定。因此，本实用新型具有使电力端子馈通装置的尺寸减小和使馈通装置相对于壳体的定位更容易且更可靠从而使焊接处理更容易且更可靠的有益效果。
附图描述
根据下面的详细描述和附图，将会更充分地理解本发明，其中：
图1是经由焊接装配到壳体的常规电力端子馈通装置的横截面图；
图2是图1的部分横截面图的放大视图，显示出馈通装置和壳体之间的焊缝以及在安装过程中施加到馈通装置的力；
图3是根据本公开的第一实施例的电力端子馈通装置的俯视图；
图4是沿图3的线4-4截取的电力端子馈通装置的横截面图；
图5是图4的部分横截面图的放大视图，显示出馈通装置和壳体之间的焊缝以及在安装过程中施加到馈通装置的力；
图6是图4的部分A的放大视图；
图7是与图6相类似的视图，显示出作为替换例的部分A；
图8是与图6相类似的视图，显示出另一个作为替换例的部分A；
图9是与图6相类似的视图，显示出又一作为替换例的部分A；
图10是根据本公开的第二实施例的电力端子馈通装置的俯视图；
图11是沿图10的线11-11截取的电力端子馈通装置的横截面图；
图12是图11的电力端子馈通装置的横截面图，显示出将馈通装置安装到壳体；
图13是根据本公开的第三实施例的电力端子馈通装置的俯视图；
图14是沿图13的线14-14截取的电力端子馈通装置的横截面图；
图15是图14的部分横截面图的放大视图，显示出馈通装置和壳体之间的焊缝；
图16是根据本公开的第四实施例的电力端子馈通装置的俯视图；
图17是沿图16的线17-17截取的电力端子馈通装置的横截面图；
图18是图17的部分横截面图的放大视图，显示出馈通装置和壳体之间的焊缝；并且
图19是根据本公开的第五实施例的电力端子馈通装置的横截面图。
在附图的几个视图中，相应的附图标记始终指示相应的部分。
具体实施方式
以下描述在本质上仅是示例性的，并且并非意在限制本公开、其应用或使用。应该理解，在附图中，相应的附图标记始终指示相似或相应的部分和特征。
参考图3和4，根据本公开的第一实施例构建的电力端子馈通装置被示出并且总体由附图标记40指示。电力端子馈通装置40包括金属体42，以及延伸通过金属体42的一个或多个导电插头44(图3中显示出三个导电插头44)。各导电插头44在它们以电力端子馈通装置40的纵轴为中心间隔开时，限定插头圆直径Φ1，其是通过各导电插头44的中心的圆的尺寸。导电插头44优选地由钢、不锈钢或铜芯钢丝制成。
如图所示，金属体42为杯状，并且包括底壁46，围绕底壁46布置的圆筒形侧壁48，以及从圆筒形侧壁48延伸的环形凸缘50。圆筒形侧壁48包括第一端52和第二端54。底壁46被连接到圆筒形侧壁48的第一端52。环形凸缘50从圆筒形侧壁48的第二端54沿径向向外延伸。底壁46基本上为平面并且限定一个或多个孔56以允许一个或多个导电插头44从中穿过。
与底壁46的多个孔56相对应的多个密封物58，优选地为玻璃到金属密封物，被一个个单独地设置在孔56中以填充导电插头44和底壁46之间的间隙，使得导电插头44与金属体42电绝缘并密封至金属体42。玻璃密封物58优选地由提供良好密封、粘附和耐蚀性的玻璃制成。
参考图5和6，环形凸缘50包括用于与装置(例如，压缩机)的壳体62接合的突起60。突起60沿着环形凸缘50布置以形成环形形状。突起60从环形凸缘50朝着壳体62向上延伸。焊缝64形成在壳体62和环形凸缘50之间的接触点周围。金属体42通常由冷轧钢等冲压形成，并且突起60也是如此。因此，凹槽66由于冲压处理而形成在环形凸缘50上与突起62相对。
可替换地，金属体42和突起60可通过其它常规机械方法形成，并且因此，凹槽不一定伴随突起60。图7显示出环形凸缘50具有与突起60a相对的平坦表面68。此外，尽管图6和8显示出突起60和60b与凹槽66和66b具有相同的形状，但是图9显示出突起60c具有弯曲形状并且凹槽66c具有三角形形状。无论如何，突起60、60a、60b和60c可具有任何结构，只要突起60、60a、60b和60c从环形凸缘50突出并将热量集中在与突起60、60a、60b和60c相邻的区域中即可。突起62在将馈通装置安装到壳体62的过程中防止在电阻焊接处理期间生成的热量传播到密封物58和损坏密封物58。
突起60的存在使更少的热量转移到焊接位置以外并使更少的热量朝金属体42和/或导电插头44与密封玻璃58之间的接口转移，由此减少对馈通装置40和密封物58的热冲击的发生。减少玻璃密封物处的热冲击，继而使馈通装置能够采用低碳钢插头(而不是例如446不锈钢插头)，由此降低了馈通装置的制造成本。
除了防止热量传播到密封物58之外，突起60还有助于在焊接处理中更好地控制金属体42和金属体42所附连到的壳体58(例如，压缩机壳体)之间的焊缝的位置和限定。返回来参考图5，电极68沿着通过突起60的线施加力，并且没有弯矩产生。通过改进馈通装置40相对于壳体62的定位，焊接位置在焊接处理期间保持不变，并且因此，焊缝64可在低功率下形成。然后，最终，焊接电极的使用寿命可得到显著增加。因此，根据本公开的电力端子馈通装置40能够可靠地和容易地制造和安装。
参考图10至12，根据本公开的第二实施例构建的电力端子馈通装置被示出，并总体由附图标记70指示。
与第一实施例类似，电力端子馈通装置70包括金属体72和穿过金属体72的一个或多个导电插头74，其中金属体72具有圆筒形侧壁76和从圆筒形侧壁76沿径向向外延伸的环形凸缘78。然而，与第一实施例的金属体42不同，本实施例的金属体72不具有底壁。而是，金属体72包括连接到圆筒形侧壁76的第一端82的辐射状边沿80。辐射状边沿80限定开口84。开口84具有这样的尺寸，使得一个或多个导电插头74以相互间具有适当距离的状态穿过开口84。适当距离是指从插头到插头和从插头到金属体的最窄电性间距，其允许馈通装置70制造得更小，同时保持相同的最窄电性间距。
圆筒形侧壁76限定内部空间86。单个玻璃插入物88，也称为玻璃“预成型件(pre-form)”，被在馈通装置制造过程中被布置于内部空间86中并靠着辐射状边沿80。单个玻璃插入物88限定一个或多个孔90以允许一个或多个导电插头74穿过并将导电插头74支撑在金属体72中。单个玻璃插入物88产生金属体72和所有导电插头74之间的玻璃到金属密封，并且可以是密封的或半密封的，并且耐热冲击。
导电插头74在它们以电力端子馈通装置的纵轴为中心间隔开时限定插头圆直径Φ2，其是穿过导电插头74的中心的圆的尺寸。将图10与图3作比较，结合图10，消除底壁使导电插头74能够更靠近在一起。因此，Φ2小于Φ1，并且馈通装置70的整体尺寸Φ也是如此。通过设置单个插入密封物和消除底壁，端子馈通装置70的尺寸可比第一实施例的电力端子馈通装置40减小60％或更多，而同时保持满意的玻璃到金属密封。插头圆直径Φ2近似为大约6.0mm至大约11mm。
这种构造的另一优点是馈通装置暴露于例如压缩机的高压环境的表面积得以减小。对应地，作用于馈通装置的力也得以减小(由于压强保持恒定)。减小的力使金属体72能够用具有比常规金属体小的厚度的材料制造。因此，金属体可以在能够在更高生产速度下运行的更小的、更便宜的工具上制造，从而提高制造输出量。
参考图12，与图3和4的馈通装置类似，环形凸缘78设置有用于与壳体62接合的突起92以防止在焊接处理期间生成的热量传播到单个玻璃插入物88。
参考图13至15，根据本公开的第三实施例构建的电力端子馈通装置被示出，并总体由附图标记100指示。电力端子馈通装置100包括金属体102和一个或多个导电插头104。与第一和第二实施例的金属体42和72不同，金属体102是既不包含底壁也不在侧壁处包含辐射状边沿的管状体。更具体地，金属体102包括圆筒形侧壁106，和从圆筒形侧壁106延伸的环形凸缘108。环形凸缘108被连接至金属体102使得环形凸缘108和圆筒形侧壁106形成弯曲部分110并且环形凸缘108被弯曲以形成相对于圆筒形侧壁106的大约45°的角度。与图10-12中的馈通装置70类似，本实施例的馈通装置100具有单个插入密封物88，并且导电插头104限定插头圆直径Φ2。
如图15中所示，环形凸缘108具有与壳体62接合的远端112。间隙114被限定在壳体62和环形凸缘108之间。焊缝64沿着环形凸缘108的远端112形成，并且在焊接处理期间生成的热量倾向于集中在远端112。由于远端112充当“突起”以有助于使热量远离密封物，所以不必要设置突起。间隙114也有助于减小转移到密封物中的热量。
参考图16和17，根据本公开的第四实施例的电力端子馈通装置被示出，并总体由附图标记140指示。电力端子馈通装置140包括金属体142和穿过金属体142的一个或多个导电插头144。
金属体142包括圆筒形外侧壁146、环形凸缘148、圆筒形内侧壁150和连接壁152。圆筒形内侧壁150限定用于将单个插入密封物88容纳在其中的容纳空间154。环形凸缘148从圆筒形外侧壁146向外张开以形成相对于圆筒形外侧壁146的大约135°的角度。圆筒形外侧壁146和圆筒形内侧壁150限定间隙156。
如图18所示，焊缝64形成在圆筒形外侧壁146和环形凸缘148之间的过渡部分160处。因为圆筒形内侧壁150和间隙156的存在，本实施例的结构产生使热量从焊缝64传播到单个玻璃插入物88的更长的传播距离，尽管焊缝160与圆筒形外侧壁146相邻地形成。这导致更少的热量转移至密封材料。尽管在本实施例中不必要设置突起，但是形成突起以与壳体62接合以进一步减少可能会在焊接处理期间转移到密封物的热量，也在本公开的预期内。
参考图19，根据本公开的第五实施例构建的电力端子馈通装置被示出，并总体由附图标记170指示。馈通装置170包括金属体172和一个或多个导电插头174。金属体172包括圆筒形侧壁176，以及从圆筒形侧壁176的第二端180延伸以限定与圆筒形侧壁176之间的锐角(在图19中被显示为大约45°)的环形凸缘178。间隙184被限定在圆筒形侧壁176和环形凸缘178之间。环形凸缘178具有与圆筒形侧壁176的过渡部分180相对的远端182以及布置于远端182和第二端180之间的接触区域186。焊缝(未示出)被形成在接触区域186处。密封物188被设置在由圆筒形侧壁176和底壁限定的空间中。
由于间隙184和环形凸缘178的存在，在焊接处理期间生成的热量从接触区域186到密封物188的传播距离得以增加，从而在安装过程中保护密封物188免受热冲击和任何与热量有关的损坏。
应该注意，尽管附图示出每一个实施例中的电力端子馈通装置从一个方向安装到壳体，例如从图12、15和18中所示的壳体的下侧(或外侧)，或从图19所示的壳体的上侧(内侧)，但是以下配置也在本公开的范围内：电力端子馈通装置可从相反方向安装，使得焊缝形成在图12、15和18中的壳体的上侧和图19中的壳体的下侧。
此外，尽管图中未示出，但可以理解的是，根据本公开的电力端子馈通装置40、70、100、140、170也可包含附加特征，诸如金属体上的保护性的表面覆盖覆层(oversurface coating)(例如，硅橡胶)，插头中的熔断器部分，提供对插头的表面覆盖保护的附加绝缘体(例如，陶瓷绝缘体)，以及适于将插头连接至其它组件的连接器。
本描述在本质上仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的要旨的变型应该包括在公开的范围内。本发明的适用性的另外的范围根据下文中提供的详细描述将变得显而易见。应该理解，该描述和具体的实例尽管指示出本发明的优选实施例，但仅是旨在说明的目的，而并非意在限制本公开的范围。

Claims (20)

1.一种适于安装到壳体上的电力端子馈通装置，其特征在于，包括：
第一圆筒形侧壁；
延伸通过所述第一圆筒形侧壁的至少一个导电插头；
将所述至少一个导电插头密封至所述第一圆筒形侧壁的密封物；和
环形凸缘，其从所述第一圆筒形侧壁向外延伸并且包括用于与所述壳体接合并被焊接到所述壳体上的接触部分，在所述接触部分和所述第一圆筒形侧壁之间限定有间隙。
2.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述环形凸缘从所述第一圆筒形侧壁的一端沿径向延伸以形成相对于所述第一圆筒形侧壁的大约90度的角度，所述环形凸缘包括用于与所述壳体接合的突起。
3.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述环形凸缘从所述第一圆筒形侧壁的一端延伸以形成相对于所述侧壁的锐角。
4.如权利要求3所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述锐角角度为大约45度。
5.如权利要求3所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述接触部分位于所述第一圆筒形侧壁的所述环形凸缘的远端。
6.如权利要求3所述的电力端子馈通装置，其特征在于，还包括所述第一圆筒形侧壁的所述一端和所述环形凸缘之间的弯曲部分。
7.如权利要求3所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述环形凸缘包括连接到所述第一圆筒形侧壁的近端以及与所述近端相对的远端，所述接触部分被设置在所述近端和所述远端之间。
8.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，还包括连接到所述第一圆筒形侧壁的底壁。
9.如权利要求8所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述底壁限定与所述至少一个导电插头相对应的至少一个孔，以允许所述至少一个导电插头穿过。
10.如权利要求9所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述密封物包括与所述至少一个孔相对应的至少一个密封元件。
11.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，还包括连接到所述第一圆筒形侧壁的辐射状边沿，所述辐射状边沿限定开口以允许所述至少一个导电插头穿过。
12.如权利要求11所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述密封物至少靠着所述辐射状边沿。
13.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述密封物为预成型的单个插入物的形式。
14.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，还包括：
多个导电插头；和
纵轴，其在所述导电插头的方向上延伸并穿过所述第一圆筒形侧壁的中心，
其中所述插头围绕以所述纵轴为中心的直径间隔开，并且其中，所述直径近似为大约6.0mm至大约11mm。
15.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述密封物由包括玻璃的材料制成。
16.如权利要求1所述的电力端子馈通装置，其特征在于，还包括在所述第一圆筒形侧壁和所述环形凸缘之间设置的第二圆筒形侧壁，在所述第一圆筒形侧壁和所述第二圆筒形侧壁之间限定有间隙。
17.如权利要求16所述的电力端子馈通装置，其特征在于，还包括连接所述第一圆筒形侧壁和所述第二圆筒形侧壁的相邻端的连接壁。
18.如权利要求16所述的电力端子馈通装置，其特征在于，所述环形凸缘向外张开以形成相对于所述第二圆筒形侧壁的钝角。
19.一种适于安装到壳体上的电力端子馈通装置，其特征在于，包括：
限定一收容空间的金属圆筒形侧壁；
延伸通过所述收容空间的至少一个导电插头；
将所述至少一个导电插头密封至所述金属圆筒形侧壁的密封物；和
金属环形凸缘，其被连接到所述金属圆筒形侧壁的一端并从所述金属圆筒形侧壁的所述一端相对于所述金属圆筒形侧壁成一角度地延伸，在所述环形凸缘上形成有环形突起，该环形突起与所述壳体接合并适于被焊接到所述壳体上，在所述环形突起和所述圆筒形侧壁之间形成有间隙，用于在所述环形凸缘被焊接到所述壳体上时，防止在所述环形凸缘处产生的热量传播到所述圆筒形侧壁。
20.一种适于安装到壳体上的电力端子馈通装置，其特征在于，包括：
限定一收容空间的第一圆筒形侧壁；
延伸通过所述收容空间的至少一个导电插头；
设置在所述收容空间中的单个插入密封物，用于将所述至少一个导电插头密封至所述第一圆筒形侧壁；
与所述第一圆筒形侧壁间隔开的第二圆筒形侧壁；
将所述第一圆筒形侧壁连接到所述第二圆筒形侧壁的连接壁，在所述第一圆筒形侧壁、所述连接壁和所述第二圆筒形侧壁之间限定有间隙；和
环形凸缘，其从所述第二圆筒形侧壁的一端向外张开以形成相对于所述第二圆筒形侧壁的大约135度的角度，并且所述环形凸缘具有焊接到所述壳体上的接触部分，所述接触部分与所述第二圆筒形侧壁的所述一端相邻设置，
其中所述间隙防止在所述接触部分处产生的热量传播到所述第一圆筒形侧壁。
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