ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H01H37/46 H01H61/06 

Описание патента на изобретение RU2040819C1

Изобретение относится к термочувствительным устройствам, в частности, к сигнализаторам предельной температуры, и может быть использовано в качестве термодатчика, термореле, терморегулятора для индикации температуры, для пожарной сигнализации, для термостатирования, для контроля за технологическими процессами.

Известен термоэлектрический выключатель, содержащий цилиндрический корпус, две соосные пружины, выполненные из материала с эффектом памяти формы и расположенные на изоляционном штоке, контактную систему из неподвижного и подвижного контактов, причем подвижный контакт установлен на изоляционной втулке, размещенной подвижно на штоке между пружинами [1] Недостатком такого устройства является громоздкость и большая инерционность.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее корпус, в котором расположены подвижный и неподвижный контакты, и термочувствительный элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы (ЗПФ) в виде пластины с помощью, например, штамповки или прокатки и установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт [2] Однако термочувствительный элемент в таком устройстве имеет сравнительно большие размеры, вследствие чего требуется значительное время для его прогрева или остывания. Кроме того, консольное выполнение элемента снижает надежность устройства, в особенности при его использовании в условиях повышенной вибрации, например, на транспортном средстве.

Целью изобретения является повышение быстродействия, чувствительности, надежности и экономичности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве термочувствительный элемент изготовлен из фольговой ленты с ЗПФ в виде замкнутой криволинейной фигуры с жестким соединением ее концов и размещен между подвижным контактом и корпусом, причем термочувствительному элементу задана память формы в виде криволинейной фигуры. Это позволяет существенно увеличить усилие, развиваемое элементом при срабатывании, причем при большем рабочем ходе элемента по сравнению с пластиной, закрепленной консольно и имеющей такие же соотносимые геометрические размеры. В результате термочувствительный элемент может быть изготовлен из тонкомерных материалов с ЗПФ, что снижает его геометрические размеры, а также приводит к повышению экономичности, быстродействия и чувствительности устройства. Кроме того, выполнение термочувствительного элемента в виде замкнутой криволинейной фигуры увеличивает его жесткость и циклическую стойкость (количество циклов срабатывания), что в свою очередь повышает надежность устройства.

На фиг. 1 изображен один из вариантов конкретного исполнения термочувствительного выключателя с нормально разомкнутыми контактами; на фиг. 2 представлен один из вариантов установки термочувствительного элемента.

Термочувствительный выключатель содержит корпус 1 с парой контактов 2 и 3, причем контакт 3 выполнен подвижным и имеет Г-образную форму, и термочувствительный элемент 4 из материала с ЭПФ, например, из сплава TiNiCu, изготовленного методом сверхбыстрой закалки из расплава в виде ленты толщиной 20-100 мкм и шириной 0,5-8 мм. Элемент 4 выполнен из отрезка ленты в виде замкнутой криволинейной фигуры с жестким соединением ее концов, например, микросваркой (при необходимости кольцо или эллипс могут быть изготовлены многослойными). Причем термочувствительному элементу задана память формы на криволинейную фигуру (кольцо, эллипс или другую) после соединения ее концов. Термочувствительный элемент 4 помещен между контактом 3 и поверхностью корпуса 1, выполненной либо имеющей углубление, соответствующее по форме кривизне элемента 4, либо плоской с ограничителями 5 (см. фиг. 2). При этом суммарная величина расстояния между поверхностью корпуса и контактом 3 вдоль оси Х и зазора между контактами 2 и 3 меньше линейного размера элемента 4 вдоль оси Х, вследствие этого элемент 4 перед установкой в корпус предварительно деформируется. Для осуществления возможности регулировки температуры срабатывания устройства на основании корпуса 1 установлен винт 6, упирающийся в нижнюю поверхность подвижного контакта 3. После настройки устройства на требуемую температуру срабатывания регулировочный винт 6 может фиксироваться, например, с помощью лака.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении контакты 2 и 3 разомкнуты. При нагреве выше температуры срабатывания термочувствительный элемент 4, вспоминая предварительную заданную форму, отжимает подвижный контакт 3 и замыкает контакты 2 и 3. Это достигается за счет того, что параметры элемента 4 и контакта 3 подобраны таким образом, что сила упругости (жесткость) контакта 3 меньше усилия, развиваемого элементом 4 в горячем (выше температуры включения) состоянии, но превышает жесткость элемента 4 в холодном (ниже температуры выключения) состоянии (жесткость элемента 4 в горячем и холодном состояниях может отличаться в 3-6 раз). При охлаждении элемент 4 деформируется под действием силы упругости контакта 3, что приводит к размыканию контактов 2 и 3. Возможно задание обратимой памяти формы термочувствительному элементу 4, что приводит к самопроизвольному (без воздействия силы упругости контакта 3) возврату элемента 4 к исходной форме, облегчающему размыкание контактов.

Изменение или корректировка температуры срабатывания устройства достигается с помощью винта 6, регулирующего силу упругости подвижного контакта 3.

Предложенный термочувствительный выключатель обладает повышенными быстродействием, чувствительностью, надежностью и экономичностью по сравнению с прототипом, а также имеет возможность регулировки температуры срабатывания, что позволяет существенно расширить применение термочувствительных устройств, в частности, для пожарной сигнализации на транспортных средствах.

Похожие патенты RU2040819C1

название год авторы номер документа
ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 1997
  • Иванов В.П.
  • Козлов В.А.
  • Ларин С.Г.
  • Соколовский В.В.
  • Соломатин В.П.
  • Филатов А.В.
  • Шеляков А.В.
RU2117354C1
ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 1999
  • Лукьянов В.А.
  • Никишин С.П.
  • Серова О.П.
  • Чудаев А.М.
RU2163405C1
ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ 2000
  • Гришков В.Н.
  • Лотков А.И.
  • Козубов В.И.
RU2177656C1
ТЕРМОУПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ 1999
  • Баскаков И.А.
  • Карабанов С.М.
  • Козлов В.А.
  • Соломатин В.П.
  • Филатов А.В.
RU2164046C2
ТЕРМОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 1997
  • Жеребцов Б.В.
  • Ненашев Ю.Н.
  • Чугунов И.С.
  • Шаровар Ф.И.
RU2118865C1
ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 2001
  • Виноградский В.В.
  • Лукьянов В.А.
  • Никишин С.П.
  • Серова О.П.
  • Чудаев А.М.
RU2210129C2
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ТЕРМОДАТЧИК 2010
  • Шеляков Александр Васильевич
  • Ситников Николай Николаевич
  • Менушенков Алексей Павлович
  • Корнеев Александр Александрович
RU2441205C1
Термоуправляемый выключатель 2022
  • Кожевников Виктор Леонидович
  • Сунцов Алексей Юрьевич
RU2790096C1
АВТОНОМНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПУСКАТЕЛЬ 2007
  • Архаров Олег Вадимович
  • Сороковиков Виктор Павлович
  • Сервули Александр Васильевич
  • Шеляков Александр Васильевич
  • Соколовский Владимир Витольдович
  • Корнеев Александр Александрович
RU2344860C1
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО 2000
  • Каратаев К.С.
RU2190278C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 040 819 C1

Реферат патента 1995 года ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к термочувствительным устройствам, в частности, к сигнализаторам предельной температуры, и может быть использовано в качестве термодатчика, термореле, терморегулятора для индикации температуры, для пожарной сигнализации, для термостатирования, для контроля технологических процессов и т.п. Цель повышение быстродействия, чувствительности, надежности и экономичности устройства. Благодаря тому, что в термочувствительном выключателе термочувствительный элемент изготовлен из фольговой ленты с эффектом памяти в виде замкнутой криволинейной фигуры с жестким соединением ее концов, повышается его усилие воздействия на подвижный контакт при достижении температуры срабатывания, причем при большем рабочем ходе элемента. Это в свою очередь приводит к уменьшению геометрических размеров чувствительного элемента. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 040 819 C1

ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий корпус, в котором расположены подвижный и неподвижный контакты и термочувствительный элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы и установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт, отличающийся тем, что термочувствительный элемент изготовлен из фольговой ленты в виде замкнутой криволинейной фигуры с жестким соединением ее концов и размещен между подвижным контактом и корпусом, причем термочувствительному элементу задана память формы в виде криволинейной фигуры.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2040819C1

Патент США N 4356478, кл
Способ отопления гретым воздухом 1922
  • Кугушев А.Н.
SU340A1

RU 2 040 819 C1

Авторы

Матвеева Надежда Михайловна

Шеляков Александр Васильевич

Матвеев Михаил Владимирович

Кручинин Павел Геннадьевич

Терехов Александр Юрьевич

Даты

1995-07-25Публикация

1993-02-15Подача