ТЕРМОБИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РЕЛЕ Российский патент 1995 года по МПК H01H37/40 H01H37/54 

Изобретение относится к электрическим устройствам автоматического контроля и регулирования и предназначено для включения или выключения электрической цепи при отклонении температуры окружающей среды от заданного значения.

Известно термореле, содержащее корпус, крышку, основание, термочувствительный элемент в виде хлопающего диска, толкатель и контактную систему [1] Недостатком устройства является сложность его конструкции, так для его настройки на заданную температуру срабатывания на торце основания выполнены бобышки, а на соприкасающимся с ним торце корпуса соответствующие гнезда различной глубины.

Наиболее близким по конструкции является тепловое реле, содержащее корпус, крышку, термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент с подвижными контактами, расположенными против неподвижных, внешние выводы, верхний и нижний упоры в виде изогнутых термобиметаллических пластин, между которыми расположен центр термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента [2] Недостатком указанного устройства является сложность его изготовления и большой расход термобиметалла. Каждая деталь (верхний упор, нижний упор, чувствительный хлопающий элемент) вырубается из отдельной полосы, а термобиметалл, оставшийся после вырубки, не находит применения и направляется в отходы.

Задачей изобретения является снижение расхода термобиметалла, упрощение конструкции и улучшение работы реле.

Поставленная задача в термореле, содержащем корпус, крышку-основание с неподвижными контактами и внешними выводами, термобиметаллический хлопающий чувствительный элемент, на котором расположены подвижные контакты, верхний и нижний упоры, в виде изогнутых пластин из термобиметалла, между которыми расположен центр термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента, достигается тем, что в термореле длина верхнего и нижнего упоров из термобиметалла выполнена равной расстоянию между центрами подвижных контактов, а сами упоры поставлены поперек термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента.

При таком выполнении упоров из термобиметалла наилучшим образом обеспечивается компенсация аналогового (плавного) изменения прогиба термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента при любом изменении температуры в допустимых для термобиметалла пределах. Кроме того, при равенстве длины упоров и указанного расстояния между центрами подвижных контактов давление между контактами остается постоянным при изменении температуры до прямого срабатывания (размыкания контактов) и зависит только от первоначального прогиба верхнего и нижнего упоров при их изготовлении.

При нарушении равенства, но в пределах допуска ±10% работоспособность реле сохраняется, но качество работы ухудшается, например длина упоров больше расстояния между центрами подвижных контактов- прогиб упоров увеличивается на величину большую, чем прогиб термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента, и как следствие возрастает давление на элемент и контактное давление и изменяется температура срабатывания реле, при этом увеличивается расход термобиметалла. В случае, если длина упоров меньше расстояния между центрами подвижных контактов, прогиб при нагревании упоров увеличивается меньше, чем прогиб термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента, уменьшается контактное давление и изменяется температура срабатывания реле.

Если длина упоров меньше допустимой, то контактное давление уменьшается настолько, что перед срабатыванием возможен дребезг контактов, должное срабатывание, подгорание и залипание контактов.

Такое исполнение реле позволяет полностью использовать термобиметалл, упростить конструкцию реле, повысить надежность и качество.

Независимо от того будет ли термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент иметь прямоугольную форму или форму прямоугольника со скругленными краями, используется 100% термобиметалла и сохраняются преимущества ромбической формы.

За счет того, что упоры поставлены поперек термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента (перпендикулярно к линии соединяющей центра контактов), возможно использование упоров любой формы. Это в свою очередь обеспечивает экономный расход термобиметалла, так как позволяет использовать отходы при вырубке чувствительных элементов. При этом форма термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента может быть любой. Например, при прямоугольной форме чувствительного элемента из ленты вырубается прямоугольная заготовка элемента, а упоры рубятся из другой ленты, им придается прямоугольная форма и рубятся они вдоль или поперек проката, но со 100%-ным использованием термобиметалла в одной и другой ленте. При прямоугольной форме чувствительного хлопающего элемента со скругленными краями одному упору придается форма перемычки между заготовками термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента, а другой вырубается из другой ленты, ему придается прямоугольная форма и вырубается он вдоль или поперек проката, но со 100% -ным использованием термобиметалла в одной и другой ленте. Форма термобиметаллического чувствительного хлопаю- щего элемента, имеющего прямые участки у двух противоположных сторон, обеспечивает расположение подвижных контактов напротив неподвижных и исключает проворот элемента при сборке и работе при более простой и технологичной форме корпуса, крышки и деталей из термобиметалла. При круглой форме термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента одному из упоров придается форма перемычки при вырубке круглого термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента, а другой упор, например верхний, вырубается из другой ленты, ему придается прямоугольная форма, но в этом случае первая лента используется уже не на 100% (другая на 100%), но значительно лучше, чем у любых других известных реле. При ромбической форме термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента используется менее 100% термобиметалла, а упоры рубятся из других полос со 100%-ным использованием термобиметалла и значительно лучшими показателями, чем у любых других известных реле.

Такая конструкция упрощает сборку, полностью исключает отходы термобиметалла.

Такое реле отличается новизной, полезностью, а сами отличия от всех известных реле существенны.

На фиг. 1 показано реле в разрезе до срабатывания; на фиг. 2 реле в разрезе после срабатывания; на фиг. 3 вид сверху на термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент; на фиг. 4 вид сверху на один из упоров; на фиг. 5 вид сверху на второй упор.

Термореле содержит корпус 1, крышку-основание 2, внешние выводы 3, неподвижные контакты 4, термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент 5, на котором расположены подвижные контакты 6, верхний упор 7, нижний упор 8. Одноименные слои термобиметалла у верхнего упора 7, нижнего упора 8 и термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента 5 расположены с одной и той же стороны относительно крышки-основания 2, а радиусы кривизны верхнего 7 нижнего 8 упоров имеют противоположные знаки.

Работает реле следующим образом. При нагревании нижний упор 8 увеличивает свой прогиб, а термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент 5 и верхний упор 7 уменьшают свой прогиб, контакты 4 и 6 остаются замкнутыми до температуры срабатывания. Достигнув температуры срабатывания, термобиметал- лический чувствительный хлопающий элемент 5 хлопком мгновенно изменяет направление прогиба и контакты 4 и 6 размыкаются. При дальнейшем нагревании нижний упор 8 и термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент 5 увеличивают свой прогиб, а верхний упор 7 уменьшает свой прогиб, при этом контакты реле 4 и 6 остаются разомкнутыми. При последующем охлаждении нижний упор 8 и термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент 5 уменьшают свой прогиб, а верхний упор 7 увеличивает свой прогиб, это происходит до температуры обратного срабатывания. Достигнув температуры обратного срабатывания, термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент 5 хлопком мгновенно изменяет направление своего прогиба на обратное и контакты реле 4 и 6 замыкаются.

В реле, в которых при охлаждении должно происходить размыкание контактов, пассивные слои упоров 7 и 8, а также термобиметаллического чувствительного хлопающего элемента 5 располагаются со стороны крышки-основания 2.

Предлагаемое реле в одинаковой мере пригодно для использования в качестве температурного, в качестве токового реле и в качестве комбинированного температурно-токового реле.

Изобретение предназначено для включения или выключения электрической цепи при отклонении температуры объекта от заданного значения. Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение теплостойкости и уменьшение инерционности реле. Благодаря тому, что в термобиметаллическом реле, содержащем корпус, термобиметаллический чувствительный хлопающий элемент с подвижным контактом, длина верхнего и нижнеего упоров из термобиметалла равна расстоянию между центрами подвижных контактов, а сами упоры расположены поперек чувствительного элемента, наилучшим образом обеспечивается компенсация аналогового изменения прогиба термобиметаллического чувствительного элемента. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

ТЕРМОБИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РЕЛЕ, содержащее корпус, крышку-основание с неподвижными контактами и внешними выводами, термобиметаллический чувствительный "хлопающий" элемент, на котором расположены подвижные контакты, верхний и нижний изогнутые упоры из термобиметалла, между которыми расположен центр термобиметаллического чувствительного "хлопающего" элемента, отличающееся тем, что длина верхнего и нижнего упоров выполнена равной расстоянию между центрами подвижных контактов, а сами упоры расположены поперек термобиметаллического чувствительного "хлопающего" элемента.