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 объекта от заданного значения.

Известно термобиметаллическое реле, содержащее корпус, крышку-основание; хлопающий термобиметаллический диск, на котором расположен толкатель, воздействующий на контактную систему [1] Кроме того, для регулирования на торце основания выполнены бобышки, а на соприкасающемся торце корпуса соответственно гнезда различной глубины. Указанное реле достаточно сложно в изготовлении и из-за применяемых материалов не может быть использовано при температурах свыше 200^оС.

Наиболее близким по конструкции является термобиметаллическое реле, содержащее металлический корпус, крышку с внешними выводами и неподвижными контактами, хлопающий термобиметаллический чувствительный элемент с подвижными контактами, расположенными против неподвижных, верхний и нижний упоры, между которыми размещен хлопающий термобиметаллический чувствительный элемент. Верхний и нижний упоры выполнены в виде изогнутых термобиметаллических пластин, радиусы кривизны которых имеют противоположные знаки, одноименные слои термобиметалла обоих упоров и чувствительного элемента расположены с одной и той же стороны относительно крышки [2] Из-за того, что в указанном устройстве металлический корпус находится под напряжением, для защиты от поражения электрическим током необходимо применение изоляционного чехла.

Однако наличие чехла ухудшает термопередачу от объекта к чувствительному элементу и тем самым увеличивает инерционность реле, усложняет сборку, а из-за низкой теплостойкости применяемых материалов, данное реле не может быть использовано при температурах выше 200^оС.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение теплостойкости и уменьшение инерционности реле.

Для достижения указанной цели корпус и крышка реле изготавливаются из прозрачного жаростойкого стекла повышенной теплопроводности, например, из ситалла, а на дне корпуса и (или) крышки выполнены двояковыпуклые линзы, числом более единицы.

Такое исполнение реле ново, полезно, а отличия его от всех известных существенны. Так, например, в известных реле корпус изготавливается из керамики, если рабочие температуры выше 200^оС (200-400^оС в электроплитах). В результате применения корпуса из керамики резко снижается теплопроводность и увеличивается инерционность. Кроме того, изготовление деталей из стекла более технологично и значительно дешевле.

Большое число двояковыпуклых линз с малыми фокусными расстояниями создают самые благоприятные условия для увеличения количества тепла, передаваемого в виде лучистой энергии на термобиметаллический чувствительный хлопающий диск. Это объясняется тем, что расстояние диска до дна корпуса и крышки обычно составляет от 0,5 до 1,0 мм и приблизительно равно фокусному расстоянию линз.

Производство корпуса и крышки из стекла с большим количеством двояковыпуклых линз с малым фокусным расстоянием расположенных на дне не представляет сложности, а такая конструкция реле работающих при температурах свыше 200^оС, значительно уменьшает инерционность.

На фиг. 1 показано реле в разрезе до срабатывания, на фиг. 2- то же, после срабатывания; на фиг. 3 -корпус реле в плане; на фиг. 4 вид на крышку снизу.

Термобиметаллическое реле состоит из корпуса 1 и крышки 2, изготовленных из прозрачного жаростойкого стекла, на дне корпуса 1 выполнены двояковыпуклые линзы 3, а на крышке 2 двояковыпуклые линзы 4, термобиметаллического чувствительного хлопающего диска 5, подвижных контактов 6, закрепленных на диске 5, подвижных контактов 7, прикрепленных к внешним выводам 8 и крышке 2, верхнего 9 и нижнего 10 упоров, выполненных из термобиметалла.

Одноименные слои термобиметалла, из которого изготовлены диск 5, верхний упор 9 и нижний упор 10 всегда должны быть расположены с одной и той же стороны относительно крышки 2 или корпуса 1. В рассматриваемом примере при комнатной температуре контакты замкнуты и размыкаются при нагревании активные слои термобиметалла расположены со стороны крышки 2. В реле, в котором размыкание контактов происходит при охлаждении со стороны крышки 2, располагаются пассивные слои термобиметалла.

В теплопередаче от объекта к чувствительному элементу доля тепла, передаваемая лучами, значительна, особенно она возрастает с ростом температуры. Поэтому использование прозрачного корпуса и крышки и двояковыпуклых линз снижает инерционность реле и уменьшает забросы температуры объекта контроля. Например, причиной выхода из строя чугунных деталей электрических плит являются забросы температуры. Такое исполнение реле улучшает его качество снижает инерционность.

Работает реле следующим образом.

При нагревании тепло на чувствительный термобиметаллический хлопающий диск 5 поступает через стенки, дно корпуса 1 и дно крышки 2. Чувствительный термобиметаллический хлопающий диск 5 плавно разгибается, верхний упор 9 плавно разгибается, а нижний упор 10 плавно увеличивает свой прогиб, контакты реле 6 и 7 остаются замкнутыми практически при постоянном контактном давлении до температуры срабатывания. Достигнув температуры срабатывания чувствительный термобиметаллический хлопающий диск 5 хлопком мгновенно изменяет направление своего прогиба на обратное, контакты реле 6 и 7 размыкаются.

При последующем охлаждении чувствительный термобиметаллический хлопающий диск 5 и нижний упор 10 разгибаются, уменьшая свой прогиб, а верхний упор 9 увеличивает свой прогиб контакты реле остаются разомкнутыми до температуры обратного срабатывания. Достигнув температуры обратного срабатывания, чувствительный термобиметаллический хлопающий диск 5 хлопком мгновенно изменяет свой прогиб на обратный и контакты реле 7 и 8 замыкаются.

Предлагаемое реле в одинаковой степени пригодно для использования в качестве температурного реле, в качестве токового реле и комбинированного токово-температурного реле.

Стоимость изготовления корпуса и крышки с линзами и без линз отличается незначительно, а эффект от применения линз значителен.

Изобретение предназначено для включения и выключения электрической цепи при отклонении температуры объекта от заданного значения. Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение теплостойкости и инерционности реле. Реле содержит корпус и крышку из прозрачного жаростойкого стекла повышенной теплопроводности, верхний и нижний упоры из термобиметалла с противоположными радиусами кривизны и термобиметаллический хлопающий диск, размещенный между упорами. Благодаря тому, что на дне корпуса и на крышке выполнены двояковыпуклые линзы, улучшается передача тепла к чувствительному хлопающему диску и снижается инерционность реле. 4 ил.

ТЕРМОБИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РЕЛЕ, содержащее корпус, крышку, термобиметаллический хлопающий чувствительный элемент с подвижными контактами, внешние выводы, на которых расположены неподвижные контакты, верхний и нижний упоры, выполненные в виде изогнутых термобиметаллических пластин, радиусы кривизны которых имеют противоположные знаки, а термобиметаллический хлопающий элемент расположен между верхним и нижним упорами, отличающееся тем, что корпус и крышка изготовлены из прозрачного жаростойкого изоляционного стекла повышенной теплопроводности, а на дне корпуса и (или) крышки выполнены двояковыпуклые линзы числом более единицы.