ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК H01H37/46 H01H37/72 H01H61/06 

Изобретение относится к термочувствительным устройствам, в частности к сигнализаторам предельной температуры, и может быть использовано в качестве термодатчика, термореле, термопереключателя, теплового пожарного извещателя.

В технике известны термочувствительные устройства, выполненные на основе материалов с эффектом памяти формы, например термочувствительный переключатель ООО "Мастер Рисеч". Известен также термочувствительный выключатель по патенту РФ N 2040819, взятый нами за прототип. Этот термочувствительный выключатель содержит корпус, в котором расположены подвижный и неподвижный контакты и термочувствительный элемент, изготовленный из фольговой ленты в виде замкнутой фигуры с жестким соединением ее концов и размещенный между подвижным контактом и корпусом, причем термочувствительному элементу задана память формы в виде криволинейной фигуры. При низкой температуре контролируемой среды (ниже температуры срабатывания выключателя) термочувствительный элемент деформируется под действием силы упругости подвижного контакта, а при повышении температуры среды выше температуры срабатывания термочувствительный элемент вспоминает заданную ему форму (кольцо или эллипс) и внутренние силы элемента, восстанавливающие заданную форму, становятся больше силы упругости подвижного контакта и перемещают его. При этом силы, деформирующие элемент при понижении температуры, и силы, восстанавливающие форму элемента при повышении температуры, действуют во встречных направлениях.

Недостатками прототипа являются значительная инерционность и большой расход дорогостоящего материала с эффектом памяти формы на изготовление термочувствительного элемента.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение инерционности переключателя, повышение технологичности его изготовления и экономия материала с эффектом памяти формы.

Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией термочувствительного переключателя, содержащего корпус, в котором расположены подвижный и неподвижный контакты и термочувствительный элемент, выполненный из фольгового ленточного материала с эффектом памяти формы. При этом термочувствительному элементу задана память формы в виде желоба, а подвижный контакт состоит из подвижной и неподвижной частей. Подвижная часть подвижного контакта имеет две боковые опоры с загнутыми концами и расположенную между ними пружинную ходовую часть, причем термочувствительный элемент расположен под пружинной ходовой частью на боковых опорах.

В сравнении с прототипом в предлагаемом устройстве термочувствительному элементу задана память иной формы, а именно формы желоба, иначе выполнен подвижный контакт, так как он состоит из двух частей - подвижной и неподвижной, причем подвижная часть имеет две боковые опоры с загнутыми концами и расположенную между ними пружинную ходовую часть, под которой на боковых опорах расположен термочувствительный элемент. Эти отличия позволяют говорить о соответствии технического решения критерию "новизна".

За счет использования формы желоба, созданной при формировании памяти термочувствительного элемента, становится возможным более полное использование внутренних сил материала, из которого выполнен термочувствительный элемент, так как усилие, развиваемое термочувствительным элементом при "вспоминании" формы желоба, будет складываться как из усилий по выпрямлению прогиба в продольном сечении желоба, так и из усилий по восстановлению цилиндрической образующей поверхности желоба в его поперечном сечении. Такое решение позволяет более эффективно использовать единицу массы термочувствительного элемента, что приводит к уменьшению его размеров и массы и, следовательно, к уменьшению инерционности и экономии материала, из которого выполнен термочувствительный элемент.

Термочувствительный элемент расположен под ходовой частью на боковых опорах и удерживается без жесткого закрепления за счет сил упругости пружинной ходовой части и загнутых концов боковых опор. Такое конструктивное решение делает сборку переключателя более технологичной.

Придание термочувствительному элементу памяти формы в виде желоба и его оригинальное закрепление в подвижном контакте из уровня техники неизвестны и не были очевидными для специалистов, что позволяет считать данное техническое решение отвечающим критерию "изобретательский уровень".

Более подробно термочувствительный переключатель описывается с опорой на фигуры:
фиг. 1 - вид в разрезе термочувствительного переключателя в разомкнутом состоянии,
фиг. 2 - вид в разрезе термочувствительного переключателя в замкнутом состоянии,
фиг. 3 - конструкция подвижной части подвижного контакта, две проекции.

Термочувствительный переключатель (фиг. 1-3) содержит корпус 1, в котором размещены изолятор 2, проходящие через него неподвижный контакт 4 и неподвижная часть подвижного контакта 3, боковые опоры 5 и пружинная ходовая часть 6, составляющие подвижную часть подвижного контакта, и расположенный между ними термочувствительный элемент 7. На фиг. 3 боковые опоры 5 и расположенная между ними пружинная ходовая часть 6 показаны в ненагруженном состоянии в двух проекциях.

Термочувствительный переключатель работает следующим образом.

В исходном положении контакт 3 замкнут. При температуре окружающей среды ниже предельной температуры срабатывания переключателя термочувствительный элемент 7 имеет сложную седловидную форму: его центральная часть деформирована под действием силы упругости пружинной ходовой части 6 и представляет собой практически прямоугольный участок с постепенным переходом к цилиндрическим участкам по краям. По мере роста температуры окружающей среды термочувствительный элемент 7 начинает "вспоминать" заданную форму и вместе с этим растет степень его противодействия силе упругости пружинной ходовой части 6, термочувствительный элемент 7 приподнимает пружинную ходовую часть 6 над боковыми опорами 5, которые жестко закреплены на неподвижном контакте 4, в результате чего происходит размыкание подвижного контакта 3. При охлаждении элемент 7 деформируется под действием силы упругости пружинной ходовой части 6, что приводит к замыканию контакта 3.

Усилие, развиваемое термочувствительным элементом при переходе из седловидной формы в прямой цилиндрический участок, весьма существенно, т.к. складывается из усилий по выпрямлению прогиба и усилия при переходе прямоугольного участка в цилиндрический.

Таким образом, силы противодействия термочувствительного элемента силам упругости пружинной ходовой части имеют поперечную и продольную составляющие, то есть предлагаемая конструкция позволяет более полно и эффективно использовать внутренние силы материала, из которого выполнен термочувствительный элемент.

Удержание термочувствительного элемента в предлагаемой конструкции осуществляется загнутыми концами боковых опор и прогибом термочувствительного элемента при низкой температуре окружающей среды, а при высокой температуре окружающей среды удержание осуществляется также загнутыми концами боковых опор и упругим усилием пружинной ходовой части.

Практическое осуществление термочувствительного переключателя не вызывает затруднений, так как он изготавливается известными в технике способами из известных материалов. Потребность в недорогих, малоинерционных и простых в изготовлении переключателях велика и предлагаемое техническое решение позволяет такую потребность удовлетворить.

Изобретение относится к термочувствительным устройствам, в частности к сигнализаторам предельной температуры, и может быть использовано в качестве термодатчика, термореле, термопереключателя, теплового пожарного извещателя. Термочувствительный переключатель содержит корпус, в котором расположены подвижный и неподвижный контакты и термочувствительный элемент, выполненный из фольгового материала с эффектом памяти формы. Термочувствительному элементу задана память формы в виде желоба, подвижный контакт состоит из подвижной и неподвижной частей, подвижная часть имеет две боковые опоры с загнутыми концами и расположенную между ними пружинную ходовую часть, причем термочувствительный элемент расположен под ходовой частью на боковых опорах. Технический результат заключается в повышении технологичности и простоте изготовления, его использование в системах сигнализации позволяет снизить инерционность и экономить дорогостоящие материалы с эффектом памяти формы. 3 ил.

Термочувствительный переключатель, содержащий корпус, в котором расположены подвижный и неподвижный контакты и термочувствительный элемент, выполненный из фольгового ленточного материала с эффектом памяти формы, отличающийся тем, что термочувствительному элементу задана память формы в виде желоба, подвижный контакт состоит из подвижной и неподвижной частей, подвижная часть имеет две боковые опоры с загнутыми концами и расположенную между ними пружинную ходовую часть, причем термочувствительный элемент расположен под пружинной ходовой частью на боковых опорах.