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

Изобретение относится к термочувствительным устройствам, в частности, к сигнализаторам предельной температуры, и может быть использовано в качестве термодатчика, термореле, терморегулятора для индикации температуры, для контроля технологических процессов, пожарной сигнализации и т.п.

Наиболее близким устройством того же назначения является термочувствительный выключатель, описанный в патенте 2040819 6 H 01 H 37/46,61/06, опубл. в БИ N 21, 1995 г. Выключатель содержит корпус, неподвижный и подвижный контакты, термочувствительный элемент из сплава с эффектом памяти формы (ЭПФ) и регулировочный винт.

Недостатком этого устройства является изготовление термочувствительного элемента в виде криволинейной замкнутой фигуры из ленты с жестким соединением концов. Предлагаемое соединение концов ленты с помощью микросварки представляет собой весьма сложный процесс из-за высокой химической активности титана (Ti), являющегося одним из основных компонентов сплавов с ЭПФ. Кроме того, сварные конструкции из сплавов с ЭПФ не обеспечивают достаточной надежности при многократном термоциклическом срабатывании. По упомянутым причинам неприемлема и пайка, а, учитывая габаритные размеры и толщину ленты, из которой предполагается изготавливать термочувствительный элемент, неприемлема также и клепка.

Другим недостатком этого устройства является то, что термочувствительный элемент находится в корпусе и, таким образом, частично изолирован от внешней среды, на температурные изменения которой он предназначен реагировать; к тому же на термочувствительный элемент оказывает влияние и температура, возникающая внутри корпуса при прохождении электрического тока через контакты, что, в конечном итоге, существенно снижает чувствительность устройства, точность его показаний и сужает сферу применения.

Задача заявляемого устройства - снижение трудоемкости изготовления, повышение чувствительности устройства и точности его показаний, расширение сферы применения устройства, повышение удобства в обслуживании.

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемое устройство содержит основание, на котором смонтированы подвижный и неподвижный контакты, регулировочный винт. Кроме того, устройство содержит термочувствительный элемент из сплава с ЭПФ в виде криволинейной фигуры (окружности, овала) и крышку с сегментообразной выпуклостью по форме кривизны термочувствительного элемента.

Особенностью устройства является то, что термочувствительный элемент выполнен из ленты в виде криволинейной незамкнутой фигуры и ему задана память формы на эту фигуру, а на внутренней стороне сегментообразной выпуклости крышки, в наивысшей ее точке, имеется ребро упора (выступ), в которое упираются концы термочувствительного элемента. Это позволяет криволинейной фигуре, в виде которой изготовлен термочувствительный элемент, работать так же, как и подобной фигуре с жестко соединенными концами. Для улучшения контакта термочувствительного элемента с внешней средой и отвода тепла, которое появляется при прохождении электрического тока через контакты, крышка выполнена перфорированной.

Другой особенностью устройства является то, что поверхность подвижного контакта в месте взаимодействия с термочувствительным элементом имеет теплоизолирующее покрытие.

На чертеже изображен один из вариантов исполнения термочувствительного выключателя с нормально разомкнутыми контактами.

Термочувствительный выключатель содержит основание 1, подвижный контакт 2, имеющий Г-образную форму, неподвижный контакт 3, термочувствительный элемент 4, крышку 5 и регулировочный винт 6.

Термочувствительный элемент 5 изготовлен из сплава с ЭПФ (например, на основе никелида титана) в виде ленты толщиной 20-100 мкм и шириной 0,5-8 мм, которой придана форма криволинейной фигуры (окружности, овала) со сведенными, но незакрепленными концами, причем термочувствительному элементу придана память формы на окружность (овал). Термочувствительный элемент 4 установлен разомкнутой частью вверх, между подвижным контактом 2 и крышкой 5, в сегментообразной выпуклости последней, упираясь разомкнутыми концами в ребро упора, что придает упругость разомкнутой окружности, в виде которой изготовлен термочувствительный элемент 4 и исключает его проворачивание, например, при вибрации. Поскольку наибольшая суммарная величина расстояния зазора между внутренней поверхностью крышки 5 и контактом 2 (по вертикали) и зазора между контактами 2 и 3 меньше вертикального линейного размера термочувствительного элемента 4, нижнюю часть его, после установки в сегментобразную полость крышки 5, слегка деформируют. Верхняя плоскость подвижного контакта 2 в месте взаимодействия с термочувствительным элементом 4 имеет (на чертеже не показано) теплоизолирующее покрытие (например, лак, краска), а крышка 5 выполнена перфорированной, что уменьшает влияние на термочувствительный элемент тепла, возникающего при прохождении электрического тока через контакты 2 и 3, и одновременно оптимизирует восприятие термочувствительным элементом 4 изменений температуры внешней среды. Для осуществления регулировки по температуре срабатывания устройство имеет регулировочный винт 6, упирающийся в нижнюю поверхность подвижного контакта 2.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении контакты 2 и 3 разомкнуты. При нагреве внешней среды выше температуры срабатывания термочувствительный элемент 4, вспоминая предварительно заданную форму, отжимает подвижный контакт 3 и замыкает контакты 2 и 3. Это достигается подбором параметров подвижного контакта 2 и термочувствительного элемента 4 таким образом, что сила упругости (жесткости) пластины подвижного контакта 2 меньше усилия, развиваемого термочувствительным элементом 4 при нагреве выше температуры включения, но превышает жесткость термочувствительного элемента 4 в остывшем (ниже температуры выключения). При охлаждении термочувствительный элемент 4 деформируется под действием силы упругости подвижного контакта 2.

Изменение или корректировка устройства по температуре срабатывания достигается с помощью винта 6, регулирующего силу упругости подвижного контакта 2, а перфорация крышки 5, кроме оптимизации восприятия температурных изменений внешней среды, позволит визуально контролировать настройку устройства.

Предложенный термочувствительный выключатель обладает повышенной чувствительностью, точностью показаний, простотой изготовления, удобством в обслуживании и возможностью применения в условиях вибрации.

Изобретение относится к термочувствительным устройствам, в частности, к сигнализаторам предельной температуры. Техническим результатом является снижение трудоемкости изготовления, повышение чувствительности и точности показаний, расширение сферы применения устройства, упрощение обслуживания. Термочувствительный элемент, изготовленный из сплава с эффектом памяти формы, выполнен в виде криволинейной фигуры. Крышка устройства выполнена перфорированной и имеет выпуклость сегментообразной формы, в наивысшей точке которой с внутренней стороны имеется ребро, на которое опираются разомкнутые концы термочувствительного элемента, а на поверхность подвижного контакта, в месте взаимодействия с термочувствительным элементом, нанесено теплоизолирующее покрытие. Устройство содержит основание, на котором смонтированы подвижный и неподвижный контакты, а также регулировочный винт. Термочувствительный элемент установлен между подвижным контактом и крышкой. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Термочувствительный выключатель, содержащий основание и расположенные на нем подвижный и неподвижный контакты, регулировочный винт, крышку, а также термочувствительный элемент из сплава с эффектом памяти формы, установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт, отличающийся тем, что термочувствительный элемент изготовлен из ленты и выполнен в виде незамкнутой криволинейной фигуры, крышка выполнена перфорированной и имеет сегментообразную выпуклость, на внутренней стороне которой в наивысшей точке расположен выступ, в который упираются разомкнутые концы термочувствительного элемента при установке его между крышкой и подвижным контактом, причем термочувствительному элементу задана память на криволинейную фигуру. 2. Термочувствительный выключатель по п.1, отличающийся тем, что подвижный контакт имеет теплоизолирующее покрытие в месте взаимодействия с термочувствительным элементом.