ТЕРМОВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТЭНА (ТРУБЧАТОГО ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЯ) Российский патент 2004 года по МПК H05B3/48 

Область техники

Изобретение - термовыкпючатель ТЭНа (трубчатого электронагревателя) предназначен для отключения ТЭНа от источника электроэнергии при температуре рабочей поверхности оболочки, превышающей номинальное значение, до момента его разрушения

Уровень техники

Прототипом изобретения является термовыключатель ТЭНа АООТ "Электросила" (см. Официальный бюллетень Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам, 1995 г, №23, с.272, патент №2042285) Термовыключатель АООТ "Электросила" и предлагаемое изобретение предназначены для отключения ТЭНов при возникновении аварийных ситуаций, т.е. при перегреве оболочки до температур, превышающих номинальные значения.

Сущность изобретения

Изобретение - термовыключатель ТЭНа имеет следующее устройство (см. чертеж 1). Рабочий орган - плавкая вставка 1 располагается внутри изолирующей трубки 2. С обеих сторон на концы плавкой вставки 1 установлены упругие центрирующие шайбы 3. К одному из концов плавкой вставки 1 подключена нагревательная спираль 5, к другому - компенсационная спираль 4. Обе и спирали противоположными от термовыключателя концами подключены к контактным стержням 6, которые служат для подключения к источнику электроэнергии. Вся конструкция, то есть: нагревательная спираль 5; термовыключатель, включающий в себя плавкую вставку 1, изолирующую трубку 2, упругие изолирующие шайбы 3 и компенсационную спираль 4; контактные стержни 6 - помещена в корпус ТЭНа 7, который заполнен специальным наполнителем 8.

После сборки указанным выше образом ТЭН пропущен через прокатный станок, чтобы уплотнить наполнитель.

Изобретение - термовыключатель работает следующим образом. При номинальном значении температуры рабочей поверхности оболочки корпуса ТЭНа плавкая вставка 1 постоянно находится в зоне температур, исключающих ее разрушение, т.к. окружающая среда обеспечивает нормальный теплоотвод, и она работает как простой проводник.

При возникновении аварийной ситуации, повышении температуры оболочки корпуса ТЭНа выше номинального значения, резко возрастает уровень тепловой энергии в зоне крепления нагревательной спирали 5 и плавкой вставки 1. В результате чего плавкая вставка 1 расплавляется, упругие центрирующие шайбы 3, которые после прокатки находятся в напряженном состоянии, разрывают расплавленный металл плавкой вставки 1 и ТЭН отключается от источника электрической энергии.

То, что в предлагаемом изобретении, в отличие от прототипа, отсутствует дополнительная деталь в соединении нагревательной спирали 5 с плавкой вставкой 1 (у прототипа нагревательную спираль крепят к специальному латунному наконечнику, с другой стороны к этому наконечнику крепят плавкую вставку), электрическое соединение плавкой вставки 1 и контактного стержня 6 осуществляют посредством компенсационной спирали 4, имеющей незначительное сечение и теплопроводность (у прототипа плавкая вставка крепится непосредственно к контактному стержню), способствует более быстрому распространению тепловой энергии от нагревательной спирали 5 к плавкой вставке 1, предотвращает ее потери на контактном стержне 6, а разрыв расплавленного металла плавкой вставки 1 производится в двух местах упругими центрирующими шайбами 3, обеспечивает более надежную работу термовыключателя в отличие от прототипа.

Изобретение - термовыключатель предназначено для обеспечения безопасной работы ТЭНа у потребителя. Основным рабочим органом термовыключателя является плавкая вставка. Она расположена в изолирующей трубке. Термостойкие упругие шайбы обеспечивают центровку плавкой вставки в корпусе ТЭНа. Центрирующие шайбы после прокатки ТЭНа на станке находятся в напряженном состоянии и при расплавлении плавкой вставки, сжимаясь, обеспечивают разрыв электрической цепи сразу в двух местах и отключение ТЭНа. Соединение плавкой вставки с нагревательной и компенсирующей спиралями произведено путем обжатия витков на металле вставки, что обеспечивает надежный контакт как электрический, так и тепловой, влияя на надежность работы изобретения. Между нагревательной спиралью 5 и плавкой вставкой 1 нет дополнительных элементов, что обеспечивает улучшение условий теплопередачи к исполнительному органу - плавкой вставке. Для уменьшения теплопотерь в соединении плавкая вставка - контактный стержень у предлагаемого изобретения предусмотрена специальная компенсационная спираль, имеющая незначительную теплопроводность. У предлагаемого изобретения производится дополнительно механический разрыв расплавленного металла вставки двумя упругими шайбами, что обеспечивает надежность работы термовыключателя. 1 ил.

Термовыключатель трубчатого электронагревателя, содержащий расположенную в оболочке плавкую вставку, которая выполнена из проволоки легкоплавкого сплава и расположена внутри изолирующей трубки, отличающийся тем, что к одному из концов плавкой вставки подключена нагревательная спираль, а к другому - компенсационная спираль, которая обеспечивает уменьшение теплоотдачи от вставки к контактному стержню, к которому подключены обе спирали противоположными от термовыключателя концами, компенсационная спираль компенсирует удлинение оболочки при прокатке на станке, разрыв электрической цепи происходит за счет сжатия после расплавления металла плавкой вставки двух упругих центрирующих шайб, установленных с обеих сторон на концах плавкой вставки.