Термочувствительный выключатель Советский патент 1985 года по МПК H01H37/76 

Изобретение относится к электрическим выключателям, в частности к термочувствительным выключателям, переключающим электрические цепи под воздействием температуры, и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре и электрических аппарадгах Ь качестве устройств защиты от температурных перегрузок. Цель изобреКёния - упрощение конструкции и повышение надежности срабатывания. я-,: На чертеже схематично изображен термочувствительный выключатель, разрез. Термочувствительный выключатель состоит из полого цилиндрического корпуса 1, с обоих торцовых частей которого установлены заглушки 2 из изоляционного материала. Внутри корпуса помещены электропроводное термо чувствительное вещество 3, находящее ся в твердом состоянии, с отрицательным температурным коэффициентом объемного расширения и сильфон 4, открытый конец которого упирается в верхнюю заглушку 2, а закрытый - в термочувствительное плавкое вещество 3. Вдоль оси верхней заглушки установлен (запрессован) первый электрод 5, нижний конец которого проходит внутрь сильфона 4 и касается его дна Вдоль оси нижней заглушки 2 установлен (запрессован) второй электрод 6, который имеет контакт с термочувстви тельным веществом 3. Температура плавления термочувствительного вещества 3 выбирается рав ной температуре, при которой термочувствительный выключатель разрывает электрическую цепь, в которую он последовательно включен с помощью элек тродов 6 и 5. Торец корпуса 1, закры тый нижней заглушкой 2, с электродом 6 служит для помещения термочувствительного вещества 3 внутрь корпуса. В исходном состоянии за счет ввин чивания заглушки 2 с электродом 5 сильфон 4 поджат таким образом, чтобы между электродом 5, дном сильфона 4 и термочувствительным плавким веществом 3 обеспечивался на дежньй электрический контакт. На тор це заглушки 2 нанесены-деления, а на корпусе 1 - нуль отсчета, что позволяет в достаточно широких пределах регулировать величину контактного давления электрода 5, сильфона 4 и 1 12 плавкого вещества 3. После установки нужной величины данного контактного давления устройство готово к работе. Устройство работает следующим образом. При достижении веществом 3 температуры плавления как за счет нагрева от протекающего через него тока, так и за счет внешней среды, оно переходит в жидкое состояние и уменьшает свой объем. В результате этого подпружиненный сильфон 4 распрямляется, его дно опускается вместе с уровнем расплавившегося вещества 3 и между электродом 5 и дном сильфона 4 возникает зазор величиной сГ. Таким образом, цепь между электродами 5 и 6 разрывается. При затвердевании вещества 3 увеличивается его объем до первоначальной величины и перемещается дно сильфона 4 до контакта с электродом 5. Устройство вновь готово к работе. Например, если в качестве вещества 3 используется висмут, то он при достижении температуры плавления (Срд) 271°С уменьшает свой относительный объем V/V на -3,32%,где V объем вещества 3 в твердом состоянии, ДУ - уме.ньшение объема вещества 3 при плавлении. Величина АЧ связана с величиной зазора с и площадью S поверхности вещества 3 следующей зависимостью:д V S tf . 1) Разделив обе части уравнения (1) на V и приняв обозначение , получим выражение - -Х S с помощью которого можно определить величину забора сГ через конструктивные параметры V и S устройства, а также через физическую характеристику Ы dV/V вещества, значения которой для различных веществ приведены в таблице. Так, если в качестве вещества 3 выбран висмут, для которого oi -3,32%. площадь внутреннего сечения корпуса 1 см, а объем вещества см, то на основании выражения (2) зазор f между электродом 5 и дном сильфона 4 составит -3,32-10-2,-10 0,332 см. (3)

31

Знак минус указывает на то, что расстояние меткду электродом 5 и дном сильфона 4 обусловлено уменьшением объема вещества (висмута) при плавлении. Полученная расчетным путем величина зазора вполне достаточна для надежного размыкания цепи между электродами 5 и 6.

Предлагаемое устройство по сравне нию с известньми обладает повьшенной точностью, так как в нем за счет регулируемого поджатия электрода 2 с дном сильфона 4 и теплочузствительным плавким веществом 3 всегда отсутствуют зазоры и люфты. Кроме того, указанное .поджатие обеспечивает необходимое контактное давление элек трода 2 с дном сильфона 4 и теплочув ствительным плавким веществом 3 что расширяет коммутационные возможности устройства и повышает его надежность

Таким образом, отсутствие люфтов и указанное предварительное поджатие

1840214

обеспечивает ускоренное размыкание

электрической цепи, что также повышает точность работы устройства. Кроме того, устройство обеспечивает многократность использования, а также дает возможность регулировать величину поджатия контактной системы.

ОтносительТ.пл.,

Вещество С ное изменение объема.

15

29,85 -3,00

Галлий 271,00 -3,32 Висмут 630,00 -0,94 Сурьма

ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий полый цилиндрический корпус с заглушками из изоляционного материала, размещенными на торцах полого цилиндрического корпуса, электродь, каждый из которых жестко закреплен вдоль ее продольной оси, и размещенные между электродами пружинящий элемент и термочувствительный плавкий элемент, о тличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности срабатывания, в качестве пружинящего элемента использован сильфон, в качестве термочувствительного плавкого элемента использовано электропроводное вещество с отрицательным температурным коэффициентом объемного расширения, причем сильфон расположен так, что один из электродов упирается в § его дно, открытый конец сильфона поджат заглушкой, а другой электрод (/} С контактирует с термочувствительным плавким элементом.