Электронагреватель Советский патент 1989 года по МПК H05B1/02 

Изобретение относится к электрическим нагревательным приборам с автоматическим контролем и регулированием температуры, предназначено для включения и выкпючения электрической цепи при достижении температуры контролируемой среды до заданной величины и может быть .использовано в радиоэлектронной аппаратуре и электрических аппаратах в качестве устройств защиты от температурных перегрузок.

Цель изобрете1шя - повьшение надежности работы электронагревателя

4571742

раметр h) , величина которого равна 5-95% максимально возможного хода подвижного контакта, вьшолненного из материала со структурой термоупругого мартенсита на основе медь-алюминий-никель, прорезанной стенке которого придана обратимая память формы. Торец подвижного контакта выполнен Q с мартенситным микрорельефом.

Устройство работает следующим образом.

После включения источника питания электрический ток проходит по

Изобретение относится к электротехнике. Цель - повышение надежности работы электронагревателя путем повышения точности срабатывания термоограничителя . Электронагреватель JiI xzl г содерзкит герметичный корпус 1, на- гревательные элементы 6 и 7 со стерж- невьши выводами 2-5. Электронагреватель снабжен термоограничителем. Подвижные его контакты 8-11 выполнены в форме стакана со спиральной прорезью, установленного на конце каждого вывода. Стакан выполнен из материала со структурой термоупругого мартенсита, которому придана обратимая память формы, а на его наружной торцовой поверхности,обращенной к неподвижным контактам 12-15, выполнен мартенситный микрорельеф. При перегреве за счет уменьшения размеров подвижных контактов 8-11 прерывается питание нагревательных элементов и восстанавливается цепь питания при их охлаждении. Отмечено повышение быстродействия термоограничителя в 5-7 раз. 1 ил. с О) 4 ел ч ч Ni;

путем повьшения точности срабатьшанияJ5 первому каналу нагрева и терморегулитермоограничителя.

На чертеже представлен электронагреватель с двумя каналами термо- .регулирования.

Электронагреватель содержит гер- метизированный корпус 1, в полости которого жестко закреплены тоКовыво- ды 2-5, электрически связанные с нагревательными элементами 6 и 7. Элемент 6 электрически включен последо- вательно в первый канал нагрева и терморегулирования, образуя электрическую ветвь с выводами 2 и 5. Эле-, мент 7 электрически включён последовательно с выводами 3 и 4 во втором канале нагрева и терморегулирования. Конец каждого токовывода 2-5 электрически соединен последовательно с соответствующим каждому из них подвижными 8-11 и неподвижными 12-15 контактами, жестко установленными в корпусе держателя.

Подвижные контакты 8-11 выполнены термочувствительными в виде стаканов и расположены на образующих поверхностях каждого из токовыводов 2-5, сопряженных с внутренними поверхностями стенок подвижных контактов 8-11 Кромками открытых концов в зоне горловины подвижные контакты 8-11 жест- ко закреплены на концах токовьшодов 2-5, образуя жесткую связь. Противоположные торцовые контактные поверхности оперты на неподвижные контакты 12-15, причем от кромки жесткого за- крепления до торцов вьшодов (параметр .L) в стенках подвижных контакто 8-11 выполнена спирально-винтовая

Электрическая цепь каналов замыкается при полном восстановлении параметров L, S, h и мартенситного микрорельефа на контактных поверхностях подвижных контактов 8-11. Устройство готово к повторению аналогичного термоцикла работы. Следовательно, отключение нагревателя происходит за счет трех видов движения: исчезновения мартенситного микрорельефа, спопрорезь (параметр S) для обеспечения

возвратно-поступательного скольжениясобствующего делению дуги отключения

подвижных контактов вдоль образующей на несколько коротких дуг,вращения

поверхности выводов 2-5. Между Дномпо вкукного контакта, что вместе с, деподвижных контактов 8-11 и торцомлением на несколько дуг устраняет

токовыводов 2-5 установлен зазор (па-: залипание контактов, и быстрого

0 5 g

д

5

0

рования: через неподвижный, контакт 12, подвижный контакт 8, вьшод 2, термоэлемент 6, вывод 5, подвижный контакт 11 и неподвижньй контакт 15, а также по второму каналу: через подвижный контакт 13, подвижный контакт 9, вывод 3, элемент 7, вывод 4, подвижный -10 и неподвижный 14 контакты. Элементы 6 и 7 нагревают -внутреннюю среду нагревателя и вьшоды 2-5 до температуры, при которой происходит резкое уменьшение параметров L, S и h подвижных контактов, причем параметр h уменьшается до нулевого значения. Одновременно с изменением указанных параметров исчезает мар- тенситный микрорельеф на контактных поверхностях. Нагрев элементов прекращается после выключения источника питания. Причем температура вьпшю- чения каждого канала может отличаться на 2-200 с и задаемся в основном химическим составом материала подвижных контактов. После охлаждения прибора до заданной температуры подвижные контакты 8 и 11, а также контакты 9 и 10 вновь возвращаются в исходное положение, увеличивая параметры L, S и h.

Электрическая цепь каналов замыкается при полном восстановлении параметров L, S, h и мартенситного микрорельефа на контактных поверхностях подвижных контактов 8-11. Устройство готово к повторению аналогичного термоцикла работы. Следовательно, отключение нагревателя происходит за счет трех видов движения: исчезновения мартенситного микрорельефа, споперемещения подвижного контакта вниз. Такое сложное перемещение подвижного контакта позволяет быстро и надежно отключить устройство,

Погружение нагревателя в тшдкую среду на установленный рабочий уровень существенно увеличивает -длительность работы прибора до достижения заданной температуры нагреваемой ю среды, но не изменяет описанный принцип действия устройства. Увеличение периода нагрева связано с тем, что жидкая среда поглощает основную часть тепловой энергии, вьщеляемой термо- is элементами 6 и 7, и существенно снижает долю тепловой энергии, расходуемой на нагрев выводов 2-5 и контактов 8-11.

Кроме того, нагреваемая,среда ох- 20 лаждает элементы конструкции нагревателя, снижая скорость нагрева .выводов 2-5 и подвижных контактов 8-11, причем подвижные контакты зашунтированы поверхностью вьшодов от нагрева проходящим током. Таким образом, нагрев подвижных контактов 8-11 функционально связан с температурными режимами внутренней среды нагревателя и нагре- ваемой жидкой среды.

Быстродействие предлагаемого прибора в 5-7 раз выше. Это достигается тем, что термочувствительные контакты установлены непосредственно на концах токовьшодов и связаны жестким ; тепловым контактом с элементом,нагревателя. Контактный узел может быть смонтирован в отдельной капсуле и при сборке прибора установлен в трубчатый корпус нагревателя. Это снижает трудоемкость и повьпиает производительность. .

В конструкции предусмотрен резервный подвижный контакт, дублирующий

25

жим работы) время включения прибора колеблется в пределах 10-20 с. Это достигается за счет уменьшения длины теплопровода от термоэлемента до чувствительного элемента и обеспечетшя жесткого и скользящего теплового контакта с выводами нагревателя.

Предлагаемое устройство можно применить для защиты электрических машин от перегрева. С этой целью подвижные контакты устанавливают на концах провода обмотки возбуждения. После появления перегрузки на валу машины провод обмотки нагревается до температуры размыкания подвижных контактов.

Формула изобретения

Электронагреватель, содержащий герметичный корпус, внутри которого электроизолированно от него установлен нагревательный элемент со стержневыми выводами, закрепленными в держателе, термоограничитель, подвижный контакт которого электрически связан с выводом нагревателя, а неподвиж30

ный - с токоподводом электронагрева-I теля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы электронагревателя путем повышения точности срабатывания термо- 35 ограничителя, подвижный контакт выполнен в виде стакана, надетого на . часть вьюода, закрепленную в держателе, и жестко закрепленного на выводе в зоне открытого торца стакана и установленного с зазором по всей внутренней поверхности стакана,на участке от места жесткого закрепления стакана до торца вывода в стенке стакана выполнена сквозная спираль

40

отключение от источника питания, пос- 45 но-винтовая прорезь, стакан вьшолнен

из материала со структурой термоуп- рутого мартенсита, которому придана обратная память формы, причем на наружной торцовой поверхности стакана, обращенной к неподвиж 1ому контакту, выполнен мартенситный микрорельеф

кольку в нагревателе каждому элементу соответствует пара термочувствитель- ньк подвижных контактов, а при отказе одного из них одновременно срабатывает дублируюшзий. При отсутствии на- греваемой жидкой среды (аварийный ре

жим работы) время включения прибора колеблется в пределах 10-20 с. Это достигается за счет уменьшения длины теплопровода от термоэлемента до чувствительного элемента и обеспечетшя жесткого и скользящего теплового контакта с выводами нагревателя.

Предлагаемое устройство можно применить для защиты электрических машин от перегрева. С этой целью подвижные контакты устанавливают на концах провода обмотки возбуждения. После появления перегрузки на валу машины провод обмотки нагревается до температуры размыкания подвижных контактов.

Формула изобретения

Электронагреватель, содержащий герметичный корпус, внутри которого электроизолированно от него установлен нагревательный элемент со стержневыми выводами, закрепленными в держателе, термоограничитель, подвижный контакт которого электрически связан с выводом нагревателя, а неподвиж

ный - с токоподводом электронагрева-I теля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы электронагревателя путем повышения точности срабатывания термо- ограничителя, подвижный контакт выполнен в виде стакана, надетого на . часть вьюода, закрепленную в держателе, и жестко закрепленного на выводе в зоне открытого торца стакана и установленного с зазором по всей внутренней поверхности стакана,на участке от места жесткого закрепления стакана до торца вывода в стенке стакана выполнена сквозная спираль

но-винтовая прорезь, стакан вьшолнен

из материала со структурой термоуп- рутого мартенсита, которому придана обратная память формы, причем на наружной торцовой поверхности стакана, обращенной к неподвиж 1ому контакту, выполнен мартенситный микрорельеф,