Термореле Советский патент 1991 года по МПК H01H37/58 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для контроля температуры, и может быть использовано для сигнализации о выходе контролируемого объекта из допустимого температурного режима.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей термореле за счет обеспечения многократного действия и автоматического взведения.

На фиг.1 изображена конструкция термореле; на фиг.2 - зависимость магнитных сил Я от температуры Т.

Термореле содержит полый цилиндрический магнитопроводный корпус 1, двусоставной термочувствительный элемент, выполненный из магнитомягкого ферромагнитного материала с определенной точкой Кюри, один из которых 2 установлен снаружи корпуса 1 на его торце, другой 3 - внутри корпуса и соединен с ним регулировочной шайбой 4. Корпус 1 снабжен крышкой 5 из электроизоляционного материала, на внутренней поверхности которой установлен постоянный магнит 6, а также закреплены неподвижные контакты 7 с электровыводами 8: На торцовой поверхности термочувствительного элемента 3, обращенной к постоянному магниту 6, закреплена гибкая электропроводная пластина 9 с подвижными контактами 10.

В обаяем случае сипа, действующая на магнитный элемент i, находящийся в поле магнитного элемента J, определяется кз

FIJ - grad Wt,

-re - магнитная эиаргия элемента ( в поло элемента J.

Кроме того, известно,что

w -ро / ь FT d v,(2)

V)

где «о - магнитная постоянная;

d - вектор намагниченности элемента i;

bli - вектор напряженности магнитного noun 0 злементе i:

Vi - объем элемента .

Напряженность магнитного поля HI складывается чз напряженности собствен- кого 5зз агнич;- :;- о цбтс поли элемента - Нре м напряженности, создаваемой элементом j г.(утр з «лембЕпа I - , т.е.

Hi Ире +$1,

(Выражая Hj через иап-штни-,. -титенци- л у Hpci через :созфф -щив п рзсм тичивз- ; н:., а за том оы.чсля лв согласие (2) янтегри- 4VMMO, из П) ч,мэ;,:.т

FiJ-| b lj A (V), Vj. 5,j (4)

.ч is - самагниченносгь элемента ;

A - коэффициент, зависящий о рассто- jrt . n между элементами 1 я j -dij и их объемов Vi:,Vj.

Конкретный вид А определяется формой элемеиточ i м j, так, для цилиндрической формы

Л.Л2-572

(5)

5372

Rbb(hj/2i- f Rj радиус зя8|узз г,а ;

hj - толщина элемента j.

Подвижней термочувствигельный зле- мент, являясь звеном укзанной магнитной системы ; испытывает воздействие двух магнитных смл - со стороны постоянного магнита и неподвижного термочувствительного элемента, каждая из которых определяется согласно (4). Его перебрасывание (срабатывание и взвод термореле), следовательно, реализующееся при равенстве этих сил, обусловливается термомагнытиыми характеристиками материалов постоянного магнита и термочувствительного элемента, их габаритами, зазорами в ситеме, а также температурой т может быть заранее обеспечено в соответствии с (4),

Термореяе работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда температура контролируемого объекта ниже точки

Кюри каждого из термоэлементов 3 и 2 и магнитные фазовые переходы в них отсутствуют, магнитная сила взаимного притяжения между термоэлементами 3 и 2 Рз2Н

превосходит соответствующую силу между термоэлементом 3 и постоянным магнитом 6 Рзен (участок левее точек а0,1эо, фиг.2), что обусловлено выбором параметров магнитной системы в соответствии с (4). При этом

0 термоэлемент 3 притянут к внутренней торцовой поверхности корпуса 1 до величины выставленного регулировочной шайбой 4 зазора, а контакты 7 разомкнуты. По мере при- ближеня температуры контролируемого

5 объекта к области магнитного фазового перехода термоэлементов 2 и 3 они начинают переходить в парамагнитное состояние, т.е. магнитные силы Рз2 и Рзе падают (участки и Ь0-), причем изменение силы Рз2 про0 исходит более резко. Последнее связано с тем, что зависимость магнитной силы от температуры в системе термоэлемент 3 - постоянный магнит 6 определяется изменением магнитных свойств лишь одной из ее

5 составляющих, а именно термоэлемента 3, а в системе термоэлемент 2-- термоэлемент 3 - обоих. В результате, при заданном значении температуры ТСр, обусловленном как магнитными и габаритными характеристи0 ками элементов магнитной системы так и начальными зазорами в ней, имеющими регулировку, реализуется условие срабатывания Рза Рзб (точка ) и происходит перебрасывание термоэлемента 3 от внут5 ренней торцовой поверхности корпуса . к постоянному магниту 6 (участки -ai и -bi). При этом посредством закрепленных на пластине 9 подвижных контактов 10 замыкаются неподвижные контакты 7, термореле

0 срабатывает. В случае дальнейшего роста температуры магнитные силы Рз2 и Рзб изменяются по кривым ai-32 и bi-b2. По мере возвращения темературы контролируемого объекта к начальному значению магнитные

5 свойства термоэлементов 2 и 3 восстанавливаются, силы Рз2 и Рзб возрастают(участки ai- и bi-) при более высоком темпе изменения силы Рз2 (выше). В результате при некоторой температуре Тьз, меньшей тем0 пературы срабатывания, что связано с изменением соотношения зазоров в магнитной системе, выполняется условие равенства сил Рза и Рзб (точка ), аналогичное условию срабатывания, и происходит обратное пере5 брасывание термоэлемента 3 (участки -аз и -Ьз), т.е. термореле автоматически взводится.

Настройка термореле на рабочую тем пературу осуществляется регулировочной

шайбой 4, обеспечивающей заданное соотношение зазоров в магнитной системе в соответствии с условием срабатывания.

Предлагаемое устройство, не ухудшая эксплуатационно-технических характеристик известного, в т.ч. обладая повышенной чувствительностью, имеет по сравнению с ним ряд существенных преимуществ. Оно благодаря использованию двусоставного термоэлемента в сочетании с постоянным магнитом обеспечивает многократное срабатывание при автоматическом взведении и устойчивость к вибрациям.

Использование двусоставного термочувствительного элемента, изготовленного из магнитомягкого материала, в сочетании с постоянным магнитом при определенном мх расположении обеспечивает многократную работу термореле с автоматическим взведением, сохраняя его высокую чувствительность. Вместе с тем взведение постоянного магнита позволяет исключить из термореле подверженную вибрациям пружину и поршень. Срабатывание термореле при любой заранее заданной температуре рабочего диапазона достигается выбором магнитных характеристик и размеров звеньев термочувствительного элемента и постоянного магнита, а также установкой зазоров между ними.

Формула изобретения Термореле, содержащее магнитопро- водный корпус, снабженный крышкой из Электроизоляционного материала с закрепленными на ней неподвижными контактами, электропроводную пластину с подвижными контактами, регулировочную шайбу и термочувствительный элемент, выполненный из двух ферромагнитных звеньев с равными точками Кюри, одно из которых установлено снаружи магнитопровод- ного корпуса на его торце, другое - внутри корпуса соосно с ним, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения

0

5

многократного действия и автоматического взведения, оно снабжено постоянным магнитом, установленным соосно с термочувствительным элементом на внутренней поверхности торцовой электроизоляционной крышки корпуса, а термочувствительный элемент выполнен из магнитомягкого материала, причем его подвижное звено охвачено регулировочной шайбой, уприрающейся в магнитопроводный торец корпуса, и образует совместно с неподвижным звеном и постоянным магнитом магнитную систему с зазорами, соотношение которых определяется из формулы

R8

2

Rg + (b2/2-d32 f/2

Ri

20

Rt+fa/l+dstf 7

б

Rg-Khe -dae)2}372 , Ri

Rg+Che/a-Kfee)

- намагниченность неподвижного звена термочувствительного элемента; te - намагниченность постоянного магнита;

R2 и П2 - радиус и толщина неподвижного звена термочувствительного элемента;

Re и he - радиус и толщина постоянного магнита;

5зз - зазор между неподвижным и подвижным звеньями термочувствительного элемента;

дзб - зазор между подвижным звеном термочувствительного элемента и постоянным магнитом,

а электропроводная пластина с подвижным контактом установлена на торце подвижного звена термочувствительного элемента, обращенном к постоянному магниту.

Фиг.1

6

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для контроля температуры, и может быть использовано длл сигнализации о выходе контролируемого объекта из допустимого температурного режима. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей термореле за счет обеспечения многократности срабатывания и автоматического взведения. В термореле термочувствительный элемент выполнен из двух магнмтомяг- ких Ферромагнитных элементов (МФЭ) с равными точками Кюри, один из которых размещен на внешней поверхности магни- топроводного корпуса, а другой - внутри корпуса с возможностью перемещения. На изоляционной крышке корпуса установлен постоянный магнит, МФЭ соединен с регулировочной шайбой и при его перемещении изменяется расстояние как между указанными элементами, так и между МФЭ и постоянным магнитом. Это обеспечивает регулирование температуры срабатывания. 2 ил. С te-.-i

&

Г