Расцепитель максимального тока Д-НР-5 Советский патент 1992 года по МПК H01H73/48 H01H75/12 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к низковольтному аппаратост- роению, в частности к автоматическим выключателям.

Известен расцепитель максимального тока автоматического выключателя, содержащий термочувствительный элемент косвенного нагрева из материала, обладающего термомеханической памятью формы.

Недостатком данного устройства является сложность закрепления нагревателя и низкая надежность срабатывания из-за снижения термостойкости термочувствительного элемента.

Указанных недостатков лишен расцепитель максимального тока автоматического выключателя, содержащий термочувствительный элемент косвенного нагрева из материала, обладающего термомеханической памятью формы, в котором этот элемент при нагреве разгибается в сторону механизма свободного расцепления. Кроме того, такой элемент выполнен с переменной чувствительностью по длине, а нагреватель размещен вблизи участка термочувствительного элемента, имеющего максимальную чувствительность.

Недостатком указанного устройства является низкая надежность его срабатывания. Это вызвано тем, что термочувствительный элемент (ТЭ) нагревается только с одной стороны - со стороны нагревателя, что не позволяет гарантировать полный прогрев ТЭ до необходимой температуры. А при неполном прогреве ТЭ неполностью возвращает накопленную деформацию, что и не позволяет гарантировать надежность срабатывания,

Кроме того, ТЭ обладает термомеханической памятью формы, выраженной в изгибе, что также является причиной низкой его надежности. Это обусловлено тем, что при такой памяти формы наибольшие деформации в ТЭ имеет тот участок, который расположен вблизи нагревателя, который и генерирует основную часть деформаций с

XI N

XJ СА)

соответствующими усилиями. Остальные же участки ТЭ или работают совсем мало, или совсем не работают. Из-за этого обстоятельства для обеспечения необходимого усилия для взаимодействия с рейкой механизма свободного расцепления необходимо применять ТЭ значительной толщины (или значительного диаметра), что еще более ухудшает условия его нагрева и, следовательно, надежность срабатывания.

Целью изобретения является повышение надежности срабатывания механизма теплового выключения защищаемой цепи.

Указанная цель достигается тем, что термочувствительный элемент выполнен в виде стержня с памятью формы, выраженной в осевом растяжении - сжатии и распо- ложен в сквозном отверстии внутри на; освателч, причем один конец термочув- стеигепьног.. элемента закреплен в отверстии, а другой связан с нижним плечом рычага, верхний конец которого подпружинен и имеет возможность взаимодействовать с рейкой механизма свободного расцепления.

Выполнение термочувствительного элемента в виде стержня с памятью формы, выраженной в осевом растяжении-сжатии, и размещение его в сквозном отверстии онуфи нагревателя необходимо для повышения надежности срабатывания. Это достигается гем, что термочувствительный элемен подвергается нагреву одновременно со всех сторон, без изменения взаиморасположения нагревателя и ТЭ, что позволяет гарантировать полный прогрев ТЭ до необходимой температуры. Кроме того, выполнение термочувствительного элемента в виде стержня с памятью формы, выраженной в осевом растяжении-сжатии позволяет значительно уменьшить диаметр ТЭ. Это обусловлено тем, что подобная память формы позволяет получать наибольшие по эеличине генерируемые им усилия, так в работе принимают участие абсо лютно все участки ТЭ, которые работают сднонаг равленно и равномерно. А уменьшение диаметра ТЭ позволяет улучшить условия его нагрева, тем самым повысить надежность срабатывания.

Введение рычага, нижний конец которого связан с ТЭ, а верхний подпружинен и имеет возможность взаимодействовать с рейкой механизма свободного расцепления, необходимо для повышения надежности срабатывания. Это достигается гем, что позволяет, изменяя отношение плеч рычага, реализовать избыточное усилие в дополнительное перемещение или наоборот, Кроме того, введение рычага позволяет обеспечить необходимый воздушный зазор между нагревателем и рейкой механизма свободного расцепления, что позволяет избежать температурных перепадов в ее работе. Все

вместе позволяет повысить надежность срабатывания механизма теплового выключения защищаемой цепи,

На чертеже изображен продольный разрез механизма теплового выключения

0 защищаемой цепи расцепителя максимального тока.

Указанный расцепитель максимального тока Д-НР-5 (с термочувствительным элементом из нитинола с памятью растяжения5 сжатия, модель пятая) состоит из нагревателя 1, в котором выполнено сквозное отверстие 2. В отверстии 2 расположен термочувствительный элемент 3, закрепленный с одного конца в нагревателе 1 при

0 помощи болта 4. другой же конец ТЭ 3 связан с нижним концом 5 рычага, причем участок, :вязанный с ТЭ, имеет тот же диаметр, что и ТЭ 3. Рычаг снабжен шарниром 6, а верхний конец 7 рычага связан с пружиной

5 растяжения 8 и имеет возможность взаимодействовать с рейкой 9 механизма свободного расцепления.

Термочувствительный элемент 3 изготавливается из материала с термомеханиче0 ской памятью формы, например из нитинола (сплав никеля и титана, процентное отношение которых определяет температуру срабатывания ТЭ). Указанный элемент изготавливается в виде прямого

5 стержня и подвергается отжигу при 450- 500°С в закрытом штампе в заневоленном состоянии в течение 30-60 мин. После охлаждения до 25°С его пластически деформи руют, увеличивая его длину (растягивая) на

0 6-8%, В таком соотношении один из его концов соединяют с нижним концом рычага при помощи сварки, пайки, механического обжатия и пр. Да/.ее ТЭ вставляют в отверстие нагревателя и закрепляют при помощи,

5 например болта, Верхнее плечо рычага со- единяютс пруу-иной растяжения, послечего механизм теплового выключения готов к работе,

Механизм теплового выключения защи0 щаемой цепи расцепителя максимального тока рабе зет следующим образом.

При появлении тока перегрузки на защищаемой цепи на нагревателе 1 зыделяет- ся джоулево тепло, которое передается г-в

5 ТЭ 3. ТЭ 3,нагреваясь до температуры обратного мартенситного перехода, вспоминает свою горячую форму уменьшает сво о осевую длину (сжим-эется). При этом оч перемещает нижний «ц 5 рччага, одна часть входит отверс1ис 2 на, ревателя 1. Верхний же конец рычага растягивает пружину 8, после чего взаимодействует с рейкой механизма свободного расцепления 9, которая выключает защищаемую цепь.

При охлаждении при помощи пружины 8 термочувствительный элемент 3 растягивается, после чего он готов к следующему циклу работы.

Предлагаемый расцепитель максимального тока Д-НР-5 отличается высокой надежностью и может быть использован в любых автоматических выключателях, содержащих механизм теплового выключения защищаемой цепи.

Формула изобретения Расцепитель максимального тока автоматического выключателя, содержащий механизм теплового выключения защищаемой

цепи, включающий в себя термочувствительный элемент косвенного нагрева из материала с памятью формы, нагреватель и рейку механизма свободного расцепления,

отличающийся тем, что, с целью повышения надежности срабатывания, он снабжен подпружиненным рычагом, термочувствительный элемент выполнен в-виде стержня с памятью формы, выраженной в

осевом растяжении сжатии, нагреватель выполнен со сквозным отверстием, термочувствительный элемент расположен в сквозном отверстии нагревателя так, что один его конец закреплен в указанном

сквозном отверстии, а другой конец термочувствительного элемента связан с нижним плечом рычага, верхний конец рычага подпружинен и выполнен с возможностью взаимодействия с рейкой механизма свобедного расцепления.

Изобретение относится к тепловым рас- цепителям автоматических выключателей. Цель изобретения заключается в повышении надежности срабатывания. Сущность изобретения: благодаря тому, что термочувствительный элемент (ТЭ) выполнен в виде стержня с памятью формы, выраженной в осевом растяжении-сжатии, а также благодаря тому, что ТЭ расположен в сквозном отверстии нагревателя, обеспечивается равномерный прогрев ТЭ, уменьшается диаметр ТЭ и обеспечиваются наибольшие по величине усилия, т.е. деформации ТЭ. 1 ил.

/