Термочувствительный выключатель Советский патент 1992 года по МПК H01H61/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к приборам для поддержания стабильной температуры электробытовых нагревателей.

Известны устройства для тепловой защиты, основной особенностью которых является применение термочувствительных элементов, например, терморезмсторов, меняющих сопротивление при определенной температуре, или биметаллов, изменяющих свои размеры при нагревании.

Недостатком всех этих устройств является их динамическая погрешность из-за тепловой инерционности термочувствительных элементов.

В настоящее время широкое распространение получили термочувствительные

элементы, выполненные из материала памяти формы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является термочувствительный выключатель, содержащий корпус, термочувствительный элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы, шток из электроизоляционного материала и контактную группу. При этом термочувствительный элемент выполнен в виде навивной пружины, а контактная группа управления источником напряжения имеет подвижный контакт, перемещаемый посредством штока.

Недостатком этого термочувствительного выключателя является его низкая надежность и малый ресурс работы. Нагрев

-vl

Ю Ю

N N)

термочувствительного элемента осуществляется током источника напряжения, частью цепи которого он является, а использование его в качестве погружного выключателя для регулирования температуры среды, имеющей другие источники нагрева, не представляется возможным, так как при сложной конструкции герметизации возрастает его инерционность из-за отсутствия непосредственного контакта термочувствительного элемента с нагреваемой средой (теплопередача может осуществляться только через корпус и среду, запол- няющую объем внутри корпуса). Выполнение термочувствительного элемента в виде навивной пружины также не позволяет значительно уменьшить инерционность выключателя даже при снабжении пружины дополнительной термоконтактной поверхностью, так как любое соединение (механическое, сварное и другие) вносит определенную погрешность. Наличие подвижного контакта в цепи управления источником напряжения снижает срок службы выключателя, так как истирание этого контакта способствует возникновению зазора между токоведущи- ми элементами, вызывая возникновение дуги, эрозию материала контактов и, как следствие, выход выключателя из строя.

Цель изобретения - повышение надежности и ресурса работы.

Поставленная цель достигается выполнением термочувствительного выключателя,содержащегокорпус, термочувствительный элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы, шток из электроизоляционного материала и контактную группу, в котором термочувствительный элемент выполнен в виде стакана со сквозной спирально-винтовой прорезью, который герметично установлен в отверстии, выполненном в корпусе, своим дном, образующим термоконтактную поверхность, а шток размещен в стакане с возможностью перемещения между элементами контактной группы.

На чертеже показан термочувствительный выключатель, общий вид.

Термочувствительный выключатель содержит корпус 1 с коаксиально установленной в нем трубчатой электроизоляционной вставкой 2. термочувствительный элемент 3, выполненный из материала с эффектом памяти формы в виде стакана со сквозной спирально-винтовой прорезью, который своим дном 4 герметично установлен в отверстии 5 корпуса 1, шток 6 из электроизоляционного материала, размещенный в стакане, контактную группу 7, связанную с

электрической цепью 8 источника напряжения, и втулку 9.

. Выключатель работает следующим образом.

Тепло от нагреваемой поверхности или объема через дно 4. являющейся термочувствительной поверхностью, передается тер- мочувствительному элементу 3, представляющему собой упругую пружину с

0 эффектом памяти формы. При достижении критической температуры термочувствительный элемент 3 резко разжимается и перемещает шток б между элементами контактной группы 7 и размыкает электри5 ческую цепь 8 питания нагревателя.

При остывании поверхности или обьема температура термочувствительного элемента 3 понижается и он сжимается до исходного состояния, при этом шток 6 выходит из

0 контакта с элементами контактной группы 7 и электрическая цепь 8 питания нагревателя замыкается.

Таким образом, температура нагреваемой поверхности или обьема поддерживает5 ся в заданных пределах.

Температурный интервал срабатывания выключателя зависит от типа сплава, из которого выполнен термочувствительный элемент.

0 Термочувствительный выключатель, в котором термочувствительный элемент выполнен из сплава на основе меди с эффектом памяти формы, обеспечивающего значение температур восстановления фор5 мы в интервале +120...-250°С и термическую стабильность в широком (200...600°С) интервале температур, использован в промышленном образце (электрокружка емкостью 0,25 и 0 5 л) и предназначен для

0 поддержания температуры нагреваемой среды ЮОоС. При этом термочувствительный выключатель расположен вне нагреваемой среды, контакт с которой осуществляется через термочувствитель5 ную поверхность, поэтому температура окружающей среды не оказывает на него воздействия. Кроме этого, корпус выключателя, с коаксиально установленной в нем электроизоляционной вставкой делает его

U безопасным s процессе эксплуатации. Выполнение термочувствительного элемента в виде стакана со сквозной спирально-винтовой прорезью позволяет резко (жесткость нагретого элемента повышается почти на

5 два порядка) изменять положение штока относительно контактной группы, образуя электроизоляционную прокладку между то- коведущими контактами контактной группы, исключая тем самым образование дуги, и, как следствие, эрозию контактов, кроме

этого, более низкий коэффициент трения между материалом контакта и электроизоляционным материалом штока способствует меньшему истиранию контактов.

Все эти свойства предлагаемого выключателя позволяют повысить его надежность и ресурс работы.

Формула изобретения Термочувствительный выключатель, содержащий корпус, термочувствительный элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы, связанный со што0

ком из электроизоляционного материала, и контактную группу, от л. имеющийся тем, что, с целью повышения надежности срабатывания и ресурса работы, корпус выполнен с отверстием, термочувствительный элемент выполнен в виде стакана со сквозной спирально-винтовой прорезью и герметично установлен в отверстии корпуса так, что своим дном образует термоконтактную поверхность, а шток размещен в стакане с возможностью перемещения между контактными пластинами контактной группы.

Изобретение относится к приборам, обеспечивающим стабильную температуру электробытовых нагревателей. Цель - повышение надежности и ресурса работы термочувствительного выключателя. Сущность изобретения: благодаря выполнению термочувствительного элемента из материала с памятью формы в виде стакана со сквозной спирально-винтовой прорезью, повышается его жесткость и обеспечивается резкое размыкание контактов. 1 ил. 10 С

4 ,5

8

1-0