Термочувствительный выключатель Советский патент 1992 года по МПК H01H73/22 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электронагревательным приборам, в том числе и бытовым.

Известны термочувствительные выключающие устройства, содержащие термочувствительный элемент из сплава с памятью формы, нагруженный пружиной из пружинного материала, жесткость которой незначительно меняется при охлаждении и нагреве в заданном интервале температур. При охлаждении до температуры вблизи начала прямого мартенситного превращения (точки Мн) термочувствительный элемент

деформируется и отгибается пружиной в результате чего размыкается пара электрических контактов, один из которых расположен на термочувствительном элементе, а другой - на токопроводе. При последующем нагреве, вызывающем обратное мартенситное превращение, термочувствительный элемент восстанавливает форму, преодолевая сопротивление пружины, и размыкает контакты.

Недостатком устройства является относительно медленное размыкание контактов, отсутствие резкого включения и вы ключа-N

ния, что ведет к подгоранию контактов и не позволяет использовать его в условиях медленного изменения температуры,

Известен термочувствительный переключатель, который содержит корпус, контактную группу, закрепленный на внешней стороне корпуса термочувствительный элемент из материала с памятью формы и находящийся в контакте с ним подпружиненный толкатель, при этом, с целью обеспечения быстродействия и малого дифференциала срабатывания, он снабжен механизмом резкого переключения и двумя шарнирными опорами, на которых установлен термочувствительный элемент. Это техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Однако конструктивное выполнение переключателя не обеспечивает его надежную работу в бытовых электронагревательных приборах, так как передача усилия от термочувствительного элемента на контактную группу осуществляется через толкатель, который подпружинен пластиной, закрепленной консольно, и размещен с возможностью перемещения в направляющем отверстии в корпусе, и, кроме того, зажат между термочувствительным элементом и подпружиненной пластиной, то вибрации, возникающие в момент переключения, приводят к неустойчивой его работе.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается выполнением термочувствительного переключателя, содержащего корпус, контактную группу, закрепленный на внешней стороне корпуса термочувствительный элемент из материала с памятью формы и находящийся в контакте с ним подпружиненный толкатель, в котором, согласно изобретению, термочувствительный элемент выполнен в виде пластины U-формы, радиус кривизны центрального участка которого равен 10...20тол- щин пластины, а длина одного из прямолинейных участков, образующего теплоприемник-теплопровод, составляет 30...60 толщин пластины, при этом пластина жестко закреплена своим прямолинейным участком.

Кроме того, на центральном участке пластины выполнены по крайней мере-две продольные равно отстоящие друг от друга прорези.

На фиг. 1 - общий вид термочувствительного переключателя; на фиг. 3 - вид А-А фиг. 1, на фиг. 2 - вариант выполнения свободного прямолинейного участка термочувствительного элемента,

Термочувствительный переключатель содержит корпус, состоящий из нижней части 1 и верхней части 2, контактную группу, выполненную в виде перекидного рычага 3,

установленного в двух шарнирах 4 (два шарнира 4 определяют одну поворотную ось рычага 3), размещенных в держателе 5, пружины 6, соединенной с планкой 7, несущей подвижный контакт на свободном кон0 це и установленной в двух шарнирах 8 (два шарнира 8 определяют одну поворотную ось планки 7), размещенных в держателе 9, термочувствительный элемент 10 из материала с памятью формы, закрепленный на

5 внешней стороне корпуса 1 и находящийся в контакте с подпружиненным толкателем (рычагом) 3, а также неподвижный контакт 11 с чоковводом (токовводы выведены из корпуса и электрически соединены с источ0 ником тока).

Термочувствительный переключатель работает следующим образом. При нажатии на свободный конец толкателя 3 он переходит в новое устойчивое положение, при этом

5 его плечо, взаимодействующее с термочувствительным элементом (пластиной) 10, переходит в положение 12, а свободный конец термочувствительной-пластины 10 - в положение 13. Пружина 6 через прорезь планки

0 7 опускается ниже шарнира 8 и поворачивает планку 7, а контакт, размещенный на ней, занимает положение 14 и замыкает неподвижный контакт 11. Таким обраслэм, электроцепь замыкается и включается

5 нагреватель. При достижении заданной температуры свободный конец термочувствительной пластины 10 давит на плечо толкателя 3 и поворачивает его в исходное положение, электроцепь разомкнута. Вклю0 чение прибора невозможно до тех пор, пока термочувствительный элемент не остынет и не восстановит свою пластичность.

Выполнение термочувствительного элемента в виде пластины U-образной формы,

5 которая плоскостью одного участка закреплена на корпусе, а другой - упирается в толкатель, выполненный в виде рычажного механизма, при этом выполнение центрального участка арочной формы, делает его ус0 тойчивым к вибрации, что исключает случайное включение или частое включение, приводящее к снижению ресурса работы устройства.

Р

е Отношение 20 -r- 10 обеспечивает

коэффициент увеличения напряжений К в пределах 120...60, что соответствует напряжениям, приложенным к свободному концу термочувствительной пластины, обеспечивающим включение в пределах 0,3-3.5 МПа.

В условиях слабых вибраций (амплитуда 0,1-0,2 МПа) значения напряжений, связанных со случайными толчками, в 1,5-3,5 раз меньше значений напряжений, обеспечивающих включение или выключение термочув-

ствительного переключателя. Кроме того,

Р

при 20 термочувствительный переключатель становится громоздким.

R

В том случае, когда -г- 10, абсолютное

значение максимальных и минимальных (отрицательных) напряжений в сжатом и растянутом слоях существенно отличаются, что приводит к неодинаковой величине обрати- мой пластической деформации в этих слоях, т.е. снятие этой деформации требует разного нагрева в сжатом и растянутом слоях. Вследствие этого при нагреве слой с большей деформацией перед восстановлением формы нагружается реактивными напряжениями, что приводит к нарушению режима работы термочувствительного переключателя.

Вариации длины участка теплопровода, связывающего нагреваемый объект с областью сильных деформаций в термочувствительном элементе, обусловлены разностью между температурой срабатывания переключателя и температурой нагреваемого объекта. Закрепленный прямолинейный участок термочувствительного элемента, формирующий теплоприемник-теплопро- вод, имеет длину 30...60Н. В случае его длины меньше 30h, источник тепла слишком приближен к тепловому узлу, что приводит

к задержке повторного включения переключателя, а при длине большей, чем 60h, замедляется подача тепла к тепловому узлу и задерживается отключение источника тепла после достижения объектом заданного теплового состояния.

Термочувствительный переключатель был испытан в устройстве для автоматического отключения электрокружки при закипании воды. Экспериментальные данные испытаний представлены в таблице.

Формула изобретения

1.Термочувствительный выключатель, содержащий корпус, контактную группу, закрепленный на внешней стороне корпуса термочувствительный элемент из материала с памятью формы и находящийся в контакте с ним подпружиненный толкатель, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности, термочувствительный элемент выполнен в виде пластины U-образной формы, радиус кривизны центрального участка которой равен 10-20 толщин пластины, а длина одного из прямолинейных участков, образующего теплоприемник-теплопровод, составляет 30-60 толщин пластины, при этом пластина жестко закреплена своим прямолинейным участком, образующим теплоприемник-теплопровод.

2.Выключатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что на центральном участке пластины выполнены, по крайней мере две продольные равно отстоящие друг от друга прорези.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электронагревательным приборам, в том числе и бытовым. Использование нового термочувствительного выключателя позволит повысить надежность его работы. Термочувствительный выключатель содержит корпус, контактную группу, закрепленный на внешней стороне корпуса термочувствительный элемент из материала с памятью формы и находящийся в контакте с ним подпружиненный толкатель, Термочувствительный элемент выполнен в виде пластины U-образной формы, радиус кривизны центрального участка которой равен 10...20 толщин пластины, а длина одного из прямолинейных участков, образующего теплоприемник-теплопровод, составляет 30...60 толщин пластины, при этом пластина жестко закреплена своим прямолинейным участком. Кроме того, на центральном участке пластины выполнены по крайней мере две продольные равно отстоящие друг от друга прорези. 1 з. п. ф-лы, 3 ил, 1 табл. (Л С

-биологическое обезвреживание воды составляет 20-100 с.

/ К злек- 1 тронагре-у дателю

ч /

У --2гаЛ

Ivv-У

/Г источ - нику топа

Фиг.

Фиг. 2