ТЕРМОРЕЛЕ Советский патент 1973 года по МПК G01K11/06 

1

Изобретение относится к области контроля температуры .и может быть использовано в устройствах, си-гнализирующих о превышении температуры.

Известны термореле, содержащие корпус с помещенным в него плавким составом, вапример из сплавов металлов , с заданной температурой Плавления, изменяющим -свой объем при фазовом переходе, электрод, включенный в цепь электромагнитного реле, И источник питания.

Цель изобретения - повыщение надежности и точности срабатывания.

Это достигается тем, что корпус выполнен в .виде герметизированной полусферы, обращенной выпуклостью вниз и смыкающейся своей верхней частью с колусом, образованным нижней поверхностью изолядиовной, вал.ример фарфоровой, пробки вставленной в корпус и служащей аккумулятором тепла, замедляющим фазовый переход прилегающего К нему состава.

На чертеже схематически изображено предложенное термореле.

Термореле содержит корпус / с плав-ким составом. В корпус вставлена пробка 2 из термостойкого изоляционного матери ала, например фарфора, имеющая по оси симметрии сквозное отверстие для электрода 5. Снизу пробки по центру сделано коническое отверстие 4, -содержащее коммутирующий объем расплава. Это отверстие переходит в цилиндр Ическое отверстие 5 ц затем в кольцевую выемку 6 с диаметром несколько большим, чем диаметр цилиндрического отверстия.

Условием коммутациИ термореле является увеличение объема расплавляющегося вещества до заполнения им конического отверстия 4 1при нагревании и уменьщение объема раС плава до полного освобождения от него коН1ического отверстия при затвердевании.

Для понижения уровня при застывании расплава в корпусе необходимо, чтобы вещество, прилегающее к коммутирующему объему, затвердевало в последнюю очередь, т. е. после того, как затвердеет основная масса Вещества, находящаяся в- корпусе.

Функцию подогрева вещества в коническом отверстии и прилегающем к нему объеме выполняет массивная пробка-изолятор, вставляемая в корпус. Удельная теплоемкость материала лробки в несколько раз больше удельной теплоемкости металлов, а коэффи циент теплопроводности в несколько десятков раз меиьше. Во время разогрева объекта до расплавления вещества в корпусе термо реле и в последующее время после отключения нагревательных элементов объекта за счет тепловой инерции пробки в прилегающем к ней объеме вещества поддерживается

температура несколько выше температуры плавления,.

При понижении температуры окружающей среды до точки и ниже точки плавления вещества в Kopinyce, оно начинает затвердевать, причем граница затвердевания перемещается от периферии к какому-то центру, определяемому расстоянием его от стенок сосуда, содержащего расплав, и температурными градиентами Среды. При простой геометрической форме сосуда, содержащего расплав (например, цилиндр, кОНус, сфера) и равномерной теплоотдаче со всей поверхности сосуда можно соверщенно однозначно определять центры усадки, проводя концентрические поверхности, параллельные стенкам сосуда. Объем, ограниченный эди.нимальной поверхностью, или образованный смыканием одной поверхности, является центром усадки.

Корлус 1 выполнен из тугоплавкого металла. Для создания лучших условий теплообмена между окр.ул ДЮЩей средой и пробкой 2 высота корпуса в, цилиндрической части не дрфжва быть меньше одного диаметра KOp-n§ aJ а пробка должна входить в отверстие корпуса 1ПО скользящей посадке. В теле пробки имеются кольцевые выемки 6 и 7, в которые закладывают химический окислитель, при нагревании поглощающий кислород воздуха, оставшийся после сборки термореле в полости над расплавом и в кольцевом зазоре между пробкой, и стенками корпуса. Кольцевая выемка 6 дополнительно служит вместилищем некоторого количества газа, предназначенного для того, чтобы при понижении уроВНЯ в коническом отверстии 4 не создавалось слишком больщого разряжения, так как это ухудшает условия коммутации.

Электрод 3 состоит из трех частей: соб ственно электрода, крепежного бурта 8 и резьбового стержня 9, выполненных из одного куска тугоплаВКОго материала или соединенных между собой контактной сваркой. С целью уменьшения отвода теплоты от расплава через электрод и обогрева последнего, нижняя часть электрода контактирующая с расплавом, представляет собой тонкий стержень, -входящий в отверстие пробки по скользящей посадке.

Для лучшей центровки электрода и предохранения его от среза при сдвиге резьбового стержня 9 с буртом 8, последний помещают в углубление в верхней части пробки. Термостойкое .герметичное уплотнение в месте входа электрода в шробку осуществляет уплотнительная шайба 10, а в месте соединения с корпусам и крышкой // - уплотнительные кольца 12 и 13 соответственно. Необходимое прижимное усилие в местах уплотнения создают шпильки 14, стягивающие фланец корпуса с крышкой 11 и зажимающие бурт пробки, находящ.,ийся в верхней ее части. Крышка: // обеспечивает уплотнение и в месте входа электрода внутрь датчика путем нажима крышки через электроизоля

цион.ную щайбу 15 из асбестового картона. Для нажима крыщки на крепежный бурт 8 электрода 3 предусмотрены винты 16.

Для защиты от проникновения электропро водящей среды к электроду термореле и щунтирования последнего служат уплотнительное кольцо 13 и кольцевой цилиндрический выступ на верхней поверхности крыщки 11, выполненный совместно с крышкой. К выступу

лриварен удлинительный защитный стакан 17 того же диаметра, что и кольцевой выступ. Резьбовой стержень 9, соединенный с центральнъш- электродом 3, изолирован от крышки асбокартонными щайбами 15, 18 и втулкой

19 из того же материала.

Провод 20, имеющий изоляцию из фарфоровых бус, одним концом крепится при помощи шайб и гаек на резьбовом стержне 9, а другим - на фарфоровой плате 21 клеммника к вивту 22 с квадратной головкой., входящей в соответствующее гнездо фарфоровой платы, которое предохраняет винт от прокручивания при подсоединении жил кабеля 23. Второй провод, имеющий электрический кон

такт с корпусом 1 и составом, прикреплен к приваренному внутри защитного стакана 17 уголку 24 винтом 25 и выведен к винту с квадратной головкой, установленном.у на плате 2.1. Плата укреплена на внутренней

стороне стакана при помощи резьбовых колец 26 и 27. КлеММник закрывается крышкой 28. Для крепления термореле на корпусе нагревательной установки предусмотрены навинчиваемые на наружную поверхность стакапа 17 фланцы 29 и 30.

Термореле включается последовательно в цепь с электромагнитным реле и подсоединется к источнику постоянного напряжения, дающему ток, достаточный для срабатывания

электромагнитного реле. Процесс коммутации термореле, содержащего сплав, увеличи.вающяй свой объем при затвердевании, происходит так же, как и для сплава с уменьшающимся при затвердевании объемом, с

той разницей, что при затвердевании основной массы вещества, расплавленное вещество в верхней части корпуса выдавливается в коническое отверстие 4 до соприкосновения его с электродом 3.

Для нормальной работы термореле рекомендуется вертикальная установка его на объекте. Допускается отклонение от вертикали на ±10°.

Предмет изо|бретения

Термореле, содержащее корпус с помещенным В него плавким составом, например из

сплавов металлов, с заданной температурой плавления, измен;яюши.м свой объем при фа зовом переходе, электрод, включенный в цепь электромагнитного реле, и источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения

надежности и точности срабатывания, корпус

выполнен в виде герметизированной полусферы, обращенвой выпуклостью вниз и смыкающейся своей верхней частью с конусом, образовавным нижней поверхностью изоляционной, например фарфоровой, пробки, вставленной в корпус и служащей аккумулятором тепла, замедляющим фазовый переход прилегающего к нему состава.