Тепловой ограничитель тока Советский патент 1946 года по МПК H01H37/54 H01H71/16 H01H71/58 H01H81/02 

Известны ограничители тока, в которых выключающим ток элементом служит биметаллическая пластинка, снабженная различными приспособлениями для ускорения процесса разрыва тока.

Можно различить две системы таких ограничителей: первая система - когда биметаллическая пластинка действует на какой-нибудь защелкивающий механизм, освобождающий пружину, производящую выключение тока, и вторая -система - когда пластинка сама несет контакты, выключающие ток при перегрузке.

Вторая система конструктивно проще первой и обладает той важной особенностью, что при прекращенни перегрузки электрическая -цепь автоматически (после охлаждения пластинки) восстанавливается, без всякого внещнего вмещательства. Однако в ограничителях второй системы возникает весьма тяжелая для решения проблема устройства контактной системы. Должно быть устроено специальное приспособление для ускорения разрыва контактов и отвода их друг от друга на значительное расстояние, при котором невозможно

поддерживание дуги; кроме того повторные включения контактов должны производиться через больщие промежутки времени для того, чтобы избежать разрущения контактов вследствие чересчур частых замыканий и размыканий тока.

Особо важное значение для надежной и длительной работы контактов имеет ускорение процесса разрыва контактов при перегрузках тока.

В предлагаемой конструкции ограничителя тока проблема ускорения разрыва контактов рещена применением двух приемов;

1)использованияперекидной плоской пружины, ускоряющей разрыв контактов, и

2)резкого увеличения количества тепла, выделяемого в биметаллической пластинке в процессе разрыва тока.

Для осуществления второго из указанных приемов биметаллическая пластинка снабжается двумя контакта.ми, взаимодействующими с двумя неподвижными контактаj nj, причем - ив этом заключается сущность изобретения - одна пара контактов выполнена из материала с малым контактным сопротивлением и высокой теплопроводностью, а другая - из материала с большим контактным сопротивлением и низкой теплопроводностью, и обе пары включены параллельно и установлены так, что сначала размыкается первая пара, а затем вторая; вследствие выделения при этом дополнительного тепла на контактах и ухудшения отвода тепла имеет место резкий скачок температуры биметаллической пластины, вызываюш,ий ускорение ее изгиба и ускорение разрыва контактов.

Предлагаемый ограничитель может работать и как полный автомат, т. е. обратное включение цепи происходит через определенный промежуток времени, без всякого вмешательства извне, и как полуавтомат; в последнем случае включение цепи происходит с пОмощью ударного приспособления, восстанавливающего исходное положение ограничителя и устраняющего возможность злоупотребления, что может иметь место при употреблении обычных кнопочных устройств, служащих для той же цели.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 которого предлагаемый ограничитель показан в разрезе по линии ABCD на фиг. 2, я на фиг. 2- в разрезе по линии EF на фиг. 1.

Основной частью ограничителя служит бимета.ллическая пластинка /, закрепленная одчим концом в стойке 2, установленной на основании 3. Пластинке снабжена на конце двумя контактами 4 и 5, которым соответствуют неподвижные контакты 4 и 5.

Первая пара контактов 4,4 выполнена из материала с большим контактным сопротивлением и низкой теплопроводностью, вторая пара контактов 5,5 выполнена из материала с малым контактным сопротивлением и высокой теплопроводностью. Контакт 4 установлен на пружине б, закрепленной в стойке 7. На конце пластинки / вставлена шарнирно пружина 8, другой

конец которой также шарнирно укреплен в стойке 9.

Ток через ограничитель протекает от зажима 10 к стойке 2, в пластинку /, и через контакты 5,5 во второй зажим.

При прохождении тока биметаллическая пластинка / нагревается и изгибается в сторону, указанную на фиг. 2 стрелкой. При этом вся контактная система и близлежащие части биметаллической пластинки нагреваются лишь весьма незначительно, благодаря, во-первых, малому переходному сопротивлению и, во-вторых, хорошей теплопроводности второй пары контактов 5,5, что обеспечивает отвод тепла от биметаллической пластинки через контакты к массивной металлической стойке 7.

При изгибе биметаллической пластинки 1 сначала размыкается вторая пара контактов 5,5, первая же пара контактов 4,4 остается замкнутой.

При этом происходит резкое повышение температуры биметаллической пластинки, во-первых, вследствие выделения дополнительной тепловой мощности на первой паре контактов 4,4, так как теперь весь ток идет только через эту пару контактов, обладающую большим переходным контактным сопротивлением, и во-вторых, вследствие того, что резко ухудшается отвод тепла благодаря тому, что теперь тепло может отводиться лишь через контакты 4,4 с плохой теплопроводностью. Все это вместе вызывает резкий скачок температуры биметаллической пластинки, резкое увеличение ее изгиба и быстрый разрыв контактов, которому способствует еще и перекидная пружина S. После выключения тока, пластинка 1 перескакивает в такое положение, что касается упорного винта 11 и здесь остывает цо тех пор, пока не перекинется обратно в прежнее положение.

При этом, вначале касаются друг друга контакты первой пары, а затем - контакты второй пары.

Соотношение между временем включения и отключения тока может быть отрегулировано либо с помощью изменения расстояния между биметаллической пластинкой и упорным винтом, либо с помощью поворота стоек 2 п 9, в которых закреплены концы биметаллической пластинки / и пружины 8. Сила тока срабатывания ограничителя регулируется либо с помощью контактного винта 12, либо поворотом стоек 2; 9, либо, наконец, в широких пределах с помощью изменения ширины биметаллической пластинки.

Контактная система рассчитана на длительное выключение токов до 20 ампер при напряжении 120 вольт.

Упбрный винт // можно удалить на такое расстояние, что биметаллическая пластинка, даже остывшая, не возвратится сама в прежнее положение. В этом случае восстановление тока производится извне с помощью ударного приспособления; последнее состоит из бойка 13, нагруженного винтовой спиральной пружиной 14; боек за рукоятку отводят в сторону и выпускают из рук; тогда боек 13, благодаря действию пружины 14, ударяет в стойку 16; этот удар передается через упорный винт П биметаллической пластинке / и последняя отскакивает в прежнее положение; это восстановление может произойти лишь после того, как пластинка остыла.

Предмет изобретения

1.Тепловой ограничитель тока с обтекаемой током биметаллической пластинкой, перекидной пружиной и двумя парами контактов, о т л и ч а ю щ и и с я те.м, что, с целью ускорения процесса размыкания контактов, одна пара их выполнена из .материала с малым контактным сопротивлением и высокой теплопроводностью, а другая - из материала с большим контактным сопротивлением и низкой теплопроводностью, и обе пары включены параллельно и установлены так, что сначала размыкается первая пара, зате.м вторая с тем, чтобы вследствие выделения при этом дополнительного тепла на контактах и ухудшения отвода тепла имел место резкий скачок температуры биметаллической пластинки, вызывающий ускорение ее изгиба и ускорение разрыва контактов.

2.В ограничителе по п. 1 для возвращения биметаллической пластинки в исходное положение применение ударной кнопки, с помощью которой Здар через пролгежуточное тело передается биметаллической пластинке.