Термовыключатель Советский патент 1980 года по МПК H01H37/40 H01H37/54 

(54) ТЕРМОВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для зашиты электрических машин и аппаратов от чрезмерного нагрева, вызванного, например, большими токами при перегрузке или другими аварийными состояниями.

Известны термические и электротермические выключатели для зашиты электрических цепей, например обмоток электродвигателей, в которых в качестве чувствительного элемента используется биметаллический диск с контактами, размеш,енными 10 по его окружности 1. Диск установлен на стойке, закрепленной в основании корпуса, содержйшего неподвижные контакты, и прижат к неподвижным контактам упором, имеюшимся на стойке.

Прототипом изобретения является термовыключатель, содержащий корпус, в котором размешены неподвижные контакты и стойка с двумя упорами (нижним и верхним), между которыми расположен биметалличес- 20 кий диск с подвижными контактами, размешенными по его периферии, и закрепленный на стойке своей центральной частью так, что к верхнему упору биметаллический

диск прижат, а между нижним упором и биметаллическим диском имеется зазор 2.

Недостатком указанного устройства является отсутствие термокомпенсации и, как следствие этого, непостоянство и неравномерность контактного нажатия при изменении температуры диска и чрезмерное сжатие биметаллического диска, обусловленное изменением в нем силовых напряжений в диапазоне рабочих температур. Со временем и в процессе эксплуатации изделия критические напряжения в диске приводят к нестабильности его характеристик, а в некоторых случаях и к полной потере его свойств в связи с расслоением биметалла, из которого он изготовлен. Этим ограничивается надежность и срок службы термовыключателя.

Кроме того в указанном термовыключателе затруднена регулировка срабатывания контактной системы в связи с необходимостью плавного нагрева термовыключателя и контроля температуры диска в процессе регулировки.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения термокомпенсации (постоянства контактного нажатия при изменении темиературы диска) и упрощение регулировки. Для достижения указанной цели термовыключатель снабжен упругим элементом, верхний упор выполнен подвижным относительно нижнего и связан с ним через указанный упругий элемент, а величина зазора между биметаллическим диском и нижним упором равна изменению прогиба диска в диапазоне его рабочих температур. На фиг. 1 изображен общий вид термовыключателя, разрез; на фиг. 2 - разрез центральной части при виде сверху (биметаллический диск условно не показан); на фиг. 3 - положение диска и втулки в термовыключателе перед срабатыванием диска; на фиг. 4 - положение диска и втулки в термовыключателе после выключения. Термовыключатель имеет корпус 1, в котором раз.мещены выводы 2 с контактами 3 на них и стойка 4, на которой расположена втулка 5 в сборе с биметаллическим диском 6, имеющим подвижные контакты 7, прикрепленные к нему по его периферии и нормально замкнутые с неподвижными контактами 3, и крепежное отверстие в центре. На втулке 5 закреплена пружина сжатия 8. Втулкка 5 имеет буртик 9, служащий верхним упором, к которому прижат диск в исходном положении. Втулка 5 крепится на стойке 4 с по.мощью штифта 10, расположенного в отверстии 11 стойки 4 и входящего в пазы 12 втулки 5. Этот щтифт предотвращает вращение втулки 5 относительно стойки 4 и служит нижним упором, к которому прижимается диск б после срабатывания. Когда, вследствие перегрузки защищаемого объекта (термовыключатель включается в цепь нагрузки последовательно так, что ток нагрузки проходит по биметаллическому диску) или повышения температуры окружающей среды, биметаллический диск 6 нагреется до определенной температуры и сработает (скачкообразно прогнется в противоположную сторону), втулка 5 под действием усилия пружины 8, стоя1цей враспор между щтифтом 10, закрепленным в стойке 4, и упорной щайбой 13, закрепленной на втулке, придет в движение и займет положение, при котором диск 6 окажется зажатым между щтифтом 10 и буртиком 9. Вследствие прогиба диска б в противоположную сторону размыкаются контактные пары термовыключателя, нарушается электрическая цепь, состоящая из выводов 2, неподвижных 3 и подвижных 7 контактов и самого биметаллического диска 6, и ток через защищаемый объект протекать не будет. При срабатывании диска 6 контакты термовыключателя разомкнутся, сила реакции диска б на буртик 9 станет равной нулю, и втулка 5, в результате действия на нее через посредство щайбы 13 пружины 8, переместится вдоль стойки 4 до положения, при котором зазор «а станет равным нулю, так как диск будет зажат между щтифтом 10 и буртиком 9. При остывании термовыютючателя по достижении на диске температуры, при которой он обязан вернуться в исходное положение, диск мгновенно прогибается в противоположную сторону, контакты термовыключателя замыкаются, возникает конта-ктное нажатие, и диск, действуя своей центральной частью на буртик 9, смещает втулку 5 до положения,- при котором сила реакции диска 6 на втулку 5 (равная суммарному контактному нажатию) не уравновесится усилием пружины 8, приложенным к втулке через посредство шайбы 13. Вследствие этого вновь возникает зазор «а. Электрическая цепь замыкается, что приведет к возобновлению работы объекта. Величина зазора «а в настроенном тер.мовыключателе переменна и зависит от прогиба биметаллического диска, определяемого, в свою очередь, его фактической температурой. Перед срабатыванием диска 6 зазор «с будет .минимальным. Регулировка термовыключателя осуществляется вращением стойки 4 и заключается в обеспечении между диском 6, находящи.мся Е исходном положении, и щтифтом 10, служащим нижним упором, определенного расстояния (зазора «а). Этот зазор должен быть не менее разности между прогибом диска при температуре его, равной температуре окружающей среды во время настройки (обычно комнатной, так как настройка производится без нагрузки термовыключателя током), и прогибом диска непосредственно перед срабатыванием и не должен быть чрезмерно больши.м, что приводит к уменьшению зазора между контактами термовыключателя после срабатывания диска. Предлагаемый термовыключатель с устройством пружинной термокомпенсации биметаллического диска обладает повышенной надежностью, имеет больший срок службы и улучшенные характеристики отключения. Внедрение предлагаемого устройства приведет к значительному экономическому эффекту в связи с уменьщением трудозатрат на сборку и регулировку термовыключателя, увеличением срока службы и повыщением надежности изделия. Формула изобретения Термовыключатель, содержащий корпус, в котором размещены неподвижные контакты и стойка с двумя упорами, нижним и верхним, между которыми расположен биметаллический диск с подвижными контактами, размещенными по его периферии, и закрепленный на указанной стоике сьоеи центральной частью так, что к верхнему упору биметаллический диск прижат, а между нижним упором и биметаллическим диском имеется зазор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения термокомпенсации и упрощения регулировки, термовыключатель снабжен упругим элементом, верхний упор выполнен подвижным относительно нижнего и связан с ним через

указанный упругий элемент, а ве/п-.ина зазора между биметаллическим лиск;;.: и нижним упором равна изменению прогиба диска в диапазоне его рабочих температур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Патент США ЛЬ 2,967.920, кл. 33 86, опублик. 1961.

ij