Термочувствительный выключатель
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
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю Н 01 Н 73/22
ГОСУДАР СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866075/07 (22) 17.09.90 (46) 30.11.92. Бюл, N 44 (71) Институт металлофизики АН УССР и Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов
"Гип роцветметобработка" (72) lO. Н. Коваль, Л. М. Неганов, П. В. Титов, П. А, Пинчук и Н. И, Першин (56) Патент США hh 3783429, кл. 337-14, 1969.
Авторское свидетельство СССР
К. 730164, кл, Н 01 Н 33/32, 1979. (54) TEPMO×ÓÂÑÒBÈTEËÜÍÛÉ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬЬ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к электронагревательным приборам, в том числе и бытовым.
Использование нового термочувствительИзобретение 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
„„5U ÄÄ 1778814 A1 ного выключателя позволит повысить надежность его работы. Термочувствительный выключатель содержит корпус, контактную группу, закрепленный на внешней стороне корпуса термочуьствительный 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. и. ф-лы, 3 ил. 1 табл. 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 выключ"1778814. 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, термочувствигельный элемент выполнен в виде пластины U-формы, радиус кривизны центральногоучастка которого равен 10...20толщин 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 конце 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 внешней стороне корпуса 1 и находящийся в контакте с подпружиненным толкателем (рычагом) 3, а также неподвижный контакт
11 с токовводом (токовводы выведены из корпуса и электрически соединены с источником тока), Термочувствительный переключатель работает следующим образом. При нажатии на свободный конец толкателя 3 он переходит в новое устойчивое положение, при этом 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
7 опускается ниже шарнира 8 и поворачивает планку 7, а контакт, размещенный на ней, занимает положение 14 и замыкает неподвижный контакт 11. Таким образом, электроцепь замыкается и включается нагреватель. При достижении заданной температуры свободный конец термочувствительной пластины 10 давит на плечо толкателя 3 и поворачивает его в исходное положение, электроцепь разомкнута. Включение прибора невозможно до тех пор, пока термочувствительный элемент не остынет и не восстановит свою пластичность.
Выполнение термочувствительного элемента в виде пластины U-образной формы, 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 устойчивым к вибрации, что исключает случайное включение или частое включение, приводящее к снижению ресурса работы устройства.
Отношение 20 > — 10 обеспечивает
h 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.
1778814
Толщина термочувствитель . ной пластины мм
Длител ьность нагрева до кипения, мин
Длительность кипения, с
Примечание
Длина i теплоприем- ника-теплопово а мм
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
2
60.
12
12
12
12
12 экономически нецелесообразно недостаточно
*-биологическое обезвреживание водысоставляет 0-1 Ос.
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- 5 ствительного переключателя. Кроме того, при — >20 термочувствительный переклюR
h чатель становится громоздким.
В том случае, когда —, <10, абсолютное
R 10 значение максимальных и минимальных (отрицательных) напряжений в сжатом и растянутом слоях существенно отличаются, что приводит к неодинаковой величине обрати- 15 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 20 формы нагружается реактивными напряжениями, что приводит к нарушению режима работы термочувствительного переключателя.
Вариации длины участка теплопровода, 25 связывающего нагреваемый объект с областью сильных деформаций в термочувствительном элементе, обусловлены разностью между температурой срабатывания переключателя и температурой нагреваемого 30 объекта. Закрепленный прямолинейный участок термочувствительного элемента, формирующий теплоприемник-теплопровод, имеет длину 30...60h. В случае его длины меньше 30й, источник тепла слишком 35 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 иэ материала с памятью формы и находящийся в контакте с ним подпружиненный толкатель, о тл и ч а ю шийся 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 и. 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что на центральном участке пластины выполнены, по крайней мере две продольные равно отстоящие друг от друга прорези.
1778814
Составитель Ю,Коваль
Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M,Êåðåöìàí
Редактор Н.Коляда
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 4197 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
