Термочувствительный выключатель

 

ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ , содержащий полый цилиндрический корпус с заглушками из изоляционного материала, размещенными на торцах полого цилиндрического корпуса , электродь, каждый из которых жестко закреплен вдоль ее продольной оси, и размещенные между электродами пружинящий элемент и термочувствительный плавкий элемент, о тличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности срабатывания, в качестве пружинящего элемента использован сильфон, в качестве термочувствительного плавкого элемента использовано электропроводное вещество с отрицательным температурным коэффициентом объемного расширения , причем сильфон расположен так, что один из электродов упирается в § его дно, открытый конец сильфона поджат заглушкой, а другой электрод (/} С контактирует с термочувствительным плавким элементом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3739320/24-07 (22) 10 ° 05 ° 84 (46) 07.10.85. Бюл. № 37 (72) В.А.Керножицкий и Л.Д.Иванов (53) 621.318.56(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 725109, кл. Н 01 Н 37/76, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 936075, кл . Н 01 Н 37/76, 1982.

Патент СНА № 3821685, кл. Н 01 Н 37/76, 1974. (54)(57) ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫКЛЮ—

ЧАТЕЛЬ, содержащий полый цилиндрический корпус с заглушками из изоляционного материала, размещенными на торцах полого цилиндрического кор" пуса, электроды, каждый из которых жестко закреплен вдоль ее продоль„„Я0„„1184021 A ной оси, и размещенные между электродами пружинящий элемент и термочувствительный плавкий элемент, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности срабатывания, в качестве пружинящего элемента использован сильфон, в качестве термочувствительного плавкого элемента использовано электропроводное вещество с отрицательным температур— ным,-оэффициентом объемного расширения, причем сильфон расположен так, что один из электродов упирается в его дно, открытый конец сильфона поджат заглушкой, а другой электрод контактирует с термочувствительным плавким элементом.

1184021

Изобретение относится к электрическим выключателям, в частности к термочувствительным выключателям, переключающим электрические цепи под воздействием температуры, и мо- 5 жет быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре и электрических аппаратах Ь качестве устройств защиты от температурных перегрузок.

Цель изобретения — упрощение кон струкции и повышение надежности срабатывания.„, ., 1 *

На чертеже схематично изображен термочувствительный выключатель, разрез. 15

Термочувствительный выключатель состоит из полого цилиндрического корпуса 1, с обоих торцовых частей которого установлены заглушки 2 из изоляционного материала. Внутри кор- 20 пуса помещены электропроводное термочувствительное вещество 3, находящееся в твердом состоянии, с отрицательным температурным коэффициентом объемного расширения и сильфон 4, открытый конец которого упирается в верхнюю заглушку 2, а закрытый — в термочувствительное плавкое вещество

3. Вдоль оси верхней заглушки установлен (запрессован) первый электрод ЗО

5, нижний конец которого проходит внутрь сильфона 4 и касается его дна.

Вдоль оси нижней заглушки 2 установ-. лен (запрессован) второй электрод 6, который имеет контакт с термочувстви-З5 тельным веществом 3.

Температура плавления термочувствительного вещества 3 выбирается равной температуре, при которой термочувствительный выключатель разрывает 4О электрическую цепь, в которую он последовательно включен с помощью электродов 6 и 5. Торец корпуса 1, закрытый нижней заглушкой 2, с электродом

6 служит для помещения термочувстви- 45 тельного вещества 3 внутрь корпуса.

В исходном состоянии за счет ввинчивания затлупжи 2 с электродом 5 сильфон 4 поджат таким образом, что-: бы между электродом 5, дном 5п сильфона 4 и термочувствительным плавким веществом 3 обеспечивался надежный электрический контакт. На торце заглушки 2 нанесены-деления, а на корпусе 1 — нуль отсчета, что позво- 55 ляет в достаточно широких пределах регулировать величину контактного давления электрода 5, сильфона 4 и

ЫЧ вЂ” У (2) с помощью которого можно определить величину забора d"÷åðåç конструктивные параметры V u S устройства, а также через физическую характеристику Ы= йЧ/V вещества, значения которой для различных веществ приведены в таблице.

Так, если в качестве вещества 3 выбран висмут, для которого с =

=-3,32 . площадь внутреннего сечения корпуса 1 S=1 см, а объем вещества

V=10 см-", то на основании выражения (2) зазор < "между электродом 5 и дном сильфона 4 составит

-3 32 -10" .10 б = — - — — -- — — = 0 332 см, (3)

У плавкого вещества 3. После установки нужной величины данного контактного давления устройство готово к работе.

Устройство работает следующим образом.

При достижении веществом 3 температуры плавления как за счет нагрева от протекающего через него тока, так и за счет внешней среды, оно переходит в жидкое состояние и уменьшает свой объем. В результате этого подпружиненный сильфон 4 распрямляется, его дно опускается вместе с уровнем расплавившегося вещества 3 и между электродом 5 и дном сильфона 4 возникает зазор величиной сГ . Таким образом, цепь между электродами 5 и 6 разрывается. При затвердевании вещества 3 увеличивается его объем до первоначальной величины и перемещается дно сильфона 4 до контакта с электродом 5. Устройство вновь готово к работе.

Например, если в качестве вещества 3 используется висмут, то он при достижении температуры плавления (t„„) 271 С уменьшает свой относительный объем аЧ/V на -3,32%,где U— объем вещества 3 в твердом состоянии, йЧ вЂ” уменьшение объема вещества 3 при плавлении. Величина ЬЧ связана с величиной зазора ñ и площадью S поверхности вещества 3 следующей зависимостью: ьЧ = Sd" (1)

Разделив обе части уравнения (1) на Ч и приняв обозначение dV/V=A получим выражение

1184021

Вещество

ОтносительT ° пл °

С ное изменение объема, Х

Галл ий

29,85

271,00

630,00

-3,00

Висмут

-3,32

Сурьма

-0,94

Составитель С.Гордон

Редактор Н.Егорова Техред О.Иеце Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 6276/51 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,- ул.Проектная, 4

Знак минус указывает на то, что расстояние между электродом 5 и дном сильфона 4 обусловлено уменьшением объема вещества (висмута) при плавлении. Полученная расчетным путем величина зазора вполне достаточна для надежного размыкания цепи между электродами 5 и 6.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными обладает повышенной точностью, так как в нем эа счет регулируемого поджатия электрода 2 с дном сильфона 4 и теплочувствительным плавким веществом 3 всегда отсутствуют зазоры и люфты. Кроме того, указанное .поджатие обеспечивает необходимое контактное давление электрода 2 с дном сильфона 4 и теплочувствительным плавким веществом 3, что расширяет коммутационные возможности устройства и повышает его надежность.

Таким образом, отсутствие люфтов и указанное предваритегьное поджатие обеспечивает ускоренное размыкание электрической цепи, что также повышает точность работы устройства. Кроме того, устройство обеспечивает много5 кратность использования, а также дает возможность регулировать величину поджатия контактной системы.