термореле

Формула изобретения

Термореле, содержащее диэлектрический корпус, металлическую крышку, неподвижный и подвижный контактодержатели, контактную стойку, перекидную пружину, которая опирается одним концом на контактную стойку, а другим - на подвижный контактодержатель, а также регулировочный винт, отличающееся тем, что контактная стойка, являющаяся одновременно термочувствительным элементом и контактирующая с металлической крышкой, выполнена в виде изогнутой пластины из материала с эффектом памяти формы, а регулировочный винт установлен с нерабочей стороны контакта подвижного контактодержателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тепловым защитным устройствам.

Известен термовыключатель, содержащий корпус, неподвижный контакт, биметаллическую пластину, подвижный контакт с пружинящим элементом, упор, а также дополнительную биметаллическую пластину с противоположно ориентированным пассивным слоем по отношению к первой биметаллической пластине [1]. Этот термовыключатель - сложный по конструкции, требует повышенного расхода биметаллических материалов и при изготовлении будет иметь достаточно большие размеры.

Известно термореле (прототип), содержащее термочувствительный элемент в виде дуги из материала с памятью формы, контактную стойку, выполненную с пазом, контактодержатель с подпружиненным язычком, неподвижный контакт, регулировочный винт и корпус с пазами, в котором термочувствительный элемент закреплен между ним и контактодержателем [2]. Это термореле сложно в устройстве и не обладает высокой чувствительностью.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение чувствительности реле. Она достигается тем, что контактная стойка, в которую упирается перекидная пружина, обеспечивающая скачкообразное перемещение подвижного контактодержателя, выполнена в виде изогнутой пластины из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ). Она же выполняет функцию термочувствительного элемента, для чего при сборке обеспечивается плотное соединение пластины с металлической крышкой. Высокая чувствительность срабатывания реле достигается тем, что упор, до которого отбрасывается подвижный контакт при разрыве цепи, выполнен регулируемым, что позволяет отрегулировать минимальный зазор при разрыве контактов, а это в свою очередь обеспечит работу материала с ЭПФ в неполном интервале мартенситных превращений, т.е. обеспечит интервал повторных включений 5 - 6^oC. Работа реле протекает в условиях очень малых прогибов подвижного контактодержателя.

Объединение в контактной стойке из материала с ЭПФ функций опоры для перекидной пружины с функцией термочувствительного элемента позволяет сократить количество деталей, что упрощает конструкцию, снижает стоимость и повышает надежность работы термореле.

И тот, и другой отличительный признак предлагаемого термореле обеспечивает новые возможности как в изготовлении, так и при использовании, и тем самым отвечает критерию "новизна".

Проявление двух отличительных признаков во взаимодействии открывает новые, ранее не использованные, технические возможности.

Действительно, в известных термореле разрыв контактов осуществляется при некотором усилии, приложенном к подвижному контактодержателю. Это усилие необходимо для создания неустойчивого положения контактодержателя, находящегося в устойчивом положении, технологические возможности устройства определялись качеством передачи усилия на подвижный контактодержатель в зависимости от контролируемой температуры.

В предлагаемом термореле термочувствительный элемент в виде изогнутой пластины, реагируя на изменение температуры, меняет положение в пространстве конца пластины, являющегося опорой для перекидной пружины. Неустойчивое положение контактодержателя создается за счет переноса точки опоры перекидной пружины, при этом не требуется никакого усилия ни на один элемент конструкции. Такие условия работы позволяют использовать преимущества поведения материала с ЭПФ в неполном интервале мартенситных превращений. Возможность срабатывания контактной системы при малых отклонениях подвижного контактодержателя и отсутствия усилий, передаваемых на него, позволяет обеспечить температурный интервал срабатывания 5 - 6^oC, что невозможно достичь никакими известными способами и применяемыми материалами.

Такое взаимодействие отличительных признаков предлагаемого устройства обеспечивает соответствие его критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен продольный разрез термореле; на фиг. 2 - конец контактной стойки, являющийся опорой для перекидной пружины.

Термореле состоит из диэлектрического корпуса 1, металлической крышки 2, неподвижного контакта 3, подвижного контактодержателя 4 с перекидной пружиной 5, контактной стойки 6 и регулировочного винта 7. Контактная стойка выполнена из материала с ЭПФ, выполняет функцию термочувствительного элемента, а поэтому одной из поверхностей контактирует с металлической крышкой 2.

Термореле работает следующим образом. При повышении температуры окружающей среды до температуры начала обратного мартенситного превращения A_н контактная стойка 6 из материала с ЭПФ начинает изгибаться, перемещая место контакта перекидной пружины вверх, приводя упругую пластину подвижного контактодержателя в неустойчивое положение. Незначительное дальнейшее перемещение контактной стойки 6 вверх приводит к резкому разрыву контактов, при этом упругая пластина подвижного контактодержателя 4 своими краями окна, в котором установлена перекидная пружина 5, упирается в заплечики контактной стойки. В этот момент температура окружающей среды будет равна температуре обратного мартенситного превращения A_к. Регулировочным винтом 7 при сборке реле устанавливается минимальный зазор при разрыве контактов. После снижения температуры окружающей среды до температуры начала прямого мартенситного превращения M_н термочувствительный элемент - контактная стойка 6 - начинает терять упругость за счет эффекта пластичности превращения и под влиянием пружинящего действия подвижного контактодержателя 4 начинает опускаться вниз, возвращаясь в исходное состояние. При достижении температуры, соответствующей температуре окончания прямого мартенситного перехода M_к, контактная стойка займет положение, чуть ниже неустойчивого положения подвижного контактодержателя 4, в результате чего перекидная пружина 5 резко замкнет контакты. Вследствие малого зазора (малого пути перемещения контакта) и отсутствия усилий при перемещении контактной стойки 6 работа термочувствительной пластины протекает в неполном интервале мартенситных превращений, т. е. при малом интервале температур повторного включения. Таким образом, предлагаемое термореле отличается простотой конструкции, а следовательно, низкой стоимостью и высокой чувствительностью. Термореле может быть использовано и как переключатель, если регулируемый винт совместить со вторым неподвижным контактом.

Источники информации

1. Авт.св. 1501186, H 01 H 37/54.

2. Авт.св. 2011238, H 01 H 37/54 - прототип.