Термореле

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации электрических цепей. Цель изобретения - повышение чувствительности и быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в термореле , содержащем баллон в виде двух газонаполненных полостей, соединенных капиллярной трубкой с электрическими контактами , внутри которой помещены жидкий металл и два термопреобразователя, каждый из которых введен в одну из указанных газонаполненных полостей, в газонаполненных полостях размещен сорбент-газопоглотитель в тепловом контакте с термопреобразователем, а полости заполнены газом, сорбируемым сорбентом-газопоглотителем . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 Н 1/66, 71/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

О

О

С)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768096/07 (22) 13.12.89 (46) 07.11,91. Бюл. N 41 (71) Омский научно-исследовательский институт приборостроения (72) С.А.Петров и М.М.Чернин (53) 621.316.56 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Q 752531, кл. H 01 Н 57/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 324663, кл. Н 01 Н 71/14, 1970. (54) ТЕРМОРЕЛЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации электИзобретение относится к электротехнике; предназначено для коммутации электрических цепей.

Известны реле, содержащие баллон в виде капилляра с электрическими контактами, внутри которого помещена капля жидкого металла. Перемещение указанной капли металла внутри баллона и, тем самым, переключение электрических контактов происходит за счет вибрации баллона.

Недостатком таких устройств является их сложность и низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термореле, содержащее баллон в виде двух газонаполненных полостей, соединенных капиллярной трубкой с электрическими контактами, внутри которой помещен жидкий металл и два термопреобразователя, каждый из которых введен в одну из указанных газонаполненных полостей.

„„SU„„1690009 А1 рических цепей. Цель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в термореле, содержащем баллон в виде двух газонаполненных полостей, соединенных капиллярной трубкой с электрическими контактами, внутри которой помещены жидкий металл и два термопреобразователя, каждый из которых введен в одну из указанных газонаполненных полостей, в газонаполненных полостях размещен сорбент-газопоглотитель в тепловом контакте с термопреобразователем, а полости заполнены газом, сорбируемым сорбентом-газопоглотителем. 2 ил, Однако указанное устройство имеет низкое быстродействие и недостаточную чувствительность.

Цель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия термореле.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащим баллон в виде двух газонаполненных полостей, соединенных капиллярной трубкой с электрическими контактами, внутри которой помещен жидкий металл и два термопреобразователя, каждый из которых введен в одну из указанных газонаполненных полостей, в газонаполненных полостях размещен сорбент-газопоглотитель в тепловом контакте с термопреобразователем, а полости заполнены газом сорбируемым сорбентом-газопоглотителем.

Сущность предлагаемого изобретения базируется на следующей физической закономерности: зависимости количества сор1690009 бированного твердым телом газа ат температуры, Изменение давления в газонаполненной полости определяется законом Шарля, согласно которому давление газа при постоянной массе и объеме прямо пропорционально абсолютной температуре с коэффициентом пропорциональности

1 а = у Следовательно, при увеличении температуры газа в гаэонаполненной полости от 273 до 546 К (О С вЂ” 273 С давление увеличится в два раза.

При использовании сорбента-газопоглотителя изменение давления от температуры можно определить из уравнения Генри а=КР, где а — количество сорбированного газа;

P — давление газа;

Кт — коэффициент пропорциональности, зависящий от температуры (экспоненциально).

При изменении температуры сорбента (активный угол СКТ) от 77 до 293 К,. при поглощении воздуха Кт изменяется от 8 10 до 5 10, т.е. на пять порядков. Следовательно, при тех же допущениях, что и в случае закона Шарля (постоянство массы и объема газа), а = KT1P1 = KT2P2, — =10

Р2 5

Р1

Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод, что предлагаемое термореле отличается тем, что в известном устройстве введено: размещение сорбента-газопоглотителя в газонаполненных полостях втепло,вом контакте с термопреобразователями, заполнение полостей газом сорбируемым сорбентом-газопоглотителем, что является существенным отличием, так как позволяет получить положительный эффект, заключающийся в повышении чувствительности и быстродействии известного устройства.

На фиг, 1 изображена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 — графики зависимости давления от температуры.

Термореле содержит баллон 1, газонаполненные полости 2 и 3, соединенные капиллярной трубкой 4 с жидким металлом 5, коммутируемые контакты 6, установленные в капиллярной трубке 4, а также термопреобразователи 7. сорбент-газопоглотитель 8, Термореле работает следующим образом.

Пи прохождении тока через термопре° образователь 7 выделяется тепло, которое одновременно разогревает сорбент-газопоглотитель 8, что в свою очередь приводит к изменению давления внутри полости и к изменению давления на жидкий металл, Кривая 9 на графике фиг.2 показывает, что при повышении температуры газопоглотителя 8 давление сорбирующего газа в полости 2 экспоненциально повышается (в то время как для прототипа изменение давления от температуры определяется законом

10 Шарля кривая 10).

Изменение давления на жидкий металл приводит к перемещению капли 5 жидкого металла и замыканию контактов 6 между собой. Причем, как уже было указано ранее, 15 повышение чувствительности и быстродействия реле происходит за счет применения сорбента-газопоглотителя и сорбируемого газа.

В случае использования в качестве тер20 мопреобразователей .термопар предлагаемое реле также реагирует на изменение направления тока управления и имеет повышенные чувствительность и быстродействие за счет одновременного нагревания

25 газа в одной полости и охлаждения газа в другой.

В качестве конкретного примера рассмотрим термореле, выполненное в стек/ лянном корпусе с омическими

30 нагревателями в качестве термопреобразователя.

Параметры термореле:

Свободный внутренний объем газонаполненной полости, см 0,01

35 Масса газопоглотителя, r 0,001

Сорбирующий газ СО2

Давление при температуре 20 С, мм рт.ст. 100

Сопротивление нагревателя (нихром

40 0,02 мм, длиной 10 мм), Ом 1000

Расчет показывает, что мощность,срабатывания составляет величину порядка 0,5к

-«10 Вт, а для предлагаемого 5 10 Вт, т.е, в

100 раз меньше. Следовательно, достигает45 ся положительный эффект, заключающийся в повышении чувствительности известного устройства в 100 раз, В то >ке время повышается и быстродействие, так как при одинаковой мощности управления крутизна

50 нарастания давления в предлагаемом устройстве значительно выше, Предоженное решенйе обеспечивает повышение чувствительности и быстродей.ствия, снижение потребляемой мощности, 55 что приводит к упрощению устройств, имеющих в своем составе термореле, Формула изобретения

Термореле, содержащее баллон с двумя газонаполненными полос1 я и, в каждой из которых имеется термоппеобразователь, 18ООООО фиг. f

Р Тор

200

Составитель А. Петров

Редактор С. Патрушева Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M. Шароши

Заказ 3817 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединенными между собой капиллярной трубкой, внутри которой находится жидкий металл и электрические контакты, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности. и быстродействия, оно 5 снабжено сорбентом-газопоглотителем, размещенным в газонаполненных полостях в тепловом контакте с термопреобразователями, а газонаполненные йолости заполнены газом, сорбируемым сорбентомгазопоглотителем.