Термоэлектрический переключатель

 

Использование: область электротехники, а именно бытовые электроприборы. Сущность изобретения: переключатель содержит основание, крышку и корпус, в котором установлены плоские выводы, контактная пружина, толкатель и биметаллический термочувствительный диск. Он выполнен с упрочненной поверхностью пассивного слоя биметалла, полученной ее наклепом. Один из плоских выводов, жестко связанный с контактной пружиной, выполнен с хвостовиком, несущим изогнутый язычок, взаимодействующий с контактной пружиной. Основание выполнено с центральным буртом, обращенным внутрь корпуса. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в бытовых электроприборах. Для стабилизации теплового режима бытовых приборов, в том числе и бытовых электроплит, они комплектуются термобиметаллическим термоограничителем.

Известно выполнение термоэлектрического переключателя [1] содержащего корпус из изоляционного материала, в котором размещены размыкающая контактная пара, контактная пружина, толкатель, биметаллический термочувствительный диск.

Недостатком известного устройства является нестабильность упругих свойств термобиметаллического диска, определяемая анизотропией термочувствительности по направлению вдоль и поперек текстуры кристаллической решетки металлов-составляющих, контактная пружина в отдельных случаях не может разомкнуть контакт или при сильном ее воздействии впирается в крышку прибора.

Целью настоящего изобретения является устранение вышеназванных недостатков и определяется тем, что биметаллический термочувствительный диск выполнен с упрочненной поверхностью пассивного слоя, образованной ее наклоном с выводом концентрации напряжения от наклона в центр биметаллического термочувствительного диска, средства ограничения перемещения контактной пружины выполнены в виде квадратного изогнутого хвостовика, установленного с возможностью взаимодействия с контактной пружиной в ее верхнем положении.

На фиг.1 изображен термоэлектрический переключатель в разрезе; на фиг.2 то же, вид сверху.

Термоэлектрический переключатель содержит корпус 1, выполненный из керамики.

Полость корпуса имеет две крайние выемки, где расположены плоские контакты 2 и 3. В поперечной выемке корпуса, соединяющей обе крайние, расположена контактная пружина 4. Один ее конец связан с плоским контактом 3 и корпусом изолирующей втулкой 5. Другой конец контактной пружины выполнен свободным и снабжен медным контактом 6, взаимодействующим с аналогичным медным контактом плоского контакта 2. Плоский контакт 2 также жестко связан с корпусом изолирующей втулкой 7. В центре корпуса в поперечной выемке выполнено сквозное отверстие, в котором свободно установлен толкатель 8. Снизу в корпусе соосно сквозному отверстию выполнена кольцеобразная выемка, где расположен биметаллический термочувствительный диск 9. Термоэлектрический переключатель имеет крышку 10 и основание 11. Крышка выполнена из слюды, основание из нержавеющей стали. Изолирующие втулки 12, проходящие через соосные отверстия крышки, корпуса и основания скрепляет их вместе. Основание 11 имеет установочные элементы 13, расположенные перпендикулярно его плоскости. В основании с внутренней стороны, обращенной внутрь корпуса, выполнен бурт 14. Внутренняя поверхность бурта имеет возможность взаимодействовать с краем биметаллического термочувствительного диска, увеличивая его ход. Контактная пружина снабжена регулировочным винтом 15, взаимодействующим с толкателем 8. Плоский контакт 3 имеет на конце, связанным с контактной пружиной, квадратный хвостовик 16. На одной стороне квадратного хвостовика выполнен изогнутый язычок 17. Поскольку плоский контакт 3 расположен над контактной пружиной, то поверхность хвостовика и язычка воздействуют на квадратную пружину, регулируя ее ход, и следовательно усилия контакта. Данные средства регулировки замкнутости контактной пружины стабилизируют ее прижатие к плоскому контакту.

Активный слой биметаллического термочувствительного диска выполнен из сплавов типа 75ГДН, 20НГ, 24НХ. Пассивный слой выполнен из сплавов типа 36Н, 42Н, 36НХТ. Технология изготовления дисков довольно трудоемка и включает несколько операций, например прокатка, вырубка дисков, термообработка, формовка и контрформовка. Возникающие внутренние напряжения в металле ликвидируются при термообработке и, кроме того, не выводят из неравновесного состояния дислокационную структуру. Поэтому для приведения в равновесное состояние его структуры диски дополнительно со стороны пассивного слоя подвергают клепке. Данная операция обычно производится обкатным инструментом со сферической поверхностью. Траектория движения инструмента представляет кривую четвертого порядка с расположением точки перегиба в центре диска. На практике данная кривая представляет собой лемнискату или кардиоиду. Обкатку производят со стороны пассивного слоя для того, чтобы наклепать его поверхность и выровнять упругие характеристики активного и пассивного слоев. Выбранная траектория движения инструмента разрушает текстуру и приводит к хаотичной ориентировке кристаллов, в тоже время выводит концентратор напряжения в центр диска. Создание направленного напряжения в центре диска обеспечивает ориентировочный стабильный ход сферического термоэлемента в направлении, перпендикулярном плоскости сферы.

Устройство работает следующим образом.

Установочными элементами 13 переключатель может устанавливаться внутри конфорки или снаружи на крышке.

Электрические контакты термоэлектрического переключателя включаются последовательно с одной (самой мощной) спиралью экспресс конфорки на электроплите. При возникновении перегрева конфорки переключатель срабатывает, т. е. термобиметаллический диск меняет свою кривизну на обратную, воздействует на толкатель и размыкает контактную пружину и плоский контакт.

Рабочая температура термоэлектрического переключателя составляет 35^o при рабочем токе 10 А и напряжении 220 В.

Формула изобретения

Термоэлектрический переключатель, содержащий корпус из изоляционного материала, расположенные в нем размыкающую контактную пару, состоящую из неподвижного контакта и подвижного контакта, установленного на контактной пружине, толкатель, установленный в корпусе с возможностью взаимодействия одним концом с контактной пружиной, и биметаллический термочувствительный диск, расположенный в центральной части корпуса с возможностью взаимодействия с другим концом толкателя, основание корпуса выполнено с кольцевым буртом в его центральной части, отличающийся тем, что биметаллический термочувствительный диск выполнен с упрочненной поверхностью пассивного споя, образованной ее наклепом с выводом концентрации напряжения от наклепа в центр биметаллического термочувствительного диска, он снабжен средствами ограничения перемещения контактной пружины, выполненными в виде квадратного хвостовика с изогнутым язычком, установленного с возможностью взаимодействия с контактной пружиной в ее верхнем положении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2