Переключатель одноразового действия

Авторы патента:

Шевченко Юрий Михайлович (RU)

Мирютов Анатолий Васильевич (RU)

Галкин Валерий Владимирович (RU)

Фомин Константин Николаевич (RU)

Исаев Алексей Александрович (RU)

H01H37/76 - с контактными элементами, приводимыми в действие в результате расплавления легкоплавкого вещества, сгорания горючего вещества или взрыва взрывчатого вещества (плавкие предохранители H01H 85/00)

Владельцы патента RU 2403644:

Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (RU)

Устройство относится к области электротехники и предназначено для одноразового переключения электрических цепей различных электротехнических устройств, в том числе для организации цепи в обход деградирующего аккумулятора аккумуляторной батареи космической аппаратуры и последующим его отключением. Техническим результатом является снижение переходного сопротивления нормально-замкнутых контактов, упрощение конструкции, снижение габаритов и массы. Переключатель содержит корпус (1), нагреватель (3) с наружным сердечником (2), привод, включающий сердечник (4) с пружиной (5), траверсу (6), плавкую вставку (7) и нормально-разомкнутую контактную пару (8). При подаче напряжения на обмотку нагревателя (3), траверса (6) замыкает контактную пару (8), образуя контур: источник питания (аккумулятор), контактная пара (8) и плавкая вставка (7). Под воздействием тока к.з. от оставшегося заряда отключаемого аккумулятора плавкая вставка плавится, и аккумулятор отключается ранее, чем произойдет его полный разряд. 1 ил.

Переключатель относится к области электротехники и может быть использован для одноразового переключения электрических цепей в различных эксплуатационных условиях, в том числе в невесомости и вакууме, при значительных механических нагрузках.

Известны поляризованные двустабильные реле, работоспособные в аналогичных условиях, например, типа РПС (1) - это герметичные реле, заполненные инертным газом, рассчитанные на небольшие токи и напряжения.

Герметизация реле повышенной мощности усложняет конструктивную схему, значительно увеличивает габариты и массу.

Известны негерметичные электромеханические поляризованные двустабильные реле типа РЭП (РЭП32-280, РЭП33-200), обеспечивающие коммутацию токов в десятки ампер (2, 3), но они имеют значительные габариты и массу (за счет наличия электромагнитного привода). Кроме того, в ряде конкретных случаев не требуется многократных переключений, а достаточно одного. Например, в схемах электропитания космических аппаратов для отключения деградирующего аккумулятора (банки) и организации обходной цепи на соответствующем последовательном элементе аккумуляторной батареи.

Известны малогабаритные короткозамыкатели одноразового действия (4, 5, 6), в которых замыкание нормально-разомкнутых контактов проводится медным подвижным контактом, предварительно впаянным в один из двух выводов, находящихся внутри нагревателя. При необходимости срабатывания на обмотку нагревателя подается напряжение, по команде (4, 5) или в автоматическом режиме (6) при нагревании припой, удерживающий подвижный контакт, плавится, контакт под воздействием пружины перемещается и замыкает цепь. К недостаткам такой конструктивной схемы следует отнести ограниченную область применения - она не может быть использована как переключатель.

Наиболее близкими по технической сущности является переключатель одноразового действия (7), включающий в себя одну пару нормально-замкнутых и одну пару нормально-разомкнутых контактов. После подачи напряжения на обмотку управления переключателя и расплавления удерживающей пайки пружина перемещает траверсу с подвижными контактами и происходит переключение.

В процессе переключения должна сохраняться целостность внутренней цепи аккумуляторной батареи, поэтому вначале должна быть организована обходная цепь вокруг деградирующего аккумулятора, т.е. необходимо обеспечить сначала замыкание нормально-разомкнутых контактов, а затем размыкание нормально-замкнутых, что гарантирует отключение аккумулятора.

К недостаткам данного переключателя следует отнести повышенное переходное сопротивление нормально-замкнутых контактов. При использовании таких переключателей в составе батареи аккумуляторов все нормально-замкнутые пары контактов (по числу переключателей с аккумуляторами) включены последовательно, поэтому данная схема приводит к заметному снижению выходного напряжения батареи.

Кроме того, при размыкании “сухих” контактов, при больших токах возможно образование дуги, для гашения которой используется “магнитное дутье”, что усложняет конструкцию переключателя, увеличивает его габариты и массу.

Целью данного технического решения (чертеж) является снижение переходного сопротивления нормально-замкнутых контактов, упрощение конструкции, снижение габаритов и массы. Указанная цель достигается тем, что в корпус (1) встроена только одна пара (нормально-замкнутых) “сухих” контактов (8), а вторая пара заменена на плавкую вставку (7).

Приводом для замыкания контактов является сердечник (4) с пружиной (5), предварительно впаянные в нагреватель (3) с наружным сердечником (2). При подаче напряжения на обмотку нагревателя пайка плавится и сердечник с пружиной перемещает траверсу (6) с подвижными контактами, нормально-разомкнутые контакты замыкаются, организуется цепь в обход деградирующего аккумулятора и образуется замкнутый контур по схеме: аккумулятор-замкнувшиеся “сухие” контакты - плавкая вставка. Под воздействием тока короткого замыкания от оставшегося заряда аккумулятора плавкая вставка плавится и аккумулятор отключается. Для исключения сбоя в выходном напряжении аккумуляторной батареи и питании подключенной к ней аппаратуры, деградирующий аккумулятор не доводится до полного разряда, а отключается ранее, еще при наличии в нем энергии, достаточнй для разрушения плавкой вставки током короткого замыкания. Достаточная длина нити плавкой вставки и сравнительно низкое напряжение аккумулятора исключает вероятность возникновения дуги, поэтому специальные меры дугогашения не требуются.

Литература

1. Томас Р.К. Коммутационные устройства. М.: Радио и связь, 1984.

2. Чунихин А.А. Электрические аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1988.

3. ГОСТ В 221-70.

4. Свидетельство на полезную модель №5287 / Короткозамыкатель одноразового действия / Мирютов А.В., Станько Э.Д., Цыганов О.А. Бюл. №10, 1997.

5. Свидетельство РФ на полезную модель №10286 / Короткозамыкатель одноразового действия / Цыганов О.А., Мирютов А.В. Бюл. №6, 1999.

6. Свидетельство РФ на полезную модель №10940 / Короткозамыкатель одноразового действия / Мирютов А.В., Цыганов О.А., Гейнц Э.Р. Бюл. №8, 1999.

7. Патент РФ на полезную модель №80708 / Переключатель одноразового действия. Мирютов А.В., Фомин К.Н., Абакумова Г.В., Сусенкова К.И., Кашин П.И. Бюл. №5 2009 г.

Переключатель одноразового действия содержит одну нормально замкнутую цепь и одну пару нормально разомкнутых "сухих" контактов, замыкание которых происходит после подачи напряжения на обмотку нагревателя привода, отличающийся тем, что в нормально замкнутой цепи в качестве контактов используется плавкая вставка, разрушающаяся после замыкания нормально разомкнутых контактов током короткого замыкания от оставшегося заряда отключаемого аккумулятора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим нагревательным элементам, предназначенным для оснащения трубчатых электрических нагревателей (ТЭНов), защищенных от перегрева.

Термодатчик // 2301473

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве сигнального замыкающего устройства в системе пожарной сигнализации, применяемой в малой авиации.

Розетка электрического разъема // 2276824

Изобретение относится к электрическим разъемам и может быть использовано в различных областях техники, в частности в пожароопасных промышленных установках, в которых необходимо автоматическое отключение электрических цепей при повышении температуры окружающей среды до определенного предела.

Электрический нагревательный элемент // 2246186

Термовыключатель разового действия (варианты) и электронагревательный элемент с термовыключателем разового действия (варианты) // 2219610

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловым выключателям и электронагревательным элементам, предназначенным для оснащения трубчатых электрических нагревателей (ТЭНов), защищенных от перегрева при ненормальной работе - в условиях ограниченного рассеивания тепла.

Термовыключатель // 2206137

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловым выключателям, предназначенным для защиты электроприборов от перегрева при ненормальных режимах работы.

Термовыключатель трубчатого электронагревателя // 2198447

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для отключения трубчатого электронагревателя (ТЭНа) от источника электроэнергии при температуре на рабочей поверхности оболочки, превышающей номинальное значение, до момента его разрушения.

Термоотключатель // 2190280

Изобретение относится к электронной технике и предназначено для использования в качестве термоотключателя в электрических цепях для отключения последних при превышении определенной температуры.

Термовыключатель (варианты) // 2189658

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловым выключателям, предназначенным для защиты электроприборов, в том числе трубчатых электронагревателей (ТЭНов), от перегрева в создавших ненормальных режимах работы.

Способ изготовления трубчатого электронагревателя с термовыключателем разового действия // 2187859

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам изготовления трубчатых электронагревателей (ТЭНов) с установкой внутри них трубки термовыключателя разового действия, предназначенного для защиты электронагревателя от перегрева при возникновении неисправностей.

Устройство защиты от тепловой перегрузки // 2531804

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности защиты. Устройство (22) защиты от тепловой перегрузки содержит закорачивающее устройство (24) для закорачивания выводов (12, 14) компонента (10) путем их соединения с помощью паяных соединений с соответствующими токопроводящими дорожками (18,20) и чувствительный к теплу срабатывающий элемент (26), вызывающий срабатывание закорачивающего устройства (24). Согласно изобретению предусмотрено, чтобы закорачивающее устройство (24) было закреплено, по меньшей мере, одним участком (28) на подложке (16) с токопроводящими дорожками и опиралось, по меньшей мере, одним другим участком (30) через срабатывающий элемент (26) на компонент (10), установленный на подложке (16) с токопроводящими дорожками, и/или, по меньшей мере, на одну из токопроводящих дорожек (18, 20), контактирующих с одним из закорачиваемых выводов (12, 14). Также изобретение относится к соответствующей компоновке (36), состоящей из подложки (16) с токопроводящими дорожками, по меньшей мере, одного расположенного на ней компонента (10) и, по меньшей мере, одного предназначенного для него устройства (22) защиты от тепловой перегрузки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство защиты от тепловой перегрузки // 2537793

Изобретение относится к области электротехники. Устройство (10) защиты от тепловой перегрузки электрического компонента (20), в частности электронного компонента, содержит переключательный элемент (12) для закорачивания выводов (18, 46) компонента (20) или для прерывания токопроводящего соединения (14) между, по меньшей мере, одним из выводов (18) и токопроводящим элементом (16) устройства (10) защиты от тепловой перегрузки, исполнительное устройство (22) для смещения переключательного элемента (12) в соответствующее положение закорачивания или разъединения и чувствительный к теплу срабатывающий элемент (24), вызывающий срабатывание исполнительного устройства (22). Предусмотрено, чтобы исполнительное устройство (22) могло быть переключено для своего активирования из неактивного состояния, в котором переключательный элемент (12) не может быть смещен исполнительным устройством (22) даже при срабатывании под действием срабатывающего элемента (24), в состояние срабатывания, в котором переключательный элемент (12) может смещаться исполнительным устройством (22). Также изобретение относится к соответствующей компоновке, содержащей подложку (44) с токопроводящими дорожками, по меньшей мере, один расположенный на ней компонент (20) и, по меньшей мере, одно соответствующее устройство (10) защиты от тепловой перегрузки. Технический результат- повышение надежности работы устройства. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство для защиты от тепловой перегрузки // 2540852

Устройство (40) для защиты от тепловой перегрузки электрического компонента (12), установленное на монтажном устройстве (10), содержит токонесущие элементы (14, 16), в частности, электронного компонента, которое содержит множество паяных соединений (18, 20), обеспечивающих контакт одного из токонесущих элементов (14, 16) с соответствующим выводом (22, 24) электрической детали, и разделительное устройство (30) для размыкания, по меньшей мере, одного из этих соединений (18, 20). Деталью является или деталь, по меньшей мере, содержит компонент (12). При этом разделительное устройство (30) создает предварительное напряжение компонента (12) относительно монтажного устройства (10), по меньшей мере, в случае нагревания с целью пространственного разнесения компонента (12), по меньшей мере, от одного из токонесущих элементов (14, 16), смещая компонент (12) вдоль поверхности монтажного устройства(10), и срабатывает при плавлении паяных соединений (18, 20). Технический результат - создание устройства и способа для зашиты компонента от перегрузки на основе быстрого и надежного защитного механизма действия и с минимально возможной потребностью в пространстве перпендикулярно поверхности монтажного устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ автоматической коммутации электрических цепей и устройство для его реализации // 2583765

Способ автоматической коммутации электрических цепей включает соединение токоведущих элементов между собой с образованием непрерывной электрической цепи с использованием вспомогательного элемента в виде плавкого электропроводного вещества, а также нагрев сборки до температуры расплавления этого вещества. При этом соединение токоведущих элементов электрических цепей, один из которых представляет собой первый цилиндрический электрод, который введен в полость второго электрода, выполненного как ответная часть первого электрода, в основание которого встроен электровоспламенитель, производят путем помещения в межконтактное пространство соединяемых элементов электрических цепей в качестве вспомогательного элемента терморасплавляемого исходного материала для получения электропроводного вещества (ИМПВ) в виде двух слоев, разделенных слоем диэлектрика, выполненного из слоя оксида никеля (II) валентного, нанесенного на несущий слой из меди. При этом ИМПВ выполнен из пиротехнического состава в виде смеси металла-ингибитора в виде порошкообразной меди, металла-восстановителя - или алюминия, циркония, или титана и оксида меди. Технический результат - обеспечение ускоренного и надежного электрического замыкания цепи за счет получения прочного неразрушаемого соединения и термоустойчивости сборки при температурах эксплуатации свыше 300°C. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.