Термобиметаллический чувствительныйэлемент мгновенного действия

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (1839452 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 12,12.75 (21) 2303206/24-07 (23) Приоритет — (32) 12,1 2,74 (51)М. Кл.8

Н 01 Н 37/40

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (33)Великобритания (31) 53847/74

Опубликовано 150681,Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 150681 (5>} >4< 621. З18. 56 (088. 8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Джон Кроушоу Тэйлор (Великобритания ) (7!) Заявитель (54) ТЕРМОБИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ

ЭЛЕМЕНТ МГНОВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловым чувствительным элементам мгновенного действия, используемым в различных электрических цепях для защиты от перегрева.

Известен термобиметаллический элемент мгновенного действия, содержащий биметаллический лист с U-образным отверстием, наружный и внутренний периметр которого образуют язычок с одним свободным концом (1), Однако в указанном устройстве при большом количестве срабатываний изменяется температура срабатывания термобиметаллического элемента.

Наиболее близким к предлагаемому является термобиметаллический чувствительный элемент мгновенного действия, содержащий биметаллический лист с U -образным отверстием, наружный и внутренний периметр которого образуют язычок с одним свободным концом, U-oáðàçíoå отверстие, имеет округленные края, часть биметаллического листа, кроме язычка, имеет форму купола, образованную прессованием с возможностью изменения направления прогиба хлопком при изменении температуры, а язычок расположен симметрично относительно своей продольной оси,проходящей через центр биметаллического листа (2), Однако в указанном устройстве возможно растрескивание чувствительного элемента, а следовательно и изменение его рабочих характеристик.

Все это снижает надежность работы чувствительного элемента.

Целью изобретения является повышение надежности срабатывания.

Для достижения указанной цели наружный и внутренний периметры разного отверстия плавно соединены на закругленных концах отверстия вблизи основания язычка, а ширина куполообразного участка, окружающего язычок, измеренная по радиусу от центра куполообразного участка, больше, чем в области основания язычка.

Кроме того, в укаэанном термобимезд таллическом чувствительном элементе ширина куполообразного участка, окружающего язычок, измеренная по радиусу от центра куполообразного участка, в два раза больше, чем в области основания язычка.

839452

Наружный периметр U-oáðàçíoão отверстия выполнен в виде части окружности, центр которой смещен в направлении свободного конца язычка, а диаметр указанной окружности состав- . ляет половину диаметра куполообразной части биметаллического листа.

Ширина язычка у его основания рав- на куполобразной части биметаллического листа в области, примыкающей к основанию язычка, а длина язычка 10 при этом составляет 1-1,5 ширины язычка и сужается от основания к

-свободному концу язычка.

Длина язычка по крайней мере в

1,5 раза больше ширины язычка.

На фиг. 1-7 показаны различные вари" анты выполнения термобиметаллического чувствительного элемента.

Термобиметаллический чувствительный элемент содержит биметаллический лист 1 круглой или прямоугольной формы с U-образным отверстием 2, образующим язычок 3, свободный на одном конце. Термобиметаллический чувствительный элемент образован прессонанием н форме и нся поверх- 25 ность, кроме язычка, имеет сферическую Форму.

Отличия предложенного термобиметаллического чувствительного элемент состоят в различной форме язычка

3 и расположении отверстия 2. Следует отметить, что область основания язычка является важной с точки зрения долговечности и надежности конструкции, так как н этой области З5 происходят растрескивания из-за значительных напряжений. Кроме того, расположение язычка и отверстий влияет на величину перемещения язычка.

Наибольшее перемещение имеет чувствительный элемент по фиг. 4 и 5.

В предложенном устройстве чем больше перемещение язычка, тем больше разница в температуре прямого и обратного срабатывания, то есть диф- 45 ференциал срабатывания. Наибольшее полезное перемещение язычка при небольшом перемещении биметаллического диска объясняется тем, что наличие U-образного отверстия снимает 50 напряжения в центре термобиметаллического чувствительного элемента, снижается развиваемая сила, а перемещение )язычка увеличивается. ! 55

Наиболее предпочтительным является вариайт язычка, когда ширина куполообразного участка, окружающего язычок, измеренная по радиусу от центра куполообразного участка 4, больше, чем в области основания 5 60 язычка

На фиг.1 изображен термобиметаллический чувствительный элемент, язычок 3 которого имеет постоянную ширину и наибольшую длину. 65

Язычок 3 имеет длину 4,5 мм, ширину 2,5 мм и оканчивается на расстоянии,1 мм от основания 5. У отверстия 2 есть закругленный куполообразный участок 4 с радиусом кривизны, ранним 1 мм, и смежный с ним куполообразный участок 5 с радиусом сферы, равным 3,5 мм, причем центр этого участка совпадает с центром биметаллического листа 1. Величина полезного перемещения диска (фиг.1)

0,3б мм при перепаде температуры в

370С.

В указанном термобиметаллическом чувствительном элементе наибольшая ширина грани, окружающая язычок,3, измеряемая по радиусу от центра биметаллического листа 1, находится н области основания язычка, длина язычка в 1,8 раза превышает ширину язычка.

На фиг.2 изображен термобиметаллический чувствительный элемент, у которого область 4 имеет одинаковую ширину. Язычок 3 имеет длину 3,5 мм и ширину 2,5 мм. Отношение длины к ширине равно 1,4. Ш: .рина у основания язычка равна 4,5. Величина полезного перемецения диска 0,32 мм при перепаде температуры в 37+C.

На фиг ° 3-4 изображен термобиметаллический чувствительный элемент„ у которого язычок суживается от основания, а граничные области непрерывно уменьшаются по ширине от максимума в области основания язычка до минимума напротив свободного конца язычка.

На фиг ° 3 ширина основания 5 языч-. ка составляет 12 мм. Язычок 3 сужается со степенью конусности 30 по отношению к свободному концу и с радиусом в 1 мм. Язычок 3 имеет длину

4 мм. Отверстие 2 выполнено с закругленными краями, а наружный периметр этого отверстия определяется дугой окружности с радиусом 3,5 мм,центр которой отстоит на расстоянии 1 мм от центра куполообразной части диска 1, Ширина куполообразной зоны в области основания язычка более чем в дна раза превышает ширину области, расположенной против свободного конца язычка. При этом величина полезного перемещения равна 0,34 мм при перепаде температур в 34оC.

У данного термобиметаллическогo чувствительного элемента внутренний периметр U-образного отверстия 2 плавно переходит в закругления с радиусом 0,75 мм, с частично круговыми участками наружного периметра, причем эти участки смежны с основанием 5 язычка. Ширина куполообразного участка 4, окружающая язычок, минимальна против свободного конца язычка и равна 1 5 мм.

На фиг.4 язычок суживается под углом 150 от основания язычка. Отверстие 2 имеет скругления радиусом

839452 формула изобретения

0,75 мм вблизи основания язычка, а внешний периметр отверстия образован дугой радиусом 3,5 мм, которая уменьшается до минимума и равна 1,5 мм напротив свободного конца язычка.

Данный термобиметаллический чувствительный элемент имеет общую минималь ную концентрацию напряжений благодаря плавному контуру выреза; он име ет стабильную температуру срабатывания даже после 10000 срабатываний.

Язычок имеет длину 4,5 мм и заканчивается на расстоянии 1 мм от наружного периметра отверстия 2. Послед-. нее имеет закругленные края с радиусом закругления 0,75 мм, а наружный периметр отверстия определен дугой окружности с радиусом 3,5 мм; центр которой отстоит на 1 мм от центра куполообразной части диска 1.

Ширина части биметаллического листа .Г измеренная по радиусу, максимальна в области основания язычка и уменьшается до минимума, равного 1,5 мм против свободного конца язычка. Величина полезного перемещения диска равна 0,45 мм при перепаде температур в 38ОС.

Радиус наружного периметра отверстия 2 против свободного конца язычка равен 3,5 мм и отстоит на 1 мм ат центра куполообразной сферы биметаллического диска 1 в направлении свободного конца язычка. Данный термобиметаллический чувствительный элемент создает минимальные концентрации напряжений благодаря плавности очертаний отверстия.

Термобиметаллический чувствительный элемент (фиг.5) имеет такую же форму язычка и отверстий,; как на фиг.4, но биметаллический лист 1 имеет квадратную форму °

Термобиметаллический чувствительный элемент (фиг.б и 7) имеет контакт б, приваренный к области 4 напротив свободного конца язычка. Контакты привариваются на биметалличес- . кий лист 1 перед приданием ему формы купола-сферы.Для увеличения их электрического сопротивления они имеют вырез 7. Чувствительный элемент ,(фиг.7) имеет еще три круглых отверстия 8 с каждой стороны от контакта б, выполненные в самой узкой части области 4, Чувствительные элементы (фиг.б и

7) срабатывают при токах малой величины, около 2 A.

Для увеличения электрического сопротивления язычок разделяется на две отдельные язычковые доли, каждая из которых исходит от одного основания. Контакт располагается не только вблизи свободного конца язычка, а также может быть расположен иа самом язычке. Кроме того, контактов может быть несколько.

1. Термобиметаллический чувствительный элемент мгновеннога действия

1 содержащий биметаллический лист с

U-образным отверстием, наружный и внутренний периметр которого образуют язычок с одним .свободным концом, U-образное отверстие имеет округленные края, часть биметаллического листа, кроме язычка, имеет форму купола, образованную прессованием с возможностью изменения направления прогиба хлопком при изменении температуры, а язычок расположен симметрично относительно сваей продольной оси, проходящей через центр

20 биметаллического листа а т л и

Г ч а ю шийся тем, чта, с целью повышения надежности, наружный и внутречний периметры У-образнога отверстия плавно соединены на закругленных концах отверстия вбл..-..è ас 5 навания язычка, а .ширина к:полообразного участка, окружающегГ язычок, измеренная па радиусу ат центра куполообразного участка, больше, чем в области основания язычка.

2. Элемент по п.1, о т л ; --: а ю шийся тем, чта ширина купалаобразнога участка, окружающего .лзычок, измеренная по радиусу ат центра куполообразного участка, в два раза больше, чем в области оснавани. ..язычка.

3. Элемент по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что наружный периметр U-образного отверстия выполнен

40 в виде части окружности, центр которой смещен в направлении свободного конца язычка, а диаметр указанной окружности составляет половину диаметра куполообразной части биметаллического листа.

4. Элемент по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что ширина язычка у его основания равна куполообразной части биметаллического листа в области, примыкающей к основанию язычка, длина язычка составляет 11,5 ширины язычка и сужается от основания к свободному концу язычка °

5 ° Элемент по п ° 1, о т л и ч а ю шийся тем,,что длина язычка крайней мере B 1,5 раза превышает ширину язычка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 9 2632824, 60 кл. 337-365, 1965.

2. Патент Швейцарии Р 296461, кл. 111 ЙГ 1954

839452

Фиг 2

Уиг 5 иг. 6

Риг 7

Составитель С.Гордон

Техред И.дсталощ Корректор Е. Рошко

Редактор П.Коссей

Заказ 4204/б Тираж 784 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