Термоэлектрическое устройство

Термоэлектрическое устройство

Реферат

 

Изобретение относится к области электротехники, содержит корпус с крышкой-теплоприемником, размещенные в корпусе подвижный и неподвижный контакты и термочувствительный элемент. Контакты нормально замкнуты с фиксированным усилием контактного давления. Крышка-теплоприемник выполнена с увеличенной поверхностью термического контакта, термочувствительный элемент изготовлен из материала с эффектом памяти формы, заданной "на прямолинейность", и выполняется различной конфигурации: U-образной, S-образной, замкнутого или разомкнутого кольца. Кроме того, корпус может иметь форму цилиндра с соотношением высоты и диаметра больше, чем 2:1. Техническим результатом является разработка миниатюрного термовыключателя, обладающего тепловой инерционностью и высокой точностью срабатывания. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к термочувствительным устройствам, в частности к устройствам сигнальным в случае контроля критической температуры в нескольких точках объекта контроля.

Устройство может быть использовано в качестве защитного средства в случае превышения допустимой температуры в определенных точках контролируемого объекта, а также в качестве термодатчика для термостатов и как термовыключатель в слаботочных электрических цепях средств автоматики.

Известен термочувствительный выключатель по патенту РФ 2040819, Н 01 Н 37/46, 61/06, 1995 г., содержащий нормально разомкнутые подвижный и неподвижный контакты, а также термочувствительный элемент, изготовленный из ленты на основе материала с эффектом памяти формы в виде замкнутой криволинейной фигуры.

Недостатком данного устройства являются ограниченные возможности применения из-за наличия нормально разомкнутых контактов, которые позволяют использовать эту конструкцию только как сигнализатор критической температуры, причем невысокой точности, и не дают возможности применять ее в линиях пожарной сигнализации.

Целью предлагаемого изобретения является разработка миниатюрного термовыключателя с широким спектром технических возможностей, обладающего малой тепловой инерционностью и высокой точностью срабатывания.

Цель достигается тем, что предлагаемое термоэлектрическое устройство содержит корпус, крышку-теплоприемник с существенно увеличенной площадью теплообменной поверхности, подвижный и неподвижный контакты, нормально замкнутые с фиксированным усилием контактного давления, при этом неподвижный контакт имеет выступ, ограничивающий перемещение подвижного контакта, и термочувствительный элемент, вынолненный из ленты на основе материала с эффектом памяти формы и установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт, причем термочувствительному элементу заданa память формы "на прямолинейность". Термочувствительный элемент имеет несколько вариантов фopмы выполнения: U-образная, S-обрaзная, замкнутое или разомкнутое кольцо. Taкже имеется вариант формы выполнения корпуса - цилиндр с cooтношением высоты и диаметра больше, чем 2:1, пpи этом форма термочувствительного элемента может выбираться любой из перечисленных выше.

На чертеже изображено предлагаемое термоэлектрическое устройство с нормально замкнутыми контактами, где 1 - корпус, 2 - неподвижный контакт, 3 - вывод, 4 - изолятор, 5 - подвижный контакт, 6 - крышка-теплоприемник, 7 - термочувствительный элемент, 8 - накладная лента, 9 - поперечная накладка.

Предлагаемое термоэлектрическое устройство содержит тонкостенный корпус 1 с изолированным от корпуса выводом 2, выполняющим одновременно функцию неподвижного контакта, причем конец вывода загнут на 90^o с целью получения контактного соединения с подвижным контактом 5, сформованным в виде скобы из упругого токопроводящего материала, например бериллиевой бронзы. Подвижный контакт 5 механически и электрически связан с корпусом 1 при помощи поперечной накладки 9, которая точечной сваркой приварена к корпусу 1 в двух местах. На поверхности подвижного контакта 5 закреплен термочувствительный элемент 7 с помощью накладной ленты 8, выполненной из алюминиевой тонкостенной фольги с липким слоем. Это позволяет перемещать термочувствительный элемент 7 вдоль оси У при проверке системы "термочувствительный элемент - подвижный контакт" на заданную температуру срабатывания, т.е. на размыкание контактного соединения. Электрическая изоляция вывода 2 обеспечивается изолятором 4 - диэлектрическим стеклоспаем, а вывод 3 электрически связан с корпусом и жестко соединен с ним, например, контактной сваркой. Крышка-теплоприемник 6 выполнена из тонкого металла с гофрами жесткости.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении контакты 2 и 5 замкнуты. При нагреве термочувствительного элемента 7 до уровня температуры срабатывания за счет мартенситных превращений материала изменяется жесткость чувствительного материала - он "вспоминает" предварительно заданную форму - прямолинейность - и в связи с изменением своих термоупругих свойств развивает усилие, превосходящее усилие смыкания контактов, т.е. контактного давления, обеспечивающего работу электрической цепи. В результате появляется "обрыв" электрической цепи, что является информационным сигналом для приемно-контрольных устройств или защитным средством отключения цепи питания контролируемых устройств. При снижении температуры окружающей среды или контролируемого объекта снижается температура термочувствительного элемента 7, и он в результате обратных мартенситных превращений в материале теряет свою жесткость, "забывая" заданную форму. Упругое усилие подвижного контакта 5 сжимает термочувствительный элемент до исходного состояния, и в результате контактная поверхность подвижного контакта смыкается с поверхностью неподвижного контакта, обеспечивая за счет заданной жесткости необходимое контактное давление и электрическое сопротивление контактной группы. В результате восстанавливаются электрическая цепь и функция контроля температуры.

Предлагаемое изобретение благодаря описанным конструктивным особенностям обеспечивает высокую точность срабатывания и эффективность защиты при повышении температуры окружающей среды или контролируемых устройств.

На дату подачи заявки разработана техническая документация и организовано промышленное производство предлагаемого устройства для линий противопожарной сигнализации.

Формула изобретения

1. Устройство термоэлектрическое, содержащее корпус, крышку-теплоприемник, подвижный и неподвижный контакты и термочувствительный элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы, отличающееся тем, что крышка-теплообменник выполнена с увеличенной площадью теплообменной поверхности, контакты устройства нормально замкнуты с фиксированным усилием контактного давления, неподвижный контакт имеет выступ, ограничивающий перемещение подвижного контакта, а термочувствительному элементу, установленному с возможностью воздействия на подвижный контакт, задана память формы на прямолинейность.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термочувствительный элемент выполнен в форме U-образной фигуры.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термочувствительный элемент выполнен в форме S-образный фигуры.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термочувствительный элемент выполнен в форме замкнутого или разомкнутого кольца.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус может быть выполнен в форме цилиндра с соотношением высоты к диаметру больше, чем 2: 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1