ТЕРМОРЕЛЕ

ТЕРМОРЕЛЕ


RU (11) 2248059 (13) C2

(51) 7 H01H37/38, G05D23/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.03.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003111582/09 
(22) Дата подачи заявки: 2003.04.21 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.04.21 
(45) Опубликовано: 2005.03.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2130666 C1, 20.05.1999. RU 2011238 С1, 15.04.1994. RU 2040819 C1, 25.07.1995. US 4356478 A, 26.10.1982. US 5061914 A, 29.10.1991. 
(72) Имя изобретателя: Хусаинов М.А. (RU); Волнянская О.Ю. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого (RU) 
(98) Адрес для переписки: 173003, г.Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41, НовГУ, Отдел интеллектуальной собственности 

(54) ТЕРМОРЕЛЕ

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к защитным тепловым устройствам, и предназначено для пуска и защиты электродвигателей, бытовых электроприборов и других электрических аппаратов от перегрева. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение жесткости системы, обеспечение возможности регулирования температуры у ставки и повышение надежности реле. Термореле содержит диэлектрический корпус, неподвижный и подвижный контактодержатели, термочувствительный элемент из материала с эффектом памяти формы, толкатель, стопорный винт и регулировочную стойку. Один из концов термочувствительного элемента, выполненного с двойным изгибом при соотношении радиусов R1/R 2=1/3, прикреплен к корпусу, а другой конец подкреплен регулировочной стойкой, установленной в корпусе с возможностью перемещения. 2 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике, а именно к защитным тепловым устройствам, и предназначено для пуска и защиты электродвигателей, бытовых электроприборов и других электрических аппаратов от перегрева. 

Известны термореле, содержащие термочувствительный элемент в виде дуги из материала с памятью формы, который одним концом закреплен в корпусе, а другим опирается на контактодержатель с возможностью принимать прямоугольную форму при нагреве (см. RU 2011238 С1; 5 Н 01 Н 37/54, 1998 г.).

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и низкая надежность. 

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является, принятое за прототип, термореле, содержащее диэлектрический корпус, контактную стойку, регулировочный винт и термочувствительный элемент, представляющий собой пластину из материала с памятью формы, связанный с подвижным контакгодержателем (см. RU 2130666 C1,6 H 01 H 37/46, 37/54, 1999 г.).

Недостатком указанного устройства является неустойчивое положение термочувствительного элемента в связи с выпадением из паза подвижного контактодержателя при вибрации вследствие ослабления контакта в уступе подпружиненного язычка, а также отсутствие возможности регулирования температуры уставки (срабатывания) в более широком интервале температур.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение жесткости системы, обеспечение возможности регулирования температуры уставки и повышение надежности термореле.

Поставленная задача достигается тем, что в термореле, содержащем диэлектрический корпус, неподвижные контакты и подвижную контактную пружину с контактом, термочувствительный элемент из материала с эффектом памяти формы, толкатель и регулировочную стойку со стопорным винтом, термочувствительный элемент имеет двойной изгиб и состоит из двух участков с радиусами кривизны R1 и R2 , величина которых в исходном состоянии определена соотношением R1/R2=1/3, причем один конец термочувствительного элемента прикреплен к диэлектрическому корпусу, а другой конец подкреплен регулировочной стойкой, установленной в диэлектрическом корпусе с возможностью перемещения, толкатель расположен в диэлектрическом корпусе между термочувствительным элементом и подвижной контактной пружиной с возможностью взаимодействия с ними.

Для пояснения изобретения представлены чертежи: фиг.1 - исходное положение термоэлемента в коммутирующем устройстве; фиг.2 - положение термоэлемента после предварительного прогиба в мартенсите (показано сплошной линией) и последующего подкрепления свободного конца (показано пунктиром).

При этом термочувствительный элемент, состоящий из двух участков (l1 и l2), имеет двойной изгиб с заданной памятью (с радиусами кривизны R1 и R2). Один конец термоэлемента закреплен на корпусе, другой (свободный конец) подкрепляется регулировочной стойкой, которая также закреплена на корпусе стопорным винтом с возможностью регулировки (фиг.1). Термочувствительный элемент с двойной кривизной, изготовленный из сплава с эффектом памяти формы (ЭПФ) при нагреве, в соответствии с кинетикой развития реактивных напряжений воздействует на упругую пружину и прогибает ее. Подпружиненный язычок теряет устойчивость и совершает скачкообразные переключения контактов. В этом случае усилие, развиваемое в материале термоэлемента, определяется радиусом кривизны R1 и R2, величина которых в исходном состоянии установлена в соотношении R1/R2=1/3.

Для передачи большего усилия и обеспечения возможности большего перемещения штока, с целью регулирования температуры при нагреве (фиг.2), защемленный конец термоэлемента активно прогибается на величину fM , а затем свободный конец подкрепляется на стойке, которая, в свою очередь, может перемещаться в вертикальной плоскости, изменяя высоту подкрепления относительно Н0, путем изменения степени подкрепления =h i/Н0 (на фиг.2 изображено пунктирной линией) и жестко фиксироваться в заданном положении винтом 12. В таком случае эффект генерации реактивных усилий в термоэлементе с ЭПФ развивается за счет реализации памяти формы на кривизне r 1 и R2, при определенной степени подкрепления свободного конца термоэлемента (). 

Таким образом, изменяя значение стрелы прогиба (f M) и степень подкрепления можно задавать усилие на контактную пружину и одновременно устанавливать и изменять температуру срабатывания при нагреве, а также широко варьировать температурный интервал срабатывания от выключения термореле до включения (пуска).

Это обстоятельство позволяет минимизировать габариты реле при повышении уровня коммутирующего тока.

На фиг.1, 2 представлены продольные разрезы термореле.

Термореле состоит из диэлектрического корпуса 1, неподвижных контактов 2, 4, контактной пружины 5 с подвижным контактом 3, подпружиненного язычка 6, упора 7. В корпусе установлены подвижный толкатель 8, который упирается в термочувствительный элемент 9 с памятью формы, закрепленный скобкой 10. Стойка 11 с делениями предназначена для шарнирного подкрепления термоэлемента на заданном уровне hi относительно Н0 (начальной высоты прогиба) и фиксирования на этом уровне винтом 12.

Термореле работает следующим образом. При повышении температуры окружающей среды до температуры обратного мартенситного превращения (Ан) термочувствительный элемент 9, предварительно сдеформированный в мартенсите на заданную величину fM i с подкрепленным свободным концом (hi/H 0) на стойке 11, начнет изменять форму и давить на толкатель 8, который, в свою очередь, упирается в контактную пружину 5. После повышения температуры среды до заданной, термоэлемент с памятью формы 9, принимая заданную (исходную) форму (фиг.1) создает усилие, необходимое для прогиба упругой пружины 5 при одновременной потере устойчивости подпружиненного язычка 6 и резкого размыкания контактов 2, 3 и замыкания 3, 4.

Таким образом, ток протекает через контакт 3, контактную пружину 5 и контакт 4. Контакт 2 освобожден от токовой нагрузки.

После снижения температуры окружающей среды до температуры начала прямого мартенситного превращения (Мн) термочувствительный элемент 9 начнет терять свою упругость за счет эффекта пластичности превращения. Под действием сил упругости контактной пружины 5 термоэлемент 9 вернется в исходное положение, а контактная пружина 5 восстановит свою форму, при этом подпружиненный язычок, связанный с контактной пружиной 5, разомкнет контакты 3, 4 и замкнет контакты 2, 3. Произойдет пуск (включение).

Далее при изменении температуры цикл повторяется.

Так как работа реле протекает в условиях небольших перемещений контактной пружины, а основное перемещение толкателя от действия реактивных сил термоэлемента реагирует на малые изменения температуры (реализация условий неполного мартенситного превращения), то интервал срабатывания можно обеспечить достаточно узкий (4-6)°С при значительных усилиях, вследствие подкрепления свободного конца термоэлемента. 

Винтом 12 можно регулировать действующие усилия на контактную пружину 5 и температуру срабатывания, не изменяя межконтактное расстояние реле, за счет изменения предварительной деформации термоэлемента 9 с заданной памятью формы радиусов кривизны R 1 и R2 и степенью подкрепления свободного конца элемента hi/H0.

Экспериментальные испытания модели термореле в течение 106 термоциклов показали высокую стабильность температур срабатывания и надежность в работе.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Термореле, содержащее диэлектрический корпус, неподвижные контакты и подвижную контактную пружину с контактом, термочувствительный элемент из материала с эффектом памяти формы, толкатель и регулировочную стойку со стопорным винтом, термочувствительный элемент имеет двойной изгиб и состоит из двух участков с радиусами кривизны R1 и R2, величина которых в исходном состоянии определена соотношением R1/R2=1/3, причем один конец термочувствительного элемента прикреплен к диэлектрическому корпусу, а другой конец подкреплен регулировочной стойкой, установленной в диэлектрическом корпусе с возможностью перемещения, толкатель расположен в диэлектрическом корпусе между термочувствительным элементом и подвижной контактной пружиной с возможностью взаимодействия с ними.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru