[其他]手復(fù)位單程速動(dòng)長(zhǎng)壽命雙金屬元件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86106649
• 申請(qǐng)日: 1986-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN86106649A
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張進(jìn)修;潘幸;曾文光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H01H37/54
• 分類號(hào): H01H37/54
• 代理公司: 中山大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 葉賢京,蔡茂略

本發(fā)明涉及一種可手動(dòng)復(fù)位的單程速動(dòng)雙金屬元件，它可用作電熱器具中手復(fù)位限溫器（或脫扣器）的動(dòng)作元件以及同時(shí)具有自復(fù)位控溫和手復(fù)位限溫雙功能復(fù)合電開關(guān)中的手復(fù)位限溫動(dòng)作元件。

按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4706.1-84《家用和類似用途電器的安全通用要求》（1985-03-01實(shí)施）的要求，一個(gè)高安全標(biāo)準(zhǔn)的電熱器具必須安裝手復(fù)位的限溫器。作為限溫器的主要部件-速動(dòng)雙金屬元件，其傳統(tǒng)作法是將雙金屬片作成園碟（或橢園碟等類似形狀），膨脹系數(shù)大的主動(dòng)層處于園碟的凹面。當(dāng)溫升達(dá)到給定值時(shí)，雙金屬的熱推力剛好大于元件周邊的彈性約束力而使圓碟翻轉(zhuǎn)（此時(shí)主動(dòng)層處于凸面），并輸出動(dòng)作切斷電源;當(dāng)溫度下降后，反向的熱推力又使圓碟再次翻轉(zhuǎn)（此時(shí)主動(dòng)層回復(fù)到凹面），并輸出動(dòng)作接通電觸頭，這樣就達(dá)到了雙程動(dòng)作和控溫的目的。從工作原理上來說，成形及熱處理后的圓碟（主動(dòng)層在凹面）處于結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定狀態(tài)，溫度逐漸上升時(shí)會(huì)由于熱推力的增加而變成亞穩(wěn)態(tài)，當(dāng)升溫使雙金屬片翻轉(zhuǎn)后（此時(shí)主動(dòng)層在凸面）又達(dá)到穩(wěn)定態(tài);但降溫時(shí)，這一狀態(tài)也會(huì)由于反向熱推力的增大而變至亞穩(wěn)態(tài)，只有在降溫過程使雙金屬片再次翻轉(zhuǎn)后（主動(dòng)層在凹面），亦即回復(fù)到成形和熱處理后的狀態(tài)時(shí)，元件才回復(fù)到穩(wěn)定態(tài)。可見，雙程速動(dòng)控溫元件是一個(gè)由于溫度變化而工作的雙穩(wěn)態(tài)元件。利用這一原理，增大斷開溫度與接通溫度之差，使接通溫度處于室溫以下，也可以作成在室溫以上只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)的單程限溫元件，因此也可不要熱脫扣機(jī)構(gòu)而執(zhí)行非自復(fù)位的限溫動(dòng)作并可在手復(fù)位后反復(fù)使用。這種限溫元件存在一缺點(diǎn)就是：在高溫執(zhí)行了限溫動(dòng)作并冷卻到室溫時(shí)雖未翻轉(zhuǎn)至主動(dòng)層處于凹面的穩(wěn)定狀態(tài)而保持切斷位置，但元件在結(jié)構(gòu)上仍處于亞穩(wěn)態(tài)并具有一定的自復(fù)位趨向，所以抗干擾能力（例如抗震和抗跌落）不夠高，安全性能不夠好，而且使用壽命也不能很長(zhǎng)（例如很難重復(fù)使用到100次以上），容易引起降溫時(shí)的自復(fù)位而失去非自復(fù)位限溫功能。

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)并制造出一種安全性能高，使用壽命長(zhǎng)的小型雙金屬元件，它既可單獨(dú)用于限溫器中，也可用于微型復(fù)合開關(guān)（同時(shí)具有自復(fù)位控溫及手復(fù)位限溫性能的開關(guān)）中。

本發(fā)明在雙金屬元件成型時(shí)采用了與傳統(tǒng)上截然不同的做法，讓雙金屬片膨脹系數(shù)大的主動(dòng)層處于圓碟（或橢圓碟、多邊形碟）的凸面，膨脹系數(shù)小的被動(dòng)層卻處于凹面，這樣，室溫（成型溫度）時(shí)的平衡位置為主動(dòng)層在凸面，使用時(shí)的手復(fù)位操作使片形翻轉(zhuǎn)（處于亞穩(wěn)態(tài)位置），主動(dòng)層處于凹面;當(dāng)溫升達(dá)到T_f使主動(dòng)層的熱推力足以克服片形周邊的彈性約束力時(shí)，雙金屬元件突然翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)快速的動(dòng)作而切斷電源。由于翻轉(zhuǎn)后的雙金屬元件之主動(dòng)層處在凸面，這一狀態(tài)也就是它在室溫時(shí)的平衡穩(wěn)定狀態(tài)，所以，即使溫度冷卻至室溫（或甚至室溫以下），它也不會(huì)再次翻轉(zhuǎn)，這就能保持開關(guān)的切斷狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)單程限溫的性能。已完成一次限溫動(dòng)作切斷電源后的雙金屬元件在經(jīng)過手動(dòng)復(fù)位至主動(dòng)層再次處于凹面后，它又處于待工作狀態(tài)，因此能反復(fù)使用。

本發(fā)明所涉及的雙金屬元件還具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.由于高溫翻轉(zhuǎn)時(shí)的熱推力將使雙金屬元件推向其室溫的平衡態(tài)形狀，所以，本發(fā)明所涉及的單程雙金屬元件具有高的安全性能而不會(huì)在高溫失效。即使發(fā)生故障也只能是室溫不能手動(dòng)復(fù)位（此時(shí)就可及時(shí)更換雙金屬元件）。

2.高溫翻轉(zhuǎn)時(shí)的熱推力很大，因此元件的速動(dòng)性能好。

3.元件可做得很小，最小線度約6毫米。

4.元件的設(shè)計(jì)制造方法及工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)傳統(tǒng)雙金屬速動(dòng)元件的工廠在不增加任何新設(shè)備和基本上不更換原有自復(fù)位控溫開關(guān)的零部件情況下，只要將雙金屬片反向成型即可作成手復(fù)位單程速動(dòng)長(zhǎng)壽命的限溫電開關(guān)。本發(fā)明具有不必增加設(shè)備投資即可迅速改型生產(chǎn)微型限溫器的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)如下：