專利名稱:控溫及非自復(fù)位限溫保護(hù)復(fù)合開(kāi)關(guān)的制作方法
本發(fā)明涉及一種具有復(fù)合功能的熱敏開(kāi)關(guān)，它可同時(shí)用作電熱器具的控溫器和非自復(fù)位限溫器。
圓碟形速動(dòng)雙金屬自復(fù)位控溫器已在50年代進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用(如瑞士專利CH 303430 1955年2月1日)，但它具有較大的熱滯(即切斷溫度與接通溫度之差較大);60年代后期發(fā)展了橢圓形速動(dòng)雙金屬控溫器，通過(guò)調(diào)節(jié)雙金屬橢圓碟的長(zhǎng)軸和短軸之比值( (b)/(a) )，可自復(fù)位地控制熱滯在1～3℃范圍內(nèi)(見(jiàn)聯(lián)邦德國(guó)VACUMSCHMELZE公司產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，1984年)，滿足了高精度電熱器具對(duì)控溫器的要求。
可是，作為限溫器來(lái)說(shuō)，由于非正常原因使電熱器具的溫升達(dá)到限定值時(shí)，限溫元件應(yīng)能斷開(kāi)電路并不致于在溫度下降或降至室溫時(shí)自動(dòng)復(fù)位，否則，帶故障的電器仍將處于反復(fù)通斷的狀態(tài)，這就可能使電器的壽命大大降低，甚至容易產(chǎn)生火災(zāi)或人身事故。
以往的限溫器為了實(shí)現(xiàn)非自動(dòng)復(fù)位的單程動(dòng)作，通常都加上一個(gè)脫扣的機(jī)械裝置，使其具有一次性切斷電路的功能，或通過(guò)另一個(gè)繼電器來(lái)切斷電源;只有在檢修電器排除故障后才能通過(guò)復(fù)位裝置使電路接通。這一方面增加了非自復(fù)位限溫器的成本，也不利于元件的微型化，妨礙了它們?cè)谠S多小型電熱器具中的推廣使用。
按照中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.1-84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)的電熱器具必須同時(shí)安裝控溫器和非自復(fù)位限溫保護(hù)器。前者用于控制電器在給定溫度范圍內(nèi)工作，后者是當(dāng)溫度非正常地上升至限定值時(shí)非自復(fù)位地切斷電路，這樣同時(shí)安裝兩個(gè)熱敏開(kāi)關(guān)會(huì)增加電器的成本。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)并制造出一種同時(shí)具有控溫及非自復(fù)位限溫復(fù)合功能的電開(kāi)關(guān)。它的控溫部分在斷開(kāi)后可自動(dòng)復(fù)位以保證電熱器具在一定的溫度范圍內(nèi)工作。其控溫范圍及熱滯大小可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì);它的限溫保護(hù)部分則在溫度上升達(dá)到限定值(該值比控溫范圍通常要高出30～50℃)時(shí)能非自復(fù)位地切斷電源，只有在排除故障后通過(guò)手動(dòng)才能復(fù)位?？販仄鞑糠止ぷ鲿r(shí)，限溫器部分不工作;而當(dāng)非正常溫升使非自復(fù)位限溫器工作后，自動(dòng)切斷電源，此時(shí)自復(fù)位控溫器就不能使電路重新接通。
本發(fā)明的特點(diǎn)是在一個(gè)只有一對(duì)電觸頭的電開(kāi)關(guān)中同時(shí)安裝了兩塊雙金屬片，一塊自復(fù)位的雙金屬橢圓碟用于控溫，另一塊非自復(fù)位的圓碟(或橢圓碟)則用于限溫。圖1是這種復(fù)合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，圖中〔1〕為動(dòng)觸頭，〔2〕為固定電觸頭，〔3〕為控溫雙金屬橢圓碟，〔4〕為彈性導(dǎo)電片，〔5〕為固定螺釘，〔6〕為帽沿形或圓形、橢圓形雙金屬單程速動(dòng)圓碟，〔7〕為鉚釘，〔8〕為耐高溫塑料基座，〔9〕為接線片。其中控溫雙金屬橢圓碟的主動(dòng)層處于凹面，被動(dòng)層在凸面。當(dāng)溫升達(dá)到它的上速動(dòng)溫度Tf1時(shí)，雙金屬橢圓碟〔3〕突然翻轉(zhuǎn)(這時(shí)主動(dòng)層處于凸面)，并通過(guò)彈性導(dǎo)電片〔4〕的上翹使上下電觸頭分開(kāi)，切斷電源。此后，電熱器具降溫;當(dāng)溫度降至下速動(dòng)溫度Tn1時(shí)，雙金屬橢圓碟〔3〕再次翻轉(zhuǎn)(此時(shí)主動(dòng)層處于凸面)，并壓下彈性導(dǎo)電片使電觸頭重新接通。因此，控溫雙金屬橢圓碟能使電熱器具保持在Tn1至Tf1的溫度范圍內(nèi)工作。帽沿形(或圓形橢圓形)雙金屬圓碟〔6〕的設(shè)計(jì)使它工作于單程速動(dòng)溫區(qū)，亦即當(dāng)非正常的溫升達(dá)到限定溫度Tf時(shí)(Tf＞Tf1)，圓碟〔6〕的片形突然翻轉(zhuǎn)，即主動(dòng)層處于凸面并推動(dòng)彈性導(dǎo)電片使電觸頭分開(kāi)以切斷電源;當(dāng)溫度下降、即使一直降到室溫，該單程圓碟均不會(huì)自動(dòng)再次翻轉(zhuǎn)復(fù)原(此時(shí)主動(dòng)層在凹面)，所以它是一非自復(fù)位的限溫元件。只有在檢修完電器、排除非正常溫升的故障后，通過(guò)輕輕推動(dòng)電觸頭所在的彈性導(dǎo)電片〔4〕和控溫用雙金屬橢圓碟〔3〕才能使兩個(gè)電觸頭再次接通。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)共用的基座上、只用一對(duì)動(dòng)、靜電觸頭和彈性導(dǎo)電片，就能同時(shí)具有自復(fù)位控溫和非自復(fù)位限溫的功能?？販赜玫碾p金屬橢圓碟〔3〕放置在最上方既增大了感溫的靈敏度，又降低了對(duì)彈性導(dǎo)電片的材質(zhì)要求，因而能進(jìn)一步降低制造成本。
本發(fā)明中，控溫部分的性能如下控溫范圍85℃～145℃。
控溫精度±5℃。
承載電流0～5A。
工作壽命大于5萬(wàn)次。
切斷時(shí)間小于15毫秒。
本發(fā)明中，非自復(fù)位限溫保護(hù)部分的性能如下限定溫度125℃～220℃。
溫度精度±10℃。
可手動(dòng)復(fù)位次數(shù)大于20次。
圖2給出了控溫雙金屬橢圓碟的設(shè)計(jì)圖。圖中〔21〕是主動(dòng)層，〔22〕是被動(dòng)層，b為長(zhǎng)軸，a為短軸，d為雙金屬片厚度，hb為長(zhǎng)軸方向的橢圓碟高度。表一給出了hb與斷開(kāi)溫度Tf1的關(guān)系。
表一、控溫橢圓碟的高度hb與斷開(kāi)溫度Tf1的關(guān)系
其中b＝8.5毫米，a＝5.5毫米，d＝0.1毫米。
圖3給出了限溫用非自復(fù)位雙金屬圓碟的設(shè)計(jì)圖。圖中〔31〕是主動(dòng)層，〔32〕是被動(dòng)層，h為圓碟高度，D為圓碟直徑，d為圓碟的厚度。
表二給出了限溫用非自復(fù)位雙金屬圓碟的動(dòng)作溫度Tf與圓碟高度h的關(guān)系。
表二
h9圓碟直徑為9毫米時(shí)的高度。
h12圓碟直徑為12毫米時(shí)的高度。
實(shí)施例如下樣品一雙金屬型號(hào)5J16型，厚度d＝0.1毫米。
控溫雙金屬橢圓碟高度hb＝0.34毫米，b＝8.5毫米，a＝5.5毫米。
限溫雙金屬圓碟直徑D＝9毫米，高度h＝0.34毫米。
結(jié)果控溫范圍100℃±5℃。
限溫溫度150℃±10℃。
樣品二雙金屬型號(hào)5J16型，厚度d＝0.1毫米。
控溫雙金屬橢圓碟高度hb＝0.31毫米，a＝5.5毫米，b＝8.5毫米。
限溫帽沿形圓碟高度h＝0.446毫米，外直徑D1＝12.0毫米，內(nèi)直徑D2＝10.0毫米。
結(jié)果控溫范圍85℃±5℃。
限溫溫度125℃±10℃。
樣品三雙金屬型號(hào)5J16型，厚度d＝0.1毫米。
控溫雙金屬橢圓碟高度hb＝0.43毫米，a＝5.5毫米，b＝8.5毫米。
限溫單程圓碟直徑D＝12.0毫米，高度h＝0.58毫米。
結(jié)果控溫范圍145℃±5℃。
限溫溫度220℃±10℃。
權(quán)利要求
1.一種電熱器具超溫保護(hù)電開(kāi)關(guān)，它有塑料基座、電觸頭、接線片，其特征是在開(kāi)關(guān)中同時(shí)安裝兩塊雙金屬片，分別作為非自復(fù)位限溫和控溫之用，使開(kāi)關(guān)同時(shí)具有控溫及非自復(fù)位限溫的復(fù)合功能，它的控溫部分在斷開(kāi)電源后仍可自動(dòng)復(fù)位以保證電熱器具保持在一定范圍內(nèi)工作，限溫保護(hù)部分則在溫度上升達(dá)到限定值(該值比控溫范圍通常要高出30～50℃)時(shí)能非自復(fù)位地切斷電源，只有在排除故障后通過(guò)手動(dòng)才能復(fù)位。
2.一種如權(quán)利要求
1所說(shuō)的電熱器具超溫保護(hù)電開(kāi)關(guān)，其特征是雙金屬可做成圓片形、帽沿形、橢圓形，控溫范圍在85℃～145℃，控溫精度±5℃，限溫范圍125℃～220℃，精度為±10℃。
3.一種如權(quán)利要求
1、2所說(shuō)的電熱器具超溫保護(hù)電開(kāi)關(guān)，其特征是控溫部分可用5J16型雙金屬片沖成橢圓碟形狀，厚度d為0.1毫米，橢圓碟高度hb＝0.34毫米，短軸a＝5.5毫米，長(zhǎng)軸b＝8.5毫米;限溫部分可用5J16型雙金屬片沖成圓碟形，厚度d＝0.1毫米，圓碟直徑D為9毫米，高度h＝0.34毫米，控溫范圍為100℃±5℃，限溫溫度為150℃±10℃。
4.一種如權(quán)利要求
1、2所說(shuō)的電熱器具超溫保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是控溫部分可用5J16型雙金屬片沖成橢圓碟形狀，厚度d為0.1毫米，橢圓碟高度hb＝0.31毫米，短軸a＝5.5毫米，長(zhǎng)軸b＝8.5毫米;限溫部分可用5J16型雙金屬片沖成帽沿形圓碟，外直徑D1＝12.0毫米，內(nèi)直徑D2＝10.0毫米，高度h＝0.446毫米，控溫范圍為85℃±5℃，限溫溫度為125℃±10℃。
5.一種如權(quán)利要求
1、2所說(shuō)的電熱器具超溫保護(hù)開(kāi)關(guān)，其特征是控溫部分可用5J16型雙金屬片沖成橢圓碟形狀，厚度d為0.1毫米，橢圓碟高度hb＝0.43毫米，短軸a＝5.5毫米，長(zhǎng)軸b＝8.5毫米;限溫部分可用5J16型雙金屬片沖成圓碟形，其直徑D＝12.0毫米，高度h＝0.58毫米，控溫范圍為145℃±5℃，限溫溫度為220℃±10℃。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種具有復(fù)合功能的熱敏電開(kāi)關(guān)，其內(nèi)部同時(shí)裝有兩塊雙金屬片，一塊雙金屬片作為控溫用，具有自復(fù)位功能，使電熱器具保持在一定溫度范圍內(nèi)工作(控溫范圍為85℃～145℃，精度為±5℃)；另一塊雙金屬片作為限溫用，當(dāng)電熱器具溫升達(dá)到限定值(該值比控溫通常高出30℃～50℃)時(shí)能非自復(fù)位地切斷電源，它可同時(shí)用作電熱器具的控溫器和非復(fù)位限溫器。
文檔編號(hào)H01H37/74GK86106020SQ86106020
公開(kāi)日1988年4月13日 申請(qǐng)日期1986年9月8日
發(fā)明者張進(jìn)修, 劉顯芬, 潘幸 申請(qǐng)人:中山大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan