控温及非自复位限温保护复合开关制造技术

本发明专利技术涉及一种具有复合功能的热敏电开关，其内部同时装有两块双金属片，一块双金属片作为控温用，具有自复位功能，使电热器具保持在一定温度范围内工作（控温范围为８５℃～１４５℃，精度为±５℃）；另一块双金属片作为限温用，当电热器具温升达到限定值（该值比控温通常高出３０℃～５０℃）时能非自复位地切断电源，它可同时用作电热器具的控温器和非复位限温器。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有复合功能的热敏开关，它可同时用作电热器具的控温器和非自复位限温器。圆碟形速动双金属自复位控温器已在50年代进入工业应用(如瑞士专利CH 303430 1955年2月1日)，但它具有较大的热滞(即切断温度与接通温度之差较大);60年代后期发展了椭圆形速动双金属控温器，通过调节双金属椭圆碟的长轴和短轴之比值( (b)/(a) )，可自复位地控制热滞在1～3℃范围内(见联邦德国VACUMSCHMELZE公司产品说明书，1984年)，满足了高精度电热器具对控温器的要求。可是，作为限温器来说，由于非正常原因使电热器具的温升达到限定值时，限温元件应能断开电路并不致于在温度下降或降至室温时自动复位，否则，带故障的电器仍将处于反复通断的状态，这就可能使电器的寿命大大降低，甚至容易产生火灾或人身事故。以往的限温器为了实现非自动复位的单程动作，通常都加上一个脱扣的机械装置，使其具有一次性切断电路的功能，或通过另一个继电器来切断电源;只有在检修电器排除故障后才能通过复位装置使电路接通。这一方面增加了非自复位限温器的成本，也不利于元件的微型化，妨碍了它们在许多小型电热器具中的推广使用。按照中华人民共和国标准GB 4706.1-84家用和类似用途电器的安全通用要求，1985-03-01实施的要求，一个高安全标准的电热器具必须同时安装控温器和非自复位限温保护器。前者用于控制电器在给定温度范围内工作，后者是当温度非正常地上升至限定值时非自复位地切断电路，这样同时安装两个热敏开关会增加电器的成本。本专利技术的目的是设计并制造出一种同时具有控温及非自复位限温复合功能的电开关。它的控温部分在断开后可自动复位以保证电热器具在一定的温度范围内工作。其控温范围及热滞大小可根据用户要求设计;它的限温保护部分则在温度上升达到限定值(该值比控温范围通常要高出30～50℃)时能非自复位地切断电源，只有在排除故障后通过手动才能复位。控温器部分工作时，限温器部分不工作;而当非正常温升使非自复位限温器工作后，自动切断电源，此时自复位控温器就不能使电路重新接通。本专利技术的特点是在一个只有一对电触头的电开关中同时安装了两块双金属片，一块自复位的双金属椭圆碟用于控温，另一块非自复位的圆碟(或椭圆碟)则用于限温。图1是这种复合开关的结构图，图中〔1〕为动触头，〔2〕为固定电触头，〔3〕为控温双金属椭圆碟，〔4〕为弹性导电片，〔5〕为固定螺钉，〔6〕为帽沿形或圆形、椭圆形双金属单程速动圆碟，〔7〕为铆钉，〔8〕为耐高温塑料基座，〔9〕为接线片。其中控温双金属椭圆碟的主动层处于凹面，被动层在凸面。当温升达到它的上速动温度Tf1时，双金属椭圆碟〔3〕突然翻转(这时主动层处于凸面)，并通过弹性导电片〔4〕的上翘使上下电触头分开，切断电源。此后，电热器具降温;当温度降至下速动温度Tn1时，双金属椭圆碟〔3〕再次翻转(此时主动层处于凸面)，并压下弹性导电片使电触头重新接通。因此，控温双金属椭圆碟能使电热器具保持在Tn1至Tf1的温度范围内工作。帽沿形(或圆形椭圆形)双金属圆碟〔6〕的设计使它工作于单程速动温区，亦即当非正常的温升达到限定温度Tf时(Tf＞Tf1)，圆碟〔6〕的片形突然翻转，即主动层处于凸面并推动弹性导电片使电触头分开以切断电源;当温度下降、即使一直降到室温，该单程圆碟均不会自动再次翻转复原(此时主动层在凹面)，所以它是一非自复位的限温元件。只有在检修完电器、排除非正常温升的故障后，通过轻轻推动电触头所在的弹性导电片〔4〕和控温用双金属椭圆碟〔3〕才能使两个电触头再次接通。因此，本专利技术实现了在一个共用的基座上、只用一对动、静电触头和弹性导电片，就能同时具有自复位控温和非自复位限温的功能。控温用的双金属椭圆碟〔3〕放置在最上方既增大了感温的灵敏度，又降低了对弹性导电片的材质要求，因而能进一步降低制造成本。本专利技术中，控温部分的性能如下控温范围85℃～145℃。控温精度±5℃。承载电流0～5A。工作寿命大于5万次。切断时间小于15毫秒。本专利技术中，非自复位限温保护部分的性能如下限定温度125℃～220℃。温度精度±10℃。可手动复位次数大于20次。图2给出了控温双金属椭圆碟的设计图。图中〔21〕是主动层，〔22〕是被动层，b为长轴，a为短轴，d为双金属片厚度，hb为长轴方向的椭圆碟高度。表一给出了hb与断开温度Tf1的关系。表一、控温椭圆碟的高度hb与断开温度Tf1的关系 其中b＝8.5毫米，a＝5.5毫米，d＝0.1毫米。图3给出了限温用非自复位双金属圆碟的设计图。图中〔31〕是主动层，〔32〕是被动层，h为圆碟高度，D为圆碟直径，d为圆碟的厚度。表二给出了限温用非自复位双金属圆碟的动作温度Tf与圆碟高度h的关系。表二 h9圆碟直径为9毫米时的高度。h12圆碟直径为12毫米时的高度。实施例如下样品一双金属型号5J16型，厚度d＝0.1毫米。控温双金属椭圆碟高度hb＝0.34毫米，b＝8.5毫米，a＝5.5毫米。限温双金属圆碟直径D＝9毫米，高度h＝0.34毫米。结果控温范围100℃±5℃。限温温度150℃±10℃。样品二双金属型号5J16型，厚度d＝0.1毫米。控温双金属椭圆碟高度hb＝0.31毫米，a＝5.5毫米，b＝8.5毫米。限温帽沿形圆碟高度h＝0.446毫米，外直径D1＝12.0毫米，内直径D2＝10.0毫米。结果控温范围85℃±5℃。限温温度125℃±10℃。样品三双金属型号5J16型，厚度d＝0.1毫米。控温双金属椭圆碟高度hb＝0.43毫米，a＝5.5毫米，b＝8.5毫米。限温单程圆碟直径D＝12.0毫米，高度h＝0.58毫米。结果控温范围145℃±5℃。限温温度220℃±10℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电热器具超温保护电开关，它有塑料基座、电触头、接线片，其特征是在开关中同时安装两块双金属片，分别作为非自复位限温和控温之用，使开关同时具有控温及非自复位限温的复合功能，它的控温部分在断开电源后仍可自动复位以保证电热器具保持在一定范围内工作，限温保护部分则在温度上升达到限定值（该值比控温范围通常要高出３０～５０℃）时能非自复位地切断电源，只有在排除故障后通过手动才能复位。

【技术特征摘要】
1.一种电热器具超温保护电开关，它有塑料基座、电触头、接线片，其特征是在开关中同时安装两块双金属片，分别作为非自复位限温和控温之用，使开关同时具有控温及非自复位限温的复合功能，它的控温部分在断开电源后仍可自动复位以保证电热器具保持在一定范围内工作，限温保护部分则在温度上升达到限定值(该值比控温范围通常要高出30～50℃)时能非自复位地切断电源，只有在排除故障后通过手动才能复位。2.一种如权利要求1所说的电热器具超温保护电开关，其特征是双金属可做成圆片形、帽沿形、椭圆形，控温范围在85℃～145℃，控温精度±5℃，限温范围125℃～220℃，精度为±10℃。3.一种如权利要求1、2所说的电热器具超温保护电开关，其特征是控温部分可用5J16型双金属片冲成椭圆碟形状，厚度d为0.1毫米，椭圆碟高度hb＝0.34毫米，短轴a＝5.5毫米，长轴b＝8.5毫米;限温部分可用5J16型双金属片冲成圆碟形，厚度d＝0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张进修，刘显芬，潘幸，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]