專利名稱:控溫及非自復位限溫保護復合開關的制作方法
本發(fā)明涉及一種具有復合功能的熱敏開關，它可同時用作電熱器具的控溫器和非自復位限溫器。
圓碟形速動雙金屬自復位控溫器已在50年代進入工業(yè)應用(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)展了橢圓形速動雙金屬控溫器，通過調節(jié)雙金屬橢圓碟的長軸和短軸之比值( (b)/(a) )，可自復位地控制熱滯在1～3℃范圍內(見聯(lián)邦德國VACUMSCHMELZE公司產品說明書，1984年)，滿足了高精度電熱器具對控溫器的要求。
可是，作為限溫器來說，由于非正常原因使電熱器具的溫升達到限定值時，限溫元件應能斷開電路并不致于在溫度下降或降至室溫時自動復位，否則，帶故障的電器仍將處于反復通斷的狀態(tài)，這就可能使電器的壽命大大降低，甚至容易產生火災或人身事故。
以往的限溫器為了實現非自動復位的單程動作，通常都加上一個脫扣的機械裝置，使其具有一次性切斷電路的功能，或通過另一個繼電器來切斷電源;只有在檢修電器排除故障后才能通過復位裝置使電路接通。這一方面增加了非自復位限溫器的成本，也不利于元件的微型化，妨礙了它們在許多小型電熱器具中的推廣使用。
按照中華人民共和國標準GB 4706.1-84家用和類似用途電器的安全通用要求，1985-03-01實施的要求，一個高安全標準的電熱器具必須同時安裝控溫器和非自復位限溫保護器。前者用于控制電器在給定溫度范圍內工作，后者是當溫度非正常地上升至限定值時非自復位地切斷電路，這樣同時安裝兩個熱敏開關會增加電器的成本。
本發(fā)明的目的是設計并制造出一種同時具有控溫及非自復位限溫復合功能的電開關。它的控溫部分在斷開后可自動復位以保證電熱器具在一定的溫度范圍內工作。其控溫范圍及熱滯大小可根據用戶要求設計;它的限溫保護部分則在溫度上升達到限定值(該值比控溫范圍通常要高出30～50℃)時能非自復位地切斷電源，只有在排除故障后通過手動才能復位?？販仄鞑糠止ぷ鲿r，限溫器部分不工作;而當非正常溫升使非自復位限溫器工作后，自動切斷電源，此時自復位控溫器就不能使電路重新接通。
本發(fā)明的特點是在一個只有一對電觸頭的電開關中同時安裝了兩塊雙金屬片，一塊自復位的雙金屬橢圓碟用于控溫，另一塊非自復位的圓碟(或橢圓碟)則用于限溫。圖1是這種復合開關的結構圖，圖中〔1〕為動觸頭，〔2〕為固定電觸頭，〔3〕為控溫雙金屬橢圓碟，〔4〕為彈性導電片，〔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層處于凹面，被動層在凸面。當溫升達到它的上速動溫度Tf1時，雙金屬橢圓碟〔3〕突然翻轉(這時主動層處于凸面)，并通過彈性導電片〔4〕的上翹使上下電觸頭分開，切斷電源。此后，電熱器具降溫;當溫度降至下速動溫度Tn1時，雙金屬橢圓碟〔3〕再次翻轉(此時主動層處于凸面)，并壓下彈性導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的溫度范圍內工作。帽沿形(或圓形橢圓形)雙金屬圓碟〔6〕的設計使它工作于單程速動溫區(qū)，亦即當非正常的溫升達到限定溫度Tf時(Tf＞Tf1)，圓碟〔6〕的片形突然翻轉，即主動層處于凸面并推動彈性導電片使電觸頭分開以切斷電源;當溫度下降、即使一直降到室溫，該單程圓碟均不會自動再次翻轉復原(此時主動層在凹面)，所以它是一非自復位的限溫元件。只有在檢修完電器、排除非正常溫升的故障后，通過輕輕推動電觸頭所在的彈性導電片〔4〕和控溫用雙金屬橢圓碟〔3〕才能使兩個電觸頭再次接通。因此，本發(fā)明實現了在一個共用的基座上、只用一對動、靜電觸頭和彈性導電片，就能同時具有自復位控溫和非自復位限溫的功能?？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，又降低了對彈性導電片的材質要求，因而能進一步降低制造成本。
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5萬次。
切斷時間小于15毫秒。
本發(fā)明中，非自復位限溫保護部分的性能如下限定溫度125℃～220℃。
溫度精度±10℃。
可手動復位次數大于20次。
圖2給出了控溫雙金屬橢圓碟的設計圖。圖中〔21〕是主動層，〔22〕是被動層，b為長軸，a為短軸，d為雙金屬片厚度，hb為長軸方向的橢圓碟高度。表一給出了hb與斷開溫度Tf1的關系。
表一、控溫橢圓碟的高度hb與斷開溫度Tf1的關系
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位雙金屬圓碟的設計圖。圖中〔31〕是主動層，〔32〕是被動層，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位雙金屬圓碟的動作溫度Tf與圓碟高度h的關系。
表二
h9圓碟直徑為9毫米時的高度。
h12圓碟直徑為12毫米時的高度。
實施例如下樣品一雙金屬型號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。
結果控溫范圍100℃±5℃。
限溫溫度150℃±10℃。
樣品二雙金屬型號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，內直徑D2＝10.0毫米。
結果控溫范圍85℃±5℃。
限溫溫度125℃±10℃。
樣品三雙金屬型號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。
結果控溫范圍145℃±5℃。
限溫溫度220℃±10℃。
權利要求
1.一種電熱器具超溫保護電開關，它有塑料基座、電觸頭、接線片，其特征是在開關中同時安裝兩塊雙金屬片，分別作為非自復位限溫和控溫之用，使開關同時具有控溫及非自復位限溫的復合功能，它的控溫部分在斷開電源后仍可自動復位以保證電熱器具保持在一定范圍內工作，限溫保護部分則在溫度上升達到限定值(該值比控溫范圍通常要高出30～50℃)時能非自復位地切斷電源，只有在排除故障后通過手動才能復位。
2.一種如權利要求
1所說的電熱器具超溫保護電開關，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℃。
3.一種如權利要求
1、2所說的電熱器具超溫保護電開關，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℃。
4.一種如權利要求
1、2所說的電熱器具超溫保護開關，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℃。
5.一種如權利要求
1、2所說的電熱器具超溫保護開關，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)明涉及一種具有復合功能的熱敏電開關，其內部同時裝有兩塊雙金屬片，一塊雙金屬片作為控溫用，具有自復位功能，使電熱器具保持在一定溫度范圍內工作(控溫范圍為85℃～145℃，精度為±5℃)；另一塊雙金屬片作為限溫用，當電熱器具溫升達到限定值(該值比控溫通常高出30℃～50℃)時能非自復位地切斷電源，它可同時用作電熱器具的控溫器和非復位限溫器。
文檔編號H01H37/74GK86106020SQ86106020
公開日1988年4月13日 申請日期1986年9月8日
發(fā)明者張進修, 劉顯芬, 潘幸 申請人:中山大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan