CN1264912A - 密封盒式维持开路状态的热动开关 - Google Patents

Abstract

一种热动开关包括导电材料制的外壳,它包括一个外部。盖板由导电材料制成。盖板与外壳相连从而限定出一封闭的内部。盖板有伸入该封闭内部的触点。该触点相对于外壳固定并有一内部接触部位。一块绝缘板置于外壳和盖板之间。在该封闭内部中置有金属片。该金属片的第二端在贴靠该触点的接触位置的第一位置及与该触点的内部接触位置隔开的第二位置之间移动。在该金属片的第一端上装有电阻。该电阻置于外壳的封闭内部中的盖板和金属片之间。

Description

密封盒式维持开路状态的热动开关

本发明一般地说涉及电路中所用的双金属热动开关。本发明尤其是涉及密封的盒式热动开关，其中，在将此热动开关打到断开位置时，该热动开关就保持这种断开位置直到供于该器件的电能断开或去掉时为止。

热动开关采用双金属片，它们主要是2片具有不同的热膨胀系数的、彼此相叠的金属带片。随着环境温度上升，双金属片弯曲离开具有较高膨胀系数的金属片一侧。在所谓的有断开功能的金属片的场合下，该金属片是模压而形成一个中间截面，从而因温度上升而产生的弯曲不是渐进的，而是一旦达到了临界温度时突然发生的。因此，该双金属片将“啪”地一下成为其弯曲位置。

市售的热动开关，这些双金属片被组装在一个盒中和/或彼此相邻地放置，当双金属片弯曲时电连接将形成或断开。这类热动开关用途很广，但目前集中用于电子工业中，主要因为能够将这些热动开关作得相当紧凑。

近年来，对某些电动机、变压器，家用电器等建立了新标准，若该器件过热时，现在要求装在该器件中的热动开关因达到了过热状态而打到断开或开路位置，而后保持这种断开位置，直至所供的电能以某种方式从该装置消除时为止。

授予Gerson的美国专利4,703,298公开了一种热动开关，它含用PTC陶瓷材料制成的陶瓷按装销4，5。该热动开关是一种非封闭的器件，因而承受各种大气条件。2个金属接触载体固定在平行的销4，5上面。载体2和3可有选择地在销4和5上彼此相对移动，以按规定的电路断开温度来调节该热动开关。要求该热动开关是非封闭的，以便使载体2，3可相对于销4，5移动。

在使用中，当双金属片7移向断开位置时，其温度应为PTC材料的电阻率极大，从而当时流经该销的电流会产生足够的热，使载体2，3间的电路保持断开。这种电流与在此温度下的该销的选择性电阻一起足以将双金属片7保持在其复原温度之上，即使由该热动开关监测的环境温度回到其原来的水平或正常水平亦是如此。因此该热动开关保持断开状态，直到使其复原为止，因为它已与电路断开，去掉了热源，而且因双金属片7处在低于复原温度的温度下，所以它被打到闭合接触位置。

授予Vind的美国专利3,525,914公开了一种热动开关，它包括一个装在双金属片的内表面19，20间的PTC陶瓷热敏电阻14。类似地，授予Hofsss的美国专利公开了采用装在固定触点6和可移动触点7之间的PTC电阻2。在所有这些公开文献中，无论开关是断开或是闭合电流都流经PTC电阻。PTC电阻器的电阻率随环境温度的上升而增大。Vind Hofsss和Gerson的开关在环境温度高于复原温度时断开。每个PTC电阻的设计都能产生足量的热，从而使该温度高于复原温度而保持开关打开。因此Vind.Hofsss或Gerson的开关都是直到去掉负载电流之前均保持断开。

一种PTC电阻是这样设计的：当环境温度低于临界值时，其电阻率相当低。因此，当开关闭合时，电流流过该PTC电阻，但因其电阻率相当低，所产生的热量不足以将热动开关处的温度提高到启动水平之上。只有当环境温度升到预定点之上时，PTC的电阻才足以产生足够的热。

对于很多用途而言，希望热动开关是与局部的周边环境封闭·密闭的，以保证该热动开关有效地工作。密封的热动开关可以本技术领域中公知的方式通过使该盒在预定部位变形，从而按规定的电路断开温度进行校正或调节(见美国专利3,443,259及3,223,808，通过参照已将其公开内容结合于本文中)。

因此，本发明的目的在于提供一种密封的盒式保持常开的热动开关，它使用常规电阻的热动开关(即本发明的热动开关不采用PTC电阻)。按本发明，大量电流仅在开关处于断开位置时流过该电阻。因此，该电阻所产生的热量不依赖于周边温度。在本技术领域中需要这种热动开关，其中常规的电阻被电连接于双金属片和固定金属片或带电的外壳之间。

按照本发明的最佳实施方案，热动开关包括一个外壳，它包括一个用导电材料制成的外部。一个用导电材料制成的盖板。盖板与外壳相连，从而限定出密封的内部。盖板有突入密封内部的触点。该触点与外壳固定，并且有内部接触部位。一块绝缘板被置于外壳和盖板之间。金属片置于密封的内部之中。金属片在第一部位和第二部位间移动，第一部位紧靠着该触点的接触部位，而第二部位与该触点隔开。在金属片的第一端上安装有电阻。电阻置于该盒内部的盖板和金属片之间。该电阻有面朝盖板并与之紧贴的第一侧面和面向金属片并与之紧靠的第二侧面，从而使该电阻在盖板和金属片间电连接。该电阻有足够的电阻率，从而当金属片的第二端从第一位置移往第二断开位置时正流经该电阻的电流所产生的热足以将该金属片的第二端保持在第二位置，直至加于盖板和金属片上的负载电流去除为止。若需要，可将该固定接点安装在与盖板相连的导电的金属片上，于是使该双金属片上的可动接点在电路闭合位置与固定接点相配合。

通过考虑下述的，对特定实施方案的详细描述，尤其是参照附图将能理解本发明上述的和其它的目的，特性及优点，图中相同的标号指示相同的部件，其中：

图1是沿图3中1-1线截取的、而且是沿箭头方向看去的、本发明的热动开关的剖面图；

图2是本发明的热动开关的分解图；

图3是本发明的热动开关的底视图；

图4是本发明热动开关的顶视图。

现参看图1和2，其中展示了本发明的最佳实施方案的热动开关10的剖面图。热动开关10包括外壳12和盖板14。盖板14与外壳12固定连接从而限定出一个封闭空间16，其中还插有其余部件。在盖板14和外壳12之间置有绝缘板28，从而使盖板与外壳电绝缘。外壳12有一在该封闭空间16外面的第一接点18。盖板14有一在该封闭空间16外面的第一接点19。外壳12和盖板14均由导电材料制成(最好用金属)，从而使外壳和盖板是“带电”的。

热动开关金属片20插在外壳12中。金属片有第一端21和第2端24，二者均置于外壳12内。

金属片20相对于外壳12移动。金属片20的第二端24在第一和第二位置间移动。在第一位置，设置在金属片20的第二端处的触点25与形成于盖板14上的(或形成于与盖板相连的导电金属片上的)由内突出的触点26接触，从而完成端点18和19间的电路(见图3)。金属片20的端点24沿图1中的箭头A所示方向向第二位置移动，从而因热动开关内部达到预定电路的断开或启动温度使金属片20的触点25与盖板14的触点26隔开。

将绝缘板28置于金属片20和盖板14之间，从而使金属片20，因而也使外壳12与盖板14电绝缘。绝缘板有2个通孔30，32。第一通孔30的尺寸适于容纳盖板14上的，方向向内的突出物36，而第二通孔的尺寸适于容纳设置在金属片20的端部24处的触点25。

装在金属片20的第一端上的金属夹线板22上装有电阻34。电阻34电连接于盖板14和金属片20之间。电阻34最好用约90％(重量)的硼硅酸钙玻璃、不到10％(重量)的二氧化钌及不到1％(重量)的二氧化锰制成。如图2所示，电阻34最好为矩形盒状。但电阻34可为其它的形状，如圆盘形。

在工作时，将2个端触点18，19与周围线路相连。比如，可将此热动开关装在某一装置中，如装在炉子上方的通风机中，而且若周围温度超过预定的临界温度时，可用于将负载电流与该通风板断开。换言之，当热动开关周围的环境温度上升并达到启动温度时，双金属片20弯曲离开固定触点26，从而使金属片20的端部24处的触点25与盖板14的触点26隔开，结果使两个接点18，19间的电路断开。通常，一旦环境温度低于复原温度(它低于启动温度)，双金属片20将向盖板反向回折，从而使触点25与触点26接触，结果再将电路连通并使通风板运行。

但，按本发明，在闭合位置被供往通风机的电流，及接点18，19在金属片20和盖板14之间，通过由金属片20的触点25和盖板14的触点26所形成的电路而运动。在闭合位置，电流将经触点25，26在电阻最小的通路中流动。因此，此电流基本上不流过电阻34，这是因为其电阻率很高的缘故。但在断开位置，触点25和26被相互隔开。因而，供往二接点18，19的电流在金属片20和盖板14之间经电阻34形成的电路流动。电阻34有足够的尺寸和电阻率，在金属片移向断开位置时能产生足量的热(如1-5W，最好是1-3W)将外壳12中的温度保持在或高于复原温度。这样，金属片被保留在第二断开位置，直至借助开关使通风机断路或取掉电源导线去掉供往通风机的负载电流(即拔下该装置插销)为止。而后，热动开关将最终冷下来，然后当环境温度降到复原水平之下时自行复位。这种用于通风机的开关可重新接通或可将电源线重新***，以便能使通风机按正常方式工作。

由于已经描述了本发明的密封的带电的盒式保持断开的热动开关的最佳实施方案，所以可相信根据上述的教导，还可向本领域的普通技术人员推荐其它的修改、变化及变更方案。因此，这些修改、变化及变更方案都将落在由所附的权利要求限定的本发明的范围内是可以理解的。

Claims (12)

1.一种热动开关，它包括：

一个由导电材料制的外壳，所述外壳有一外部；

一个由导电材料制的盖板，所述盖板与所述外壳相连从而构成一封闭的内部，所述盖板有伸入所述封闭内部的触点，所述触点相对于所述外壳固定并具有内部接触部位；

置于所述外壳和盖板间的绝缘板；

置于所述封闭内部的金属片，所述的金属片有第二端，所述金属片的所述第二端在第一位置和第二位置间移动，所述第一位置是所述金属片的所述第二端抵靠在所述触点的所述接触位置的位置；所述第二位置是所述金属片的所述第二端离开所述触点的所述内部接触位置的位置；

装在所述金属片第一端上的电阻，所述电阻置于所述外壳的所述封闭内部中的所述盖板和所述金属片之间，所述电阻有面朝向所述盖板并与之贴靠的第一侧面和面朝向所述金属片并与之贴靠的第二侧面，从而所述电阻被连接于所述盖板和所述金属片之间，所述电阻具有足够的电阻，于是当所述金属片的所述第二端从所述的第一位置移向所述第二位置时，流过所述电阻的电流就产生足量的热以将所述的金属片的所述第二端保持于第二位置，直至供给所述盖板和所述金属片上的负载电流被消除为止。

2.如权利要求1的热动开关，其中，所述电阻是陶瓷制成的。

3.如权利要求1的热动开关，其中，所述电阻具有矩形盒状的形状。

4.如权利要求2的热动开关，其中，所述电阻具有矩形盒状的形状。

5.如权利要求1的热动开关，其中，当所述金属片的所述第二端位于所述第二位置时，所述电阻产生1-5W的热。

6.如权利要求5的热动开关，其中，所述的由所述电阻产生的热量为1-3W。

7.如权利要求1的热动开关，其中，所述触点形成于所述外壳上。

8.如权利要求1的热动开关，其中，所述绝缘片有第一和第二通孔。

9.如权利要求8的热动开关，其中，所述盖板有方向向内的第二突出物，而所述第一通孔尺寸适于容纳所述的第二突出物。

10.如权利要求9的热动开关，其中，所述第二通孔的尺寸适于容纳设置在所述金属板的所述第一端上的触点。

11.如权利要求1的热动开关，其中，所述电阻为圆盘状。

12.如权利要求2的热动开关，其中，所述电阻为圆盘状。

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