РАЗМЫКАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электрическим элементам и разъемам, срабатывающими в аварийном режиме и может быть использована в различных областях техники, например, для обеспечения пожаровзрывобезопасности различных технических систем, которые нужно автоматически отключить при чрезмерном изменении температуры внешней среды. Полезная модель предназначена для обеспечения необратимого размыкания электрических цепей путем разъединения вилки и розетки посредством упругого элемента (пружины), который в сжатом состоянии фиксируется термочувствительными элементами, изготовленными из сплавов с памятью формы (СПФ).
Известен размыкатель электрической цепи (РЭЦ) (патент РФ №2120164, МПК H01R 13/62, опубл. в бюл. №28 от 10.10.1998 г.), содержащий корпус и установленный в нем нож в виде пластины из сплава с памятью формы (СПФ) с возможностью продольного перемещения его режущей кромки за счет изменения первоначальной формы пластины. Выполнение ножа из СПФ, первоначально деформированного таким образом, что при повышении температуры окружающей среды до пороговых значений позволяет переместить режущую часть ножа и реализовать усилия, необходимые для гарантированного перерезания жгута с электрическими проводами.
Недостатком известного электрического разъема является сложность (конструкторская и технологическая) и габаритность исполнительных элементов, выполненных из СПФ.
Известна розетка электрического разъема (патент РФ №2276824, МПК H01R 13/68, Н01Н 37/76, опубл. в бюл. №14 от 20.05.2006 г.), содержащая корпус, контактную группу, плавкий предохранитель, упругий элемент, предназначенный для отстыковки розетки от вилки, защитный кожух с отверстиями, установленный на корпусе. Упругий элемент и плавкий предохранитель расположены между корпусом и защитным кожухом. Плавкий предохранитель не является частью электрической цепи и выполнен в виде вставки. Упругий элемент зафиксирован в сжатом состоянии плавким предохранителем. Вставка выполнена из материала с температурой плавления 85-90°С. Между вставкой, корпусом и кожухом установлены теплоизолирующие прокладки. Кожух выполнен из материала с теплопроводностью не ниже 100-160 ккал/(ч·м·°С). Розетка снабжена фиксатором, обеспечивающим необратимость размыкания электрических цепей. Данная розетка является наиболее близким аналогом.
Недостатком наиболее близкого аналога является узкий температурный порог аварийного необратимого размыкания электрических цепей. Кроме того, нет возможности непосредственно проверить температуру срабатывания у плавкого предохранителя перед его установкой в защищаемое изделие.
Задача, решаемая полезной моделью, - обеспечение необратимого аварийного размыкания электрических цепей с использованием стопорных рабочих элементов изготовленных из СПФ в широком диапазоне температур и обеспечение возможности проверки температуры аварийного срабатывания перед постановкой РЭЦ в изделие.
Технический результат, достигаемый при использовании данной полезной модели:
- расширение диапазона конкретных температур аварийного размыкания электрических цепей до 50-160°С;
- повышение надежности срабатывания РЭЦ за счет возможности предварительного определения температур фазовых превращений материала из сплава с памятью формы изогнутых пластин, как перед установкой в изделие, так и в процессе эксплуатации РЭЦ;
- упрощение и обеспечение большей компактности РЭЦ;
- обеспечение более плотной компоновки конструкции, в которую устанавливается данный РЭЦ, поскольку этому не мешает выдавливаемый металл плавкой вставки, как в наиболее близком аналоге.
Технический результат достигается тем, что заявляемый размыкатель электрической цепи содержит корпус, в котором размещены вилка и розетка, имеющие опорные поверхности в виде фланцев, и упругий элемент для отстыковки вилки от розетки, при этом упругий элемент зафиксирован между опорными поверхностями вилки и розетки в сжатом состоянии. Упругий элемент зафиксирован с помощью стопорного термочувствительного элемента из сплава с памятью формы, закрепленного на корпусе. Стопорный элемент из сплава с памятью формы выполнен в виде двух изогнутых пластин. Дополнительно содержится перемещаемая втулка, которая с одной стороны примыкает к опорной поверхности розетки, с другой стороны зафиксирована с помощью гайки, закрепленной на корпусе.
Стопорные элементы из сплава с памятью формы выполнены в виде двух изогнутых пластин, которые крепятся винтами к корпусу. Для сборки размыкателя и обеспечения при размыкании гарантированного зазора между розеткой и вилкой конструкция содержит дополнительную втулку, которая перемещается с помощью гайки, закрепленной на корпусе.
Упругий элемент (пружина) зафиксирован в сжатом состоянии стопорными элементами из сплава с памятью формы. За счет подбора химического состава СПФ, их термической и/или термомеханической обработки, величины, скорости и/или количества циклов наведенной деформации может быть расширен диапазон конкретных температур аварийного размыкания электрических цепей до 50-160°С.
Кроме того повышается надежность срабатывания РЭЦ за счет возможности предварительного определения температур фазовых превращений материала (сплава с памятью формы) стопорных элементов (изогнутых пластин), как перед установкой в изделие, так и в процессе эксплуатации РЭЦ. При этом упрощается и обеспечивается большая компактность конструкции размыкателя электрической цепи.
Так же обеспечивается более плотная компоновка конструкции, в которую устанавливается данный РЭЦ, поскольку этому не мешает выдавливаемый металл плавкой вставки, как в известных аналогах.
На фигурах 1 и 2 изображена схематичная конструкция размыкателя электрической цепи со стопорными термочувствительными элементами в виде изогнутых пластин, изготовленных из сплава с памятью формы, где 1 - корпус, 2 - вилка, 3 - фланец вилки, 4 - стопорная пластина из СПФ, 5 - прижим, 6 - розетка, 7 - фланец розетки, 8 - втулка, 9 - гайка, 10 - пружина, 11 - винт.
Устройство работает следующим образом. В исходном рабочем состоянии (состыкованное состояние вилки 2 и розетки 6) между фланцами 3 и 7 вилки 2 и розетки 6 размещена сжатая пружина 10. Фланец 3 упирается в корпус 1, а фланец 7 в стопорные пластины 4, которые изготовлены из сплава с памятью формы и прикреплены к корпусу 1 с помощью прижимов 5 и винтов 11. Пластинам 4 перед их установкой в размыкатель задана деформация изгиба. Для обеспечения состыкованного состояния (при сборке) в размыкатель вставляется втулка 8, которая поджимается гайкой 9. После сборки гайка 9 отвинчивается на такое расстояние, чтобы между фланцем 7 и втулкой 8 существовал зазор, достаточный для расстыковки вилки 2 и розетки 6.
При воздействии повышенных температур, которые могут возникнуть, например, в результате аварийной ситуации, происходит нагрев термочувствительных пластин 4, изготовленных из сплавов с памятью формы. При нагреве до пороговых температур, пластины 4 из сплава с памятью формы начинают восстанавливать свою первоначальную (линейную) форму и освобождают фланец 7 розетки 6, которая под воздействием пружины 10 выходит из зацепления с вилкой 2, и при этом размыкается электрическая цепь.
Применение предлагаемого решения позволяет, во-первых, расширить диапазон конкретных температур аварийного размыкания электрических цепей, во-вторых, повысить надежность срабатывания РЭЦ за счет возможности предварительного определения температур фазовых превращений материала (сплава с памятью формы) изогнутых пластин как перед установкой в изделие, так и в процессе эксплуатации РЭЦ, в-третьих, упрощается и обеспечивается большая компактность конструкции РЭЦ, в-четвертых, обеспечивается более плотная компоновка конструкции, в которую устанавливается данный РЭЦ, поскольку этому не мешает выдавливаемый металл плавкой вставки, как в известных аналогах.