CN100463323C - 温度安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温度安全装置，包括一钛镍基合金组件与保险丝组件串联而成的保险电路单元，该保险丝组件在该钛镍基合金组件所处的环境温度超过该温度安全装置的额定温度时断开。该温度安全装置结构简单，制作简便，灵敏度高，解决了习知的温度安全装置构造复杂的问题。

Description

温度安全装置

【技术领域】

本发明涉及一种温度安全装置，其可在环境温度超过其额定温度时切断电气回路。

【背景技术】

当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。为防止危险的发生，人们通常在电路中安装一温度安全装置，以保证电路安全运行。其中保险丝作为其中的一种，得到了最广泛的应用。其主要作用是：在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，保险丝自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。最早的保险丝于一百多年前由爱迪生发明，由于当时的工业技术不发达白炽灯很贵重，所以，最初是将它用来保护价格昂贵的白炽灯的。

一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致；二是电极部分，通常有两个，其是熔体与电路联接的重要部件，必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻；三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。

近年来，一种当环境温度超过额定值时可切断电气回路的温度保险丝得到广泛应用。其通常由熔点低的可熔合金制成。然而，特别是在大电流的使用场合，由于使用较粗的保险丝，其熔融产生的较多的熔融态合金必须确定从导线上脱离以保证切断电流。

现有的温度保险丝内通常设有螺旋弹簧，在保险丝熔断时，以此螺旋弹簧的弹性恢复力来强制地使可熔合金离开导线。但是，该种设计结构复杂，并由于有内置弹簧的原因造成制作困难。另外，由于这种设计在熔断时拉伸的弹簧处于不稳定状态，此时弹簧可能与温度保险丝的外壳接触，发生触电、漏点等新的危险。

因此，有必要提供一种结构简单的温度安全装置。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：提供一种温度安全装置，可在环境温度超过其额定温度时切断电气回路，且结构简单。

为解决上述技术问题，本发明提供一种温度安全装置，包括一钛镍基合金组件与保险丝组件串联而成的保险电路单元，该保险丝组件在该钛镍基合金组件所处的环境温度超过该温度安全装置的额定温度时断开。

其中，该钛镍基合金组件中钛与镍的原子比最好为1:1。

该温度安全装置可进一步包括一置于该保险电路单元外部的绝缘壳体，该钛镍基合金组件与保险丝组件分别固定于该绝缘壳体的中。

该温度安全装置可进一步包括一指示装置，用于保险电路单元断路时起警示作用。

所述的钛镍基合金组件于第一环境温度时处于第一相态，于第二环境温度时处于第二相态，其第一相态的电阻值高于第二相态的电阻值。

相对于现有技术，本发明利用钛镍基合金材料随温度变化发生麻田散体相变态，且同时其电阻值也会发生相应变化的特性，将它与保险丝串联，形成一温度安全装置。使用过程中，当其所处的环境温度在超过其所限定的额定温度，钛镍基合金发生

相变态时，电阻值下降，通过保险丝的电流相应增大，使保险丝熔断而切断回路，达到安全的效用。该温度安全装置结构简单，制作简便，灵敏度高。

【附图说明】

图1是使用本发明的温度安全装置的电气回路的平面示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明提供的安全开关3，包括一钛镍基合金丝32与保险丝34，两者通过导线相互串联。在环境温度超过其额定温度时，由钛镍基合金丝32与保险丝34形成的保险电路单元(未标示)会断开。另外，该安全开关3还具有一绝缘壳体30，其设置于钛镍基合金丝32与保险丝34的外部，用于固定该两者位置并使其与外部隔开、避免漏电发生危险。

在本实施例中，保险丝34的额定电流为5安培。钛镍基合金丝32的钛与镍的原子数比例大致为1:1。绝缘壳体30可由陶瓷或其它耐温绝缘材料制成。

本发明是主要利用钛镍基合金的电阻变化特性。钛镍基合金是一种形状记忆合金(Shape Memory Alloys，SMAs)，其拥有热弹型麻田散体变态(Thermoelastic Martensitic Transformation)，可利用温度的改变诱发变态。TiNi等原子比合金的母相为CsCl型体心立方B2结构，其麻田散体相为单斜晶B19构造。一般而言，钛镍基合金变态顺序为。然而如果藉由添加第三元素合金、时效处理、改变Ni含量、热循环或冷加工后退火处理等方法，则可能产生R相变态，即可得到

的二阶段变态。

最主要的特征表现为电阻值的异常增加。

变态则会使电阻值降低。

使用时，安全开关3、电源4与负载5串联成回路6。该负载5的最佳工作温度为50℃，而此时钛镍基合金丝32为R相结构，其电阻值较高，所以能够将电流控制在保险丝34的额定电流值以内，则回路6为通路，负载5正常工作。随后，由于持续运转使得负载5的温度逐渐升高。当其使得环境温度升至70℃时，钛镍基合金丝32发

相变态，电阻值相应变小，所以此时回路6中的电流增大，超过保险丝34的额定电流值时，保险丝34会熔断而使回路6发生断路，从而达到安全的效用。

应指明的是，该温度安全装置3的额定温度主要是根据钛镍基合金丝32的变态温度及直径大小来确定。而钛镍基合金丝32的变态温度由于其材料成分及处理方法不同而有差异。故，应根据实际需要选择不同钛镍基合金材料制作钛镍基合金丝32。

可以理解的是，该温度安全装置3可加设一指示装置，如串联一灯泡，用于当保险丝34熔断时起警示作用。该温度安全装置3可安装于需控温的设备的内部，则由于所处的环境温度变化更为显著，而使得该温度安全装置3的灵敏度有所提高。

另外，本领域技术人员应明白，也可于绝缘壳体30连接导线的两端设置金属触片，以方便将温度安全装置3接入回路6中。并且回路6及温度安全装置3中的导线排布方式以及钛镍基合金丝32与保险丝34的形状数量等可根据实际情况加以设计，不必限于本实施例。

本发明利用钛镍基合金材料随温度变化发生麻田散体相变态，且同时其电阻值也会发生相应变化的特性，将其与保险丝串联，形成一温度安全装置。使用过程中，当其所处的环境温度在超过其所限定的额定温度，钛镍基合金发生

相变态时，电阻值下降，通过保险丝的电流相应增大，使保险丝熔断而切断回路，达到安全的效用。该温度安全装置结构简单，制作简便，灵敏度高。

Claims (5)

1.一种温度安全装置，其特征在于，其包括一钛镍基合金组件与保险丝组件串联而成的保险电路单元，该保险丝组件在该钛镍基合金组件所处的环境温度超过该温度安全装置的额定温度时断开。

2.如权利要求1所述的温度安全装置，其特征在于，其进一步包括一置于该保险电路单元外部的绝缘壳体，该钛镍基合金组件与保险丝组件分别固定于该绝缘壳体中。

3.如权利要求1或2所述的温度安全装置，其特征在于，所述的钛镍基合金组件于第一环境温度时处于第一相态，于第二环境温度时处于第二相态，其第一相态的电阻值高于第二相态的电阻值。

4.如权利要求1或2所述的温度安全装置，其特征在于，该钛镍基合金组件中钛与镍的原子比为1:1。

5.如权利要求1或2所述的温度安全装置，其特征在于，其进一步包括一指示装置，用于保险电路单元断路时起警示作用。