CN105304408B - 一种形状记忆合金温控电流开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种形状记忆合金温控电流开关，包括左支架、右支架、导杆、滑杆组件以及瓷筒，导杆和滑杆组件位于左支架和右支架上部，瓷筒位于左支架和右支架下部；所述导杆一侧设有电刷滑线，所述滑杆组件包括滑杆、梨形连接块、滑片和电刷触片，在梨形连接块与左支架之间设有偏动弹簧，在梨形连接块与右支架之间设有形状记忆合金弹簧；所述瓷筒的两端分别通过螺钉与左支架和右支架的下部固定连接，在瓷筒上绕设有电阻丝。本发明响应速度快，变化范围广、能实现在多种工作条件。

Description

一种形状记忆合金温控电流开关

技术领域

本发明涉及温控器技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金温控电流开关。

背景技术

形状记忆合金是一种具有形状记忆效应和超弹性特性的材料。形状记忆合金在低温马氏体相下进行一定程度的塑性变形，在温度作用下又会发生使材料恢复原状的逆变形，在恢复形状的逆变形过程中，形状记忆合金若受到约束就会产生很大的回复力，利用其回复力可对外做功，可制成各种驱动器。

基于形状记忆合金的感温与驱动特性，其在机械控制领域具有广泛的应用前景。如中国专利CN 2093437U公开的“蒸汽感温式温控开关”，主要由蒸汽仓、形状记忆合金、橡胶密封膜片和触点弹簧开关组成，它利用形状记忆合金的形状记忆效应，在蒸汽温度达到某一温度时，温控开关断开停止加热，该温控开关主要应用于电热开水器等家用电器。中国专利CN 101707163 A公开的“一种大区间温控开关及其控制方法”，主要利用了两个不同相变温度的形状记忆合金弹簧，一个形状记忆合金弹簧的相变温度设计为温控开关的上限温度，而另一个形状记忆合金弹簧设计为温控开关的下限温度，在温控开关的上限温度或者下限温度作用下，必有形状记忆合金弹簧单独作用于互锁按钮开关而改变输出结果。中国专利CN103063081 A公开的“一种形状记忆合金驱动的热开关”，利用形状记忆合金弹簧的感温与驱动特性，在不同温度作用下，实现热开关的开启和闭合，达到被控物体的热量向外传递的启停。中国专利CN 102208302 A公开的“温控开关”，利用金属的热胀冷缩属性制成一个动作双金属片来实现开关的断开，但是开关的闭合却需要外力来实现，该温控开关属于半自动的开关。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于怎样解决现有温控开关响应速度慢，变化范围小，难以实现不同条件变化要求的问题，提供一种形状记忆合金温控电流开关，具有响应速度快，变化范围广、能实现在多种工作条件的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种形状记忆合金温控电流开关，其特征在于：包括左支架、右支架、导杆、滑杆组件以及瓷筒，其中，导杆和滑杆组件位于左支架和右支架上部，瓷筒位于左支架和右支架下部；所述导杆一侧的中部沿其长度方向设有一凹平面，在该凹平面内沿其长度方向设有滑线槽，该滑线槽内设有电刷滑线，所述电刷滑线的两端与滑线槽的两端之间均设有绝缘电木；该导杆的上侧靠近右端处设有三个定位槽，所述定位槽沿导杆的长度方向分布，并通过导向槽相连通，位于两端的定位槽之间的距离大于电刷滑线的长度小于滑线槽的长度；在左支架和右支架上部分别设有一导杆过孔，所述导杆的两端分别从两支架上的导杆过孔穿过，在右支架上方设有一紧定螺钉，所述紧定螺钉的下端伸入导杆的任一定位槽内，实现导杆与右支架的定位；

所述滑杆组件包括滑杆、梨形连接块、滑片和电刷触片，所述梨形连接块与滑杆中部固定连接，所述滑片呈倒V形，其两侧壁与梨形连接块的两侧壁固定连接，在滑片的内侧靠近两端处分别设有一球形凸台，所述电刷触片通过连接螺钉与滑片和梨形连接块的顶部连接为一体，并能与电刷滑线或绝缘电木贴合，其中，该电刷触片与滑片电连接，与梨形连接块绝缘连接；在左支架和右支架上部分别设有一滑杆过孔，且所述滑杆过孔位于导杆过孔下方，滑杆的两端分别从两支架上的滑杆过孔穿过，并能够沿其轴向移动；在梨形连接块与左支架之间设有偏动弹簧，在梨形连接块与右支架之间设有形状记忆合金弹簧，所述偏动弹簧和形状记忆合金弹簧均套设于滑杆上，且形状记忆合金弹簧的行程小于电刷滑线的行程；

所述瓷筒的两端分别通过螺钉与左支架和右支架的下部固定连接，在瓷筒上绕设有电阻丝；所述滑片两端的球形凸台与电阻丝的两侧贴合在一起；

在左支架的上部设有第一接线柱，下部设有第二接线柱，在右支架的下部设有第三接线柱，所述第一接线柱通过导线与电刷滑线相连，第二接线柱与电阻丝的左端相连，第三接线柱与电阻丝的右端相连。

进一步地，所述导杆的表面涂覆有绝缘材料。

进一步地，在滑杆的中部设有长轴肩和短轴肩，所述长轴肩的直径小于短轴肩的直径，所述梨形连接块套设于该长轴肩上，在长轴肩上配合设有定位螺母，该梨形连接块由短轴肩和定位螺母的配合夹紧固定。

进一步地，所述第一接线柱和第二接线柱与左支架之间以及第三接线柱与和右支架之间均绝缘连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明专利根据连接不同的接线柱，可以实现温控电阻随温度变化而增加或降低。本发明专利可以通过调整紧定螺钉和导杆的位置，可以出现三种不同的温控情况：①环境温度达到低温相变温度时，温控开关才开始工作，起着节能作用；②环境温度达到高温极限温度时会立即断开，起着保护电路的作用；③温控开关在整个工作过程中始终保持通路，自动控制电流大小，但不会断开。

2、本发明专利具有结构简单、稳定性高、变化范围大、响应速度快，并且能实现多种工作条件的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为导杆的俯视图。

图3为滑杆组件的结构示意图。

图4为梨形块主视图。

图5为滑片剖视图。

图中：1—左支架，2—右支架，3—导杆，41—滑杆，411—长轴肩，412—短轴肩，413—定位螺母，42—梨形连接块，43—滑片，44—电刷触片，45—凸台，5—瓷筒，6—电刷滑线，7—定位槽，8—紧定螺钉，9—偏动弹簧，10—形状记忆合金弹簧，11—电阻丝，12—第一接线柱，13—第二接线柱，14—第三接线柱。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1至图5，一种形状记忆合金温控电流开关，包括左支架1、右支架2、导杆3、滑杆组件以及瓷筒5，其中，导杆3和滑杆组件位于左支架1和右支架2上部，瓷筒5位于左支架1和右支架2下部。所述导杆3的表面涂覆有绝缘材料，该导杆3一侧的中部沿其长度方向设有一凹平面，在该凹平面内沿其长度方向设有滑线槽，该滑线槽内设有电刷滑线6，所述电刷滑线6的长度小于滑线槽的长度，并位于滑线槽的中部，所述电刷滑线6的两端与滑线槽的两端之间均设有绝缘电木。该导杆3的上侧靠近右端处设有三个定位槽7，所述定位槽7沿导杆3的长度方向分布，并通过导向槽相连通，位于两端的定位槽7之间的距离大于电刷滑线6的长度小于滑线槽的长度。在左支架1和右支架2上部分别设有一导杆过孔，所述导杆3的两端分别从两支架上的导杆过孔穿过；在右支架2上方设有一紧定螺钉8，所述紧定螺钉8的下端伸入导杆3上的定位槽7内，实现导杆3与右支架2的定位；具体实施时，右支架2上部竖直设有一螺孔，所述螺孔与导杆过孔相连通，所述紧定螺钉8与右支架2的螺孔配合连接在一起，并伸入导杆3上的任一定位槽7内。

当紧定螺钉8伸入靠近导杆3左端的定位槽7（第一个定位槽7）时，电刷触片44与电刷滑线6中部相接触，环境温度到达到形状记忆合金奥氏体相变极限温度时，电刷触片44刚好与电刷滑线6左端分离而与绝缘电木接触；当紧定螺钉8伸入中间定位槽7(第二个定位槽7)时，电刷触片44与电刷滑线6靠近右端处相接触，温控开关在工作过程中电刷触片44始终保持和电刷滑线6相接触；当紧定螺钉8伸入靠近导杆3右端的定位槽7（第三个定位槽7）时，电刷触片44与电刷滑线6右端的绝缘电木相接触，环境温度升高后，电刷触片44逐渐与绝缘电木分离而与电刷滑线6右端接触。

所述滑杆组件包括滑杆41、梨形连接块42、滑片43和电刷触片44。所述梨形连接块42为上小下大的板状结构，该梨形连接块42与滑杆41中部固定连接，在滑杆41的中部设有长轴肩411和短轴肩412，所述长轴肩411的直径小于短轴肩412的直径，所述梨形连接块42套设于该长轴肩411上，在长轴肩411上配合设有定位螺母413，该梨形连接块42由短轴肩412和定位螺母413的配合夹紧固定。所述滑片43呈倒V形，其两侧壁与梨形连接块42的两侧壁固定连接，在滑片43的内侧靠近两端处分别设有一球形凸台45，具体实施时，在滑片43的两侧壁和梨形连接块42的两侧板的对应位置分别设有两连接螺孔，滑片43和梨形连接块42通过连接螺钉连接在一起。

所述电刷触片44通过连接螺钉与滑片43和梨形连接块42的顶部连接为一体，并能与电刷滑线6或绝缘电木贴合，其中，该电刷触片44与滑片43电连接，与梨形连接块42绝缘连接。在左支架1和右支架2上部分别设有一滑杆过孔，且所述滑杆过孔位于导杆过孔下方，滑杆41的两端分别从两支架上的滑杆过孔穿过，并与左支架1和右支架2间隙配合，使滑杆41能够沿其轴向移动。在梨形连接块42与左支架1之间设有偏动弹簧9，在梨形连接块42与右支架2之间设有形状记忆合金弹簧10，所述偏动弹簧9和形状记忆合金弹簧10均套设于滑杆41上，且形状记忆合金弹簧10的行程小于电刷滑线6的行程。

所述瓷筒5的两端分别通过螺钉与左支架1和右支架2的下部固定连接，在瓷筒5上绕设有电阻丝11；所述电阻丝11为电阻温度系数很小（如锰铜）的材料。所述滑片43两端的球形凸台45与电阻丝11的两侧贴合在一起；具体实施时，所述电阻丝11上涂覆有绝缘漆，电阻丝11对应凸台45的移动轨迹的位置未涂覆绝缘漆，从而使滑片43的移动过程中，凸台45始终能与电阻丝11电连接。

在左支架1的上部设有第一接线柱12，下部设有第二接线柱13，在右支架2的下部设有第三接线柱14，其中，所述第一接线柱12和第二接线柱13与左支架1之间以及第三接线柱14与和右支架2之间均绝缘连接。所述第一接线柱12通过导线与电刷滑线6相连，第二接线柱13与电阻丝11的左端相连，第三接线柱14与电阻丝11的右端相连；其中，在导杆3上的滑线槽中部设有一通孔，第一接线柱12通过导线经过该通孔后与电刷滑线6连接。

在将本温控电流开关接入电路的使用过程中，具有两种接线方法：接法1：第一接线柱12输入电流，第二接线柱13流出电流；接法2：第一接线柱12输入电流，第三接线柱14流出电流。

当紧定螺钉8伸入靠近导杆3左端的定位槽7时，初始状态，电刷触片44与电刷滑线6中部相接触，采用此档位时：基于接法1，当环境温度升高，形状记忆合金弹簧10推动梨形连接块42向左移动，而温控电阻减小，整个电路的电流增大；当温度升高至某一温度时，电刷触片44离开电刷滑线6，温控开关断开，整个电路无电流；这种接法的好处就是，加热某一东西时，能够随着温度的升高而提高加热的速度，减小加热的时间，当温度达到最高值时，电刷触片44离开电刷滑线6并与绝缘电木接触，温控开关断开，电路中无电流，这样就会保护被加热的东西不会被加热烧坏；基于接法2，当环境温度升高，形状记忆合金弹簧10推动梨形连接块42向左移动，而温控电阻增大，整个电路的电流减小；当温度升高至某一温度时，电刷触片44离开电刷滑线6，温控开关断开，整个电路无电流，也就是说，随着温度的升高，温控电流逐渐减少，直至为零；这种接法的好处是，温控开关接入电路时，温控电流为最大，慢慢地随着温度的升高电流逐渐减小，当温度达到设计温度时，电路就断开了；当温度降低后，偏动弹簧9推动梨形连接块42向右移动，电刷触片44又和电刷滑线6连接，温控电路接通，从而保证温度不会过高。

当紧定螺钉8伸入中间定位槽7时，初始状态，电刷触片44与电刷滑线6靠近右端处相接触，采用该档位时，随着温度的变化，温控开关始终保持接通，不会断开：基于接法1，环境温度升高，温控电阻减小，整个电路的电流增大，即：温升型，可应用于空调中。基于接法2，环境温度升高，温控电阻增大，整个电路的电流减小，即：温降型。

当紧定螺钉8伸入靠近导杆3右端的定位槽7时，初始状态，电刷触片44与电刷滑线6右端的绝缘电木相接触，温控开关断开，电路中无电流，采用该档位时：基于接法1，低温下时，环境温度升高到某一值时，形状记忆合金弹簧10推动梨形连接块42向左移动，电刷触片44向左移动和电刷滑线6接触，温控开关接通电路，随着温度的升高，温控电阻减小，整个电路的电流增大，可用于汽车风扇离合器中，当温度升高，输出电流增大，散热效果更佳，本温控开关具有随温度变化而自适应调节散热效果的作用，能够保证汽车发动机在不同工况下保持某一温度范围内工作的特点，而且在低温下不需要散热时，温控开关自动断开，电路中无电流，这对于汽车不可随温度自适应调节的散热离合器来说，该温控开关起着节能的作用。基于接法2，低温下时，环境温度升高，形状记忆合金弹簧10推动梨形连接块42向左移动，当温度达到某一值时，电刷触片44向左移动和电刷滑线6接触，温控开关接通电路，随着温度的升高，温控电阻增大，整个电路的电流减小，并且随着温度的增大，温控电流逐渐减小。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明要求保护的技术方案当中。

Claims (4)

1.一种形状记忆合金温控电流开关，其特征在于：包括左支架、右支架、导杆、滑杆组件以及瓷筒，其中，导杆和滑杆组件位于左支架和右支架上部，瓷筒位于左支架和右支架下部；所述导杆一侧的中部沿其长度方向设有一凹平面，在该凹平面内沿其长度方向设有滑线槽，该滑线槽内设有电刷滑线，所述电刷滑线的两端与滑线槽的两端之间均设有绝缘电木；该导杆的上侧靠近右端处设有三个定位槽，所述定位槽沿导杆的长度方向分布，并通过导向槽相连通，位于两端的定位槽之间的距离大于电刷滑线的长度小于滑线槽的长度；在左支架和右支架上部分别设有一导杆过孔，所述导杆的两端分别从两支架上的导杆过孔穿过，在右支架上方设有一紧定螺钉，所述紧定螺钉的下端伸入导杆的任一定位槽内，实现导杆与右支架的定位；

所述滑杆组件包括滑杆、梨形连接块、滑片和电刷触片，所述梨形连接块与滑杆中部固定连接，所述滑片呈倒V形，其两侧壁与梨形连接块的两侧壁固定连接，在滑片的内侧靠近两端处分别设有一球形凸台，所述电刷触片通过连接螺钉与滑片和梨形连接块的顶部连接为一体，并能与电刷滑线或绝缘电木贴合，其中，该电刷触片与滑片电连接，与梨形连接块绝缘连接；在左支架和右支架上部分别设有一滑杆过孔，且所述滑杆过孔位于导杆过孔下方，滑杆的两端分别从两支架上的滑杆过孔穿过，并能够沿其轴向移动；在梨形连接块与左支架之间设有偏动弹簧，在梨形连接块与右支架之间设有形状记忆合金弹簧，所述偏动弹簧和形状记忆合金弹簧均套设于滑杆上，且形状记忆合金弹簧的行程小于电刷滑线的行程；

所述瓷筒的两端分别通过螺钉与左支架和右支架的下部固定连接，在瓷筒上绕设有电阻丝；所述滑片两端的球形凸台与电阻丝的两侧贴合在一起；

在左支架的上部设有第一接线柱，下部设有第二接线柱，在右支架的下部设有第三接线柱，所述第一接线柱通过导线与电刷滑线相连，第二接线柱与电阻丝的左端相连，第三接线柱与电阻丝的右端相连。

2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金温控电流开关，其特征在于：所述导杆的表面涂覆有绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金温控电流开关，其特征在于：在滑杆的中部设有长轴肩和短轴肩，所述长轴肩的直径小于短轴肩的直径，所述梨形连接块套设于该长轴肩上，在长轴肩上配合设有定位螺母，该梨形连接块由短轴肩和定位螺母的配合夹紧固定。

4.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金温控电流开关，其特征在于：所述第一接线柱和第二接线柱与左支架之间以及第三接线柱与和右支架之间均绝缘连接。