CN1375850A - 保护装置 - Google Patents

Abstract

一种保护装置(1)具有其上安装有固定触头(12b)的固定电极板(12)和其上安装有活动触头(14b)的活动电极板(14),其中活动触头(14b)被定位成可与固定触头(12b)接触和断开。一弯折动作迅速的热敏双金属件(15)邻近活动电极板(14)设置,它在被加热至指定温度时从第一位置移动至第二位置,以使固定触头(12b)与活动触头(14b)接合或脱离。另外还设有:使活动电极板(14)和双金属件(15)均与固定电极板(12)绝缘的绝缘体(13),以及用于将活动电极板(14)和双金属件(15)牢固地固定在绝缘体(13)上的连接件(17)。

Description

保护装置

技术领域

本发明涉及例如用于保护电动机的保护装置。

背景技术

在已有技术中已知采用保护装置来对装置进行保护而使其在运行中不致过热。图11示出了其中一种保护装置100。该保护器100由电线连接在诸如电动机之类的装置的电源电路(未图示)上。它包括其上固定有固定触头101的固定电极板102和其上固定有活动触头103的活动电极板104。

温度响应双金属件105设置在保护器100内，以便在受热而达到预定致动温度时与活动电极板104相接合。绝缘体106置于活动电极板104和双金属件105与固定电极板102之间。所有这些部件均插入到壳体120之中。

在保护器的正常运行中，固定触头101和活动触头103彼此接合，从而使电源电路闭合，以便向受保护的装置提供电力。当受保护的装置变得过热时，这种热量会使双金属件105致动，从而使活动触头103与固定触头101脱离，从而使电源电路断路。

上述例子的一种变化形式是利用焊接在一起的金属板107和108将活动电极板104和双金属件105保持在一起(参见图11)。图10中示出了另一种变化形式(保护器100’)，它使绝缘体106包含有用于将活动电极板104和双金属件105保持在一起的凸起部分106a。

在上述所有的已有技术的例子中，由于活动电极板104与双金属件105的固接松散而存在可靠性问题。这种松散会因振动、加热/固化问题、预先焊接等而发生，这会导致保护器的可靠性低下。

发明内容

因此，本发明的目的在于通过提供一种能确保各种构件的定位、尤其确保活动电极与双金属件彼此之间牢牢固定的高度可靠的保护装置来解决已有技术中的保护装置所存在的问题。位于连接点上的构件之间不能存在滑移。

简要地讲，本发明的一种电保护装置包括：其上安装有固定触头的固定电极；其上安装有活动触头的活动电极，活动触头被定位成可与固定触头接触和断开；紧挨着活动电极定位的热敏双金属件，双金属件在被加热至指定温度时从第一位置移动至第二位置，以使固定触头与活动触头接合或脱离；使活动电极和双金属件均与固定电极电绝缘的绝缘体；以及连接件，连接件能够插入到绝缘体的部分内、以便将活动电极和双金属件牢固地固定在绝缘体的连接点上、从而使活动电极和双金属件之间在连接点上基本不存在相对移动。

根据本发明，较理想的是，固定电极和绝缘体一体成形。

根据本发明的一个实施例，固定电极具有：其中容纳连接件用的孔，以及具有足够的尺寸来承载一定的电流而不会过热、同时又能保持与连接件的一定绝缘距离以防两者之间短路的变形载流部分。

本发明的其它目的和特点一部分将罗列在下列描述中，一部分则将从该描述中显而易见。借助于所附权项中具体指出的手段、组合和内容可认识和获得本发明的目的和优点。

附图说明

构成说明书的一部分的附图示出了本发明的较佳实施例，并连同描述一起用于说明本发明的目的、优点和原理。在这些附图中：

图1示出了本发明一较佳实施例的保护器的局部前剖图；

图2(a)和2(b)分别示出了图1所示保护器的保护器组件的俯视图和前剖图；

图3(a)和3(c)分别示出了图2(a)和2(b)所示保护器组件的固定电极件的俯视图、前剖图和仰视图；

图4(a)和4(b)分别示出了图1所示保护器中所用的固定电极板的前剖图和仰视图；

图5(a)和5(b)分别示出了图1所示保护器中所用的保持件的俯视图和前剖图；

图6(a)和6(b)示出了用于将保护器组件连接在一起的方法；

图7(a)和7(b)分别示出了图1所示保护器的精髓部分的前剖图和侧剖图；

图8(a)和8(b)分别示出了本发明保护器的第二实施例的精髓部分的前剖图和侧剖图；

图9(a)和9(b)分别示出了本发明保护器的第三实施例的精髓部分的前剖图和侧剖图；

图10示出了已有技术中一种保护器局部前剖图；以及

图11示出了已有技术中另一种保护器的局部前剖图。

具体实施方式

如图1所示，本发明第一实施例的保护器1通过两根电线2和3连接在用于电动机等的电源电路(未图示)上。该保护器1包括保护器组件10和保护器壳体20。

如图2(a)和2(b)所示，保护器组件10具有通过诸如铆钉之类的连接装置17连接在一起的固定电极件11、活动电极件14、双金属件15和保持件16。此外，固定电极11包括较佳地一体成形的固定电极板12和绝缘体13。

在该第一实施例中所用的连接装置/铆钉17是由诸如圆柱状黄铜金属件之类的导电材料所制成的，它具有中空内腔和头部件17a。

绝缘体13由具有高绝缘系数和良好的高温特性的电绝缘材料、诸如高温树脂材料制成为基本块状。在接近保护器的开口端的绝缘体的端部处设有通孔13a，铆钉17延伸穿过该通孔13a的整个长度容纳于其中。环绕该通孔13a的底部的环形凹部13b容纳铆钉17的头部17a，该头部搁置在肩状部13e上。该凹部可使铆钉17的头部17a不会伸出到绝缘体13之外。

固定电极板12较佳地在制造绝缘体13的同时嵌模到该绝缘体的底表面中。固定电极板12由具有高导电性的金属制成为基本平面状。固定电极板12在基本接近保护器壳体20的开口端的一端处具有自绝缘体13延伸、用于与电线2相连接的接线部分12a。该板12的相对端自绝缘体13的另一端伸出，该端的顶部上连接有凸起的固定触头12b。

固定电极板12包含有一变形的载流部分12c，该部分的形状被做成环绕绝缘体13的通孔13a和环形凹部13b延伸。该变形部分12c的形状基本类似于具有一围壁的圆柱体，该围壁通向通过卷缩(crimping)作业在其顶部形成曲形且直径减小的中心孔12d。从图4a中可清楚地看到，该圆柱体具有直径D1、高度D2和减小的中心孔直径D3。

从图7(a)和7(b)中可清楚地看到，变形部分12c的外径D1和高度D2以及减小的中心孔12d的减小的中心孔直径D3的值的确定可用来控制固定电极板12中所产生的热量的发生，以及确保铆钉17与固定电极板12之间适当的电绝缘。

也就是说，固定电极板12的变形部分12c的形状的确定能够允许一定的电流流过，同时保持绝缘距离L1，并将所产生的热量减至最少。

如图3(a)和3(b)所示，在绝缘体13的顶表面上形成有容纳座13c，用以容纳双金属件15。位于容纳座13c的两侧上的是引导件13d。容纳座13c、引导件13d连同活动电极板14、双金属件15和保持板16全都一起工作，用以确定这些部件彼此之间的精确定位。这些部件通过连接件17牢固地连接在一起。

如图2(a)和2(b)所示，活动电极板14的尺寸与固定电极板12基本相同，它呈基本平板状。活动电极板14在接近保护器1的开口端的端部处具有伸出到保护器之外的接线部分14a，该接线部分与固定电极板12的接线部分12a基本平行，它用于连接电线3。活动电极板14的前相对端朝着固定电极板12弯曲，并且在活动电极板14的远端上安装有活动触头14b。

活动触头14b藉由保持件16和铆钉17所施加的力被定位成在装配位置中与固定触头12b相接触。

双金属件15通常由具有明显不同的热膨胀率的两个金属件所构成(当然也可采用更多的金属件)，它具有预定的弯曲形状，以便在双金属件的温度发生变化时从一个弯曲位置迅速弯折到相反的弯曲位置。

此外，双金属件15接近活动电极板14设置，以便该双金属件在达到其预定温度时会迅速弯折，并使活动触头14b与固定触头12b脱离，从而引起断路。双金属件由保持件16连同铆钉17一起被精确地保持在介于活动电极板14与绝缘体13之间的连接位置上。在活动板14和双金属件15中同时设有其大小被做成可容纳铆钉17的一个孔。

如图5(a)和5(b)所示，保持件16由金属制成，它大体呈矩形，以便容纳在绝缘体13及其引导件13d之中。此外，在保持件16中设有用于容纳铆钉17的一通孔16a。在该通孔16a的顶上设有用于容纳铆钉17的开口端部分的锥形部分16b，由于铆钉的开口端部分能塑性变形而将保护器组件10所有的单个构件锁固在一起，因而这些构件无法在连接点上相互相对移动。

更具体地讲，其头部17a紧靠在环形凹部13b的肩状部13e上的铆钉17(如图6(a)和6(b)所示)依次穿过绝缘体13、双金属件15、活动电极板14和保持件16插入，然后将例如一挤压工具4压入到铆钉的开口端内，以使其壁部变形，以便与保持件16的锥形部分16b的形状相一致，从而将活动电极板14、双金属件15一起牢牢地保持在连接点上，而不会在绝缘体13与保持件16之间留下任何空隙。

如图1所示，保护器壳体20较佳地一端封闭，并且其内腔的尺寸被做成可紧凑地容纳保护器组件10而不留任何空隙。在该实施例中，铆钉17的长度被确定为使其不会从保持件16的顶表面或绝缘体13的底表面伸出。

根据如上所述的本发明，保护器1的接线部分12a和14a串接一电动机(未图示)作为电动机电源电路的一部分。例如，固定电极板12的接线部分12a是正接线端，而活动电极板的接线部分14b是负接线端。当电动机起动时，保护器1的固定电极板12和活动电极板14因固定触头12b与活动触头14b之间的接合而形成电动机电源电路的闭合电流路径。

根据本发明，固定电极板12的变形部分12c与铆钉17之间相隔一段足够的电绝缘距离，这样固定电极板12与通常与活动电极板14电连通的铆钉17之间就不存在“短”路的危险。

也就是说，在电动机的正常运行期间，电流路径从固定电极板流过活动电极板14，其中固定电极板的变形部分12c与铆钉17电绝缘。

在电动机过热的情况下，双金属件15会被加热至其预定致动温度，于是该双金属件沿中心弯折，从而使活动触头14b与固定触头12b相脱离。这个动作使得电源电路断路，从而电动机(等)被切断和受到保护。

根据本发明，固定电极板的变形部分12c具有预选尺寸，以便允许流过所需的电流而不会变得过热。它具有离开铆钉所需的绝缘距离L1的预定横截面积S1。

根据本发明，活动电极板14和双金属件15均藉由连接装置17牢固地安装，这样在板14与双金属件15之间的连接定位中可防止在连接点上发生任何移动。这些部件之间的连接位置中的这种稳定性对于精确可靠的保护器而言是至关重要的。

根据本发明，固定电极板12和绝缘体13被一体成形为固定电极11，这样可增加电极11自身的强度，并且可进一步提高活动电极板14以及安装于其上的双金属件15的安装强度。

此外，根据本发明，各种构件的位置对于提供一种具有坚固的保护器组件结构的紧凑型保护器而言是很重要的，它能够承载足够的电流而不会过热以及在各种部件之间引起内部短路。防止变形部分受热对于不致引起并不代表电动机运行状态的双金属件15的错误致动而言也是很重要的。

图8(a)和8(b)示出了本发明第二实施例的保护器1A。除保护器1A具有不同的固定电极板12的变形部分12c1之外，该保护器与第一实施例中的保护器1是相同的。

在该实施例中，电极板12的变形部分12c1的形状类似于具有其直径为D4且长度为D5的一孔的直壁圆柱体。设置绝缘距离L2以确保在变形部分12c1与连接装置17之间不存在短路。通常，通电横截面S2的预选面积尺寸和绝缘距离L2与第一实施例中是相同的。在其它所有方面中，该实施例与本发明第一实施例是相同的。

采用变形部分12c1的保护器易于与绝缘体13一体制成，藉此当一体成形时，采用变形部分12c1的保护器通常在固定电极板12与绝缘体13之间提供更强的吸附。

图9(a)和9(b)示出了本发明第三实施例的保护器1B。除固定电极板12的变形导电部分12c2的形状之外，保护器1B与第一实施例的保护器1和第二实施例的保护器1A是相同的。

在该实施例中，固定电极板12的变形部分12c2是通过借助冲孔等方式在固定电极板12中设置其外径为D6的一圆孔所制成的。通常，该构形部分只能在板12的宽度W较大的情况下使用，以便甚至在绝缘距离L3的情况下也能提供足够的通电横截面S3。这种结构具有简单、低成本处理的优点。

以上已介绍了本发明的若干实施形式。很明显，本发明的实用范围并不仅限于上述实施例中已示出的那些内容。例如，在只有弯折动作迅速的活动电极板固定在绝缘体上的情况下也可采用连接装置(铆钉)和固定电极板的变形载流部分。另外，也可采用实心铆钉来替代上述空心铆钉。

Claims (17)

1.一种电保护装置，包括：其上安装有固定触头的固定电极；其上安装有活动触头的活动电极，所述活动触头被定位成可与所述固定触头接触和断开；紧挨着所述活动电极定位的热敏双金属件，所述双金属件在被加热至指定温度时从第一位置移动至第二位置，以使所述固定触头与所述活动触头接合或脱离；使所述活动电极和所述双金属件均与所述固定电极电绝缘的绝缘体；以及连接件，所述连接件能够插入到所述绝缘体的部分内、以便将所述活动电极和所述双金属件牢固地固定在所述绝缘体的连接点上、从而使活动电极和双金属件之间在所述连接点上基本不存在相对移动。

2.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述固定电极具有：其中容纳所述连接件用的孔，以及具有足够的尺寸来承载一定的电流而不会过热、同时又能保持与所述连接件的一定绝缘距离以防两者之间短路的变形载流部分。

3.如权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述变形载流部分呈具有中心孔的曲壁状。

4.如权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述变形载流部分呈具有中心孔的基本圆柱状。

5.如权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述固定电极和绝缘体一体成形，其中所述绝缘体具有适用于容纳所述连接件的通孔，所述变形载流部分被定位成环绕所述通孔承载电流。

6.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，还包括保持件，所述保持件与所述绝缘体的至少一部分对齐，以便将所述活动电极和所述双金属件夹置于它们之间。

7.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述连接件是铆钉。

8.如权利要求7所述的保护装置，其特征在于，还包括保持件，所述保持件、活动电极、双金属件和绝缘体都具有用于容纳所述铆钉、以便使它们一起牢固地固定在所述连接点上的对齐通孔。

9.如权利要求8所述的保护装置，其特征在于，所述铆钉所具有的长度不会使其在装配装置中其一端从所述绝缘体伸出、或者其另一端从所述保持件伸出。

10.如权利要求1所述的保护装置，其特征在于，还包括用于固定容纳所述固定电极、所述活动电极、所述双金属件、所述绝缘体和所述连接件的壳体。

11.一种尤其适用于保护电动机的电保护装置包括用于容纳保护器组件的壳体，所述保护器组件包括：其上安装有固定触头的固定电极；其上安装有活动触头的活动电极，所述活动触头被定位成可与所述固定触头接触和断开；紧挨着所述活动电极定位的热敏双金属件，所述双金属件在被加热至指定温度时从第一位置移动至第二位置，以使所述固定触头与所述活动触头接合或脱离；使所述活动电极和所述双金属件均与所述固定电极电绝缘的绝缘体；与所述绝缘体的至少一部分对齐、以便将所述活动电极和所述双金属件夹置于它们之间的保持件；以及连接件，所述连接件能够插入到所述绝缘体的部分内、以便将所述活动电极和所述双金属件牢固地固定在所述绝缘体的连接点上、从而使活动电极和双金属件之间在所述连接点上基本不存在相对移动。

12.如权利要求11所述的保护装置，其特征在于，所述固定电极具有：其中容纳所述连接件用的孔，以及具有足够的尺寸来承载一定的电流而不会过热、同时又能保持与所述连接件的一定绝缘距离以防两者之间短路的变形载流部分。

13.如权利要求12所述的保护装置，其特征在于，所述变形载流部分呈具有中心孔的曲壁状。

14.如权利要求13所述的保护装置，其特征在于，所述变形载流部分呈具有中心孔的基本圆柱状。

15.如权利要求12所述的保护装置，其特征在于，所述固定电极和绝缘体一体成形，其中所述绝缘体具有适用于容纳所述连接件的通孔，所述变形载流部分被定位成环绕所述通孔承载电流。

16.如权利要求11所述的保护装置，其特征在于，所述连接件是铆钉。

17.如权利要求16所述的保护装置，其特征在于，所述铆钉的一端具有一中空管状体开口。

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