CN216749732U - 一种具有永久断开装置的热保护器系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种具有永久断开装置的热保护器系统，包括串联的热保护器和永久断开装置，所述永久断开装置由连接插片、耐高温绝缘结构、可熔断电连接结构和弹性连接片组成并固定成一体，连接插片接触部通过可熔断电连接结构与弹性连接片接触部电连接，连接插片与弹性连接片之间可能直接接触部位通过耐高温绝缘结构隔开，可熔断电连接结构熔断时弹性连接片接触部或连接插片接触部中起码有一个朝远离对方的方向弹开，永久断开装置安装在热保护器底座上的永久断开装置装载型腔内，上盖与热保护器底座配合连接盖住永久断开装置装载型腔，可熔断电连接结构熔化温度高于热保护器保护温度。本申请构设计合理、紧凑，保护特性可靠、安全性高、通用性强。

Description

一种具有永久断开装置的热保护器系统

技术领域

本申请涉及一种具有永久断开装置的热保护器系统，主要适用于电器启动时由于过载、电弧、起火等原因产生风险而常规热保护器未能起到保护功能或失去保护功能时，永久地切断主电路，防止风险发生。

背景技术

目前的冰箱制冷压缩机均安装一套起动器、热保护器。热保护器主要用于制冷压缩机过温升、过电流保护，使用时，将热保护器紧贴在制冷压缩机外壳上，当制冷压缩机通过大电流时，热保护器内部发热元件瞬间产生较大热量引起双金属片弯曲翻转，并使动触头断开，起到过载电流的保护作用；此外，当制冷压缩机由于某种原因长时间运转，致使压缩机外壳温度过高，再加上热保护器内部发热元件产生热量叠加后促使双金属片受热弯曲翻转，并使动触头断开，起到过温升的保护作用。因过电流和过温升而弯曲翻转的双金属片，当所处的环境温度低于双金属片设定的复位温度后，双金属片会自动复位，使热保护器重新进入工作状态。

目前在制冷压缩机上常用的热保护器在实际使用中还是存在一定缺陷，具体描述如下：

如图1所示，是目前常用的扁形热保护器，应用于冰箱制冷压缩机，具有过电流、过温度保护功能，它包括底座、盖板、静脚一、静脚二、静脚端子、插脚、动簧片、双金属片、发热元件、动触点、静触点等。压缩机开始工作时，热保护器动触点和静触点接触，压缩机工作电路处于导通状态，电流流过热保护器发热元件，发热元件温度上升，导致发热元件向周围扩散热量，从而导致热保护器的温度上升，双金属片温度也逐渐上升。当热保护器双金属片温度上升时，会逐渐发生受热变形，当双金属片温度达到或超过其设定的动作温度时，双金属片会变形翻转，双金属片动作后顶开动簧片，动触点和静触点分离，并断开电路，达到保护制冷压缩机及其制冷器具的作用。由于双金属片自身的物理特性，当双金属片温度下降到其设定的恢复温度以下时，会重新翻转恢复，使动静触点重新闭合，从而再次接通电路，因此，这种扁形热保护器是一种具有自动恢复功能的热保护器。现有扁形热保护器结构，具有结构简单、成本低等特点，但是，在某些特定的极端条件下，比如压缩机通过瞬间异常大电流，造成动静触点熔合或粘合，即使双金属片动作，动静触点还是无法分离，不能达到保护目的；另一种情况，热保护器双金属片因某些特别原因（如：双金属片卡壳或失效）不能正常翻转时，也会造成动静触点无法分离。上述两种情况，热保护器动触点和静触点仍处于闭合状态，不能及时彻底断开电路，严重时热保护器会发生起火引起火灾事故。

热保护器在实际使用中还存在一种缺陷，起动器由于电网不稳定、频繁停电、雷击等引起过电压、过电流、压缩机周围环境污染等原因引起短路起火时，或因电源线短路引起起火时，或因压缩机塑料外罩污染、绝缘特性下降，在遇到短路电弧而引起起火时，热保护器也会保护，但由于热保护器是自动复位型，起火现象可能会周期性反复出现，严重时会造成火灾。

还有一种电流过载保护器结构，是同行推广应用产品，其专利号为ZL201720994422.4，它包括过载保护器和热熔断器，该结构产品由底座、盖板、插脚、簧片组件、双金属片、发热丝组件、静脚组件和热熔断器组成，过载保护器和热熔断器串联在一起，由于热熔断器有连接端和金属外壳，金属外壳是热熔断器的一极，连接端是热熔断器的另一极，热熔断器固定在底座背面，用金属卡子将热熔断器的金属外壳固定。尽管该产品串联了热熔断器，一旦过载保护器失效，当达到热熔断器的熔断温度时，也能切断通电回路。在实际使用中还是存在一定的隐患和缺陷，具体描述如下：

1、由于带电的金属卡子将热熔断器金属外壳固定在底座背面，裸露在过载保护器外面，可能会和压缩机金属保护支架发生短路，存在一定的安全隐患。

2、由于热熔断器固定在热保护器底座的背面，该背面是热保护器表面温度最高的位置（一般为80~100℃），长期在这样的高温下，热熔断器中的核心元件--有机物型感温块会出现高温老化现象，在缩短其使用寿命的同时，还存在一定的可靠性隐患。

发明内容

本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，使用方便，安全可靠的具有永久断开装置的热保护器系统，当过载、电弧、起火等原因发生风险而热保护器未能起到保护功能或失去保护功能时，进行一次性断开保护，切断整个电路，避免起火或发热现象周期性反复出现，避免火灾的发生。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种具有永久断开装置的热保护器系统，包括热保护器和永久断开装置，永久断开装置与热保护器串联在外部电源与用电器之间，其特征是：所述永久断开装置由连接插片、耐高温绝缘结构、可熔断电连接结构和弹性连接片组成并固定成一体，连接插片接触部通过可熔断电连接结构与弹性连接片接触部电连接，连接插片与弹性连接片之间可能直接接触部位通过耐高温能力高于可熔断电连接结构熔化温度的耐高温绝缘结构隔开，可熔断电连接结构熔断时弹性连接片接触部或连接插片接触部中起码有一个朝远离对方的方向弹开，永久断开装置安装在热保护器底座上的永久断开装置装载型腔内，上盖与热保护器底座配合连接盖住永久断开装置装载型腔，可熔断电连接结构熔化温度高于热保护器的保护温度（双金属片的受热变形温度）。本申请通过上述设计，使得永久断开装置安装在热保护器上并被上盖盖住，在实现双重保护功能的同时提升安全可靠性。

作为优选，外部电源与连接插片配合，弹性连接片输出端与热保护器电连接，连接插片与弹性连接片之间可能直接接触部位为第一插片连接端、第二插片连接端、连接插片连接面与弹性连接面之间，第一插片连接端、第二插片连接端通过弯曲折边将弹性连接面与连接插片铆合在一起，连接插片与弹性连接片之间接触面被耐高温绝缘结构隔离，永久断开装置结构简单、设计可靠，成本低。

作为优选，所述永久断开装置紧贴安装在永久断开装置安装型腔内的定位平面上，所述定位平面下方为热保护器发热元件的安装处，永久断开装置感温效果好，安装简单、设计可靠。

作为优选，所述耐高温绝缘结构采用绝缘纸。

所述可熔断电连接结构为低熔点焊料，低熔点焊料熔敷焊接在连接插片接触部与弹性连接片接触部之间。

所述可熔断电连接结构为低熔点铆钉，连接插片接触部设置有低熔点铆钉安装孔，弹性连接片接触部设置有低熔点铆钉插入孔，所述低熔点铆钉将低熔点铆钉安装孔、低熔点铆钉插入孔铆合电连接。

所述可熔断电连接结构为低熔点顶珠，所述低熔点顶珠设置在连接插片接触部下方的热保护器底座上，可熔断电连接结构顶住连接插片接触部使其与弹性连接片接触部接触。

所述上盖上设置有第一安装方孔、第二安装方孔、上盖定位卡爪，第一安装方孔、第二安装方孔分别对应卡入热保护器底座的第一定位卡爪、第二定位卡爪,上盖定位卡爪与热保护器底座的上盖定位槽卡接。

压缩机正常运行时，热保护器的动触点和静触点闭合，如果压缩机电流过载时，发热元件产生的热量传递给双金属片，使得双金属片受热弯曲，突跳动作后瞬间顶开动簧片，使得动静触点分开，电路切断，此时永久断开装置不会动作。

如果过载电流持续时间过长或者发生起火，而双金属片又因某种不正常原因不动作，在不能切断电路的情况下，热保护器周围温度持续升高，当永久断开装置安装位置的温度达到或超过永久断开装置设定断开温度时，永久断开装置上的可熔断电连接结构熔化，弹性连接片接触部、连接插片接触部脱离接触，达到永久切断电路的目的，从而有效地保护压缩机，避免压缩机电机烧毁，有效地消除火灾隐患，避免火灾的发生。

压缩机所使用的起动器，当遇到由于电网不稳定、频繁停电、遭遇雷击而带来的大电流或高电压的冲击，或因压缩机塑料外罩内环境污染恶化而使所使用的PTC芯片碎裂，此时可能因固定芯片的两个电极相互短路造成起火现象，该现象会带来塑料外罩内温度的急剧上升。在这种情况下，永久断开装置一次永久性切断电路的保护更为重要，因为热保护器的自动复位型保护功能仍会带来周期性的起火现象发生，不足以完全避免火灾。

如压缩机使用其它类型的起动器，只要有起火风险的，也更需要永久断开装置的一次永久性切断电路的保护，而不是热保护器周期性的保护。

同样，当压缩机塑料外罩内的带电导线、裸露带电端子，因绝缘、短路、潮湿等原因产生的打火现象，只要有起火风险，也更需要永久断开装置的一次永久性切断电路的保护，而不是热保护器周期性的保护。

本申请与现有技术相比，具有以下优点：结构设计更合理、紧凑，保护特性更可靠、安全性更高、通用性更强。

附图说明

图1为现有技术热保护器去除静脚插片的立体示意图；

图2为本申请实施例1的立体示意图；

图3为本申请实施例1的组成部分示意图；

图4为本申请实施例1的永久断开装置分解立体示意图；

图5为本申请实施例1的连接插片初始状态示意图；

图6为本申请实施例1的耐高温绝缘结构初始状态示意图；

图7为本申请实施例1的可熔断电连接结构初始状态示意图；

图8为本申请实施例1的弹性连接片立体示意图；

图9为本申请实施例1的永久断开装置的立体示意图；

图10为本申请实施例1的热保护器底座正面立体示意图；

图11为本申请实施例1的热保护器底座背面立体示意图；

图12为本申请实施例1的热保护器与永久断开装置安装后的立体示意图；

图13为本申请实施例1的上盖立体示意图；

图14为本申请实施例1的可熔断电连接结构受热熔化导致永久断开装置动作后的状态示意图；

图15为本申请实施例2的永久断开装置立体示意图；

图16为本申请实施例2的永久断开装置分解立体示意图；

图17为本申请实施例3的永久断开装置立体示意图；

图18为本申请实施例3的永久断开装置分解立体示意图；

图19为本申请实施例3的连接插片立体示意图；

图中：热保护器1、热保护器静脚插片1-1、热保护器连接插脚1-2、热保护器底座1-3、永久断开装置装载型腔1-31、定位平面1-31-1、第一定位槽1-31-2、第二定位槽1-31-3、第一定位卡爪1-32、第二定位卡爪1-33、上盖定位槽1-34；永久断开装置2、连接插片2-1、连接插片输入端2-1-1、连接插片接触部2-1-2、第一插片连接端2-1-3、第二插片连接端2-1-4、连接插片连接面2-1-5、连接插片弹性部2-1-6、耐高温绝缘结构（特例为耐高温的绝缘纸）2-2、第一折角2-2-1、第二折角2-2-2、可熔断电连接结构2-3、弹性连接片2-4、弹性连接片输出端2-4-1、弹性臂2-4-2、弹性连接片接触部2-4-3、弹性连接面2-4-4；上盖3、第一安装方孔3-1、第二安装方孔3-2、上盖定位卡爪3-3。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。

本申请实施例热保护器的基本结构、基本原理已经属于公开技术，有关产品结构、装配过程不再一一详细描述，只对永久断开装置的组成、装配以及永久断开装置与热保护器的连接关系进行描述。

实施例1：

参见图2～图4，本申请涉及一种具有永久断开装置的热保护器系统，由现有技术的热保护器1、永久断开装置2和上盖3三部分组成，永久断开装置2由连接插片2-1、耐高温绝缘结构2-2、可熔断电连接结构2-3和弹性连接片2-4组成，弹性连接片2-4上设置有弹性连接片输出端2-4-1，与热保护器静脚插片1-1焊接连接。在制冷压缩机上使用时，热保护器连接插脚1-2插入压缩机密封接线柱，连接插片2-1上设置有连接插片输入端2-1-1，与外部电源线的火线端连接，至此由外部电源、永久断开装置2、热保护器1依次串联构成通电电路再连接至用电器（例如冰箱制冷压缩机），其中热保护器1构成第一级断开保护，永久断开装置2构成第二级断开保护，永久断开装置2的断开保护温度高于热保护器1的断开保护温度。上盖3与热保护器底座1-3配合连接盖住永久断开装置2主体结构（盖住热保护器底座1-3上的永久断开装置装载型腔1-31）。

参见图5～图9，本申请所述的连接插片2-1上设置有连接插片接触部2-1-2，所述的弹性连接片2-4上设置有弹性连接片接触部2-4-3，所述的可熔断电连接结构2-3安装在连接插片接触部2-1-2和弹性连接片接触部2-4-3之间，经过高温处理使可熔断电连接结构2-3熔化，该可熔断电连接结构2-3熔化后粘合在连接插片接触部2-1-2和弹性连接片接触部2-4-3之间，待可熔断电连接结构2-3冷却后，连接插片接触部2-1-2和弹性连接片接触部2-4-3能紧密结合在一起并电连接，连接可靠且导电性能优良。

实施例1的耐高温绝缘结构2-2采用耐高温（特例为耐温250-300℃）可折叠的材料制成，耐高温绝缘结构2-2上设置有第一折角2-2-1、第二折角2-2-2，所述的连接插片2-1上设置有第一插片连接端2-1-3和第二插片连接端2-1-4，耐高温绝缘结构2-2安装在连接插片连接面2-1-5和弹性连接面2-4-4之间，其中第一折角2-2-1和第一插片连接端2-1-3对应，第二折角2-2-2和第二插片连接端2-1-4对应，当连接插片2-1和弹性连接片2-4装配好后，耐高温绝缘结构2-2在两者之间，起隔断连接插片2-1与弹性连接片2-4之间可能直接接触部位（参见图9、图5、图8，连接插片2-1与弹性连接片2-4之间可能直接接触部位为两者之间距离很近的第一插片连接端2-1-3、第二插片连接端2-1-4、连接插片连接面2-1-5与弹性连接面2-4-4之间）的隔离绝缘作用。所述永久断开装置2组装完成，本申请的永久断开装置2设计合理、结构简单、安装方便、安全效果好、寿命长。

参见图9～图13，为描述本申请热保护器底座1-3和永久断开装置2的安装关系，热保护器底座1-3上设置有永久断开装置装载型腔1-31、第一定位卡爪1-32、第二定位卡爪1-33、上盖定位槽1-34，永久断开装置装载型腔1-31设置在热保护器底座1-3的外侧平面，永久断开装置2安装至永久断开装置装载型腔1-31内；永久断开装置装载型腔1-31内设置有定位平面1-31-1、第一定位槽1-31-2、第二定位槽1-31-3，安装后连接插片2-1紧贴在永久断开装置装载型腔1-31内的定位平面1-31-1上，永久断开装置2的第一插片连接端2-1-3向内弯曲折边（参见图9，下同）通过绝缘机构2-2的第一折角2-2-1抱紧弹性连接片2-4一侧，弯曲折边后的第一插片连接端2-1-3与永久断开装置装载型腔1-31的第一定位槽1-31-4对应，第二插片连接端2-1-4向内弯曲折边通过耐高温绝缘结构2-2的第二折角2-2-2抱紧弹性连接片2-4另一侧，弯曲折边后的第二插片连接端2-1-4与永久断开装置装载型腔1-31的第二定位槽1-31-5对应；由于弹性连接片2-4上设置有弹性连接片输出端2-4-1，永久断开装置2安装在永久断开装置装载型腔1-31以后，弹性连接片输出端2-4-1与热保护器静脚插片1-1对应。永久断开装置2安装在永久断开装置装载型腔1-31后，再将上盖3和热保护器1进行安装，上盖3上设置有第一安装方孔3-1、第二安装方孔3-2、上盖定位卡爪3-3，上盖3上的第一安装方孔3-1、第二安装方孔3-2分别对应卡入热保护器底座1-3的第一定位卡爪1-32、第二定位卡爪1-33,上盖定位卡爪3-3与热保护器底座1-3的上盖定位槽1-34卡接，弹性连接片输出端2-4-1与热保护器静脚插片1-1进行电连接（例如焊接），安装后上盖3和热保护器1、永久断开装置2安装可靠。

至此，本申请实施例1具有永久断开装置的热保护器系统组装完成，本申请的永久断开装置2位于安装型腔1-31内的定位平面1-31-1上，定位平面1-31-1下方（参见图10）为热保护器1发热元件的安装处，永久断开装置2紧贴安装在此处感温效果好，当热保护器1出现异常时，能快速起切断作用，永久断开装置2上方设置安装了上盖3，使得永久断开装置2保温效果好，且杜绝了永久断开装置2与外部压缩机外罩金属接触的可能性，能有效防止外部水等其它不良物质混入永久断开装置2内，使得本申请设计更合理、使用效果更好，寿命更长。

参见图14 ，为本申请可熔断电连接结构2-3受热熔化导致永久断开装置2动作后的状态示意图，所述永久断开装置2上的弹性连接片2-4上设置有具有弹性（所述弹性使得弹性连接片接触部2-4-3在可熔断电连接结构2-3受热熔化后不与连接插片接触部2-1-2接触）的弹性臂2-4-2，当热保护器1出现故障、不能切断电源，热保护器1周围温度持续升高，可熔断电连接结构2-3熔化后，弹性连接片2-4上的弹性臂2-4-2起弹开作用，使得弹性连接片接触部2-4-3与连接插片接触部2-1-2主动脱离接触，两者分开后，由于耐高温绝缘结构2-2设置在所有连接插片2-1与弹性连接片2-4之间正常状态可能接触部位，使得连接插片2-1与弹性连接片2-4之间可靠断开电连接，电路被切断，消除火灾隐患，避免火灾发生。

可熔断电连接结构2-3用于永久断开保护动作，在实际应用中可熔断电连接结构2-3的保护动作不能早于热保护器1的正常保护，只有在热保护器1失去保护功能或超出其保护条件（如起火）时，才能实施永久性保护，而且是一次性永久切断电源。因此可熔断电连接结构2-3的熔化温度要高于热保护器双金属片的动作温度。试验表明，本申请的可熔断电连接结构2-3的融化（断）温度一般高于双金属片动作温度30℃～50℃即可（特例为200℃），这个合理的温度范围可以使本申请得到可靠、灵敏、有效的保护。

实施例2：

参见图15、图16，为本申请实施例2永久断开装置2的示意图，永久断开装置2也由连接插片2-1、耐高温绝缘结构2-2、可熔断电连接结构2-3和弹性连接片2-4组成，区别在于：实施例1中的可熔断电连接结构2-3采用低熔点焊料，实施例2中的可熔断电连接结构2-3采用低熔点铆钉，连接插片2-1的连接插片接触部2-1-2上设置有低熔点铆钉安装孔2-1-2-1，所述弹性连接片2-4的弹性连接片接触部2-4-3上设置有低熔点铆钉插入孔2-4-3-1，所述连接插片2-1和弹性连接片2-4通过低熔点铆钉铆合在一起。实施例2的其它设计结构与功能效果等与实施例1一致，不再详细描述。

实施例3：

参见图17、图18、图19，为本申请实施例3永久断开装置2的示意图，实施例3与实施例1的区别在于：实施例3的可熔断电连接结构2-3采用低熔点顶珠，所述低熔点顶珠设置在连接插片接触部2-1-2下方，安装至热保护器1底座后，可熔断电连接结构2-3顶住连接插片接触部2-1-2，使其与弹性连接片2-4的弹性连接片接触部2-4-3接触，构成本申请实施例3的永久断开装置2。当热保护器1出现前文描述的不良情况时，低熔点顶珠会因高温熔化，连接插片2-1上的连接插片弹性部2-1-6起弹开作用（使连接插片接触部2-1-2向图17下方移动），使得连接插片2-1的连接插片接触部2-1-2与弹性连接片2-4的弹性连接片接触部2-4-3断开接触，两者脱离后，电路彻底被切断，起到永久保护作用。实施例3的其他结构与实施例1一致，不再详细描述。

凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有永久断开装置的热保护器系统，包括热保护器和永久断开装置，永久断开装置与热保护器串联在外部电源与用电器之间，其特征是：所述永久断开装置由连接插片、耐高温绝缘结构、可熔断电连接结构和弹性连接片组成并固定成一体，连接插片接触部通过可熔断电连接结构与弹性连接片接触部电连接，连接插片与弹性连接片之间可能直接接触部位通过耐高温能力高于可熔断电连接结构熔化温度的耐高温绝缘结构隔开，可熔断电连接结构熔断时弹性连接片接触部或连接插片接触部中起码有一个朝远离对方的方向弹开，永久断开装置安装在热保护器底座上的永久断开装置装载型腔内，上盖与热保护器底座配合连接盖住永久断开装置装载型腔，可熔断电连接结构熔化温度高于热保护器的保护温度。

2.根据权利要求1所述具有永久断开装置的热保护器系统，其特征是：外部电源与连接插片配合，弹性连接片输出端与热保护器电连接，连接插片与弹性连接片之间可能直接接触部位为第一插片连接端、第二插片连接端、连接插片连接面与弹性连接面之间，第一插片连接端、第二插片连接端通过弯曲折边将弹性连接面与连接插片铆合在一起。

3.根据权利要求1所述具有永久断开装置的热保护器系统，其特征是：所述永久断开装置紧贴安装在永久断开装置安装型腔内的定位平面上，所述定位平面下方为热保护器发热元件的安装处。

4.根据权利要求1所述具有永久断开装置的热保护器系统，其特征是：所述耐高温绝缘结构采用绝缘纸。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述具有永久断开装置的热保护器系统，其特征是：所述可熔断电连接结构为低熔点焊料，低熔点焊料熔敷焊接在连接插片接触部与弹性连接片接触部之间。

6.根据权利要求1至4任一权利要求所述具有永久断开装置的热保护器系统，其特征是：所述可熔断电连接结构为低熔点铆钉，连接插片接触部设置有低熔点铆钉安装孔，弹性连接片接触部设置有低熔点铆钉插入孔，所述低熔点铆钉将低熔点铆钉安装孔、低熔点铆钉插入孔铆合电连接。

7.根据权利要求1至4任一权利要求所述具有永久断开装置的热保护器系统，其特征是：所述可熔断电连接结构为低熔点顶珠，所述低熔点顶珠设置在连接插片接触部下方的热保护器底座上，可熔断电连接结构顶住连接插片接触部使其与弹性连接片接触部接触。

8.根据权利要求1至4任一权利要求所述具有永久断开装置的热保护器系统，其特征是：所述上盖上设置有第一安装方孔、第二安装方孔、上盖定位卡爪，第一安装方孔、第二安装方孔分别对应卡入热保护器底座的第一定位卡爪、第二定位卡爪,上盖定位卡爪与热保护器底座的上盖定位槽卡接。

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