本實(shí)用新型涉及一種保護(hù)器，所述保護(hù)器適用于各種常規(guī)電氣設(shè)備(例如電機(jī))的電路過熱保護(hù)。本實(shí)用新型還涉及一種能夠安裝所述保護(hù)器的電氣設(shè)備。

背景技術(shù)：

保護(hù)器是一種利用熱敏元件例如雙金屬片在超過保護(hù)溫度時(shí)的迅速彎曲變形來連通或斷開電路連接的保護(hù)裝置。雙金屬片由具有不同熱膨脹系數(shù)的兩層或更多層合金組合在一起，在有電流通過時(shí)雙金屬片會(huì)發(fā)熱。由于各種合金的熱膨脹系數(shù)彼此不同，用作熱敏元件的雙金屬片因受熱產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力迅速彎曲變形而使保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)操作，從而連通或斷開相關(guān)的電路連接，以起到保護(hù)作用。

根據(jù)動(dòng)觸頭在保護(hù)器中的設(shè)置方式，目前常用的保護(hù)器主要分為如下所述的兩種類型：

在第一種類型的保護(hù)器中，雙金屬片的一端是被固定的固定端，雙金屬片的另一端是能夠運(yùn)動(dòng)的自由端，并且動(dòng)觸頭被直接設(shè)置在雙金屬片的自由端上，由此，動(dòng)觸頭直接與用作熱敏元件的雙金屬片相連，通過雙金屬片的熱敏變形完成動(dòng)觸頭和靜觸頭的開合，從而連通或斷開電路連接，以起到保護(hù)作用。本實(shí)用新型涉及的是第一種類型的保護(hù)器，并且在本文中將第一種類型的保護(hù)器稱作“直接致動(dòng)式保護(hù)器”。

在第二種類型的保護(hù)器中，除了雙金屬片以外，還設(shè)有活動(dòng)臂，雙金屬片抵接到活動(dòng)臂上?；顒?dòng)臂的一端是被固定的固定端，活動(dòng)臂的另一端是能夠運(yùn)動(dòng)的自由端，并且動(dòng)觸頭設(shè)置在活動(dòng)臂的自由端上，由此，動(dòng)觸頭經(jīng)由活動(dòng)臂與用作熱敏元件的雙金屬片相連，通過雙金屬片的熱敏變形帶動(dòng)活動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)來完成動(dòng)觸頭和靜觸頭的開合，從而連通或斷開電路連接，以起到保護(hù)作用。在本文中將第二種類型的保護(hù)器稱作“間接致動(dòng)式保護(hù)器”。

在現(xiàn)有的直接致動(dòng)式保護(hù)器中，動(dòng)觸頭和靜觸頭在由接觸狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時(shí)，在動(dòng)觸頭和靜觸頭之間可能會(huì)產(chǎn)生電弧，這會(huì)降低保護(hù)器的電氣壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸨Ｗo(hù)器失效。

CN104032154A公開了石墨烯/金屬基復(fù)合材料、尤其是石墨烯/銀基復(fù)合材料及其制備方法。石墨烯/銀基復(fù)合材料是采用石墨烯材料作為增強(qiáng)相物質(zhì)的復(fù)合材料，其一方面能夠保持銀作為基體金屬的優(yōu)良的導(dǎo)電性，另一方面能夠借助石墨烯的物理和化學(xué)特性，賦予石墨烯/銀基復(fù)合材料優(yōu)良的電學(xué)性能和機(jī)械性能。整體上，石墨烯/銀基復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。目前，石墨烯/銀基復(fù)合材料已經(jīng)在移動(dòng)設(shè)備、航空航天、新能源電池、3D打印、醫(yī)療器械、精密機(jī)械制造等技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，在一方面，本實(shí)用新型提供了一種保護(hù)器，其包括：

外殼；

底板；

連接端子，外殼、底板和連接端子組裝在一起以限定內(nèi)部空間；

封裝在所述內(nèi)部空間中的熱敏元件，熱敏元件的一端是被固定的固定端，熱敏元件的另一端是能夠運(yùn)動(dòng)的自由端；以及

相互配合的靜觸頭和動(dòng)觸頭，靜觸頭固定地設(shè)置在所述內(nèi)部空間中，動(dòng)觸頭設(shè)置在熱敏元件的自由端上，

其中，通過熱敏元件的熱敏變形，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)觸頭和靜觸頭的接觸或分離，并且

其中，動(dòng)觸頭和/或靜觸頭由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成。

通過用石墨烯/銀基復(fù)合材料制成動(dòng)觸頭和/或靜觸頭，能夠有效地降低動(dòng)觸頭和靜觸頭之間的接觸電阻，改善觸頭的溫升，提高觸頭表面的硬度并且提高觸頭的耐電弧燒蝕性能，進(jìn)而改進(jìn)保護(hù)器的電氣性能和使用壽命。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述熱敏元件是雙金屬片。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述保護(hù)器的斷開狀態(tài)下，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間的打開距離小于約0.9mm。優(yōu)選地，在所述保護(hù)器的斷開狀態(tài)下，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間的打開距離小于約0.8mm。更優(yōu)選地，在所述保護(hù)器的斷開狀態(tài)下，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間的最小打開距離約為0.1mm。

動(dòng)觸頭和靜觸頭在由接觸狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時(shí)，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間可能會(huì)產(chǎn)生電弧，所以保護(hù)器在設(shè)計(jì)時(shí)要在動(dòng)觸頭和靜觸頭之間確保一定的打開距離，從而保證保護(hù)器在規(guī)定的壽命期內(nèi)不會(huì)失效。由于石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的觸頭的導(dǎo)電性能和散熱性能良好，也具備很好的滅弧性能，所以與現(xiàn)有的直接致動(dòng)式保護(hù)器相比，在保護(hù)器的設(shè)計(jì)上可以允許更小的打開距離，進(jìn)而使保護(hù)器的體積趨于小型化，方便滿足特殊的安裝要求。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述保護(hù)器包括通電發(fā)熱元件，所述通電發(fā)熱元件設(shè)置在熱敏元件附近。通過設(shè)置通電發(fā)熱元件，能夠確保熱敏元件更加靈敏地響應(yīng)于溫度的變化而彎曲變形，從而能夠確保保護(hù)器對(duì)溫度變化做出精確且穩(wěn)定的響應(yīng)。

在另一方面，本實(shí)用新型提供了一種電氣設(shè)備，在所述電氣設(shè)備中能夠安裝上述的保護(hù)器。由此，能夠確保所述電氣設(shè)備安全可靠地進(jìn)行工作。

附圖說明

通過結(jié)合附圖考慮以下對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的說明內(nèi)容，本實(shí)用新型的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。附圖僅為本實(shí)用新型的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器的一個(gè)實(shí)施例從正面看的整體示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器的一個(gè)實(shí)施例從背面看的整體示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器的一個(gè)實(shí)施例的截面圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器的一個(gè)實(shí)施例的分解透視圖；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器的靜觸頭和動(dòng)觸頭之間的打開距離的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖介紹根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器的實(shí)施例。說明書的內(nèi)容和附圖實(shí)質(zhì)上僅僅是示范性的，而并不是為了以任何方式限制所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

除非另有說明，否則本文所用的術(shù)語具有本實(shí)用新型所涉及的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常能夠理解到的含義。除非另有說明，否則在說明書和權(quán)利要求書中所用的術(shù)語“包括”和“包含”應(yīng)當(dāng)解釋為開放式的含義，也就是說，“包括”和“包含”應(yīng)當(dāng)解釋為與術(shù)語“至少包括”或者“至少包含”同義。除非另有說明，否則本實(shí)用新型中所使用的術(shù)語“上”、“下”、“頂”、“底”等是保護(hù)器在正常安裝和使用的狀態(tài)下的相對(duì)方位。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種直接致動(dòng)式保護(hù)器，圖1至圖5示出了這種直接致動(dòng)式保護(hù)器的一個(gè)實(shí)施例。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器1從正面看的整體示意圖。圖2是保護(hù)器1從背面看的整體示意圖。根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)器1設(shè)定有保護(hù)溫度，并且保護(hù)器1具有連通狀態(tài)和斷開狀態(tài)，以使得當(dāng)通過保護(hù)器1的電流過大，導(dǎo)致保護(hù)器1中的熱敏元件即雙金屬片5的溫度發(fā)生變化而高于保護(hù)溫度時(shí)，保護(hù)器1能夠通過熱敏元件的變形進(jìn)行保護(hù)操作，從而連通或斷開相關(guān)的電路連接，以起到保護(hù)作用。

圖3是保護(hù)器1的截面圖，圖4是保護(hù)器1的分解透視圖。

具體地，如圖3至圖4所示，保護(hù)器1包括外殼2、底板3、發(fā)熱絲4、雙金屬片5、靜觸頭6、動(dòng)觸頭7、焊接片8、絕緣襯墊9和連接端子10等構(gòu)件。外殼2、底板3和連接端子10組裝在一起以限定內(nèi)部空間。雙金屬片5被封裝在所述內(nèi)部空間中，其中，雙金屬片5的一端是通過焊接片8以焊接方式固定在外殼2上的固定端，雙金屬片5的另一端是能夠運(yùn)動(dòng)的自由端，并且在自由端上設(shè)置有動(dòng)觸頭7。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，能夠使用的熱敏元件并不局限于雙金屬片5，只要是導(dǎo)電性能良好并且在通過的電流過大時(shí)能夠因溫度升高而導(dǎo)致機(jī)械變形的元件，均可用作本實(shí)用新型中的熱敏元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雙金屬片5的固定端的固定方式并不局限于焊接，而是也可以采用螺接、鉚接、粘接以及其他的常規(guī)固定方式。

如圖3至圖4所示，與動(dòng)觸頭7相互配合的靜觸頭6固定地設(shè)置在底板3上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，靜觸頭6的固定方式可以采用焊接、螺接、鉚接、粘接以及其他的常規(guī)固定方式。

靜觸頭6和動(dòng)觸頭7能夠相互配合以實(shí)現(xiàn)保護(hù)器1的連通或斷開。具體地，通過雙金屬片5在有電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱敏變形，能夠?qū)崿F(xiàn)靜觸頭6和動(dòng)觸頭7的接觸或分離，從而連通或斷開相關(guān)的電路連接，以起到保護(hù)作用。當(dāng)保護(hù)器1處于斷開狀態(tài)從而使相關(guān)的電路斷開時(shí)，設(shè)置在雙金屬片5的自由端上的動(dòng)觸頭7和固定在底板3上的靜觸頭6相互分離；當(dāng)保護(hù)器1處于連通狀態(tài)從而使相關(guān)的電路連通時(shí)，設(shè)置在雙金屬片5的自由端上的動(dòng)觸頭7和固定在底板3上的靜觸頭6相互接觸。

目前，常用的保護(hù)器也可以分為如下所述的兩種類型：一種是常閉型保護(hù)器，常閉型保護(hù)器通常以與工作電路串聯(lián)的方式使用，在正常情況下，設(shè)置在雙金屬片5上的動(dòng)觸頭7和固定設(shè)置的靜觸頭6處于相互接觸的閉合狀態(tài)，以使工作電路正常運(yùn)行；在雙金屬片5的溫度過高而達(dá)到保護(hù)溫度時(shí)，動(dòng)觸頭7和靜觸頭6因雙金屬片5的受熱彎曲變形而相互分離，由此斷開電路連接，從而起到保護(hù)作用。另一種是常開型保護(hù)器，常開型保護(hù)器通常以與工作電路并聯(lián)的方式使用，在正常情況下，設(shè)置在雙金屬片5上的動(dòng)觸頭7和固定設(shè)置的靜觸頭6處于相互分離的斷開狀態(tài)，以使工作電路正常運(yùn)行；在雙金屬片5的溫度過高而達(dá)到保護(hù)溫度時(shí)，動(dòng)觸頭7和靜觸頭6因雙金屬片5的受熱彎曲變形而相互接觸，由此將工作電路的相關(guān)部分短接，從而起到保護(hù)作用。

另外，如圖3至圖4所示，保護(hù)器1包括用作通電發(fā)熱元件的發(fā)熱絲4，發(fā)熱絲4固定在底板3上，并且設(shè)置在雙金屬片5附近。通過在雙金屬片5附近設(shè)置用作通電發(fā)熱元件的發(fā)熱絲4，能夠確保雙金屬片5更加靈敏地響應(yīng)于溫度的變化而彎曲變形，從而能夠確保保護(hù)器1對(duì)溫度變化做出精確且穩(wěn)定的響應(yīng)。

在本實(shí)施例中，保護(hù)器1的靜觸頭6和動(dòng)觸頭7中的一者或兩者可以由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成。通過用石墨烯/銀基復(fù)合材料制成靜觸頭6和/或動(dòng)觸頭7，能夠有效地降低靜觸頭6和動(dòng)觸頭7之間的接觸電阻，改善觸頭的溫升，提高觸頭表面的硬度并且提高觸頭的耐電弧燒蝕性能，進(jìn)而改進(jìn)保護(hù)器1的電氣性能和使用壽命。

在一個(gè)實(shí)施例中，在保護(hù)器1的靜觸頭6和動(dòng)觸頭7中，由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的每一個(gè)觸頭所包含的石墨烯的重量百分比可以小于2％。在一個(gè)實(shí)施例中，在保護(hù)器1的靜觸頭6和動(dòng)觸頭7中，由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的每一個(gè)觸頭所包含的銀的重量可以在0.015克以下。優(yōu)選地，在保護(hù)器1的靜觸頭6和動(dòng)觸頭7中，由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的每一個(gè)觸頭所包含的銀的重量可以在0.004克以下。與現(xiàn)有的直接致動(dòng)式保護(hù)器相比，因?yàn)闇p少了銀的用量，所以在相同的應(yīng)用條件下，能夠使用更少的銀來制造靜觸頭6和/或動(dòng)觸頭7，從而在保證保護(hù)器1的電氣性能的前提下，達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

如圖5所示，在一個(gè)實(shí)施例中，在保護(hù)器1的斷開狀態(tài)下，靜觸頭6和動(dòng)觸頭7之間的打開距離l小于約0.9mm。優(yōu)選地，在保護(hù)器1的斷開狀態(tài)下，靜觸頭6和動(dòng)觸頭7之間的打開距離l小于約0.8mm。更優(yōu)選地，在保護(hù)器1的斷開狀態(tài)下，靜觸頭6和動(dòng)觸頭7之間的最小打開距離約為0.1mm。

動(dòng)觸頭和靜觸頭在由接觸狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時(shí)，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間可能會(huì)產(chǎn)生電弧，所以保護(hù)器在設(shè)計(jì)時(shí)要在動(dòng)觸頭和靜觸頭之間確保一定的打開距離，從而保證保護(hù)器在規(guī)定的壽命期內(nèi)不會(huì)失效。由于石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的觸頭的導(dǎo)電性能和散熱性能良好，也具備很好的滅弧性能，所以與現(xiàn)有的直接致動(dòng)式保護(hù)器相比，在保護(hù)器1的設(shè)計(jì)上可以允許更小的打開距離，進(jìn)而使保護(hù)器1的體積趨于小型化，方便滿足特殊的安裝要求。

在圖1至圖5中示出了根據(jù)本實(shí)用新型的直接致動(dòng)式保護(hù)器的一個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本實(shí)用新型的直接致動(dòng)式保護(hù)器并不局限于如上所述的具體結(jié)構(gòu)，實(shí)際上，本實(shí)用新型能夠適用于任何一種現(xiàn)有的直接致動(dòng)式保護(hù)器。

在另一方面，本實(shí)用新型還提供了一種電氣設(shè)備，在所述電氣設(shè)備中能夠安裝上述的保護(hù)器1。由此，能夠確保所述電氣設(shè)備安全可靠地進(jìn)行工作。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然以上描述了特定的實(shí)施例，但是這些實(shí)施例均處于本實(shí)用新型的整體構(gòu)思范圍內(nèi)。在不存在明顯矛盾的情況下，一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)特征可以有利地結(jié)合到其它的實(shí)施例中，而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的范圍。所有實(shí)施例中的技術(shù)特征可以進(jìn)行刪除和/或組合以形成新的實(shí)施例，這些新的實(shí)施例仍然處于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。

盡管已經(jīng)參照某些實(shí)施例公開了本實(shí)用新型，但是在不背離本實(shí)用新型的范圍的前提下，可以對(duì)所述的實(shí)施例進(jìn)行多種變型和修改。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型并不局限于所闡述的實(shí)施例，而是具有由所附權(quán)利要求的內(nèi)容及其等價(jià)的結(jié)構(gòu)和方案所限定的完整范圍。