РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ Российский патент 1995 года по МПК H05B1/02 H01H75/08 

Изобретение относится к электромеханическим регуляторам мощности, предназначенным для бесступенчатого регулирования потребления электрической мощности нагревательными элементами бытовых тепловых электроприборов, в частности, конфорок кухонных электроплит.

Известен регулятор мощности, содержащий термобиметаллическую пластину с нагревательной обмоткой, компенсационный узел, состоящий из термобиметаллической скобы и связанного с ней пружинящего контактодержателя с контактом, кулачковый механизм, включающий в себя распределительный вал и ролик фиксации [1]
Недостатком известного технического решения является отсутствие в конструкции одного из основных элементов, который бы осуществлял взаимодействие распределительного вала и контактов управления, т.е. толкателя. В данной конструкции эти функции возложены на распределительный вал, который расположен параллельно основанию и содержит два кулачка управления, что приводит к увеличению габаритов и нерациональному использованию рабочего объема регулятора мощности (до 15% от общего объема занимает вал с кулачками управления), кроме того радиальное отклонение вала от установленной нормы, которое на практике достаточно часто происходит при компоновке устройства, приводит к погрешности, которая лишь частично компенсируется за счет регулировочных связей путем использования двух пар серебросодержащих контактов на каждую цепь, т.е. всего 4 плоских и 4 сферических контакта. Все это приводит в целом к усложнению конструкции, нерациональному использованию рабочего объема и использованию большого количества серебросодержащих контактов управления, что, как следствие, приводит к удорожанию конструкции регулятора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является регулятор мощности [2] содержащий единый биметаллический контролирующий блок, представляющий собой биметаллическую пластину L-образной формы с резистивным элементом косвенного нагрева, биметаллический компенсатор, быстродействующий выключатель, который содержит управляемый толкатель с перемещающимися поперек контактными рычагами и соединен с распределительным кулачком упором, распределительный вал, подвижные и неподвижные контакты управления.

Толкатель в этой конструкции расположен по диагонали в углу прямоугольного корпуса и содержит два подвижных серебросодержащих контактодержателя мостикового типа, что по сравнению с предыдущей конструкцией регулятора [1] позволяет одновременно коммутировать две цепи управления регулятора посредством одного кулачка распределительного вала, при этом требуется наличие двух пар серебросодержащих контактов в каждой коммутируемой цепи.

Недостатком этой конструкции является то, что толкатель расположен по одну сторону от вала, что приводит на практике к смещению толкателя при его взаимодействии с валом, поэтому для установления баланса авторы этой конструкции [2] ввели в устройство дополнительные рабочие элементы на сопрягаемых деталях с зазором, цилиндрическую пружину для обеспечения контактного нажатия усилием ≈ 100 г.

Однако все эти конструктивные доработки по-прежнему не решили проблему рационального использования рабочего объема регулятора мощности, так как конструкция относительно громоздка, усложнена технология изготовления, так как используется серебросодержащие контакты мостикового типа, кроме того, использование в конструкции двух пар серебросодержащих контактов в каждой коммутируемой цепи приводит к увеличению использования количества драгметаллов и, как следствие, к удорожанию регулятора мощности, а в целом, сложная регулировка и подстройка устройства за счет использования большого количества контактов приводит к снижению основных характеристик регулятора.

На устранение перечисленных недостатков и направлено заявляемое техническое решение, т. е. повышение основных рабочих характеристик и снижение стоимости регулятора мощности за счет рационального использования рабочего объема, которое достигается новой конструкцией толкателя, а также его расположением и взаимодействием с другими элементами конструкции.

Заявляемый регулятор мощности содержит биметаллический контроллер, представляющий собой биметаллическую пластину L-образной формы с резистивным элементом косвенного нагрева, биметаллический компенсатор, быстродействующий выключатель, распределительный вал, механизм фиксации положений вала, толкатель, подвижные и неподвижные контакты управления, отличается от известной конструкции (прототипа) тем, что толкатель выполнен с продольным пазом, охватывающим распределительный вал, и двумя выступами цилиндрической и ромбовидной формы, при этом цилиндрическим выступом наложен на пружинный контактодержатель V-образной формы, а ромбовидным выступом на пружинный контактодержатель плоской формы, причем оба контактодержателя консольно закреплены по обе стороны вала и содержат по одному серебросодержащему контакту управления.

Таким образом, заявляемый регулятор мощности соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить заявленные в отличительной части признаки, а именно толкатель выполнен с продольным пазом, охватывающим распределительный вал, и двумя выступами цилиндрической и ромбовидной формы, при этом цилиндрическим выступом наложен на пружинный контактодержатель V-образной формы, а ромбовидным выступом на пружинный контактодержатель плоской формы, причем оба контактодержателя консольно закреплены по обе стороны вала и содержат по одному серебросодержащему контакту управления, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 изображен заявляемый регулятор мощности, вид сверху без крышки; на фиг. 2 то же, вид снизу.

Регулятор мощности содержит (фиг. 1) основание 1, биметаллический контроллер, представляющий собой биметаллическую пластину L-образной формы 2 с резистивным элементом косвенного нагрева 3, биметаллический компенсатор 4, быстродействующий выключатель 5 с контактами мгновенного действия 6 и 7, распределительный вал 8, механизм фиксации положений вала 13, состоящий из пружины фиксации 13', стального рычага 13'' и ролика 13''', толкатель 15 и неподвижные 9 и 10 и подвижные 11 и 12 контакты управления, точные выводы 20 и 21.

Регулятор работает следующим образом.

При включении регулятора мощности (фиг. 2) распределительный вал поворачивается и освобождает одновременно контактодержатель 16, который замыкает контакты 9 и 10, и толкатель 15. Контактодержатель 19 возвращается в нормальное положение, замыкая контакты 11 и 12, при этом толкатель сдвигается в исходное положение.

В положении выключено (фиг. 2) распределительный вал 14 воздействует на V-образный выступ пружинного контактодержателя 16, контакты 9 и 10 разомкнуты. При этом толкатель 15 сдвинут соприкасающимся с его цилиндрическим выступом 17 контактодержателем 16 в направлении и на величину раствора контактов, одновременно разомкнув контакты 11 и 12 ромбовидным выступом 18, соприкасающимся с пружинным контактодержателем 19.

Экспериментальные исследования заявляемого регулятора мощности показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство позволяет повысить основные рабочие характеристики и снизить стоимость регулятора мощности за счет рационального использования рабочего объема и уменьшения количества серебросодержащих контактов, что достигается новой конструкцией толкателя, а также его расположением и взаимодействием с другими элементами конструкции.

Полученные результаты экспериментальных испытаний заявляемого регулятора мощности подтверждаются актом испытаний, который прилагается к материалам заявки.

Сущность изобретения: регулятор мощности содержит биметаллический контроллер, представляющий собой биметаллическую пластину L-образной формы с резистивным элементом косвенного нагрева, биметаллический компенсатор, быстродействующий выключатель, распределительный вал, механизм фиксации положений вала, толкатель, подвижные и неподвижные контакты управления. Толкатель выполнен с продольным пазом, охватывающим распределительный вал, и двумя выступами цилиндрической и ромбовидной форм, при этом цилиндрическим выступом наложен на пружинный контактодержатель N-образной формы, а ромбовидным выступом - на пружинный контактодержатель плоской формы, причем оба контактодержателя консольно закреплены по обе стороны вала и содержат по одному серебросодержащему контакту управления. 2 ил.

РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ, содержащий биметаллический контроллер, представляющий собой биметаллическую пластину L-образной формы с резистивным элементом косвенного нагрева, биметаллический компенсатор, быстродействующий выключатель, распределительный вал, механизм фиксации положений вала, толкатель и подвижные и неподвижные контакты управления, отличающийся тем, что толкатель выполнен с продольным пазом, охватывающим распределительный вал, и двумя выступами цилиндрической и ромбовидной формы, при этом цилиндрическим выступом наложен на пружинный контактодержатель V-образной формы, а ромбовидным выступом на пружинный контактодержатель плоской формы, причем оба контактодержателя консольно закреплены по обе стороны вала и содержат по одному серебросодержащему контакту управления.