РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ Российский патент 1997 года по МПК G05D23/08 

Изобретение относится к терморегулирующим биметаллическим устройствам, предназначенным для поддержания заданного температурного режима в электробытовых термических приборах.

Известны термобиметаллические регуляторы для ручной установки и автоматического поддержания необходимой температуры [1, 2] имеющие чувствительный элемент, выполненный в виде биметаллической пластины, плоскую пружину, несущую заневоленный пружинящий контактодержатель с контактом, рычаг с регулировочным винтом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор температуры, содержащий консольно закрепленную термобиметаллическую пластину и коммутирующие контакты, один из которых неподвижен, а другой на контактодержателе расположен на плоской пружине, соединенной через один из электротеплоизолирующих штоков со свободным концом термобиметаллической пластины, а имеющимся язычком через электротеплоизолирующий шток с регулировочным винтом установленном на жестко закрепленном рычаге [3]
Известные терморегуляторы не обеспечивают отключение электротермического прибора от сети в случае неразмыкания коммутирующих контактов по причине их приваривания или поломки пружины, что ведет к появлению электропожароопасности и полному выходу прибора из строя.

Задачей является создание такого терморегулятора, в котором обеспечивается отключение его от сети в упомянутых аварийных ситуациях.

Задача решается тем, что известный регулятор температуры, содержащий консольно закрепленную термобиметаллическую пластину и коммутирующие контакты, один из которых неподвижен, а другой на контактодержателе расположен на плоской пружине, соединенной через один из электротеплоизолирующих штоков свободным концом термобиметаллической пластины, а имеющимся язычком через другой электротеплоизолирующий шток с регулировочным винтом, установленном на жестко закрепленном рычаге, дополнительно снабжен постоянно замкнутыми контактами, включенными в цепь последовательно с коммутирующими контактами и поджатыми электротеплоизолирующим штоком, опирающимся на плавкую вставку, контактирующую с термочувствительной биметаллической пластиной.

Целесообразно геометрические оси электротеплоизолирующего штока и постоянно замкнутых контактов сместить относительно друг друга.

Смещение осей электротеплоизолирующего штока и постоянно замкнутых контактов относительно друг друга позволяет получить стабильное контактное давление с достаточной упругой силой поджатия при минимальном подъеме электротеплоизолирующего штока и возможных линейных отклонениях величины подъема, связанных с погрешностью изготовления деталей и длительной работы терморегулятора в условиях повышенной температуры.

В случае возникновения предельно заданной температуры на термочувствительной биметаллической пластине, постоянно замкнутые контакты размыкаются, разрывая электрическую цепь.

На фиг. 1 изображен описываемый регулятор, общий вид; на фиг. 2 сечение по плоскости A-A фиг. 1.

Он имеет корпус 1, на котором консольно закреплен термочувствительный элемент 2, представляющий собой биметаллическую пластину, контактирующую поверхностью Б с нагреваемой рабочей поверхностью электротермического прибора. С помощью электротеплоизолирующего штока 3 пластина 2 соединена с плоской пружиной 4, несущей заневоленный пружинящий контактодержатель 5 с контактом 6. Плоская пружина 4 язычком 7 через электротеплоизолирующий шток 8 соединена с регулировочным винтом 9, установленном в рычаге 10, жестко закрепленном на корпусе 1. На корпусе 1 закреплен неподвижный контакт 11. Контакты 6 и 11 являются коммутирующими и включаются в электрическую цепь последовательно с дополнительными постоянно замкнутыми контактами 12 и 13, в которых контактное давление создается установкой электротеплоизолирующего штока 14, опирающегося через плоскую шайбу 15 на плавкую вставку 16, расположенную в корпусе 1 на термочувствительной биметаллической пластине 2, что позволяет срабатывать плавкой вставке 15 с большой точностью на заданной температуре. Для создания стабильного подпружиненного контактного давления в течение длительного времени работы терморегулятора и компенсации линейных отклонений в деталях геометрические оси штока 14 и контактов 12 и 13 смещены относительно друг друга на величину В (фиг. 2).

Регулятор работает следующим образом. В одном из крайних положений (например, ввернутом в рычаге 10) регулировочного винта 9 регулятор находится в отключенном состоянии и контакты 6 и 11 разомкнуты под действием упругих сил заневоленного пружинящего контактодержателя 5 и плоской пружины 4, находящейся с одной стороны под действием через электротеплоизолирующий шток 8 регулировочного винта 9, с другой стороны биметаллической пластины 2.

При установлении (например, вывертывании из рычага 10) регулировочного винта 9 в определенное положение, соответствующее определенной температуре, распор между язычком 7 плоской пружины 4 и рычагом 10 снимается. Контакт 6 замыкается с неподвижным контактом 11 и замыкает электрическую цепь нагревателя электротермического прибора через постоянно замкнутые контакты 12 и 13.

Биметаллическая пластина 2, контактирующая поверхность Б с нагреваемой рабочей поверхностью электротермического прибора, под действием тепла нагревателя прибора изгибается и через электротеплоизолирующий шток 3 воздействует на плоскую пружину 4, которая передает усилие на заневоленный контактодержатель 5. При достижении определенной заданной температуры и соответственно равновесного состояния заневоленного контактодержателя 5 последний опрокидывается и контакты 6 и 11 размыкаются, отключая нагреватель электротермического прибора.

Через определенный промежуток времени биметаллическая пластина 2, остывая выпрямляется, контакты 6 и 11 замыкаются. При нормальной работе цикл многократно повторяется.

При дальнейшем вращении регулировочного винта 9 (в сторону увеличения температуры) продолжительность включения контактов 6 и 11 увеличивается.

В случае нарушения режима работы из-за неразмыкания коммутирующих контактов 6 и 11 температура рабочей поверхности прибора и, следовательно, термочувствительного элемента 2, находящегося в непосредственном контакте с рабочей поверхностью прибора, повышается, и при предельно заданной температуре, определяемой температурой плавления материала плавкой вставки 16, последняя расплавляется, электротеплоизолирующий шток 14 под действием упругих сил контакта 13 вместе с шайбой 15 быстро перемещается вниз, устраняя контактное давление, и контакты 12 и 13 размыкаются, разрывая электрическую цепь, в которую включен регулятор температуры и нагревательный элемент электротермического прибора.

Регулятор температуры используется в электротермических приборах как терморегулирующее биметаллическое устройство для поддержания заданного температурного режима. Регулятор температуры содержит чувствительный элемент, выполненный в виде биметаллической пластины, плоскую пружину, несущую заневоленный пружинящий контактодержатель с контактом, рычаг с регулировочным винтом, неподвижный контакт. Подвижный контакт, расположенный на плоской пружине, и неподвижный контакт образуют коммутирующие контакты. Кроме того, регулятор температуры имеет включенные последовательно с коммутирующими контактами дополнительные постоянно замкнутые контакты, поджатые электротеплоизолирующим штоком, который опирается на плавкую вставку, контактирующую с термочувствительной биметаллической пластиной. С целью исключения влияния погрешностей изготовления электротеплоизолирующего штока и плавкой вставки на стабильность контактного давления в постоянно замкнутых контактах, геометрические оси постоянно замкнутых контактов и электротеплоизолирующего штока смещены друг относительно друга. Регулятор температуры обеспечивает отключение электротермического прибора от сети в случае неразмыкания коммутирующих контактов из-за их приваривания или поломки пружины контактодержателя благодаря расплавлению плавкой вставки на предельно заданной температуре. Таким образом исключается появление электропожароопасности и полный выход из строя электротермического прибора в упомянутых аварийных ситуациях, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Регулятор температуры, содержащий консольно закрепленную термобиметаллическую пластину и коммутирующие контакты, один из которых неподвижен, а другой на контактодержателе расположен на плоской пружине, соединенной через один из электротеплоизолирующих штоков со свободным концом термобиметаллической пластины, а имеющимся язычком через другой электротеплоизолирующий шток с регулировочным винтом, установленным на жестко закрепленном рычаге, отличающийся тем, что в него дополнительно введены включенные последовательно с коммутирующими контактами постоянно замкнутые контакты, поджатые электротеплоизолирующим штоком, опирающимся на плавкую вставку, контактирующую с термочувствительной биметаллической пластиной. 2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что геометрические оси электротеплоизолирующего штока и постоянно замкнутых контактов смещены относительно одна другой.