БЕССТУПЕНЧАТЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ Российский патент 2001 года по МПК H01H37/54 H01H37/52 H01H37/32 

Изобретение относится к терморегулирующим биметаллическим устройствам, предназначенным для ограничения заданного температурного режима в электронагревательных приборах, и может быть использовано в стационарных и переносных электроплитах.

Известны конструкции терморегулирующих устройств и термовыключателей моментного срабатывания, где основными элементами являются подвижной пружинный контакт и термобиметалл, воздействующий на него (авт.св. N 1767565, H 01 H 37/54, 1992).

Недостатком устройства является его малая чувствительность при установке его в бытовых электроплитах.

Известен терморегулятор, содержащий неподвижный контакт, чувствительный элемент, выполненный в виде пластины из термобиметаллического материала, опорный элемент, выполненный в виде скобы с отверстием, в котором расположен регулировочный механизм в виде винта плавной настройки и упора из изоляционного материала, пластину с язычком, контактодержатель с подвижным контактом, выполненный в виде упругой пластины, соединенной с язычком пластины, причем пластина, опорный элемент, неподвижный контакт и чувствительный элемент консольно закреплены на изоляторе, а свободные концы чувствительного элемента и пластины соединены между собой при помощи детали из изоляционного материала, кроме того, чувствительный элемент и пластина имеют контактные выводы (патент Франции N 2577069, кл. H 01 H 37/20, 1986). Этот патент принят в качестве аналога.

В известном изобретении обеспечены снижение инерционности и повышение чувствительности при использовании в электроплитах. Для этого чувствительный элемент снабжен в средней части спиралью из материала с высоким электрическим сопротивлением, один конец которой соединен с неподвижным контактом, а другой - с выводом чувствительного элемента, опорный элемент снабжен установочным кронштейном, закрепленным на боковых отгибах опорного элемента, и в полке этого кронштейна выполнено отверстие, через которое пропущен винт плавной настройки, кроме того, упор из изоляционного материала установлен на язычке пластины, в упругой пластине контактодержателя выполнен П-образный паз, образующий язычок контактодержателя, он упруго выгнут в сторону неподвижного контакта и пропущен через отверстие, выполненное в язычке пластины, которая пропущена через П-образный паз в упругой пластине контактодержателя. См. патент РФ N 2115971. Этот патент принят в качестве прототипа.

Недостатки:
- при повышении температуры окружающей среды от нагревательных приборов и других излучателей тепла чувствительный элемент нагревается и отключает прибор, не выдерживая заданного температурного режима;
- так как фаза не отключается, то при пробое под напряжением окажется нагревательный прибор, что недопустимо.

Технический результат - повышение надежности, стабильности работы регулятора мощности и его безопасности, достигнут тем, что в известном бесступенчатом регуляторе мощности:
- на опорном элементе закреплен угольник с дополнительной стойкой с изоляторами и контактом, состоящим из неподвижной контакт-детали и подвижной контакт-детали;
- на винте плавной настройки установлен кулачок с упором, взаимодействующий с подвижной контакт-деталью;
- на изоляторе закреплена биметаллическая компенсационная пластина.

На фиг. 1 - регулятор мощности, общий вид, увеличено.

На фиг. 2 - регулятор мощности, вид сверху, увеличено.

Регулятор мощности состоит из изоляторов 1 и 2. На изоляторах консольно закреплены винтом 3 чувствительный элемент 4 в виде пластины из термобиметаллического материала, верхняя пластина 5 с язычком 16, пластина 6 с неподвижной контакт-деталью 7, контакт 8, спираль 23, опорный элемент в виде скобы 9. Верхняя пластина 5 соединена с контактным выводом 10. Чувствительный элемент 4 соединен с контактным выводом 11. Свободный конец чувствительного элемента и конец верхней пластины 5 соединены деталью из изоляционного материала 12. На контактодержателе 13 размещена подвижная контакт-деталь 14. Контактодержатель 13 выполнен в виде упругой пластины с пазом и соединен язычком 15 с концом язычка 16 верхней пластины 5. Язычок 15 расположен в средней части контактодержателя 13. Контактодержатель 13 совместно с верхней пластиной 5 образуют пружинную систему, которая обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контакт-деталей 7,14.

Регулировочный механизм представляет собой винт 17 плавной настройки, упор 18 из изоляционного материала. Винт 17 плавной настройки имеет левую резьбу. Упор 18 установлен на язычке 16 и отрегулирован так, что постоянно взаимодействует с ним. Верхняя пластина 5 пропущена через паз 21 в контактодержателе 13. Свободный конец язычка 16 выполнен с отверстием 22. Язычок 15 контактодержателя 13 пропущен через отверстие 22 в свободном конце язычка 16 верхней пластины 5.

На чувствительный элемент 4 в средней его части намотана спираль 23 из материала с высоким электрическим сопротивлением, например нихрома. Конец 24 спирали 23 соединен с выводом 11. Скоба 9 снабжена установочным кронштейном 26, закрепленным на боковых отгибах 25 скобы 9. Через отверстие 27 в полке 28 кронштейна 26 пропущен винт 17.

На опорном элементе 9 закреплен угольник 19 с изоляторами 20, между которыми закреплена неподвижная контакт-деталь 29 и подвижная контакт-деталь 30. На винте плавной настройки 17 установлен кулачок 31 с выступом 32 и углублением 36. На изоляторах 20 установлена планка 33 с отогнутым концом.

На изоляторе 1 винтом 3 консольно закреплена биметаллическая компенсационная пластина 34 с возможностью прогиба в сторону чувствительного элемента 4. Свободный конец этой пластины совмещен с верхней пластиной 5. Контакт-детали 30, 29 соединены с выводами 37, 35.

Кронштейном 26 регулятор мощности закрепляют на передней панели электрического нагревательного прибора (например, плиты), не показано. К выводам 10, 11, 37, 35 подключают электрическую цепь.

Регулятор мощности работает следующим образом. В исходном состоянии контакт-детали 7, 14, 29, 30 разомкнуты, так как упор 18 винта 17 плавной настройки давит на язычок 16, который передает это усилие на язычок 15 контактодержателя 13. Контактодержатель удерживается в крайнем верхнем положении. В этот момент контакт-деталь 30 находится в углублении 36, контакт-детали 29, 30 разомкнуты, фаза, таким образом, разомкнута. Планка 33 удерживает кулачок 31 за упор 32.

Вращают винт 17 по часовой стрелке, устанавливая необходимую температуру нагрева. Подвижная контакт-деталь 30 при вращении кулачка 31 выходит из углубления 36, контакт-детали 29, 30 замыкаются. Винт 17 выворачивается, давление упора 18 на язычок 16 ослабевает, контактодержатель 13 опускается, контакт-детали 7, 14 замыкаются. Ток протекает через спираль 23, нагревает ее и чувствительный элемент 4.

Под воздействием тепла пластина 4 выгибается, через изолятор 12 прогибает верхнюю пластину 5. Пластина 5 тянет контактодержатель 13, контакт-детали 7, 14 размыкаются.

При повышении температуры окружающей среды от работающих нагревателей на чувствительном элементе 4 возникает дополнительный нежелательный прогиб, который компенсирует компенсационная пластина 34, упираясь свободным концом в верхнюю пластину 5 и также прогибаясь от температуры окружающей среды.

Предлагаемый регулятор мощности позволяет:
- повысить надежность работы (средняя наработка до отказа не менее 6000 час.);
- повысить электробезопасность изделия;
- плавную регулировку мощности;
- повысить стабильность работы при температуре окружающей среды до 150^oC;
- выдерживать диапазон регулируемых мощностей 800-2000 Вт.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к терморегулирующим биметаллическим устройствам, предназначенным для ограничения заданного температурного режима в электронагревательных приборах, и может быть использовано в стационарных и переносных электроплитах. Технический результат от использования данного изобретения состоит в повышении надежности, стабильности работы и электробезопасности бесступенчатых регуляторов мощности. Данный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным регулятором на опорном элементе закреплен угольник с другими дополнительными и другими неподвижной контакт-деталью и подвижной контакт-деталью. На винте плавной настройки установлен кулачок с другим упором, взаимодействующий с упомянутой другой подвижной контакт-деталью. При этом на изоляторе консольно винтом закреплена биметаллическая компенсационная пластина, свободный конец которой упирается в верхнюю пластину регулятора с возможностью прогиба в сторону чувствительного элемента. 2 ил.

Бесступенчатый регулятор мощности, содержащий неподвижную контакт-деталь, чувствительный элемент, выполненный в виде пластины из термобиметаллического материала, опорный элемент, регулировочный механизм, выполненный в виде винта плавной настройки и упора из изоляционного материала, верхнюю пластину, контактодержатель с подвижной контакт-деталью, причем верхняя пластина, опорный элемент, неподвижная контакт-деталь и чувствительный элемент консольно закреплены на изоляторе, а свободные концы чувствительного элемента и верхней пластины соединены между собой при помощи детали из изоляционного материала, кроме того, чувствительный элемент и верхняя пластина имеют контактные выводы, чувствительный элемент снабжен в средней части спиралью из материала с высоким электрическим сопротивлением, опорный элемент снабжен установочным кронштейном, закрепленным на боковых отгибах этого опорного элемента, и в полке этого кронштейна выполнено отверстие, через которое пропущен винт плавной настройки, отличающийся тем, что на опорном элементе закреплен угольник с другими изоляторами с другой неподвижной контакт-деталью и другой подвижный контакт-деталью, на винте плавной настройки установлен кулачок с другим упором с возможностью взаимодействия этого кулачка с другой подвижной контакт-деталью, при этом на изоляторе винтом консольно закреплена биметаллическая компенсационная пластина, свободный конец которой упирается в верхнюю пластину с возможностью прогиба в сторону чувствительного элемента.