ТЕРМОРЕГУЛЯТОР АВАРИЙНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ И ВЫКЛЮЧЕНИЕМ Российский патент 2002 года по МПК G01K5/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении в аварийных устройствах для измерения и регулирования температуры окружающей среды.

Известен терморегулятор по а.с. СССР 1057930 (опубл. 30.11.83 г., бюл. 44), содержащий термобаллон, соединенный капилляром с упругим элементом, связанным через первый шарнирно закрепленный в корпусе рычаг с установленным в нем настроечным винтом, с переключателем контактов, и механизм настройки, выполненный в виде профильного кулачка с осью и двумя параллельными площадками и закрепленный в пазу корпуса с возможностью продольного перемещения и связанный через второй шарнирно закрепленный и расположенный параллельно первому рычаг с упругим элементом.

Терморегулятор по а. с. СССР 1057930 применим только для непрерывного измерения и поддержания заданной температуры окружающей среды, но не может быть использован в системах аварийного срабатывания.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству для измерения температуры окружающей среды является терморегулятор аварийного устройства для измерения и регулирования температуры с принудительным включением по патенту РФ 2130172 (опубл. 10.05.99 г., бюл. 13), содержащий корпус, в котором расположена термосистема, состоящая из термобаллона, капилляра, упругого элемента с упорами, регулировочный винт, переключатель с подвижным контактом и неподвижным контактом. Терморегулятор имеет шкалу на корпусе, пружину, шарнирно закрепленную в корпусе, свободный конец которой давит на контактную пружину микропереключателя с подвижным контактом и неподвижным контактом, и рычаг принудительного включения, шарнирно закрепленный в корпусе, взаимодействующий с пружиной, жестко связанной с корпусом; кроме того, рычаг имеет толкатель, который позволяет возвращать контактную пружину переключателя в рабочее состояние, регулировочный винт имеет возможность перемещения по резьбе гайки, жестко связанной с корпусом, а упоры упругого элемента установлены между регулировочным винтом и пружиной, шарнирно закрепленной в корпусе.

Терморегулятор по патенту РФ 2130172 широко используется в системах аварийного срабатывания. Он обеспечивает автоматическое срабатывание устройства (размыкание электрической цепи) без самовозврата при температуре окружающей среды выше температуры аварийного срабатывания и принудительные включение (замыкание электрической цепи), а также выключение устройства (размыкание электрической цепи) в случае экстренной необходимости на точках ниже температуры аварийного срабатывания, но не обеспечивает автоматическое поддержание температуры окружающей среды на точках ниже температуры аварийного срабатывания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей терморегулятора аварийного устройства путем конструктивного обеспечения автоматического непрерывного измерения и поддержания заданной температуры окружающей среды на точках ниже температуры аварийного срабатывания, а также повышение степени защиты от возникновения аварийной ситуации.

Поставленная цель достигается тем, что переключающий рычаг свободным концом непосредственно воздействует на контактную пружину аварийного выключения и через пружину, имеющую возможность настройки положения относительно друг друга винтом настройки автоматического поддержания заданной температуры путем осевого перемещения в гайке, жестко связанной с пружиной, воздействует на дополнительную контактную пружину микропереключателя, язычок которой упирается в корпус, создавая усилие пружинения в сторону контактной группы микропереключателя, причем подвижный контакт контактной пружины микропереключателя может занимать крайнее нижнее положение только выше точки самовозврата.

На чертеже изображена принципиальная кинематическая схема предлагаемого терморегулятора.

Терморегулятор аварийного устройства для измерения и регулирования температуры с принудительным включением и выключением содержит со шкалой корпус 1, в котором расположена термосистема, состоящая из термобаллона 2, капилляра 3, упругого элемента 4 с упорами, установленными между винтом настройки 5 аварийного выключения, имеющим возможность осевого перемещения в корпусе 1 по резьбе гайки 6, жестко связанной с корпусом 1, и переключающим рычагом 7, жестко связанным с пружиной 8, имеющей возможность настройки положения относительно друг друга винтом настройки 9 автоматического поддержания заданной температуры путем осевого перемещения в гайке 10, жестко связанной с пружиной 8. Одним концом переключающий рычаг 7 шарнирно закреплен в корпусе 1, а другим концом непосредственно воздействует на контактную пружину 11 аварийного выключения и через пружину 8 на контактную пружину 12 микропереключателя, причем упругие язычки контактных пружин 11 и 12 упираются в корпус 1, создавая в обоих случаях усилие пружинения в сторону контактных групп переключателя 13 и микропереключателя 14, имеющих подвижные и неподвижные контакты. Рычаг принудительного включения 15, шарнирно закрепленный в корпусе 1, имеет толкатель включения 16, позволяющий возвращать подвижный контакт 17 из положения ниже точки самовозврата в рабочее состояние контактную группу 13. Подвижный контакт 18 контактной пружины 12 микропереключателя расположен в контактной группе 14 и может занимать крайнее нижнее положение только выше точки самовозврата.

Предлагаемый терморегулятор работает следующим образом.

Термобаллон 2 устанавливают в среду объекта, температуру которого надо контролировать - поддерживать заданную температуру, при этом исключив аварийную ситуацию, когда температура среды может вывести объект полностью из строя. Вращая винт настройки 5 аварийного выключения, настраивают терморегулятор по шкале на корпусе 1 на необходимую температуру аварийного срабатывания Тоткл.₁ контактной пружины 11 аварийного выключения. Вращая винт настройки 9, настраивают терморегулятор на температуру срабатывания Тоткл.₂ контактной пружины 12, соответствующей автоматическому непрерывному измерению и поддержанию заданной температуры контролируемой среды объекта. Температура аварийного срабатывания Тоткл. ₁ по своему значению выше температуры Тоткл.₂ автоматического непрерывного измерения и поддержания заданной температуры контролируемой среды объекта.

При повышении температуры среды до Тоткл.₂ термочувствительная жидкость в термосистеме расширяется, упругий элемент 4 нижним упором перемещает переключающий рычаг 7 и пружину 8 вниз, давит на контактную пружину 12 микропереключателя и размыкает контактную группу 14, отведя подвижный контакт 18 в нижнее положение, выключая нагреватель на объекте. Температура контролируемой среды начинает понижаться, что приводит к сжатию жидкости в термосистеме и возврату подвижного контакта 18 в верхнее положение. Нагреватель включается. В дальнейшем повторяется цикл автоматического непрерывного поддержания заданной температуры контролируемой среды объекта.

В случае аварийной ситуации, когда терморегулятор не выключил нагреватель при температуре Тоткл.₂ (например, произошло "залипание" подвижного контакта 18 в верхнем положении), температура объекта повысится до Тоткл.₁, жидкость расширится в термосистеме и упругий элемент 4 нижним упором дополнительно перемещает переключающий рычаг 7 вниз, давит на контактную пружину 11 аварийного выключения и размыкает контактную группу 13, отведя подвижный контакт 17 от неподвижного в крайнее нижнее положение ниже точки самовозврата, выключая нагреватель.

После устранения аварийной ситуации на объекте и восстановления нормальной температуры контролируемой среды перемещают вверх рычаг принудительного включения 15, толкатель включения 16 замыкает контактную группу 13, возвращая контактную пружину 11 аварийного выключения в исходное рабочее состояние.

В случае необходимости принудительного выключения нагревателя объекта вращают винт настройки 5, чтобы он занял крайнее нижнее положение. Упругий элемент 4 перемещает вниз переключающий рычаг 7 и через контактную пружину 11 размыкает контактную группу 13, которую вновь можно привести в рабочее состояние рычагом 15 после установки винта настройки 5 в исходное положение.

Таким образом, терморегулятор выполняет следующие функции: непрерывно измеряет и поддерживает заданную температуру окружающей среды, автоматически выключает электронагреватель без самовозврата в аварийной ситуации и принудительно его включает после устранения аварийной ситуации, а также принудительно выключает электронагреватель в случае необходимости. При этом значительно выше степень предотвращения аварийной ситуации на объектах в сравнении с прототипом, так как он имеет две электрические цепи, выключающие нагреватель.

На данный момент на Орловском ЗАО "ОРЛЭКС" идет разработка технической документации для серийного производства предлагаемого терморегулятора аварийного устройства для измерения и регулирования температуры.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении в аварийных устройствах для измерения и регулирования температуры окружающей среды. Технический результат выражается в расширении функциональных возможностей терморегулятора аварийного устройства путем конструктивного обеспечения автоматического непрерывного измерения и поддержания заданной температуры окружающей среды на точках ниже температуры аварийного срабатывания, а также повышении степени защиты от возникновения аварийной ситуации. Переключающий рычаг свободным концом непосредственно воздействует на контактную пружину аварийного выключения и через пружину, имеющую возможность настройки положения относительно друг друга винтом настройки автоматического поддержания заданной температуры путем осевого перемещения в гайке, жестко связанной с пружиной, воздействует на дополнительную контактную пружину микропереключателя, язычок которой упирается в корпус, создавая усилие пружинения в сторону контактной группы микропереключателя, причем подвижный контакт контактной пружины микропереключателя может занимать крайнее нижнее положение только выше точки самовозврата. 1 ил.

Терморегулятор аварийного устройства для измерения и регулирования температуры с принудительным включением и выключением, содержащий со шкалой корпус, в котором расположена термосистема, состоящая из термобаллона, капилляра, упругого элемента с упорами, установленными между винтам настройки аварийного выключения, имеющим возможность осевого перемещения в корпусе по резьбе гайки, жестко связанной с корпусом и переключающим рычагом, жестко связанным с пружиной и шарнирно закрепленным в корпусе, рычаг принудительного включения, шарнирно закрепленный в корпусе, имеющий толкатель включения возвращающий в рабочее состояние из положения ниже точки самовозврата подвижный контакт контактной пружины аварийного выключения, упругий язычок которой упирается в корпус, создавая усилие пружинения в сторону контактной группы переключателя, имеющего подвижный и неподвижный контакты, отличающийся тем, что переключающий рычаг свободным концом непосредственно воздействует на контактную пружину аварийного выключения и через пружину, имеющую возможность настройки положения относительно друг друга винтом настройки автоматического поддержания заданной температуры путем осевого перемещения в гайке, жестко связанной с пружиной, воздействует на дополнительную контактную пружину микропереключателя, язычок которой упирается в корпус, создавая усилие пружинения в сторону контактной группы микропереключателя, причем подвижный контакт контактной пружины микропереключателя может занимать крайнее нижнее положение только выше точки самовозврата.