Настоящее изобретение относится к пьезоэлектрическому запальному механизму газовых зажигалок, горелок газовой плиты, уличных газовых грилей и т.п., содержащих устройство, которое позволяет выборочно предотвращать образование искрового разряда пьезоэлектрическим запальным механизмом для того, чтобы воспрепятствовать нежелательному пользованию зажигалкой маленькими детьми.
В последнее время особое внимание было направлено на предупреждение свободного пользования зажигалками для сигарет лицами, которые, как правило, не способны оценить потенциальную опасность огня. Такая опасность включает потенциальную возможность возгорания непосредственно самого пользователя или возгорания окружающей обстановки или отдельных предметов. Лица, замеченные в совершении таких поступков, - это маленькие дети в возрасте моложе пяти лет.
Как известно, пьезоэлектрические механизмы обычно состоят из телескопического узла, содержащего верхний элемент и нижний элемент, которые можно перемещать друг относительно друга. Наружный и внутренний элементы обычно удерживают на предварительно установленном расстоянии друг от друга с помощью возвратной пружины. Кристалл или пьезоэлектрический элемент обычно вмонтирован в верхний элемент телескопического узла. Электрический искровой разряд создают бойком или маленьким молоточком (плексором), когда ударяют или по пьезоэлектрическому элементу. Пьезоэлектрический элемент, в свою очередь, расположен между "наковальней" (упором) и "ударной прокладкой", которая реально воспринимает удар плексора. Плексор установлен с возможностью скольжения в осевой полости телескопического узла. В нерабочем положении боек расположен на предварительно определенном расстоянии от прокладки с помощью удерживающего механизма. Ударная пружина обычно расположена между плексором и нижним телескопическим элементом для перемещения плексора к прокладке.
Для образования искрового разряда прикладывают вручную усилие сжатия к телескопическому узлу, вызывая перемещение верхнего и нижнего элемента по направлению друг к другу. Это действие приводит также к сжатию возвратной пружины, которая разделяет верхний и нижний элементы, и одновременно к сжатию ударной пружины для накопления в ней энергии. Вблизи конца сжатия телескопического узла плексор высвобождается от удерживающего механизма, и сжатая ударная пружина толкает плексор к прокладке, высвобождая ударную энергию для генерирования электрического потенциала в пьезоэлектрическом элементе. Упомянутый потенциал передается через другие токопроводящие элементы зажигалки для сигарет, которые образуют электрическую цепь. В этой цепи имеется открытый зазор, расположенный около клапана, через который выпускается топливо из источника подачи топлива. Упомянутый потенциал создает искровой разряд в зазоре, который воспламеняет выпущенное топливо для образования пламени. Пример такого пьезоэлектрического механизма описан в патенте США 5262697 под названием "Пьезоэлектрический механизм для газовых зажигалок". Сущность патента 5262697 включена в настоящую заявку путем ссылки.
Желательно повысить сложность включения зажигалки, чтобы ограничить возможность маленьким детям младше пяти лет пользоваться такими пьезоэлектрическими зажигалками. С этой целью были предприняты попытки создать "защищенные" от детей пьезоэлектрические зажигалки, описанные в патентной литературе. К числу таких патентов можно отнести патенты США 5145358, 5240408, 4904180, 4859172, 4786248 и 5228849. В каждом из этих раскрытых устройств общим является то, что предотвращают с помощью затвора возможность сжатия телескопического узла при нажатии на кнопку, с помощью которой производят это действие и активизируют пьезоэлектрический механизм, чтобы предотвратить образование искрового разряда. Обычно затвор расположен между кнопкой и стенкой корпуса зажигалки. Этот затвор должен быть совмещен или расположен точно между кнопкой и стенкой корпуса зажигалки для того, чтобы предотвратить нажим кнопки.
Таким образом, сохраняется необходимость в устройстве, с помощью которого можно было бы повысить сложность включения механизма пьезоэлектрической зажигалки и которое не требовало бы точного совмещения затвора для того, чтобы предотвратить образование искрового разряда.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание зажигалки, включение которой составляло бы определенную сложность для лиц, для которых она не предназначена.
Другой задачей изобретения является создание пьезоэлектрического запального механизма, в котором не требуется точное совмещение затвора между кнопкой и корпусом зажигалки, чтобы обеспечить требуемый уровень сложности включения запального механизма.
Другой задачей изобретения является создание зажигалки, содержащей телескопические пьезоэлектрические элементы, между которыми не было бы сколько-нибудь заметного относительного перемещения друг относительно друга, пока не задействован затвор.
Эти и другие задачи могут быть решены при использовании пьезоэлектрического запального механизма, содержащего телескопический узел, включающий первый и второй элементы, возвратную пружину для прижима второго элемента к первому элементу, пьезоэлектрический элемент и его ударную прокладку, расположенные в одном из упомянутых элементов, и плексор, установленный с возможностью перемещения в телескопическом узле и прижимаемый к пьезоэлектрическому элементу ударной пружиной. В нерабочем состоянии плексор расположен в положении контакта с пьезоэлектрическим элементом и его ударной прокладкой так, что, когда прикладывают внешнюю силу к телескопическому узлу, и пьезоэлектрический элемент, и плексор перемещаются вместе, в результате чего плексор не ударяет по пьезоэлектрическому элементу и его ударной прокладке.
Пьезоэлектрический запальный механизм далее содержит затвор, который вводит в действие пользователь, чтобы отвести плексор на предварительно определенное расстояние от ударной прокладки так, чтобы когда прикладывают внешнюю силу, большую порогового значения, к телескопическому узлу, плексор ударяет по ударной прокладке для возбуждения пьезоэлектрического элемента, вызывая тем самым образование искрового разряда.
На чертежах:
на фиг. 1 показан вид спереди пьезоэлектрического запального механизма, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, в нерабочем состоянии, размещенного в устройстве газовой зажигалки;
на фиг. 2 - частичное продольное сечение пьезоэлектрического запального механизма, представленного на фиг.1;
на фиг. 3 - вид спереди внутреннего телескопического элемента пьезоэлектрического запального механизма, показанного на фиг. 1;
на фиг. 4 - вид спереди плексора;
на фиг. 5 - вид сбоку плексора;
на фиг. 6 - вид спереди наружного телескопического элемента пьезоэлектрического запального механизма, показанного на фиг. 1;
на фиг. 7 - вид спереди пьезоэлектрического запального механизма в сжатом положении, когда затвор не задействован;
на фиг. 8 - вид спереди пьезоэлектрического запального механизма, сходный с представленным на фиг. 1, но с введенным в действие затвором;
на фиг. 9 - вид спереди пьезоэлектрического механизма, представленного на фиг. 8, в положении частичного сжатия;
на фиг. 10 - вид спереди пьезоэлектрического механизма, представленного на фиг. 8, в положении полного сжатия перед тем, как плексор ударит по ударной прокладке;
на фиг. 11 - вид спереди пьезоэлектрического механизма, представленного на фиг. 8, в положении полного сжатия после того, как плексор ударил по ударной прокладке;
на фиг. 12 - вид сверху альтернативного варианта исполнения затвора.
На чертежах одинаковыми позициями обозначены одинаковые части. Пьезоэлектрический запальный механизм 10 (см. фиг. 1) зажигалки, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, содержит наружный телескопический элемент 12 и внутренний телескопический элемент 14. В отличие от телескопического узла, известного ранее в данной области и описанного выше, например, в патенте 5262697, в настоящем изобретении имеется по существу малое или отсутствует вовсе пространство или зазор, обозначенный стрелкой X, между двумя телескопическими элементами в нерабочем состоянии или нормальном состоянии. Возвратной пружиной 16, расположенной под наружным элементом 12, прижимают два телескопических элемента друг к другу. Пьезоэлектрический механизм 10 расположен в камере 20 в корпусе зажигалки и изолирован от источника топлива, например сжатого углеводородного газа.
Пьезоэлектрический механизм 10 (см. фиг. 2) содержит упор 22, пьезоэлектрический элемент 24 и ударную прокладку 26. Плексор 28, показанный пунктирными линиями на фиг. 2, а также на фиг. 4 и 5, размещен с возможностью перемещения вдоль направляющих внутри телескопического элемента 14 и вблизи ударной прокладки 26. Плексор 28 прижат к ударной прокладке 26 ударной пружиной 30. Пружина 30 также расположена во внутреннем элементе 14 и опирается одним концом на нижний элемент 32 наружного элемента 12.
Плексор 28 снабжен двумя выступами 34, расположенными с противоположных его сторон. Выступы 34 введены в продольные пазы 36, которые ограничены противоположными сторонами внутреннего элемента 14 (см. фиг. 3). Продольные пазы 36 служат направляющими для перемещения плексора 28, ограничивающими его перемещение в продольном направлении. Каждый продольный паз 36 также содержит удерживающую выемку 38, действие которой будет описано ниже. В нерабочем положении, показанном на фиг. 1, выступы 34 расположены около или вблизи верхнего конца пазов 36.
Выступам 34 придана такая форма и такие размеры, чтобы они выступали из пазов 36 и проходили в проемы 40, выполненные в противоположных стенках наружного элемента 12 (см. фиг. 1, 2 и особенно фиг. 6). Проемы 40 также имеют верхнюю наклонную поверхность 42 и нижнюю наклонную поверхность 44.
Из нерабочего положения или нормального положения, если к кнопке 46 прикладывают внешнюю силу F, то наружный и внутренний телескопические элементы одновременно отжимаются вниз, как показано на фиг. 1 и 7. Так как элементы 12 и 14 контактируют между собой, между самими элементами 12 и 14 не может быть никакого относительного движения. Возвратную пружину 16 также сжимают, в результате чего, когда силу F снимают, пружина 16 выталкивает телескопический узел вверх, возвращая в положение, показанное на фиг. 1. Далее, так как пьезоэлектрический элемент 24 и ударная прокладка 26 размещены во внутреннем телескопическом элементе 14 и плексор прижат к ударной прокладке 26, также не может произойти относительное движение между плексором 28 и ударной прокладкой 26, и ударная пружина 30 остается несжатой. Таким образом, не может быть генерирована ударная сила между упомянутым плексором и ударной прокладкой и не образуется искровой разряд. Эта особенность настоящего изобретения позволяет лицу, для которого не предназначена зажигалка, производить перемещение кнопки 46, но не дает возможность образовывать искровой разряд.
Для того чтобы образовать искровой разряд, лицо, для которого предназначена зажигалка, прежде всего отводит плексор 28 от ударной прокладки 26 до того, как приложить внешнюю силу F. Как показано на фиг. 8, это можно выполнить вручную путем перемещения плексора 28 вниз и удерживания его на предварительно определенном расстоянии от пьезоэлектрического элемента. Когда затвор 50, который расположен около кнопки 46, отжимают вниз, он входит в контакт с выступом 52 наружного телескопического элемента 12 и отжимает элемент 12 вниз, в результате чего частично сжимается возвратная пружина 16 и ударная пружина 30 (см. фиг. 8). Когда наружный телескопический элемент 12 отводят вниз, наклонные поверхности 42 проемов 40 толкают выступы 34 вниз вдоль продольных пазов 36. Когда наклонные поверхности 42 совмещаются с удерживающими пазами 38, ударная пружина 30 упруго прижимает выступы 34 к наклонным поверхностям 42 и вводит выступы 34 в удерживающие выемки 38, таким образом удерживая плексор 28 в положении, при котором он удален от ударной прокладки 26. Смещение выступов 34 показано стрелкой "А" на фиг. 8. В этот момент верхний край плексора 28 расположен на предварительно определенном расстоянии X' от ударной прокладки 26.
Когда пьезоэлектрический механизм находится в этом положении (см. фиг. 8 и 9) и прикладывают внешнюю силу F к кнопке 46, внутренний телескопический элемент 14 опускается вниз. Так как теперь имеется зазор между элементами 12 и 14, то внутренний элемент 14 опускается вниз в наружный элемент 12 и нажимает на плексор 28, который удерживается в выемках 38 внутреннего элемента 14, далее перемещая вниз и сжимая ударную пружину 30 до тех пор, пока выступы 34 не достигнут наклонных поверхностей 44 проемов 40 наружного телескопического элемента 12. Выступы 34 затем перемещаются вдоль наклонных поверхностей 44 в общем в направлении вниз, как показано стрелкой "В", и ударная пружина продолжает далее сжиматься, как показано на фиг. 9 и 10. По мере того, как выступы 34 скользят по поверхностям 44, они выходят из удерживающих выемок 38 и вновь совмещаются с продольными пазами 36, как показано стрелкой "С" на фиг. 10. В этот момент ударная пружина 30 оказывается полностью сжатой. После того, как выступы 34 освобождаются из выемок 38, сжатая ударная пружина 30 толкает плексор 28 вверх вдоль продольных пазов 36 так, чтобы он ударил по ударной прокладке 26 и чтобы пьезоэлектрический элемент 24 образовал искровой разряд (см. фиг. 11). Когда силу F снимают, возвратная пружина 16 выталкивает весь пьезоэлектрический механизм 10, включая затвор 50, вверх до положения, соответствующего нерабочему положению (см. фиг. 1).
Затвору 50 может быть придана любая форма, при которой с его помощью можно отводить наружный телескопический элемент 12 от внутреннего телескопического элемента 14 и плексор 28 - от ударной прокладки 26. Затвор 50 может быть изготовлен и любого материала так, чтобы он обладал достаточной жесткостью, чтобы отводить телескопические элементы друг от друга. Как показано, затвор 50 снабжен пальцем 54 для включения и продолговатым телом 56. Затвор размещен с возможностью скольжения в канале 60, часть которого показана на фиг. 8, выполненном в кнопке 46, вверх и вниз в его продольном направлении. Канал 60 может быть также выполнен в корпусе зажигалки или в стенке камеры 20. Затвор 50 может быть также расположен в пространстве между кнопкой 46 и наружной стенкой 62 корпуса зажигалки. Как было указано выше, после того, как затвор 50 был опущен вниз, он возвращается в свое нерабочее положение или обычное положение, когда возвратная пружина 16 возвращает наружный элемент 12 и, следовательно, выступ 52 в их нерабочее положение после выполнения зажигания. Другой вариант исполнения затвора 50 показан на фиг. 12, где верх затвора 50 расположен вблизи того же уровня, что и верх кнопки. Кроме того, затвор 50 может быть также упруго прижат так, чтобы он автоматически возвращался в его нерабочее положение, после того как плексор отведен от ударной прокладки.
После того как плексор 28 (см. фиг. 1, 2 и 8) ударил по ударной прокладке 26 и пьезоэлектрическому элементу 24, создается разность электрических потенциалов в пьезоэлектрическом элементе 24. Пьезоэлектрический элемент 24 составляет один из элементов электрической цепи, содержащей первый электрод 64, упор 22, пьезоэлектрический элемент 24, ударную прокладку 26, клин 66, переключатель клапана 68, клапанную систему 70 и второй электрод 72. Таким образом, разность потенциалов в пьезоэлектрическом элементе 24 передается по этой цепи и создает по существу такую же разность потенциалов между первым электродом 64 и вторым электродом 72. Эта разность потенциалов достаточна для образования искрового разряда в воздушном зазоре между двумя электродами. Другими словами, два электрода действуют так же, как конденсатор с воздушным диэлектриком, расположенным между ними. Любой электропроводящий материал может быть использован для того, чтобы изготовить компоненты этой цепи. Специалист в этой области может выбрать подходящие материалы для различных компонентов этой цепи.
Когда нажимают на кнопку 46, чтобы получить искровой разряд, клин 66 также перемещается вниз и действует на переключатель 68 клапана. Переключатель 68 клапана установлен с возможностью поворота так, что когда клином 66 нажимают на один конец переключателя вниз, другой конец поднимается вверх, таким образом поднимая клапанную систему 70 для того, чтобы осуществить подачу газа. Выпущенный газ затем воспламеняется от искрового разряда, образованного между электродами 64 и 72.
Клапанной системой 70 контролируют подачу топлива от источника топлива. В предпочтительном варианте исполнения (как показано в общем на фиг. 1) в качестве источника топлива используют сжатый газ, и клапанная система 70 обычно представляет собой нормально открытый клапан, закрываемый под действием силы давления, создаваемой пружинным элементом 74. В этом варианте исполнения переключатель 68 клапана действует на клапанную систему 70 так, чтобы поднять шток клапана 76 вверх, чтобы выпустить сжатый углеводородный газ.
В другом варианте исполнения может быть использован нормально закрытый клапан, закрываемый промежуточной пружиной с переключателем клапана, которым создают направленное вверх давление на клапанную систему 70 для открывания клапана.
Чтобы включить зажигалку, пользователь должен прежде всего отжать затвор 50 так, чтобы отвести телескопический элемент 14 от телескопического элемента 12 и одновременно отвести плексор 28 от пьезоэлектрического элемента 24 и ударной прокладки 26. Затем пользователь нажимает на кнопку 46, что заставляет клин 66 взаимодействовать с переключателем 68 клапана, чтобы поднять стержень 76 клапана для высвобождения потока горючего газа. Нажатие на кнопку 46 также ведет к высвобождению плексора 28 удерживающим механизмом, таким образом предоставляя возможность сжатой пружине 30 толкнуть плексор 28 к ударной прокладке 26 и понудить пьезоэлектрический элемент 24 к созданию искрового разряда для воспламенения выпущенного топлива для получения пламени. Для гашения пламени пользователь просто должен отпустить кнопку 46, таким образом высвобождая переключатель 68 клапана и предоставляя возможность пружине 74 закрыть клапанную систему 70. Пружина 16 возвращает пьезоэлектрический запальный механизм 10 в его нерабочее или нормальное положение, как показано на фиг. 11.
Пьезоэлектрический запальный механизм согласно настоящему изобретению может также быть использован на газовых плитах, работающих на природном газе, на уличных газовых грилях или сходных устройствах для предотвращения нежелательного использования.
Хотя выше были приведены различные описания настоящего изобретения, понятно, что различные особенности настоящего изобретения могут быть использованы отдельно или в любом их сочетании. Таким образом, настоящее изобретение не должно быть ограничено только предпочтительными вариантами исполнения, описанными в заявке.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БЫТОВАЯ ЗАЖИГАЛКА | 1998 |
|
RU2213909C2 |
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЗАЖИГАЛКА | 2000 |
|
RU2230990C2 |
ЗАЖИГАЛКА, ЗАЩИЩЕННАЯ ОТ ДЕТЕЙ | 1998 |
|
RU2215240C2 |
ЗАЖИГАЛКА С КОЛЬЦЕВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ (ВАРИАНТЫ) | 1997 |
|
RU2175742C2 |
ЗАЖИГАЛКА, БЕЗОПАСНАЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ | 1999 |
|
RU2238476C2 |
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ЗАЖИГАНИЯ | 2003 |
|
RU2288409C2 |
ЗАЖИГАЛКА С ЗАЩИТОЙ ОТ ДЕТЕЙ, ИМЕЮЩАЯ ГИБКУЮ ЗАЩЕЛКУ (ВАРИАНТЫ) | 2002 |
|
RU2295093C2 |
МНОГОРЕЖИМНАЯ ЗАЖИГАЛКА | 2001 |
|
RU2256125C2 |
БЫТОВАЯ ЗАЖИГАЛКА (ВАРИАНТЫ) | 2000 |
|
RU2244219C2 |
ЗАЖИГАЛКА, ЗАЩИЩЁННАЯ ОТ ДЕТЕЙ | 1998 |
|
RU2208740C2 |
Изобретение относится к пьезоэлектрическому запальному механизму газовых зажигалок, горелок и т.п. Пьезоэлектрический механизм при обычном нажиме не создает искрового разряда, если сначала не ввести в действие затвор. При нажатии кнопки после введения в действие затвора плексор высвобождается для того, чтобы ударить по пьезоэлектрической системе для генерирования искрового разряда. Технический результат: повышение сложности включения механизма зажигалки, не требующее точного совмещения затвора между кнопкой и корпусом зажигалки. 4 с. и 29 з.п. ф-лы, 12 ил.
ЗАЖИГАЛКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА | 0 |
|
SU297211A1 |
Пьезоэлектрический воспламенитель | 1979 |
|
SU817401A2 |
US 3449637, 10.06.1969 | |||
US 3428408, 08.02.1969 | |||
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СРЕДСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАСТЕНИЙ | 2003 |
|
RU2254729C1 |
СПОСОБ РАДИАЛЬНОЙ КОВКИ КОРОТКОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК | 2016 |
|
RU2650654C1 |
Авторы
Даты
2003-02-27—Публикация
1998-11-02—Подача