Терморегулятор Советский патент 1992 года по МПК G05D23/00 

Изобретение относится к регуляторам температуры, например, в теплицах, может быть использовано в различных устройствах для регулирования температуры в пределах заданного интервала.

Известны регуляторы температуры в теплицах, включающие термочувствительный элемент в виде биметаллической пластины, связанной в фрамугой и рамой,

К недостаткам такого регулятора темпе- ратуры относится низкая надежность биметаллической пластины, невозможность регулирования температуры в строго заданных пределах при изменении значения температур задаваемого интервала.

Наиболее близок терморегулятор, содержащий корпус, в котором размещены термочувствительный элемент в виде изогнутого стержня из материала с термомеханической памятью формы, неподвижный конец кото- рого связан с корпусом, исполнительный механизм с неподвижным и подпружиненным подвижным контактами, прерыватель и регулировочный механизм задания температурного интервала с ограничителем хода пре- рывателл, а также мартенситный привод, активный термочувствительный элемент которого электрически связан с неподвижным и подпружиненным подвижным контактами.

Недостатки этого терморегупятора - необходимость выполнения термочувствительного элемента из материала, который имеет температуры мартенситных превращений, близкий к температурам задаваемо- го интервала, что значительно снижает универсальность регулятора. Цель изобретения - расширение области применения терморегулятора.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый терморегулятор, содержащий корпус, в котором размещены термочувствительный элемент в виде изогнутого

стержня из материала с термомеханической памятью формы, неподвижный конец которого связан с корпусом, исполнительный механизм с неподвижным и подпружи- ненным подвижным контактами, прерыватель и регулировочный механизм задания температурного интервала с ограничителем хода прерывателя, а также мартенситный привод, термочувствительный активный элемент которого электрически связан с неподвижным и подпружиненным подвижным контактом, согласно изобретению дополнительно снабжен трансформатором, первичная обмотка которого подключена к источнику питания и последовательно соединена с первым и вторым концевыми включателями, причем размыкатель первого концевого выключателя выполнен в виде пластины из материала с термомеханической памятью формы, скрепленной одним концом с активным термочувствительным элементом мартенситного привода, а замыкатель второго концевого выключателя - в виде подпружиненной пластины, прикрепленной одним концом к подпружиненному контакту. При этом неподвижный контакт соединен с активным термочувствительным элементом мартенситного привода через вторичную обмотку, регулировочный механизм задания температурного интервала выполнен в виде механизма задания температурного интервала выполнен в виде механизма задания нижней границы температурного интервала с ограничителем хода прерывателя, снабженного упором подвижного конца изогнутого стержня, и механизма задания верхней границы температурного интервала, связанного с подпружиненным подвижным контактом и снабженного направляющей ограничителя хода прерывателя.

Другое отличие состоит в том, что механизмы задания верхней и нижней границы

температурного интервала выполнены в виде первой и второй винтовых пар соответственно. При этом винт первой винтовой пары связан с подпружиненным подвижным контактом через направляющую рамку, а гайка связана с настроечным элементом и указателем верхней границы температурного интервала ограничителем хода прерывателя, установленным на винте второй винтовой пары и связанным с указателем границ нижней границы температурного интервала.

Кроме того, указатели границ заданного температурного интервала выполнены в виде стрелок, одни концы которых имеют продольные прорези под пальцы, закрепленные соответственно на винте первой винтовой пары и в ограничителе хода прерывателя.

Следующее отличие состоит в том, что активный термочувствительный элемент мартенситного привода и скрепленная с ним пластина выполнены из материала с одинаковой температурой мартенситных превращений, а изогнутый стержень выполнен из материала с термочувствительным интервалом мартенситных превращений, перекрывающим заданный температурный интервал.

Кроме того, корпус разделен на секции, одна из которых герметично закрыта и в ней размещены неподвижный и подпружиненный подвижный контакты, а другая выполнена в виде рамы, в которой расположен изогнутый стержень.

На фиг.1 изображена общая схема терморегулятора; на фиг.2 изображены указатели верхней и нижней границ задаваемого температурного интервала. .

Терморегулятор состоит из термореле, размещенного в корпусе 1, привода с активным термочувствительным элементом 2, трансформатора 3, первого и второго концевых включателей 4 и 5, замыкателя б, жестко связанного одним концом с термочувствительным элементом 2 привода, а другим упирающегося в первый концевой выключатель 4, выключателя 7 и сигнальной лампочки 8. В корпусе 1 термореле размещены термочувствительный элемент 9 с возможностью изменять свои продольные размеры и одним концом упирающейся в неподвижную опору 10, а другим - в упор 11 прерывателя 12, имеющего пружину 13, исполнительный механизм с неподвижным горизонтальным 14 и подвижным вертикальным 15 контактами, регулировочный элемент нижней границы задаваемого температурного интервала, выполненный в виде винта 16 с ручкой 17 настроечного элемента, гайки 18 с ограничителем хода прерывателя 19, скользящим по направляющей 20 и имеющим палец 21, входящий в продольную прорезь 22 стрелки 23, установленной на оси 24, закрепленной на корпусе 1, регулирующий механизм верхней грани- 5 цы интервала температур, выполненный в виде настроечного элемента с гайкой 26, винта 25, пружины 27, направляющих 20 и 28, пальца 29. закрепленного на винте 25 и входящего в продольную прорезь 30 стрел0 ки 31, установленной на оси 24, и шкалы 32. При этом винт 25 связан с рамкой 33 подвижного контакта 15, на котором закреплена подпружиненная пластина 35, упирающаяся свободным концом в конце5 вой выключатель 5, Подвижный вертикальный контакт 15 снабжен пружиной 34 и в исходном состоянии прижат к прерывателю 12. Концевой выключатель 4 в исходном состоянии имеет нормально замкнутые кон0 такты, а концевой выключатель 5 - . разомкнутые контакты. Корпус 1 может быть разделен на две секции неподвижной опорой 10. При этом подвижный и неподвижный контакты размещаются в герметично

5 закрытой секции, а термочувствительный элемент 9 с пружиной 13 прерывателя 12 - в открытой секции.

Терморегулятор работает следующим образом. Вращением ручки регулировочного

0 элемента 26 устанавливают верхнюю границу задаваемой температуры в теплице. При этом винт 25, увлекая за собой рамку 33 подвижного контакта 15, посредством пальца 29, входящего в продольную прорезь 30

5 стрелки 31, проворачивает стрелку 31 до установки ее указателя против заданного значения температуры на шкале (не показана). Вращением ручки регулировочного элемента 17 устанавливают нижнюю границу

0 задаваемой температуры в теплице. При этом винт 16 через палец 21 воздействуют на стрелку 23, вращая ее вокруг оси 24 до установки указателя стрелки 23 против заданного значения температуры на шкале.

5 Затем выключателем 7 регулятор подключают к источнику питания.

При повышении температуры в теплице термочувствительный элемент 9 начинает нагреваться, изменяя свою форму синхрон0 но изменению температуры, и перемещает прерыватель 12, сжимая пружину 13. При достижении температуры в теплице, равной верхней границе температуры, прерыватель 12 выскальзывает из-под подвижного кон5 такта 15, который под действием пружины 34 прижимается к неподвижному контакту 14, и пластинка 35, отойдя от концевого выключателя 5, замыкает контакты и подключает тем самым первичную обмотку трансформатора 3 к источнику питания,

включив также сигнальную лампочку 8, указанную на включение цепи. Термочувствительный элемент 2 привода начинает нагреваться под действием электрического тока, открывая фрамугу теплицы (не показано). При этом также происходит нагрев замыкателя 6 от тепла термочувствительного элемента 2. После достижения температуры обратного мартенситного перехода замыкатель б упирается в концевой выключатель 4 и размыкает его контакты, разрывая при этом электрическую цепь. После охлаждения замыкателя 6 до температуры ниже начала обратного мартенситного перехода он отходит от концевого выключателя 4, замыкает его контакты, вновь включив электрическую цепь. Далее цикл повторяется. При этом не происходит перегрева термочувствительного элемента 2 привода и из-за тепловой энергии последнего не успевает закрыться фрамуга.

При охлаждении воздуха в теплице замыкатель 9 вспоминает свою холодную форму и под действием пружины 13 перемещает прерыватель 12, который, упираясь в подвижный контакт 15, также перемещает последний вплоть до упора в ограничитель хода прерывателя 19 регулировочного механизма нижней границы заданной температуры и, не имея возможности дальнейшего перемещения подвижного контакта 15, размыкает контакты концевого выключателя 5, а подвижный контакт 15 под действием пружины 27 возвращается в первоначальное положение. При этом термочувствительный элемент 2, охлаждаясь, закрывает фрамугу теплицы.

Далее, при повышении температуры в теплице до верхней границы заданной температуры, цикл повторяется.

Формула изобретения 1. Терморегулятор, содержащий корпус, в котором размещены термочувствительный элемент, изготовленный в виде изогнутого стержня из материала с термомеханической памятью формы, неподвижный конец которого связан с корпусом, исполнительный механизм с неподвижным и подпружиненным подвижным контактами, прерыватель и регулировочный механизм задания температурного интервала, снабженный ограничителем хода прерывателя, а также мартенситный привод, активный термочувствительный элемент которого электрически связан с неподвижным и подпружиненным подвижным контактами, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения терморегулятора, он снабжен трансформатором, первичная обмотка которого под

ключена к источнику питания и последовательно соединена с первым и вторым концевыми выключателями, причем замыкатель первого концевого выключателя выполнен в

виде пластины из материала с термочувствительным элементом мартенситного привода, а замыкатель второго концевого выключателя выполнен в виде подпружиненной пластины, закрепленной одним

0 концом с подпружиненным подвижным контактом, при этом неподвижный контакт соединен с активным термочувствительным элементом мартенситного привода через вторичную обмотку, а регулировочный меха5 низм задания температурного интервала выполнен в виде механизма задания нижней границы температурного интервала с ограничителем хода прерывателя, снабженного упором подвижного конца изо0 гнутого стержня, и механизма задания верхней границы температурного интервала, связанного с подпружиненным подвижным контактом и снабженного направляющей ограничителя хода прерыва5 теля.

2. Терморегулятор по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что механизмы задания верхней и нижней границ температурного интервала выполнены в виде первой и второй

0 винтовых пар соответственно, при этом винт первой винтовой пары связан с подпружиненным подвижным контактом через направляющую рамку, а гайка связа: (на с настроечным элементом и с

5 указателем верхней границы темпе-.: ратурного интервала ограничителем хода прерывателя, установленным на винте второй пары и связанным с указателем нижней границы температурного интервала.

0 3. Терморегулятор по п.1 и 2, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что указатели границ заданного температурного интервала выполнены в виде стрелок, одни концы которых имеют продольные пазы прорези под пальцы, за5 крепленные соответственно на винте первой винтовой пары и в ограничителе хода прерывателя.

4.Терморегулятор по п.1. о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что активный термочувстви0 тельный элемент мартенситного привода и скрепленная с ним пластина выполнена из материала с одинаковой температурой мартенситных превращений, а изогнутый стержень выполнен из материала с темпе5 ратурным интервалом мартенситных превращений, перекрывающим заданный температурный интервал.

5.Терморегулятор по пп.1 , 2 и 4, о т л и- чающийся тем, что корпус разделен на две секции, одна из которых герметично закрыта, и в ней размещены неподвижный и подпружиненный подвижный контакты, а

другая выполнена в виде рамы, в которой расположен изогнутый стержень.

Назначение устройства состоит в том, что оно позволяет автоматически регулировать температуру в заданных пределах независимо от температуры срабатывания термочувствительного элемента внешнего привода. Сущность изобретения: устройство содержит термореле, размещенное в корпусе 1, мартенситный привод с активным термочувствительным элементом 2, трансформатор 3, первый концевой выключатель 4 и второй концевой выключатель 5, замыкатель 6, жестко связанный одним концом с термочувствительным элементом 2 привода, а другим упирающимся в первый концевой выключатель 4, выключатель 7 и сигнальную лампочку 8. В корпусе термореле размещены термочувствительный элемент 9 с возможностью изменять свои продольные размеры, одним концом упирающийся в неподвижную опору 10, а другим - в упор 11 прерывателя 12, имеющего пружину 13, исполнительный механизм с неподвижным горизонтальным 14 и подвижным вертикальным 15 контактами, (Л С

30

Фиг.2