Бесступенчатый регулятор мощности

Бесступенчатый регулятор мощности.
Объект относится к терморегулирующим биметаллическим устройствам, предназначенным для ограничения заданного температурного режима в электронагревательных приборах и может быть использован в переносных электроплитах.
Известны конструкции терморегулирующих устройств и термовыключателей моментального срабатывания, где основными элементами являются подвижный пружинный контакт и термобиметалл, воздействующий на него (см. авторское свидетельство JV 1767565, Н01Н37/54, 1992г.).
Недостатком устройства является его малая чувствительность при установке его в бытовых электроплитах.
Известен терморегулятор, содержащий неподвижный контакт, чувствительный элемент из термобиметаллического материала, опорный элемент в виде скобы с отверстием, в которой расположен регулировочный механизм, контактодержатель с подвижным контактом. Опорный элемент и неподвижный контакт консольно закреплены на изоляторе.
Терморегулятор содержит упругую пластину консольно закрепленную на изоляторе. Свободные концы чувствителного элемента и упругой пластины соединены между собой при помощи детали из изоляционного материала. См. ЕНИЛ. 685112.О11ТУ, Терморегулятора РТБ-6/220.
Недостатки: терморегулятор не может быть использован в электроплитах, как в переносных так и стационарных, так как термобиметаллический элемент не может быть установлен на термоизлучающей поверхности. Терморегулятор может быть установлен только на передней панели электроплиты, а это увеличивает инерционность системы.
Известен регулятор мощности см. патент РФ на изобретение №2115971. Этот патент принят за ближайший аналог (прототип)
Регулятор мощности состоит из изоляторов 1, 2. На изоляторах консольно установлены и закренлены пустотелой заклепкой 3 чувствительный элемент 4 из термобиметаллического материала, пластина 5 с П-образным пазом, пластина 6 с неподвижной контакт-деталью 7, контактдеталь 8, скоба 9. Чувствительный элемент 4 снабжен в средней части спиралью из нихрома, один конец которой соединен с неподвижной контактдеталью, а другой с выводом чувствительного элемента. Между чувствительным элементом 4 и пластиной 5 установлена деталь из изоляционного материала 12. На контактодержателе 13 размещена подвижная контакт-деталь 14. Контактодержатель 13 совместно с пластиной 5 образует пружинную систему, которая обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контакт-деталей 7 и 14. Регулировочный механизм состоит из винта 17 упора 18 из изоляционного материала, установленного на язычке 16. На чувствительный элемент 4 в средней его части намотана спираль 23 из нихрома. Скоба 9 имеет два боковых отгиба 25, которыми она соединена с установочным кронштейном 26. Через отверстие 27 в полке 28 кронштейна пропущен винт 17.
Недостатком регулятора является наличие спирали с высоким электрическим сопротивлением (нихром), которой снабжен в средней части чувствительный элемент.
В результате происходят большие потери тепла, идущие на прогрев, присутствуют переходные сопротивления.
Задачей и техническим результатом является упрощение конструкции, ее удешевление, так как ток идет непосредственно через биметаллическую пластину. Отсутствуют погрешности в установке спирали. Создание более технологичной конструкции, не требуюш;ей оснастки для вырубки слюды, нихрома, намотки спирали.
Это достигнуто новыми техническими решениями находяш;имися в причинно-следственоой связи с техническим результатом.
Сущность заявленного устройства выражается в совокупности нижеследующих существенных признаках.
Указанный технический результат в уже известном регуляторе мощности достигнут следующим: свободный конец пластины с неподвижной контакт-деталью выведен через изоляторы и соединен, например сваркой, а также электрически со свободным концом чувствительного биметаллического элемента, выведенного через изоляторы
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию новизна.
На фиг. 1 общий вид бесступенчатого регулятора мощности.
Регулятор мощности состоит из изоляторов 1 и 2. На изоляторах консольно установлены и закреплены пустотелой заклепкой 3 чувствительный элемент в виде пластины 4 из термобиметаллического материала, упругая пластина 5, пластина 6, с неподвижной контакт-деталью
7, скоба 8, пластина 5 с контактным выводом 9. Чувствительный элемент 4 имеет вывод 10. Свободные конецы чувствительного элемента 4 и упругой пластины 5 соединены при помощи детали из изоляционного материала 11. На контактодержателе 12 размещена подвижная контакт-деталь 13.
Свободный конец пластины 6 с неподвижной контакт-деталью 7 выведен через изоляторы 1 и 2 и соединен, например, сваркой а так же электрически со свободным концом 10 чувствительного биметаллического элемента 4, выведенного через изоляторы. Пластина 21 предназначена для подключения к электрической цепи.
Контактодержатель 12 совместно с упругой пластиной 5 образуют пружинную систему, которая обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контакт-деталей 7, 13
Регулировочный механизм представляет собой ввернутый в скобу 8 винт плавной настройки 14с резьбовым отверстием, в которое вставлен упор 15 из изоляционного материала. Винт плавной настройки имеет левую резьбу. Упор 15 установлен на язычке 16 и отрегулирован так, что постоянно взаимодействует с ним. Упор 17 установлен на винте 14. Скоба 8 имеет два боковых отгиба 18, которыми она соединена с установочным кронштейном 19. Через отверстие в полке 20 кронштейна пропущен винт 14. Кронштейном 19 регулятор мощности закрепляют на передней панели электрической плиты (на чертеже не показана). К выводам 9 и 21 подключают электрическую цепь нагревательного элемента плиты (на чертеже не показан).
Регулятор мощности работает следующим образом.
В исходном состоянии контакт-детали 7, 13 разомкнуты, так как упор 15 винта плавной настройки 14 давит на язычек 16, который передает это усилие на язычек контактодержателя 12. Контактодержатель 12 удерживается в крайнем положении. Вращают винт плавной настройки 14 по часовой стрелке, устанавливая необходимую температуру нагрева. Винт 14 выворачивается, давление упора 15 на язычек 16 ослабевает, Контактодержатель 12 опускается, контакт-детали 7, 13 замыкаются. Ток протекает через чувствительную биметаллическую пластину 4. Под воздействием выделяющегося в ней тепла пластина 4 выгибается, через изолятор 11 прогибает пластину 5. Пластина 5 тянет Контактодержатель 12 контакт-детали 7, 13 размыкаются.
Использование регулятора мощности позволяет: осуществить прямой нагрев биметаллической пластины;
Повысить надежность работы регулятора мощности;
Создать экономию энергии вследствие более быстрого нагрева потребителя;
Средняя наработка на отказ не менее 6000 часов;
Упростить изготовление, сборку и настройку так как отпадает необходимость вырубки и намотки нихромовой спирали и слюды;
Упростить эксплуатацию и сделать ее более удобной;
Уменьшить потери тепла, идущие на прогрев, уменьшить переходные сопротивления;
Создать более равномерный нагрев нагревательного прибора;
Возможность регулирования температур в крайних пределах;
Может работать в интервалах потребляемых мощностей 0,8; 1; 1,2; 1,5; 1,8; 2 кВт.
Возможность работы регулятора мощности при внешней температуре до 120 С.