Терморегулятор

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для регулировки температуры, точнее к автоматическим терморегуляторам, с использованием биметаллической пластины.
Известен магнитный переключатель (патент DE 29617781, опубликован 06.02.1997), содержащий переключающий магнит для температурно-зависимого выключателя, в частности регулятора комнатной температуры, с биметаллической планкой, закрепляемой к регулировочному рычагу, который крепится на монтажной плате, установленной в корпусе. К биметаллической пластине закреплен якорь, который взаимодействует с контактами, закрепленными на монтажной плате. К якорю закреплен токопровод.
Однако известное техническое решения обладает низкой надежностью.
Наиболее близким из известных является магнитный терморегулятор (патент DE 19801258, опубликован 18.11.1999), в котором положение биметаллической пластины определяется притяжением постоянного магнита и комнатной температурой, действующей на биметаллическую пластину. Изогнутая биметаллическая пластина механически соединена с контактной пружиной таким образом, что она смещает контактную пружину поперек ее продольного направления либо в первое положение электрического контакта, либо во второе положение электрического контакта. Постоянный магнит закреплен непосредственно на биметаллической пластине. В непосредственной близи от магнита расположен ферромагнитный упор, прикрепленный к монтажной пластине, с возможностью регулировки расстояния до магнита.
Тем не менее, недостатком известной конструкции также является низкая надежность.
Целью заявляемой полезной модели является устранение выявленного недостатка для достижения следующего технического результата: повышение надежности конструкции.
Поставленная цель достигается следующим образом: терморегулятор содержит корпус, базовую пластину, изогнутую биметаллическую пластину, пластину рычага, регулировочный рычаг, постоянный магнит, контактную пластину подвижную, пластину электрического вывода, контактную пластину неподвижную и регулируемый цилиндрический ограничитель, где базовая пластина закрепляется в корпусе, на базовой пластине закреплен регулировочный рычаг, соединенный с пластиной рычага, которая, в свою очередь, соединена с изогнутой биметаллической пластиной, имеющей соединение с контактной пластиной подвижной, закрепленной к базовой пластине при помощи пластины электрического вывода, также на монтажной плате закреплена контактная пластина неподвижная и регулировочный цилиндрический ограничитель, обладающий ферромагнитными свойствами, при этом постоянный магнит закреплен на изогнутой биметаллической пластине, характеризуется тем, что конец изогнутой биметаллической пластины закреплен к пластине рычага при помощи пуклевочного соединения, а также закрепление контактной пластины подвижной к пластине электрического вывода выполнено при помощи пуклевочного соединения.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что в каждом из мест соединения применено как минимум два пуклевочных соединения, при этом пуклевочные соединения могут быть расположены друг под другом.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что регулируемый цилиндрический ограничитель закреплен на базовой пластине при помощи пуклевочного соединения.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что дополнительно содержит клеммную колодку.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что регулировочный цилиндрический ограничитель выполнен с звездообразным шлицем.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что контактная пластина подвижная выполнена из меди.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что пластина электрического вывода выполнена из латуни.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что контактная пластина неподвижная выполнена из латуни.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что регулировочный рычаг закреплен на базовой пластине при помощи пуклевочного соединения.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что пуклевочное соединение дополнительно усилено точечной сваркой.
Терморегулятор, в частности, может характеризоваться тем, что пуклевочное соединение дополнительно усилено контактной сваркой.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на:
Фиг. 1 представлен внешний вид заявляемого изделия;
Фиг. 2 схематично показано взаимное расположение основных элементов;
Фиг. 3 показано соединение изогнутой биметаллической пластины и пластины рычага;
Фиг. 4 показано соединение контактной пластины подвижной и пластины электрического вывода;
Фиг. 5 обобщенно показано пуклевочное соединение.
Цифрами обозначено:
1. Корпус
2. Базовая пластина
3. Изогнутая биметаллическая пластина
4. Пластина рычага
5. Регулировочный рычаг
6. Постоянный магнит
7. Контактная пластина подвижная
8. Пластина электрического вывода
9. Контактная пластина неподвижная
10. Регулируемый цилиндрический ограничитель
11. Соединение изогнутой биметаллической пластины и пластины рычага
12. Соединение контактной пластины подвижной и пластины электрического вывода
13. Шлиц цилиндрического ограничителя
14. Контакт подвижной пластины
15. Контакт неподвижной пластины
16. Паз для установки постоянного магнита
17. Выключатель
18. Клеммная колодка
Представленный терморегулятор устроен следующим образом.
В корпусе (1), изображенном на Фиг. 1 (как правило, выполненным из пластмассы), монтируется базовая пластина (2) (как правило, из диэлектрического материала). На базовой пластине крепится регулировочный рычаг (5), который при помощи пластины рычага (4) закрепляется к изогнутой биметаллической пластине (3) в месте (11). Изогнутая биметаллическая пластина имеет соединение с контактной пластиной подвижной (7), которая, в свою очередь, крепится к пластине электрического вывода (8) в месте (12). На изогнутой биметаллической пластине закрепляется постоянный магнит (6), располагаемый в пазе (16) напротив регулируемого цилиндрического ограничителя (10), который является закрепленным на базовой пластине. Паз может быть выполнен, например, штамповкой или выборкой металла. На базовой пластине также крепится контактная пластина неподвижная (9), имеющая контакт (15), расположенный напротив контакта (14). Корпус может быть выполнен коробчатым, с закрывающейся задней стенкой на защелках, с крепежными отверстиями на задней стенке.
Представленный терморегулятор действует следующим образом.
Терморегулятор - элемент автоматического регулирования отопительного оборудования. Поддерживает температуру на уровне, заданном потребителем. Используются, в частности, в установках искусственного климата, в системах обогрева помещений, в тепличном хозяйстве. В терморегуляторе биметаллическая пластина при достижении определенной температуры выгибается и через рычаг размыкает контакт электрической цепи. Такие терморегуляторы используются для защиты оборудования от перегрева.
Изогнутая биметаллическая пластина представляет собой изогнутый отрезок ленты. Изогнутая биметаллическая пластина является чувствительной к перепадам температуры, вследствие которых меняет свои линейные размеры. На корпусе терморегулятора присутствует ручка регулировочного рычага с нанесенными рисками температурных значений. При вращении ручки изменяется положение изогнутой биметаллической пластины в корпусе. В крайнем правом положении ручки (низкие значения температуры), изогнутая биметаллическая пластина располагается ближе к регулируемому цилиндрическому ограничителю, а в крайнем левом положении (высокие значения температур), изогнутая биметаллическая пластина смещается в противоположную сторону.
Терморегулятор может включаться в разрыв нагревательных электрических приборов (например, обогреватели, системы теплый пол и так далее). В случае замыкания контактов подвижной и неподвижной пластин (14) и (15), замыкается электрическая цепь, терморегулятор становится проводником электрического тока, за счет чего включаются нагревательные электрические приборы, и происходит нагрев воздуха. Под воздействием высокой температуры, длина изогнутой биметаллической пластины начинает увеличиваться, происходит движение изогнутой биметаллической пластины в плоскости базовой пластины (на Фигуре стрелками показано перемещение биметаллической пластины), за счет чего разрывается контакт подвижной контактной пластины и контактной пластины неподвижной. При разрыве электрической цепи выключаются электрические приборы, температура воздуха начинает падать, за счет чего изогнутая биметаллическая пластина уменьшается в длине, происходит ее смещение и контакт вновь замыкается. Смещению биметаллической пластины также препятствуют магнитные силы, за счет взаимодействия постоянного магнита и регулируемого цилиндрического ограничителя, выполненного из ферромагнитного материала. Регулировкой положения регулируемого цилиндрического ограничителя, относительно магнита, можно повышать точность функционирования заявляемой конструкции.
Терморегулятор может располагаться на стене, для чего в корпусе могут быть предусмотрены крепежные отверстия. Для циркуляции воздуха внутри терморегулятора, в нем должны быть предусмотрены вентиляционные отверстия, при этом должно быть как минимум два отверстия, расположенных сверху и снизу на противоположных стенках, обеспечивающие свободное прохождение воздуха, что обеспечит своевременное реагирование биметаллической пластины на изменение температуры.
Контактная пластина подвижная может быть выполнена из меди. Медь обладает высокой электропроводимостью, что позволяет сделать ее более тонкой, за счет чего контактная пластина подвижная более гибкая и меньше деформируется, что ведет к долговечности изделия. Пластина электрического вывода и неподвижная пластина могут быть выполнены из латуни, как прочного материала, обеспечивающего надежность конструкции.
На базовой пластине может располагаться клеммная колодка (18), которая позволяет монтировать сетевые провода и провода подключения нагревательной аппаратуры. В случае необходимости провода могут быть легко извлечены для замены, что повышает ремонтопригодность и надежность изделия. Также на базовой пластине может располагаться выключатель (17), за счет которого можно производить принудительный разрыв цепи.
Для регулировки притяжения магнита и регулируемого цилиндрического ограничителя, ограничитель выполняется со шлицем (13). Шлиц выполнен звездообразным для обеспечения большей площади соприкосновения с монтажным инструментом. Большая площадь соприкосновения обеспечивает надежность удержания инструмента и, соответственно, регулировки.
Надежность и долговечность заявляемой конструкции также зависит от качества взаимного соединения элементов схемы. С целью увеличения надежности соединения, применяется пуклевочное соединение (обобщенно показано на Фиг. 5). Пуклевочное соединение обладает значительным рядом преимуществ, например, таких как сохранение текстуры материала, отсутствие деформации (как в случае соединения посредством нагрева), соединение не расшатывается и не вылетает. При пуклевочном соединении материалы не изменяют своих свойств в месте соединения как под воздействием сварки, соединение становится устойчивым к коррозии. Получается прочное соединение элементов, независимо от свойств материалов. При помощи операции создания пуклевочного соединения, материал соединяется прочно и надежно, независимо от его типа, свойств и так далее. Отсутствует необходимость сверлить отверстия, не требуется применение крепежных элементов. При соединении двух элементов способом пуклевки допускается применение дополнительных удерживающих средств, например специального клея. Использование пуклевочных соединений при монтаже позволяет сделать производство менее энергоемким, и в то же время более простым, быстрым и эффективным.
В результате изменения длины изогнутой биметаллической пластины под воздействием температуры, возникают напряжения в месте крепления изогнутой биметаллической пластины с пластиной рычага (11), и в месте фиксации контактной пластины подвижной и пластины электрического вывода (12), с другой стороны. Наиболее важно обеспечить надежное соединение элементов схемы в данных местах. С целью обеспечения надежного соединения, применяется пуклевочное соединение. При этом, для повышения надежности, может применяться два пуклевочных соединения, расположенных на одной оси, перпендикулярной оси биметаллической пластины, что исключает подвижность соединения по линии расположения двух пуклевок. Изогнутая биметаллическая пластина и контактная пластина подвижная имеют значительную длину. Пластины, при изгибе действуют подобно рычагу. В итоге в месте в месте крепления изогнутой биметаллической пластины с пластиной рычага, и в месте фиксации контактной пластины подвижной и пластины электрического вывода возникают критические, силы, направленные перпендикулярно оси изогнутой биметаллической пластины, компенсация которых происходит за счет наличия двух пуклевочных соединений. При этом пуклевочное соединение может быть дополнительно усилено контактной или точечной сваркой, для повышения надежности.
Также, при креплении элементов схемы, таких как регулируемый цилиндрический ограничитель и регулировочный рычаг к базовой пластине, может также применяться пуклевочное соединение, что повышает надежность конструкции, в целом.
Таким образом, применение в конструкции терморегулятора пуклевочного соединения, позволяет достигать заявляемого технического результата, а именно повышение надежности конструкции за счет повышения прочности и долговечности.
Заявляемый терморегулятор может применяться для обеспечения автоматического регулирования температур, в том числе в офисных, производственных и жилых помещениях. Изготавливается он, в частности, на предприятиях, производящих электробытовые приборы.