專利名稱：無(wú)感溫探頭的可調(diào)恒溫自控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于恒溫自控電器。
目前國(guó)內(nèi)外電熱恒溫自控器均有如下三個(gè)或其中一、兩個(gè)缺點(diǎn)。
1.在溫度場(chǎng)內(nèi)必須放入一個(gè)感溫探頭。這樣在某些情況下，如用在電熱毯上，往往因?qū)Ω袦靥筋^的覆蓋保溫不好，則使自控器失控，且增加兩條導(dǎo)電引線，也有所不便。
2.不可調(diào)。如用廉價(jià)的雙金屬片作感溫探頭，出廠前必須調(diào)好，再縫入電熱毯中(或放到某溫度場(chǎng)中)，那么使用時(shí)只能保持某一個(gè)固定的溫度，但這個(gè)溫度不能由使用者根據(jù)自己的需要隨手調(diào)高或調(diào)低。
3.造價(jià)高。如用電子元件做成的自控器，雖可隨手調(diào)整溫度，但造價(jià)較高，難以推廣到家庭。
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型仍利用廉價(jià)的雙金屬片作主要部件，但原理獨(dú)特，可以不用感溫探頭，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，使用者所需的恒定溫度，可以隨手調(diào)高或調(diào)低，所以兼有無(wú)探頭、可調(diào)、價(jià)廉三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。目前如用于自控電熱毯，則這三個(gè)優(yōu)點(diǎn)的價(jià)值就顯得更突出。今
如下。
本自控器的結(jié)構(gòu)與零部件的作用如圖1與圖2(外觀及簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖)所示，自控器的殼體⑩是一個(gè)關(guān)閉比較嚴(yán)的塑料盒，全部零件均安裝在盒內(nèi)，其中控溫電阻②與電熱毯的電熱絲①相聯(lián)接(串聯(lián)如圖1或并聯(lián)如圖2)，其開(kāi)關(guān)是共用的，由常開(kāi)觸頭④與⑤構(gòu)成，其中定觸頭⑤是銀觸點(diǎn)并將它鉚在薄銅片⑥的頂端，動(dòng)觸點(diǎn)④是銀觸點(diǎn)并將它鉚在與銅片相對(duì)并平行安裝的雙金屬片⑦上，此雙金屬片升溫時(shí)自動(dòng)彎曲，使動(dòng)觸點(diǎn)④遠(yuǎn)離定觸點(diǎn)⑤，反之降溫時(shí)④靠近⑤。調(diào)溫旋扭⑨與調(diào)溫偏心輪⑧，固定結(jié)合為一體，均能同時(shí)繞固定在底板上的軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)溫偏心輪⑧的邊緣，是漸開(kāi)線，當(dāng)其最短半徑垂直于銅片⑥時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)④與定觸點(diǎn)⑤剛剛分離，并保持一個(gè)微小的間隙，可切斷電源。當(dāng)其最大半徑垂直于銅片⑥時(shí)，調(diào)溫偏心輪⑧，將觸點(diǎn)④與⑤壓到一起，并把它們推到線圈架的突起點(diǎn)(控溫電阻的一個(gè)抽頭)(12)上；并把它壓緊，使電路固定為經(jīng)常導(dǎo)通狀態(tài)，電熱毯全功率工作控溫電阻②的大部分被短路，不發(fā)熱，但在串聯(lián)條件下，它的一部分即在圖1中作指示燈(13)電源的那一部分，未被短路，指示燈(13)照常發(fā)光。如轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)溫旋扭，使調(diào)溫偏心輪⑧垂直于銅片⑥的半徑，由短變長(zhǎng)時(shí)，則可使被窩里所保持的溫度度數(shù)增加，反之則降低。電容器(14)與開(kāi)關(guān)④⑤并聯(lián)，以減小電路通斷時(shí)所產(chǎn)生的電火花。指示燈(13)可隨時(shí)顯示電路的通、斷狀態(tài)。
本自控器的工作原理在本電熱系統(tǒng)中有兩個(gè)溫度場(chǎng)，其一是被窩(電熱毯與棉被間的空間)其二是殼腔(自控器殼體內(nèi)部的空間)，被窩與殼腔中的熱源分別是電熱毯的電熱絲①與殼腔內(nèi)的控溫電阻②。因①與②是串聯(lián)或并聯(lián)在一起，且共用一個(gè)開(kāi)關(guān)，所以被窩與殼腔內(nèi)溫度的升降是同步的必然聯(lián)系。
自控恒溫原理當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)溫旋扭，由“關(guān)”檔至“1”檔位置時(shí)，調(diào)溫偏心輪⑧推動(dòng)銅片⑥向外，使動(dòng)觸頭④與靜觸頭⑤接觸，接通電路。電熱絲①與控溫電阻②分別給被窩與殼腔加熱，當(dāng)殼腔內(nèi)的溫度升高了一定度數(shù)，令其為△T2雙金屬片向外彎曲，使動(dòng)觸點(diǎn)的位移足以使④離開(kāi)⑤，即自動(dòng)斷電降溫。降溫時(shí)，④再向里移動(dòng)，再與⑤接觸通電，如此反復(fù)。結(jié)果被窩與殼腔內(nèi)總各自保持一定溫度T1與T2或其中總保持一定的溫升△T1與△T2。
恒溫可調(diào)原理在被窩里，不同的人，在不同的情況下，所需要的溫度T1是不同的。即實(shí)際上所需的溫升△T1不同。使用者只要轉(zhuǎn)動(dòng)本自控器的調(diào)節(jié)旋扭，即可達(dá)此目的。其原理如下如按圖3所示沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)旋扭⑨，則調(diào)溫偏心輪⑧，垂直于銅片的半徑增大，那么靜觸頭⑤接觸動(dòng)觸頭④以后，又向外推動(dòng)雙金屬片⑦向外彎曲，它由此而產(chǎn)生的彎曲，稱之為“外力彎曲”，其頂端的動(dòng)觸點(diǎn)④，由此而產(chǎn)生的位移稱之為“外力位移”，令其值為△S。此時(shí)接通電路，被窩與殼體內(nèi)的溫度均不斷上升，在殼體內(nèi)上升的溫度△T2，又使雙金屬片因受熱而產(chǎn)生彎曲，由此而產(chǎn)生的彎曲，稱之為“受熱彎曲”，其頂端動(dòng)觸點(diǎn)④，由此而產(chǎn)生的位移，稱之為“受熱位移”令其值為△S’，由上段所述的雙金屬片自控恒溫原理可知，在此情況下，雙金屬片能起自控恒溫作用的條件是△S’
△S，即當(dāng)△S’略大于△S時(shí)，④與⑤離開(kāi)，斷電降溫。而當(dāng)△S’略小于△S時(shí)，則④與⑤自動(dòng)接觸，通電升溫，而△S’的取得，決定于△T2，在既有的各種確定的條件下，按殼腔內(nèi)外熱平衡的原理，△T2的值越大，則殼腔內(nèi)控溫電阻②供電發(fā)熱的時(shí)間△t2也越長(zhǎng)，嚴(yán)格地說(shuō)，殼體內(nèi)供電時(shí)間為△t2，斷電時(shí)間為△t2’，則供電時(shí)間的百分比Q也越大，因Q＝△t2÷(△t2＋△t2’)。那么被窩里的供電時(shí)間百分比Q’也就越大，因?yàn)殡姛崽旱碾姛峤z①與控溫電阻②中電流的通、斷時(shí)間是完全一致的。所以Q’＝Q，Q越大，則人體在被窩中所得到的溫度T1也就越高。反之亦然?？傊S手轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)溫旋扭，改變△S則可改變△T2，最后改變T1。又因這種聯(lián)系是由本自控器設(shè)計(jì)制造時(shí)的固有參數(shù)決定的，不是依靠感溫探頭(或某種溫度傳感器)來(lái)反饋被控溫度場(chǎng)與自控器之間的聯(lián)系，所以使用時(shí)，自控器可以獨(dú)立存在，任意放置，更不需要覆蓋物，另外因它可無(wú)級(jí)調(diào)溫，入睡后憑感覺(jué)需要調(diào)幾次，即可確定最適合自己的位置。以后就不用再麻煩，如果情況有變，則隨手再轉(zhuǎn)動(dòng)一下調(diào)溫旋扭即可。
生產(chǎn)與使用時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)1.本自控器的主要技術(shù)參數(shù)由粗略計(jì)算和樣品實(shí)驗(yàn)決定，本文中實(shí)施例的數(shù)據(jù)，僅可作參考2.“調(diào)起點(diǎn)”冬天開(kāi)始使用前，要使④與⑤間相距0.5mm左右為最佳距離。這一點(diǎn)在使用前，使用者可打開(kāi)盒蓋，將⑥與⑦撥弄一下。即可。也可由工廠在出廠前調(diào)好，即據(jù)生產(chǎn)時(shí)的氣溫與冬季氣溫(一般預(yù)定為0℃)之間的氣溫差，將由此溫差可能引起動(dòng)觸頭④的“溫度位移”，預(yù)留出來(lái)。
3.控溫電阻的阻值與功率要與被控電熱毯的阻值。功率相匹配，(單人與雙人電熱毯有區(qū)別)。
實(shí)施例本人據(jù)上述方法制成一個(gè)樣品，在87年11月至88年2月，試用一冬，收到預(yù)期效果，該樣品的主要參數(shù)如下A、配套電熱毯是單人電熱毯，其電熱絲①的電阻值R1
1000ΩB、自控器殼體內(nèi)的體積V＝(76×36×12)mm3。
C、調(diào)溫電阻絲②的阻值R2＝50ΩD、作指示燈電源用的那部分分壓電阻的阻值R’＝10ΩE、電容器(14)是日光燈通用起輝器中的電容，兩個(gè)并聯(lián)而成。
F、指示燈是發(fā)光二極管。
G、調(diào)溫旋扭分10檔，作為標(biāo)記(其實(shí)是無(wú)級(jí)調(diào)溫)試用結(jié)果是在室溫為3℃條件下測(cè)試。
從調(diào)溫起點(diǎn)至調(diào)溫終點(diǎn)，其供電時(shí)間百分?jǐn)?shù)Q的值為，15％＜Q＜70％。本人是中年男子習(xí)慣用6檔Q
35％自己覺(jué)得最舒服，整夜如此。因?yàn)樯洗睬坝萌β士焖俳o被窩加熱，上床后被窩又增加一個(gè)不小的人體熱源。此后如電熱絲①供電時(shí)間百分?jǐn)?shù)Q＝50％時(shí)一般人都要在半夜被熱醒，(如市場(chǎng)上流行的二極管半波限流控制器)所以實(shí)際人們常用的Q值應(yīng)為20％至40％，被窩內(nèi)溫度T1保持在20℃至35℃間為宜，通電、斷電的時(shí)間秒數(shù)大概是起點(diǎn)1檔。通電電時(shí)間約為5秒，斷電時(shí)間為35秒，終點(diǎn)10檔通電時(shí)間約為20秒，斷電時(shí)間約為10秒。
殼腔內(nèi)最高溫度≤60℃。(防止塑料殼軟化)
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型是一種無(wú)感溫探頭的可調(diào)恒溫自控器，其特征在于自控器內(nèi)有一條電熱絲(或其它電阻元件)，它與給溫度場(chǎng)供熱的電熱熱絲相串聯(lián)(或并聯(lián))，且共用一個(gè)開(kāi)關(guān)。自控器內(nèi)有一可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心心輪(或其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu))。與一對(duì)常開(kāi)觸頭連動(dòng)，組成調(diào)溫機(jī)構(gòu)。再加上指示燈，以及電容器與外殼等部件構(gòu)成自控器。
2.由權(quán)利要求1.所述的無(wú)感溫探頭的可調(diào)恒溫自控器，其外殼是一個(gè)基本密閉的絕緣材料所做成的盒子。
3.由權(quán)利要求1.所述的無(wú)感溫探頭的可調(diào)恒溫自控器，其調(diào)溫機(jī)構(gòu)中的共用開(kāi)關(guān)是由固定銀觸頭的銅片與雙金屬片做成的。
專利摘要本實(shí)用新型除具有開(kāi)、關(guān)電源這個(gè)功能外，新增三個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。目前特別適用于電熱毯。1.不用感溫探頭，自控器內(nèi)有一控溫電阻②它與對(duì)溫度場(chǎng)供熱的電熱絲①相串聯(lián)(或并聯(lián))且共用一個(gè)電源開(kāi)關(guān)④⑤，因此兩者之間必然同時(shí)供電或同時(shí)斷電，不需感溫探頭將溫度場(chǎng)的變化反饋到自控器中去，所以隨便把自控器放在什么地方，不加任何保溫物，均能可靠工作。2.恒溫可調(diào)。轉(zhuǎn)動(dòng)自控器內(nèi)的調(diào)溫偏心輪⑧，可以改變雙金屬片頂端銀觸點(diǎn)④的位置，因此能隨手調(diào)高或調(diào)低，取得你要保持的恒定溫度。
文檔編號(hào)G05D23/01GK2036292SQ8820224
公開(kāi)日1989年4月19日 申請(qǐng)日期1988年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月21日
發(fā)明者周永亮 申請(qǐng)人:周永亮