CN100477907C - 用于水族馆的可调式加热器 - Google Patents

Abstract

一种用于水族馆的可调式加热器，包括一个基本上是管状的容器(2)，一个电加热元件(3)安装在上述管状容器(2)内，一个开关(6)包括固定触点(7，8)和活动触点(9，10)并能与一外部电源(R)电连接电加热元件(3)，一种带双金属片(13)的温度传感器(12)能检测液体的温度，并与开关(6)相互作用，以便当达到一预定温度(T)时，将它从一个闭合位置移动到一个打开位置。开关(6)的活动触点(9，10)固定到双金属片(13)的一个自由端(13′)上，而双金属片(13)的另一个端(13″)是电绝缘的。这产生电流不通过双金属片(13)并因此在它内部不产生焦耳效应的优点，上述焦耳效应影响温度第一传感器(12)的灵敏度和合适性能。

Description

用于水族馆的可调式加热器

技术领域

本发明涉及一种用于水族馆的可调式加热器。

背景技术

已知大多数养在水族馆中的鱼都属于热带物种。这些动物物种的生活条件都是以温度为标志，上述温度平均是在22和26℃之间。

高于或低于上述范围的温度对在水族馆中生活的鱼来说可能是致命的。

电加热器或温度调节器一般用来保持这个温度范围，并且这些加热器或温度调节器主要是包括一个玻璃灯泡，其中密封式装入一个电阻和一个恒温器，也就是说一个元件，所述元件检测水的温度，并将该温度与标准值进行比较，以便打开和闭合向电阻供电的电路。

已知许多电子式恒温器，所述电子式恒温器具有一优质传感器，但价钱太贵，这大大限制了它们的应用。

另一种已知类型的恒温器是双金属片恒温器，其中实施打开和闭合电源电路的开关包括一对金属片，上述一对金属片具有不同的热膨胀系数，它们以这种方式接近并接合在一起，以便形成一个整体单元。

这种类型开关有一个端部连接到供电线路接线端子的其中之一上，而另一个端部具有一个活动触点，上述活动触点选择性地与一个固定触点接合在一起，所述固定触点连接到同一供电线路的另一个接线端子上。

当温度变化时，两个金属片的不同膨胀造成金属片沿着它的长度的弯曲度改变，并因此造成活动触点和固定触点间不同的相对位置，以便闭合或打开通向电阻的供电电路。

同样，双金属恒温器可以再细分成若干具有一个固定置位的恒温器，其中置位在工厂里一般执行一个固定的值，例如24℃，上述固定值不能由使用者以任何方式改变。通向电阻的供电电路在这个值处打开和闭合，并因此这种类型的双金属恒温器不能优化在所希望的温度范围内的调节。

另一种类型的双金属恒温器是具有简单的控制装置，设有一个刻度盘，与上述恒温器类似但其中动作必需用一个外部测温计在恒温器上进行，以便调节它的工作温度，同时使调节操作极为复杂。

具有一刻度盘的双金属恒温器使它能通过将温标标尺上的一个指针定位同时达到所希望的温度，来设定温度。在这些已知的恒温器中，使用者可以沿着测温计刻度盘移动一个指针，直至它到达一个对应于所希望的温度时为止。在那个位置，通向电阻的供电电路将打开或闭合，以便在一特定的波动范围内，使水温接近指针上所设定的温度。

双金属恒温加热器的某些例子在US-A-4,315,143，US-A-4,327,281，US-A-4,975,562和EP-A-757,507中介绍和说明。

已知双金属调节器中一个特殊的缺点是，当电路闭合时电流通过金属片本身，并且由于焦耳效应的结果造成灵敏度随加热电阻的功率而变化。这导致达到温度平衡状态有点缓慢，并因此使调节器中精度降低。

然而，使用者通常要求使水族馆能快速达到所希望的温度和然后使它保持恒温而没有峰值或变动，上述温度升高或变动对生活在水族馆中的物种的生存条件来说是致命的。

发明的公开

本发明的一个一般目的是克服上述缺点，同时提供一种用于水族馆的可调式加热器，所述可调式加热器具有高效、灵敏、准确、可靠和装备能力等特点。

一个特殊目的是提供一种用于水族馆的可调式加热器，所述可调式加热器使它能快速达到设定的温度，并将该温度保持在一比较窄的波动范围内。

另一个目的是设计一种用于水族馆的可调式加热器，所述可调式加热器使它能保持设定值尽可能恒定。

还有另一个目的是提供一种上述类型的可调式加热器，所述可调式加热器具有比较低的制造和维护费用。

这些目的，及以后将变得更显而易见的另一些目的，通过按照本发明所述的一种用于水族馆的可调式加热器达到。

尤其是，用于水族馆的可调式加热器包括一个基本上是管状的容器，在上述管状容器内装入一个电加热元件，一个开关包括若干固定触点和活动触点，它能将上述电加热元件电连接到一个外部电源上，一种温度传感器具有一种双金属片，所述双金属片能检测液体温度，并与上述开关相互作用，以便在到达一预定温度时，将上述开关从一个闭合位置移动到一个打开位置，其特征在于：上述开关的活动触点固定到上述双金属片的一个自由端上，上述双金属片的另一端是电绝缘的，以便防止电流通过它。

由于这种安排的结果，电流不通过双金属片，并因此在它内部不产生焦耳效应，上述焦耳效应影响温度传感器的灵敏度和合适的性能。

因此，加热器以一种特别精密而可靠的方式工作。除此之外，液体测温计的线性和稳定性避免了过去加热器中已知的热不稳定性和变动的现象。

按照本发明的另一个目的，设置作用在双金属片一个弹性连接部分上的调节装置，以便改变上述双金属片的刚度及其自由端的位置，并因此改变触点装置。

尤其是，调节装置包括一个作用在上述双金属片弹性部分上的螺纹销，上述螺纹销可以拧入支承件内的一个配合螺纹支座中。

另外，螺纹销连接到一个旋钮上，所述旋钮伸出上述容器的外部，并具有一个刻度测温计刻度盘，上述刻度盘可以与一个同容器有关的固定指针进行比较。

旋钮通过一个小轴连接到上述螺纹销上，上述小轴穿过上述旋钮和上述容器。

除此之外，调节装置包括校准装置，所述校准装置作用在小轴上，来改变上述旋钮相对于螺纹销的角度位置，以便把温标标尺上所指示的温度调到用外部标准温度计所检测的温度。

由于这种安排的结果，加热器可以极为简单而快速地进行校准，无论何时它都不会由于各种原因而变得不准。

附图简介

从借助于附图作为非限制性例子示出的一种用于水族馆的一个优选但不是唯一实施例的详细说明，将能更清楚地理解本发明的另一些特点和优点，其中：

图1示出按照本发明所述的一种加热器透视图，同时为了更清楚起见，将外包装部分地除去，

图2示出图1中所示加热器的前视图，

图3示出在没有外部保护的情况下上述各示图中加热器的侧视图，

图4示出图3中加热器其中一部分按稍微放大比例的侧视图，

图5示出上述各图中所示加热器的电路示意图。

优选实施例的详细说明

参见上述附图，按照本发明所述的一种可调式加热器整体用标号1表示，上述可调式加热器1包括一个基本上是管状的容器2，所述管状容器2优选的是用一种透明材料例如玻璃、石英或一种类似的合成材料制造，同时一端开口，一个电加热元件设置在上述管状容器2内部，所述电加热元件整体用标号3表示。

电加热元件3包括一个或多个电阻4，所述电阻4例如是一种电阻丝式，所述电阻丝式电阻绕在一个圆筒形支承件上，所述圆筒形支承件用耐热材料制成，它在各附图中未示出，位于容器2的下面部分中。

电加热元件3的各种电阻4由一个外部电源R通过一个双极电缆5供电。尤其是，电阻4的若干接线端子其中之一直接连接到双极电缆5的一个第一导体5′上，而电阻4的另一个接线端子通过电开关连接到第二导体5″上，上述电开关整体用标号6表示。

尤其是，开关6包括一第一对固定触点，第一对固定触点分别用标号7，8表示，上述第一对固定触点7，8可以通过一对活动触点闭合，上述一对活动触点分别用标号9，10表示。

为了自动地转换开关6以便使水族馆中的液体保持在一个预定的温度T下，使开关6与一个温度传感器有关，上述温度传感器整体用标号12表示。

温度传感器12属于双金属片式，也就是说具有两层不同金属材料的一种双金属片13，上述双金属片13具有US-A-4,315,143、US-A-4,327,281、US-A-4,975,562和EP-A-757507中所述的类型，双金属片13随着它插入其中的介质温度变化，通过不同的膨胀而变形。

按照本发明，开关6的活动触点9，10固定到双金属片13的一个自由端13′上，而同时双金属片13的另一端13″是电绝缘的。

这样，没有电流通过双金属片13，同时避免了过去一些典型传感器的焦耳(Joule)效应。

优选的是，活动触点9，10安装在一个连接板14上，所述连接板14例如是一种U形，连接板14本身又固定到双金属片13的自由端13′上。

理想的是，框架的末端穿过一个弹性连接件16固定到一个支承架15上，上述弹性连接件16主要包括一种小的方形钢琴丝钢或类似物，它具有一个部分16′和另一个部分16″，上述部分16′安装到双金属片13的横向端13″上，而上述另一部分16″穿过一个连接件17固定到框架15上。这样，双金属片13可以相对于固定点17弹性弯曲，同时造成双金属片13的自由端13′摆动。

设置调节装置，所述调节装置整体用标号18表示，上述调节装置18作用在弹性连接件16上，以便改变弹性连接件16上的预负荷和双金属片13的自由端13′位置。

尤其是调节装置18包括一个螺纹销19，所述螺纹销19拧入一个支座上，该支座具有一个支承件20的配合螺纹，上述支承件20固定到框架15上，上述支座的端部21作用在弹性件16的部分16′上。双金属片13上的预负荷通过拧动螺纹销19改变或多或少的量。

这样它将能调节活动触点对9，10与固定触点对7，8之间的距离，以便可以改变开关6的转换温度T，并因此改变用于水族馆中液体的设定温度。

理想的是，一个旋钮22以这种方式在容器外部伸出，以便它可以由使用者旋转，上述旋钮22安装在螺纹销19上，并具有一个温标标尺23，所述温标标尺23印刷在旋钮22的外周边部分上，外周边部分可以与一个同容器2有关联的固定指针对准，上述固定指针在各附图中不能看到。

旋钮22通过一个小轴24连接到螺纹销19上，上述小轴24装在一个圆筒形套管25中，所述套管25具有两个中间密封O形圈26。

在本发明的一个第二方面，调节装置18具有校准装置，所述校准装置整体用标号27表示，上述校准装置27作用在小轴24上，以便改变旋钮22相对于螺纹销19的角度位置，因此在上述测温刻度盘上所指示的温度可以调到利用一个外部标准温度计在水族馆液体中实际测定的温度。

尤其是，校准装置27包括一个调节棘轮28，所述调节棘轮28设置在由旋钮22上面部分所形成的一个支座29中，并通过焊接或任何其它方法刚性连接到小轴24上。

棘轮28在顶部处具有一个缺口30，所述缺口30用于插入刀片或一个螺丝刀的尖头，并通过一个可变键控连接件以一预定的角度位置选择性地连接到旋钮22上。

可变键控连接件可以包括一个齿冠31，所述齿冠31在棘轮28的下面部分中形成，齿冠31接合在支座29上边缘上所形成的一个齿32。齿冠31中的每个齿都对应于螺纹销19的一次旋转，上述螺纹销19的一次旋转使双金属片的设定温度改变大约1℃。

因此为了校准调节装置，它能确定加热器1插入其中的液体有效温度Te，并使棘轮28旋转，直至固定在容器2上的指针与标尺23上对应于温度Te的标记一致时为止。

为了使各触点保持处于一相互连接的状态下，并通过一个擒纵机构提供操作，一个永久磁铁33在面向双金属片13自由端13′的一个位置中固定到框架15上，以便吸引具有活动触点9，10的金属板。

最后，为了向外表示电流正通过电阻4，设置可见的指示器装置，所述指示器装置包括一个与电阻4并联连接的灯或发光二极管34。

在使用时，使用者将调节旋钮19的角度位置，以便固定在容器2上的指针与刻度盘23上对应于所希望温度T的一个标记一致。

这样，螺纹销19将作用在弹性件16上，并因此作用在双金属片13上，以便改变活动触点9，10相对于固定触点7，8的位置。

当触点7、8和9，10处于接触时，电流将通过电阻4，但不通过双金属片3。当水族馆中液体的温度超过弹性件16上预负荷的一个特定设定值时，双金属片将变形，同时板14与磁铁33分开，并因此活动触点9，10与固定触点7，8分开。此时电流中断流向电阻，和然后水族馆中液体的温度将下降，直到双金属片松弛，同时再次使活动触点9，10与固定触点7，8接触并开始新的控制周期时为止。

尽管已特别参照各附图说明了按照本发明所述的浸液加热器，但它能进行许多修改和变体，它们全都属于权利要求书中所表述的发明思想范围内，上述所有修改和变体都打算具有同样的保护。

除此之外，所有零件都可用技术上等效的构件代替，并且材料可以按照要求不同而不同。

Claims (16)

1.一种用于水族馆的可调式加热器，包括一个是管状的容器(2)，在所述容器(2)内装入一个电加热元件(3)，一个开关(6)包括固定触点(7，8)和活动触点(9，10)，所述活动触点(9，10)能将上述电加热元件(3)电连接到一个外部电源(R)上，一个温度传感器(12)具有一种双金属片(13)，所述双金属片(13)能检测液体的温度，并与上述开关(6)相互作用，以便当达到一个预定的温度(7)时，使该开关从一个闭合位置移动到一个打开位置，其特征在于：上述开关(6)的活动触点(9，10)固定到双金属片(13)的一个自由端(13′)上，上述双金属片(13)的另一端(13″)是电绝缘的。

2.按照权利要求1所述的加热器，其特征在于：上述电加热元件(3)包括至少一个电阻(4)，所述电阻(4)具有一个第一接线端子，该接线端子直接连接到来自上述电源(R)的供电电缆的第一导体(5′)上。

3.按照权利要求2所述的加热器，其特征在于：上述至少一个电阻(4)具有一第二接线端子，所述第二接线端子可以通过上述开关(6)连接到上述供电电缆(5)的第二导体(5″)上。

4.按照权利要求3所述的加热器，其特征在于：上述活动触点(9，10)安装在一个连接板(14)上，所述连接板(14)本身又固定到上述双金属片(13)的自由端(13′)上。

5.按照权利要求3所述的加热器，其特征在于：上述开关(6)的固定触点(7，8)分别连接到上述第二导体(5″)和上述至少一个电阻(4)第二接线端子上，上述固定触点(7，8)对处于面对上述活动触点(9，10)对的位置。

6.按照权利要求5所述的加热器，其特征在于：上述双金属片的另一端(13″)通过一个弹性连接件(16)固定到一个支承框架(15)上。

7.按照权利要求6所述的加热器，其特征在于：上述弹性连接件(16)有一部分(16′)横过双金属片(13)延伸部分的平面，用于连接到上述双金属片(13)上，和有一部分平行于双金属片(13)延伸部分的平面，用于固定到上述框架(15)上。

8.按照权利要求7所述的加热器，其特征在于：它包括一个调节装置(18)，所述调节装置(18)作用在上述弹性连接件(16)的横向部分(16′)上，以便改变双金属片(13)的刚度和它的自由端(13′)的位置，并因此改变上述活动触点(9，10)对相对于上述固定触点(7，8)对的位置。

9.按照权利要求8所述的加热器，其特征在于：上述调节装置(18)包括一个螺纹销(19)，所述螺纹销(19)作用在上述弹性连接件(16)的横向部分(16′)上，并可以拧入一个支座中，所述支座在一固定支承件(20)中具有一配合螺纹。

10.按照权利要求9所述的加热器，其特征在于：上述螺纹销(19)连接到一个旋钮(22)上，所述旋钮(22)从上述容器(2)伸出，并具有一个温标标尺(23)，所述温标标尺(23)可以与一个同上述容器(2)有关的固定指针进行比较。

11.按照权利要求10所述的加热器，其特征在于：上述旋钮(22)通过一个小轴(24)连接到上述螺纹销(19)上，上述小轴(24)穿过上述容器(2)。

12.按照权利要求11所述的加热器，其特征在于：它包括用于校准上述调节装置(18)的校准装置(27)，上述校准装置(27)作用在上述小轴(24)上，来改变上述旋钮(22)相对于上述螺纹销(19)的角位置，以便将在上述温标标尺(23)上设定的温度(T)调到用一外部标准温度计实际测量得到的温度(Te)。

13.按照权利要求12所述的加热器，其特征在于：上述校准装置(27)包括一个调节棘轮(28)，所述调节棘轮(28)安装在上述旋钮(22)内一个支座(29)中，该支座(29)刚性连接到上述小轴(24)上，并通过一个可变键控连接件在预定的角度位置中选择性地连接到上述旋钮(22)上。

14.按照权利要求13所述的加热器，其特征在于：上述可变键控连接件包括一个齿冠(31)，所述齿冠(31)可以被一个齿(32)接合，上述齿(32)沿着上述支座(29)的上边缘形成。

15.按照权利要求13所述的加热器，其特征在于：磁性装置(33)靠近上述双金属片(13)的自由端(13′)，以便保持上述活动触点和固定触点稳定地处于连接位置。

16.按照权利要求2所述的加热器，其特征在于：设置用于目视指示上述开关位置的指示装置，所述指示装置包括一个与上述电阻(4)并联连接的灯或发光二极管(34)。

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