CN101197225A - 温度调节开关 - Google Patents

Abstract

本发明属于温度的控制的技术领域。解决现有技术触点之间通断是渐进的，在接通和分离会导致烧毁的问题。所述的温度调节开关，其壳体1中设有弹性片4，弹性片4的弹起端上设有热敏双金属片5，热敏双金属片5上设有电加热器6，所述电加热器6的第一端和第二端分别串联在第一开关控制端2与热敏双金属片5之间，热敏双金属片5翘起端与翘动金属片8的一端铰接，形成一铰接点11，翘动金属片8另一端摆动触点12设置在第二开关控制端3的接触点10处位置上，翘动金属片8的中部设有固定在壳体1上的弹簧9，弹簧9两端形成的直线处在热敏双金属片5因受热变形而使铰接点11摆动的范围之中，壳体1上设有可顶在弹性片4上的调节凸轮13。

Description

温度调节开关

技术领域

本发明属于温度的控制的技术领域，是一种温度调节开关。

背景技术

现有的无段调节开关包括有一个壳体，壳体中有两个开关控制端，在其中一个开关控制端上设有可以翘动的热敏双金属片，热敏双金属片上设有可与另一个开关控制端接触的触点。在热敏双金属片上设有电加热器，该电加热器一端与电源端子相连，另一端与热敏双金属片相连。在壳体中设有用于调节的凸轮，该凸轮顶在热敏双金属片的根部，调节凸轮，可以旋转凸轮，可以改变热敏双金属片的角度。

当开关控制端与电源端子上加有电压时，电加热器则通电发热，使得靠在其旁边的热敏双金属片因受热而产生翘变，热敏双金属片上的触点与另一个开关控制端断开，此时电加热器断电，开始冷却。热敏双金属片复位，直至热敏双金属片上的触点再次与另一个开关控制端接触，如此循环往复，实现在特定的温度下的通断控制。当旋转凸轮后，热敏双金属片的角度发生变化，由于热敏双金属片的触点弹压在另一个开关控制端上无法运动而产生变形，因此当热敏双金属片受热后产生变形并不会立刻与另一个开关控制端分离，只有达到新的温度时，才会与另一个开关控制端分离。所以通过调节凸轮可以给热敏双金属片预设一定的变形量，使得该热敏双金属片需要在另一个温度状态下才会产生变形而与另一个开关控制端分离。该结构存在的问题是热敏双金属片的触点与另一个开关控制端之间的通断是渐进的，在接通和分离的过程中容易产生火花，导致接触点的烧毁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速断开和接通，接触点不易烧结在一起，可以根据温度调节控制的温度调节开关。

为实现本发明的目的，所述的温度调节开关，包括壳体，所述的壳体上设有第一开关控制端和第二开关控制端，所述的壳体中设有弹性片，所述的弹性片的弹起端上设有热敏双金属片，所述的热敏双金属片上设有电加热器，所述电加热器的第一端和第二端分别串联在第一开关控制端与热敏双金属片之间，所述的热敏双金属片翘起端与翘动金属片的一端铰接，形成一铰接点，所述的翘动金属片另一端摆动触点设置在第二开关控制端的接触点处位置上，所述的翘动金属片的中部设有固定在壳体上的弹簧，所述的弹簧两端形成的直线处在热敏双金属片因受热变形而使铰接点摆动的范围之中，所述的壳体上设有可顶在弹性片上的调节凸轮。

旋转调节凸轮，可以使弹性片的弹起端在一定范围内翘动，热敏双金属片相应地随之翘动。常态情况下，调节凸轮所处的位置使热敏双金属片翘起的角度，可以使翘动金属片的另一端摆动触点与第二开关控制端的接触点接触。

当电源加在第一开关控制端和第二开关控制端上时，电流流经第一开关控制端、电加热器、热敏双金属片、翘动金属片和第二开关控制端，电加热器被串接在该串接电路中。此时电加热器通电发热，使热敏双金属片产生翘变，驱动铰接点运动，使该铰接点向弹簧两端形成的直线方向运动。当热敏双金属片翘变至一定程度时，当该铰接点运动超过直线位置后，翘动金属片翻动，使翘动金属片的另一端摆动触点与第二开关控制端分离，这样串接电路就被断开，电加热器停止加热。此时热敏双金属片开始冷却并逐渐复位，带动铰接点按照与原先相反的方向向直线方向运动，当该铰接点运动超过直线位置后，翘动金属片再次翻动，使翘动金属片的另一端摆动触点与第二开关控制端再次接通，实现特定温度下的通断控制。旋转调节凸轮，使弹性片产生变形，由于翘动金属片的另一端摆动触点顶在第二开关控制端上，使得热敏双金属片产生一定的预设翘变量，该预设翘变量是通过旋转调节凸轮人为设置的。此时，电加热器加热后，使热敏双金属片上的温度不断升高，热敏双金属片开始产生逐步翘变，该逐步翘变首先要克服预设翘变量，之后的翘变才能使使翘动金属片的另一端摆动触点与第二开关控制端分离。同理，电加热器断电后使热敏双金属片冷却，产生复位，可以使翘动金属片的另一端摆动触点再次与第二开关控制端接触，如此通断是建立在预设翘变量的基础上的。因此预设翘变量与电加热器的温度形成一定的关系，通过调节预设翘变量，就可以改变电加热器上的温度。

本发明温度调节开关正是利用改变电加热器上的温度来模拟温度调节。使热敏双金属片受热产生变形来实现断电控制，再利用热敏双金属片的自然降温复位来实现通电控制，并且结合调节凸轮来改变热敏双金属片的角度，用过预设翘变量来实现温度调节，快速断开和接通，接触点不易烧结在一起的目的。

附图说明

图1为本发明温度调节立体装配图。

图2为图1中装配后的结构图。

图3为图2的E-E导通状态的剖视图。

图4为图2的E-E断开状态的剖视图。

图5为图2的W-W剖视图。

图6为图2的M-M剖视图。

图7为与图1不同角度的立体装配图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明温度调节开关的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图中所示，所述的温度调节开关，包括壳体1，壳体1由塑料底座24和金属上盖25构成。所述的壳体1的底座24上设有由铜片制成的第一开关控制端2和第二开关控制端3，第一开关控制端2和第二开关控制端3设置在底座24上。所述的壳体1中的第一开关控制端2上设有由铜片制成的弹性片4，第一开关控制端2与弹性片4通过铆接或者电焊结合在一起，两者之间形成电连接。所述的弹性片4的弹起端上设有热敏双金属片5，所述的弹性片4与热敏双金属片5的一端绝缘固定在一起，该绝缘可以在弹性片4与热敏双金属片5之间设置有绝缘层，或者两者之间保持一定的间距而形成绝缘，然后通过固定件，如绝缘紧固件将两者固定在一起。热敏双金属片5可以在弹性片4上翘动。

所述的热敏双金属片5上设有电加热器6，电加热器6通电发热，产生的热能可以使热敏双金属片5受热而产生翘变。所述电加热器6的第一端和第二端分别串联在第一开关控制端2与热敏双金属片5之间，所述的热敏双金属片5翘起端与翘动金属片8的一端铰接，如图1中所示，在热敏双金属片5翘起端上通过铆钉固接一个支撑片27，在支撑片27两侧各设有一个卡槽，在翘动金属片8上设有对应设有弯勾，弯勾卡在卡槽中，形成一铰接点11，所述的翘动金属片8另一端摆动触点12设置在第二开关控制端3的接触点10处位置上，所述的翘动金属片8的中部设有固定在壳体1上的弹簧9，所述的弹簧9两端形成的直线处在热敏双金属片5因受热变形而使铰接点11摆动的范围之中，所述的壳体1上设有可顶在弹性片4上的调节凸轮13。调节凸轮13上设有固定在壳体1上盖25上旋转的转轴26，旋转转轴26可使调节凸轮13在壳体1内转动。

所述的弹性片4为具有弹性的金属弹片，所述的金属弹片固接在第一开关控制端2上，使得电加热器6的第一端通过金属弹片电连接在第一开关控制端2。

但是由于空间的限制，所述的电加热器6为合金电阻片，也可以是在绝缘片上绕制电阻丝构成的结构装置。所述的合金电阻片与热敏双金属片5之间设有绝缘片7，绝缘片7采用云母片，云母片上设有铆接孔，使热敏双金属片5与电加热器6中间被隔离的部位之间不会有电流通过。弹性片4的弹起端上设有大圆孔，热敏双金属片5上对应设有小圆孔，弹性片4、绝缘片7、热敏双金属片5通过铆钉23固接在一起。在热敏双金属片5的另一侧还设有绝缘片31，绝缘片7和绝缘片31可以使热敏双金属片5完全与合金电阻片和弹性片4在铆接处绝缘，同时又使合金电阻片、弹性片4和热敏双金属片5固接在一起。合金电阻片具有电阻率小，单位面积功率大的特性，当其串接在负载电路中，如与电烤箱中的电热管2000～3000瓦串接时，允许通过大的电流。这不会限制电热管的电流，合金电阻片由于是贴置在热敏双金属片5表面，其尺寸受到热敏双金属片5尺寸的限制，根据热敏双金属片5的尺寸，合金电阻片设置在10几瓦左右。所述的合金电阻片设置在热敏双金属片5的背面上。当热敏双金属片5受热翘变时，其背面拱起，合金电阻片与热敏双金属片5分开，不会阻挡热敏双金属片5的变形。所述的电加热器6一端与弹性片4的弹起端电连接，所述的电加热器6的另一端与热敏双金属片5的另一端电连接。所述的合金电阻片的第一端电连接地固定在金属弹片的弹起端上，合金电阻片与热敏双金属片5之间设有绝缘片7，所述的金属弹片弹起端设置在合金电阻片与绝缘片7之间。绝缘片7使热敏双金属片5和合金电阻片两者之间隔开，保持绝缘状态，防止热敏双金属片5将合金电阻片两端短路。

所述的合金电阻片的第二端电连接地固定在热敏双金属片5的翘起端。所述的合金电阻片的第二端上设有弯折部14。由于合金电阻片很薄，具有一定的弹性，当热敏双金属片5受热变形时，会带动弹性片4一起适当变形，弯折部14在变形时会适当地张开，使合金电阻片相应地伸长，以适应热敏双金属片5的变化。这样，当弹性片4上有电流通过就会传导至电加热器6的一端，再从电加热器6的另一端传导至热敏双金属片5的另一端，此时电加热器6被串接在电路中了，而热敏双金属片5只有一端接在电路中，因此电加热器6会因通电而发热，而热敏双金属片5则不会。

热敏双金属片5的另一端设置成在常温状态下向远离翘动金属片8方向翘起，并且与翘动金属片8的一端铰接。翘动金属片8的中部设有固定在所述的壳体1上的弹簧9，弹簧9与翘动金属片8的结合点将翘动金属片8分成前臂和后臂，靠近铰接部的为后臂。所述的弹簧9的弹力可使翘动金属片8绕铰接点11摆动，一旦越过弹簧9两端形成的直线，翘动金属片8立刻会产生翘动，其另一端可接触到第二开关控制端3的接触点10上，使翘动金属片8另一端摆动触点12与第二开关控制端3的接触点10电导通，该状态为导通状态。由于翘动金属片8一端固定在热敏双金属片5上，另一端顶在接触点10上，而中间则被弹簧9拉住，弹簧9处于翘动金属片8后臂的下方位置。当热敏双金属片5因受热而产生翘变，热敏双金属片5的另一端会向靠近翘动金属片8方向翘变，使翘动金属片8的铰接部位向下运动，直至运动到与弹簧9成同一直线位置，一旦越过同一直线位置，翘动金属片8会突然产生翘动，其另一端则突然会向上运动，与接触点10分离。此时弹簧9处于翘动金属片8后臂的上方位置，该状态为断开状态。

当热敏双金属片5逐步冷却时，翘起端也随之逐渐复位，使翘动金属片8的铰接部位向上运动，直至运动到与弹簧9成同一直线位置，一旦越过同一直线位置，翘动金属片8的另一端则突然会向下翘动，与接触点10再次接触。如此一个循环形成一个通断周期。该周期的长短取决于热敏双金属片5翘变的行程。当翘动金属片8的另一端突然会向下运动而与接触点10接触时，由于翘动金属片8一端是铰接在热敏双金属片5的另一端上的，而热敏双金属片5的另一端会因为受热产生翘动，并非是一个固定点，所以翘动金属片8的另一端与接触点10在接触的瞬间会产生一定的横向滑动，该横向滑动的范围很小，利用该横向滑动，可以防止翘动金属片8的另一端与接触点10产生一定的横向位移，避免带电接触时因电弧而烧结在一起。这种横向位移式的接触比直接的固定一个位置的上下式接触，可使接触点的寿命由几通断几千次提高至十多万次，大大提高触点的使用寿命。

当旋转调节凸轮13，通过调节凸轮13作用在弹性片4而改变热敏双金属片5的角度，使得热敏双金属片5的另一端向远离或者靠近翘动金属片8的方向运动，从而增加或者减少了热敏双金属片5受热向同一直线位置位置变形的行程，因此通过旋转调节调节凸轮13可以改变通断周期。

所述的弹性片4上设有向调节凸轮13方向延伸过来的调节杆15，所述的调节凸轮13顶在调节杆15。调节杆15在此相当于一个杠杆的翘臂，通过调节凸轮13旋转作用在调节杆15上距离的变化而逐渐改变热敏双金属片5的角度，调节缓和而且细腻。

所述的调节凸轮13上设有第一环形曲面16，所述的调节杆15弹压在第一环形曲面16上。第一环形曲面16表面曲线的高低变量根据热敏双金属片5受热变形量决定，保持在旋转角度与电加热器6的加热控制温度成接近线性。

所述的壳体1上设有第三开关控制端17和第四开关控制端18，所述的第三开关控制端17上设有翘弹片19，所述的第四开关控制端18设有可与所述的翘弹片19的动触点21接触的定触点20，所述的调节凸轮13上设有第二环形曲面22，所述的翘弹片19中部有一凸起部，该凸起部弹压在第二环形曲面22上。第二环形曲面22上设有一个凹槽，通过旋转调节凸轮13可以使凹槽转至凸起部位置，上，凸起部弹落在凹槽中后，可使翘弹片19的动触点21与定触点20断开，反之接触。

在使用时，第一开关控制端2和第二开关控制端3与第三开关控制端17和第四开关控制端18分别构成两组开关，可以分别串接在电源的火线和零线中，当第三开关控制端17和第四开关控制端18之间处于断开时，第一开关控制端2和第二开关控制端3之间无论是通还是断的状态，均不能改变电路的通断周期，只有当第三开关控制端17和第四开关控制端18之间处于接通时，第一开关控制端2和第二开关控制端3之间才可以实现通断周期的控制。所述的壳体1上设有第五开关控制端28，在第五开关控制端28上设有弹片29，当翘弹片19的动触点21与定触点20接触时，可与弹片29接触。该第五开关控制端28可接指示灯的一端，使指示灯串接在电路中，作为通电指示。

Claims (10)

1.一种温度调节开关，包括壳体(1)，所述的壳体(1)上设有第一开关控制端(2)和第二开关控制端(3)，其特征在于所述的壳体(1)中设有弹性片(4)，所述的弹性片(4)的弹起端上设有热敏双金属片(5)，所述的热敏双金属片(5)上设有电加热器(6)，所述电加热器(6)的第一端和第二端分别串联在第一开关控制端(2)与热敏双金属片(5)之间，所述的热敏双金属片(5)翘起端与翘动金属片(8)的一端铰接，形成一铰接点(11)，所述的翘动金属片(8)另一端摆动触点(12)设置在第二开关控制端(3)的接触点(10)处位置上，所述的翘动金属片(8)的中部设有固定在壳体(1)上的弹簧(9)，所述的弹簧(9)两端形成的直线处在热敏双金属片(5)因受热变形而使铰接点(11)摆动的范围之中，所述的壳体(1)上设有可顶在弹性片(4)上的调节凸轮(13)。

2.根据权利要求1所述的温度调节开关，其特征在于所述的弹性片(4)为具有弹性的金属弹片，所述的金属弹片固接在第一开关控制端(2)上，使得电加热器(6)的第一端通过金属弹片电连接在第一开关控制端(2)。

3.根据权利要求1或2所述的温度调节开关，其特征在于所述的电加热器(6)为合金电阻片，所述的合金电阻片与热敏双金属片(5)之间设有绝缘片(7)。

4.根据权利要求3所述的温度调节开关，其特征在于所述的合金电阻片设置在热敏双金属片(5)的背面上。

5.根据权利要求2所述的温度调节开关，其特征在于所述的电加热器(6)为合金电阻片，所述的合金电阻片的第一端电连接地固定在金属弹片的弹起端上，合金电阻片与热敏双金属片(5)之间设有绝缘片(7)，所述的金属弹片弹起端设置在合金电阻片与绝缘片(7)之间。

6.根据权利要求5所述的温度调节开关，其特征在于所述的合金电阻片的第二端电连接地固定在热敏双金属片(5)的翘起端。

7.根据权利要求6所述的温度调节开关，其特征在于所述的合金电阻片的第二端上设有弯折部(14)。

8.根据权利要求1、2、5、6或7所述的温度调节开关，其特征在于所述的弹性片(4)上设有向调节凸轮(13)方向延伸过来的调节杆(15)，所述的调节凸轮(13)顶在调节杆(15)。

9.根据权利要求8所述的温度调节开关，其特征在于所述的调节凸轮(13)上设有第一环形曲面(16)，所述的调节杆(15)弹压在第一环形曲面(16)上。

10.根据权利要求1、2、5、6或7所述的温度调节开关，其特征在于所述的壳体(1)上设有第三开关控制端(17)和第四开关控制端(18)，所述的第三开关控制端(17)上设有翘弹片(19)，所述的第四开关控制端(18)设有可与所述的翘弹片(19)的动触点(21)接触的定触点(20)，所述的调节凸轮(13)上设有第二环形曲面(22)，所述的翘弹片(19)弹压在第二环形曲面(22)上。

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