CN103367035A - 一种开放式温控器及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了包括外壳，所述外壳内依次设置与所述外壳一侧平行的内支架和双金属片，所述双金属片固装于所述内支架内，其特征在于，温控器还包括上盖，所述上盖设置开放式开口。本发明温控器在接受热量的传导过程中，能够减少热损耗，提高热传导和热辐射的效率，从而达到对温度的快速反应，以避免因开关断开不及时而造成的一系列问题。

Description

一种开放式温控器及其生产工艺

技术领域

本发明涉及温控领域，特别涉及一种开放式温控器及其生产工艺。

背景技术

温控器，是根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，也叫温控开关、温度保护器、温度控制器，简称温控器。或是通过温度保护器将温度传到温度控制器，温度控制器发出开关命令，从而控制设备的运行以达到理想的温度及节能效果，其应用范围非常广泛，根据不同种类的温控器应用在家电、电机、制冷或制热等众多产品中。其工作原理是通过温度传感器对环境温度自动进行采样、即时监控，当环境温度高于控制设定值时控制电路启动，可以设置控制回差。如温度还在升，当升到设定的超限报警温度点时，启动超限报警功能。当被控制的温度不能得到有效的控制时，为了防止设备的毁坏还可以通过跳闸的功能来停止设备继续运行。温控器中最主要的一个部件为热敏元件，是由某些物体的物理性质随温度变化而发生变化的敏感材料制成。例如：易熔合金或热敏绝缘材料、双金属片、热电偶、热敏电阻、半导体材料等。定温、差定温探头各级灵敏度探头的动作温度分别不大于1级62℃、2级70℃、3级78℃。

热敏元件具有随温度的线性变化其电阻值也线性变化的特点，因此，热敏元件可以利用其随温度变化的线性特性用于各种设备或环境温度检测、显示和控制。

目前市场上的温控器中，其感温元件就是热双金属，现有的温控开关由于双金属片材料、形状和导热系数的限制，导致控制系统不能在指定的温度时及时动作，在温度到达设定值的时候，根据其热惯性，温控器并未能在此温度点进行动作，导致控制系统持续运行。这种反应时间越长，越容易造成控制系统运行时间的加长，无法控制其温度到终端产品所需要的温度，从而导致发热体的大量发热，高温的情况下会造成烧毁产品甚至引起火灾。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种开放式温控器及其生产工艺，该温控器能够及时高效对温度变化的临界点快速响应以实现温控效果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案之一是提供一种开放式温控器，包括外壳，所述外壳内依次设置与所述外壳一侧平行的内支架和双金属片，所述双金属片固装于所述内支架内，温控器还包括上盖，所述上盖设置开放式开口。

作为优选，本发明所述开口为直径10～12mm的圆形。

作为优选，本发明所述双金属片包括本体，所述本体为圆形、蝶形、四边形和四点形中的一种，所述本体沿中心的截面为弧形。

作为优选，本发明所述四点形本体外缘设置3个以上的凸起，所述凸起与所述本体一体成型。

作为优选，本发明所述凸起为圆形或矩形。

作为优选，本发明所述弧形的弧高为0.3～0.65mm，所述圆片的厚度为0.1～0.2mm。

作为优选，本发明所述双金属片表面设置涂层。

作为优选，本发明所述涂层厚度为0.01～0.03mm。

本发明的技术方案之二是提供一种开放式温控器的生产工艺，包括如下步骤：S1、铆银点，将端子A与银点F铆接，跳板与银点R铆接；S2、铆外壳，包括铆外壳前段和铆外壳后段，将开关中要分段的两极通过外壳机械连接；S3、半成品除尘，利用离子发生器产生的正负离子与半成品内部的电荷中和以除尘；S4、配顶针，根据半成品的深度选配合适的长度的顶针；S5、收口，将配好顶针的半成品放入治具指定位置，放入双金属片，最顶端放置上盖，通过治具完成收口，以通过上盖将活动部分进行固定。

本发明的技术方案之三是提供一种用于开放式温控器的双金属圆片的生产工艺，包括如下步骤：A1、冲模，根据预设的圆片动作温度和复归温度确定圆片的弧高，以根据该弧高调整模具冲子高度，将料带放入模具中，冲出圆片模型；B1、成型，将圆片模型放入成型机成型；C1、热处理，将成型的圆片放入火炉进行热处理，热处理的温度为：210-350℃，每次处理时间为30-60分钟；D1、筛选，将热处理过的圆片进行筛选，可以是耐热筛选、选片机筛选或者弹跳力筛选；E1、喷漆，将双金属片的被动层上喷油漆，所喷漆的厚度为0.01～0.03mm。

本发明的有益效果是，温控器在接受热量的传导过程中，能够减少热损耗，提高热传导和热辐射的效率，从而达到对温度的快速反应，以避免因开关断开不及时而造成的一系列问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的圆形凸起的双金属片的俯视图；

图3为本发明的矩形凸起的双金属片的俯视图；

图4为本发明圆形双金属片的结构示意图；

图5为本发明蝶形双金属片的结构示意图；

图6为本发明四边形双金属片的结构示意图；

图7为本发明双金属片的横截面结构示意图；

图8为本发明蝶形双金属片的温控器结构示意图；

图9为本发明四点形双金属片的温控器结构示意图；

图10为本发明生产工艺流程图；

图11为本发明银点结构示意图。

图中，1、双金属片，2、顶针，3、上盖，4、内支架，5、银点F，6、银点R，7、端子脚，8、铆钉，9、外壳，10、跳板，11、端子A，12、本体，13、凸起，14、涂层，15、开口。

具体实施方式：

为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合附图进一步阐述本发明。

参看图1～10，一种开放式温控器，包括外壳9，所述外壳9内依次设置与所述外壳9一侧平行的内支架4和双金属片1，所述双金属片1固装于所述内支架4内，温控器还包括上盖3，所述上盖3设置开放式开口15。所述开口15为直径10～12mm的圆形。所述双金属片1包括本体12，所述本体为圆形、蝶形、四边形和四点形中的一种，图4～6分别为圆形、蝶形、四边形双金属片的示意图，所述本体沿中心的截面为弧形。所述四点形本体外缘设置3个以上的凸起13，所述凸起13与所述本体12一体成型。如图2和3所示，所述凸起为圆形或矩形。所述双金属片表面设置涂层14。所述涂层14厚度为0.01～0.03mm。所述弧形的弧高为0.3～0.65mm，所述圆片的厚度为0.1～0.2mm。

由于本体部分为圆形，而圆形本体四周分布有凸起，使得金属片在受热时更加容易在达到温度临界点时产生相应的机械动作，凸起均匀分布，发生机械动作时力量分布均匀，因而能够均匀传到至金属圆片本体，增加了对温度的敏感度和机械动作的精确度。双金属片用于温控开关中，作为温控开关的温度感应元件，能够快速感受发热体的温度，提升温控器对温度控制的灵敏性。双金属片由两层膨胀系数不同的合金压和而成，广泛应用于继电器、开关及控制器等方面。

顶针2为陶瓷顶针，在通电受热前，顶针2一端与双金属片1有间隙，铜质铆钉8用来实现端子A11、外壳9与端子脚7的连接，以及跳板10、外壳9与端子脚7的连接。铍铜跳板10成U型，银点F5和端子A11相铆接，银点R6和跳板10相铆接，常温下，银点F5和银点R6相接触，开关导通，当达到一定温度时，银点F5和银点R6断开，开关断路，无法正常工作。由于双金属片1由两种不同膨胀系数的合金压合而成，其中主动层是上图双金属片的下端，膨胀系数较高；被动层是上图双金属片的上端，膨胀系数较低。常温下，双金属片呈现图中所示状态，当温度达到一定值时，膨胀系数较高的主动层会向膨胀系数较低的一侧翻转，这样双金属片1就会将顶针2往下压，这样本来是结合在一起的银点F5和银点R6就会因此而断开，以此来实现开关的通断。图1中，陶瓷外壳9将元件包含在内，上盖设置一个开放式的开口与外界相通，以便更好的散热，提高产品复归速度。

参看图10，为本发明一种开放式温控器的生产工艺，包括如下步骤：铆银点，将端子A与银点F铆接，跳板与银点R铆接S1；铆外壳，包括铆外壳前段和铆外壳后段，将开关中要分段的两极通过外壳机械连接S2；半成品除尘，利用离子发生器产生的正负离子与半成品内部的电荷中和以除尘S3；配顶针，根据半成品的深度选配合适的长度的顶针S4；收口，将配好顶针的半成品放入治具指定位置，放入双金属片，最顶端放置上盖，通过治具完成收口，以通过上盖将活动部分进行固定S5。

铆银点，银点俗称银触点，在温控开关中起到决定性作用，常温下，银触点闭合，开关导通，当达到一定温度时，银触点断开，开关断路，无法正常工作。其中银点分为两种分别为银点F和银点R，如图11所示，a中因其上端面是平面，所以称为银点F；而b中因其上端面有半径为R的弧度，所以称为银点R。铆银点工艺就是通过机械的方式将银点和对应的端子或者跳板铆压在一起，做为导电的一部分。

铆外壳，铆外壳工艺完成后就已经得到了半成品。其中铆外壳分为两个阶段分别为铆外壳前段和铆外壳后段。因步骤相同，二者所生产模具相同，又因前者行程大于后者，所以工作时前者的模具行程大于后者。其中所用端子脚表面镀锡也称端子雾锡，通常情况下，用宽度6.3mm厚度0.8mm的端子，及宽度4.8mm厚度0.8mm的端子。铆接外壳的前后段就是为了接开关中要分段的2极通过外壳这个绝缘材料机械连接。

半成品除尘，利用离子风机发生器产生正负离子的方法中和半成品内部的电荷来达到除尘效果。具体为将半成品放入特制的仪器中，利用其内的顶针将半成品内部跳板中的凸点下压，分开半成品内部的触点，保证了在除尘的时候不留任何死角。当离子发生器里面的正负离子吹入半成品的内腔时，将会中和半成品原有的电荷，此电荷被中和之后，就不能再吸附空气中的微小粒子，从而除去了半成品内部的灰尘，同时该设备还会利用真空吸尘的方式将最后脱落的微小粒子吸出到半成品外部的特定装置中。

配顶针，配顶针是根据半成品的深度选配合适的长度的顶针给该半成品；因为温控开关动作是依靠热敏型的双金属碟片的突跳动作通过顶针来压开半成品内部开关两极的通断，所以必须给其配置合适的顶针才能够使得双金属碟片突跳时正确的断开或者闭合触点。

收口简介，根据半成品的深度选配合适的长度的顶针给该半成品，收口是产品生产过程中的最后一道工序。将配好顶针的半成品放入治具指定位置，放入双金属碟片，在最顶端放上铝上盖，在治具的作用下完成收口工作。收口主要是用上盖将活动的部分进行固定的一种工序，通过治具的作用将配好顶针的半成品、双金属碟片、上盖等固定。

下表为普通的温控开关和本发明中的温控开关进行反应时间灵敏度的测试对比，表1中，温控开关的温度均相同为135℃，加热板温度设定为350℃，将产品置于加热板中心0.8mm高的位置测试；从产品放到固定位置开始计时到双金属片受热到达温度时突跳结束的时间作为双金属片的反应时间。表2中，温控开关的温度均相同为175℃，加热板温度设定为200℃，将产品平贴在的加热盘测试；从产品放到固定位置开始计时到双金属片受热到达温度时突跳结束的时间作为双金属片的反应时间。

其中，表格1和2中的数值单位为：秒。

对比项目\样品编号	1	2	3	4	5	6	平均值
								普通的温控开关	66.94	82.47	84.61	74.04	85.11	88.66	80.31
本发明的温控开关	47.37	34.9	33.33	34.03	35.88	43.23	38.12

表1

对比项目\样品编号	1	2	3	4	5	6	平均值
								普通的温控开关	20.93	19.26	21.56	24.62	23.93	24.14	22.41
本发明的温控开关	9.2	12.07	11.35	13.67	12.54	14.67	12.25

表2

本发明还提供一种用于开放式温控器的双金属圆片的生产工艺，包括如下步骤：A1、冲模，根据预设的圆片动作温度和复归温度确定圆片的弧高，以根据该弧高调整模具冲子高度，将料带放入模具中，冲出圆片模型；B1、成型，将圆片模型放入成型机成型；C1、热处理，将成型的圆片放入火炉进行热处理，热处理的温度为：210-350℃，每次处理时间为30-60分钟；D1、筛选，将热处理过的圆片进行筛选，可以是耐热筛选、选片机筛选或者弹跳力筛选；E1、喷漆，将双金属片的被动层上喷油漆，所喷漆的厚度为0.01～0.03mm。

冲模阶段，一般依圆片的动作温度和复位区间，以此来决定圆片的弧高。当材料相同时，同种动作温度，复位区间越大，弧度越高；当材料不同时，同种复位区间，动作温度越高，弧度越高。然后经圆片成型机成型。成型之后，进行热处理，调整火炉温度，高温调至350℃，中、低温调至210℃，每次时间为30-60min，分别热处理两次。因圆片内应力没有完全释放，会呈现不稳定因素，所以需将成型的圆片放入火炉热处理以消除其内应力。再测圆片温度，将圆片放入高温油槽中测试其动作温度和复位温度的区间。如测试数据在油槽所设置数据范围内，再将其放入精密温度测试炉，测其准确温度。如二者都符合要求，则圆片已到准确值，否则需重新调整或微调模具冲子高度。以确保圆片动作温度与复归温度达到准确值。对所选出的圆片放入选片机做进一步的筛选。将选片机的动作下限值、动作上限值、复位上限值及复位下限值设置成所需温度值，如在动作上限值与下限值范围外会自动选出做不合格品处理，当然在复归上限值与下限值范围外会自动选出做不合格品处理。只有当圆片动作时间以及复归时间同时在在所设时间范围内，才会是合格品。双金属圆片生产完成后，在其被动层上喷上一层0.01～0.03mm的指定油漆，最后设定测试条件测试其灵敏度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种开放式温控器，包括外壳，所述外壳内依次设置与所述外壳一侧平行的内支架和双金属片，所述双金属片固装于所述内支架内，其特征在于，温控器还包括上盖，所述上盖设置开放式开口。

2.根据权利要求1所述的一种开放式温控器，其特征在于，所述开口为直径10～12mm的圆形。

3.根据权利要求1所述的一种开放式温控器，其特征在于，所述双金属片包括本体，所述本体为圆形、蝶形、四边形和四点形中的一种，所述本体沿中心的截面为弧形。

4.根据权利要求3所述的一种开放式温控器，其特征在于，所述四点形本体外缘设置3个以上的凸起，所述凸起与所述本体一体成型。

5.根据权利要求4所述的一种开放式温控器，其特征在于，所述凸起为圆形或矩形。

6.根据权利要求4所述的一种开放式温控器，其特征在于，所述弧形的弧高为0.3～0.65mm，所述圆片的厚度为0.1～0.2mm。

7.根据权利要求1～6任一所述的一种开放式温控器，其特征在于，所述双金属片表面设置涂层。

8.根据权利要求7所述的一种开放式温控器，其特征在于，所述涂层厚度为0.01～0.03mm。

9.一种开放式温控器的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、铆银点，将端子A与银点F铆接，跳板与银点R铆接；

S2、铆外壳，包括铆外壳前段和铆外壳后段，将开关中要分段的两极通过外壳机械连接；

S3、半成品除尘，利用离子发生器产生的正负离子与半成品内部的电荷中和以除尘；

S4、配顶针，根据半成品的深度选配合适的长度的顶针；

S5、收口，将配好顶针的半成品放入治具指定位置，放入双金属片，最顶端放置上盖，通过治具完成收口，以通过上盖将活动部分进行固定。

10.一种用于开放式温控器的双金属圆片的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

A1、冲模，根据预设的圆片动作温度和复归温度确定圆片的弧高，以根据该弧高调整模具冲子高度，将料带放入模具中，冲出圆片模型；

B1、成型，将圆片模型放入成型机成型；

C1、热处理，将成型的圆片放入火炉进行热处理，热处理的温度为：210-350℃，每次处理时间为30-60分钟；

D1、筛选，将热处理过的圆片进行筛选，可以是耐热筛选、选片机筛选或者弹跳力筛选；

E1、喷漆，将双金属片的被动层上喷油漆，所喷漆的厚度为0.01-0.03mm。

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