CN104616932A - 一种快速冷冻压力式温控器 - Google Patents

Abstract

一种快速冷冻压力式温控器，该温控器由本体组件、开关组件和膜盒组件组成，本体组件内设有锁扣脱扣机构，该锁扣脱扣机构由摆杆和曲杆组成，摆杆左侧臂末端与操纵杆的底部接触连接，摆杆右侧臂端面设有第1级锁扣平面和第2级锁扣平面，形成两级阶梯平面，曲杆左臂与推杆上端部接触连接，推杆右曲臂上端部左侧设有锁扣接触点，与摆杆的两级阶梯平面接触连接。该锁扣脱扣机构使本温控器具有手动按下操作杆进入快速冷冻控制模式，并在达到预设低温后自动回复到正常工作循环模式。所述锁扣脱扣机构能使曲杆在临界脱扣状态到脱扣稳定状态之间还有小量位移，保证了脱扣动作与开关断开动作同步，并适合于大批量生产。

Description

一种快速冷冻压力式温控器

技术领域

本发明涉及压力式温控器技术领域，特别涉及一种快速冷冻压力式温控器。

背景技术

压力式温控器广泛应用于电冰箱、冷柜等的制冷控制中，通过感应箱体内部的温度升降令其微动开关通断，从而控制制冷压缩机的开停而实现温度控制。压力式温控器的开关组件通常与制冷压缩机串联接入市电供电电路，通过控制压缩机开停使电冰箱、冷柜获得预设的温度范围。

一般家用冷柜，使用一种压力式温控器，由开关组件、感温组件和主体组件构成，主体中有一件膜盒杠杆，膜盒杠杆上装有一根拉簧，当温度升高时膜盒膨胀力克服拉簧拉力使膜盒杠杆摆动进而使开关组件接通，制冷开始，当温度下降时拉簧拉力克服膜盒膨胀力使膜盒杠杆逆向摆动使开关组件断开，制冷停止，如此循环往复使温度控制在一定范围内。转动凸轮可改变拉簧拉力从而改变预先设定的温度范围。

家庭使用中，当一次购买较多的食物放入冷柜时，往往希望快速冷冻，以防食物变质，以往的做法是温控器凸轮设计一个较低的强冷点，用户将凸轮拧到强冷点。但达到冷冻温度后用户往往忘记拧回到正常工作温度，使冷柜长期处于低的温度范围运行，甚至不停机运行，导致食物冷冻温度过低且能耗大幅增加。为此，需要设计一种可以手动快速冷冻、达到设定快速冷冻温度后能够自动回复到正常工作循环的温控器。

美国专利US4510480A公开了一种带深冷装置的压力式温控器， 当锁扣机构没有被按下时，曲杆的工作臂与膜盒杠杆或推杆均没有接触，杠杆机构仅受到主拉簧的作用力，因而该温控器像普通温控器那样开停动作，旋转凸轮可调整主拉簧的拉伸量而改变调节温度范围。当锁扣机构的操纵杆被按下后，摆杆逆时针摆动，曲杆被锁扣，其工作臂作用于膜盒杠杆和推杆，使辅助拉簧向膜盒杠杆施加了一个附加的顺时针转动的力矩。当温度降得较低、膜盒的膨胀力更弱时，才能够使膜盒杠杆逆时针转动，推动曲杆脱扣，温控器回复正常工作状态。通过适当选取主拉簧和辅助拉簧的刚度的比例，可以使得无论凸轮拧到什么位置其复位动作温度都一样，从而实现恒定的快速制冷复位温度。

但是，该专利存在一个缺陷：曲杆脱扣时必须刚好开关复位。如果脱扣早于开关断开，则需要较低温度、膜盒进一步收缩才能使膜盒杠杆逆时针摆动再多一点使开关断开，甚至，由于辅助拉簧拉力的作用，曲杆不能进一步顺时针转动，开关永远不能断开；如果脱扣迟于开关断开，由于开关断开后停止制冷，温度上升，膜盒杠杆顺时针摆动，又使曲杆重新锁扣，所以曲杆永远不能脱扣。由于该专利的摆杆的凸轮面是曲面，曲杆的曲臂从台级爬升到凸轮面的过渡过程是一个慢动作过程，而开关是瞬动开关，因此脱扣过程与开关复位动作过程难以做到同步；而且，曲杆的曲臂爬升到摆杆的凸轮面后曲杆位置不变，要做到同步，推杆的长度必须使得脱扣时恰好使开关动作片复位，该长度精度还受到摆杆的凸轮面尺寸误差、曲杆的曲臂尺寸误差、两根轴销的位置精度、曲杆的左臂凸子高度误差等的累积误差的影响，各零件尺寸必须分毫不差（微米级以内）才能够实现同步，实际在大批量生产中难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速冷冻压力式温控器，它能够解决曲杆脱扣与开关断开动作同步的问题，该温控器能实现手动快速冷冻、达到预设的快速冷冻温度后能够自动回复到正常工作循环，并适合于大批量生产。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种快速冷冻压力式温控器，包括装在本体1内的本体组件、开关组件11和膜盒组件14，开关组件11位于本体组件的右下方，膜盒组件14位于本体组件左下方，所述本体组件包括滑块2、凸轮轴3、衬套4、操纵杆5、膜盒杠杆15、绝缘套12、推杆13、主拉簧16及其第1簧母17、第1调温螺钉18、辅助拉簧21及其第2簧母20、第2调温螺钉19，凸轮轴3的凸轮与滑块2的右侧竖直段接触连接，主拉簧16、辅助拉簧21的一端分别通过第1簧母17、第2簧母20和第1调温螺钉18、第2调温螺钉19与滑块2左侧竖直段相连接，所述膜盒杠杆15中部前、后两侧设有刀口15-1，该刀口15-1支承在本体1两侧壁支点上，膜盒杠杆15左侧水平段设有一个凸尖15-4与膜盒组件14的膜盒顶部接触连接，膜盒杠杆15右侧水平段设有一个垂直部15-2，该垂直部15-2设有一个钩槽15-3，与主拉簧16的另一端的勾部钩接连接，膜盒杠杆15的右侧水平段还套有一个绝缘套12，该绝缘套12中部设有一个通孔12-2，与推杆13上部的小直径段固定连接，推杆13下部的大直径段的尖底部与开关组件11的开关动作片接触连接，还设有锁扣脱扣机构，该锁扣脱扣机构由摆杆6和曲杆9组成，第1轴销7一端固定在本体1内，摆杆6的中心孔与第1轴销7活动连接，摆杆6设有左侧臂6-1和右侧臂6-2，右侧臂6-2上还设有一个限位凸子6-3，在摆杆6的中心圆柱体上套装有扭簧8，该扭簧8一端与本体1的上内壁接触连接，扭簧8的另一端搭扣在摆杆6的右侧臂6-2上，摆杆6左侧臂6-1末端与操纵杆5的下底端接触连接，所述摆杆6右侧臂6-2的右端面设有第1级锁扣平面6-4和第2级锁扣平面6-5，形成两级阶梯平面，第1级锁扣平面6-4与第1轴销7中心之间的垂直距离少于第2级锁扣平面6-5与第1轴销7中心之间的垂直距离，第1级锁扣平面6-4与第2级锁扣平面6-5下底部之间是垂直阶梯过渡，且第2级锁扣平面6-5相对于第1级锁扣平面6-4有一个向右倾斜的倾斜角度，曲杆9设有左臂9-4和右曲臂9-1，第2轴销10一端固定在本体1内，曲杆9的中心孔与第2轴销10活动连接，右曲臂9-1上还设有一个凹槽9-3与辅助拉簧21另一端的勾部钩接连接，右曲臂9-1上端左侧部设有一个锁扣接触点9-2，该锁扣接触点9-2与摆杆6的两级阶梯平面接触连接，曲杆9的左臂9-4与推杆13上端部接触连接。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

（1）本发明在锁扣脱扣机构中的摆杆右端部采用了两级阶梯平面结构，在锁扣脱扣过程中曲杆的右曲臂上端的锁扣接触点分别与所述两级阶梯平面接触，使该机构从临界开始脱扣到脱扣成功能在瞬间实现，从而，保证脱扣与开关断开动作同步，使本温控器在达到设定快速冷冻温度后能够自动回复到正常工作循环中。同时，由于从临界开始脱扣到脱扣后的稳定状态这一过程中曲杆有一定位移量，从而能够容许有一定的零件制造偏差而不影响脱扣与开关断开动作的同步，因而，能降低生产成本，适合于大批量生产。

（2）本发明在摆杆中采用扭簧代替原有的小拉伸弹簧，从而，保证了锁扣脱扣机构具有充分可靠的脱扣原动力，并节省了本体内腔的空间。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种快速冷冻压力式温控器的结构示意图。

图2是图1所示一种快速冷冻压力式温控器在速冻锁扣状态的结构示意图，图中省略了主拉簧16、辅助拉簧21等。

图3是图1所示一种快速冷冻压力式温控器在临界脱扣状态的结构示意图，图中省略了主拉簧16、辅助拉簧21等。

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

参见图1至图3所示，一种快速冷冻压力式温控器由装在本体1内的本体组件、开关组件11和膜盒组件14组成，开关组件11位于本体组件的右下方，膜盒组件14位于本体组件左下方，所述本体组件主要由滑块2、凸轮轴3、衬套4、操纵杆5、膜盒杠杆15、绝缘套12、推杆13、主拉簧16及其第1簧母17、第1调温螺钉18、辅助拉簧21及其第2簧母20、第2调温螺钉19组成，凸轮轴3的凸轮与滑块2的右侧竖直段接触连接，主拉簧16、辅助拉簧21的一端分别通过第1簧母17、第2簧母20和第1调温螺钉18、第2调温螺钉19与滑块2左侧竖直段相连接，所述膜盒杠杆15中部前、后两侧设有刀口15-1，该刀口15-1支承在本体1两侧壁支点上，膜盒杠杆15左侧水平段设有一个凸尖15-4与膜盒组件14的膜盒顶部接触连接，膜盒杠杆15右侧水平段设有一个垂直部15-2，该垂直部15-2中部右侧设有一个钩槽15-3，与主拉簧16的另一端的勾部钩接连接，膜盒杠杆15的右侧水平段还套有一个绝缘套12，该绝缘套12中部设有一个通孔12-2，与推杆13上部的小直径段固定连接，推杆13下部的大直径段的尖底部与开关组件11的开关动作片接触连接，还设有锁扣脱扣机构，该锁扣脱扣机构由摆杆6和曲杆9组成，第1轴销7一端固定在本体1内，摆杆6的中心孔与第1轴销7活动连接，摆杆6设有左侧臂6-1和右侧臂6-2，右侧臂6-2上还设有一个限位凸子6-3，防止摆杆6摆动幅度过大，在摆杆6的中心圆柱体上套装有扭簧8，该扭簧8一端与本体1的上内壁接触连接，扭簧8的另一端搭扣在摆杆6的右侧臂6-2上，使摆杆6产生一个顺时针方向摆动的扭力，摆杆6左侧臂6-1末端与操纵杆5的下底端接触连接，所述摆杆6右侧臂6-2的右端面设有第1级锁扣平面6-4和第2级锁扣平面6-5，形成两级阶梯平面，曲杆9设有左臂9-4和右曲臂9-1，第2轴销10一端固定在本体1内，曲杆9的中心孔与第2轴销10活动连接，右曲臂9-1上还设有一个凹槽9-3与辅助拉簧21另一端的勾部钩接连接，右曲臂9-1上端部左侧设有一个锁扣接触点9-2，该锁扣接触点9-2与摆杆6的两级阶梯平面接触连接，曲杆9的左臂9-4与推杆13上端部接触连接。

第1级锁扣平面6-4与第1轴销7中心之间的垂直距离少于第2级锁扣平面6-5与第1轴销7中心之间的垂直距离，第1级锁扣平面6-4与第2级锁扣平面6-5下底部之间是垂直阶梯过渡，且第2级锁扣平面6-5相对于第1级锁扣平面6-4有一个向右倾斜的倾斜角度。该倾斜角度最好选取3°～10°角度。衬套4固定在本体1上，凸轮轴3的轴体活动装在衬套4的中心孔内，操纵杆5活动穿入凸轮轴3的中心孔内，并可作上下滑动。

本快速冷冻压力式温控器的工作过程是这样的：

当没有按下操纵杆5时，摆杆6位于顺时针方向摆动的极限位置上，摆杆6第2级锁扣平面6-5与曲杆9的锁扣接触点9-2接触，限制了曲杆9的逆时针方向摆动，曲杆9的左臂9-4与推杆13上端部或绝缘套12的凸子12-1均没有接触，此时，只有主拉簧16的拉力作用于膜盒杠杆15而辅助拉簧21还没有起作用，这时，本快速冷冻压力式温控器就像普通温控器一样，将根据环境温度的高低使膜盒组件14的膜盒伸缩推动开关组件11的动作片使开关通断，从而控制冰箱温度范围。转动凸轮轴3可调节主拉簧16拉力而获得不同的动作温度范围。

当按下操纵杆5时，手的压力克服扭簧8的扭力使摆杆6作逆时针方向转动，曲杆9受辅助拉簧21拉力的作用而作逆时针方向摆动使锁扣接触点9-2锁扣到摆杆6的第1级锁扣平面6-4，松开手仍然保持锁扣状态。参见图2所示。由于按下操纵杆5后，曲杆9的左臂9-4接触到绝缘套12的凸子12-1，即辅助拉簧21通过此点对膜盒杠杆15右侧水平段施加了一个使其作顺时针方向摆动的力，因此需要环境温度更低、膜盒组件14的伸缩力更小时，才能够使膜盒杠杆15作逆时针方向摆动，并通过绝缘套12的凸子12-1推动曲杆9脱扣，参见图3所示。临界脱扣时，开关组件11的开关仍保持在接通状态。当曲杆9迅速脱扣后，温控器就立即恢复到图1所示的状态，开关组件11的开关断开。

由于曲杆9的锁扣接触点9-2从第1级锁扣平面6-4是瞬间突升至第2级锁扣平面6-5，中间不存在一个过渡过程，因此脱扣过程是瞬动过程而没有缓慢的过渡动作过程。由于第2级锁扣平面6-5上端部与第1轴销7中点之间的垂直距离比第2级锁扣平面6-5下底部与第1轴销7中点之间的垂直距离稍长一些，曲杆9的锁扣接触点9-2从临界脱扣状态到脱扣稳定状态还需作一定的顺时针方向摆动，而通过选取推杆13的长度就能实现锁扣接触点9-2为临界脱扣时不会使开关组件11的开关断开而当脱扣稳定后立即使开关组件11的开关断开，因此即使有一定的零件制造积累误差也能够保证脱扣动作与开关断开同步。

本实施例中，摆杆6的第2级锁扣平面6-5相对于第1级锁扣平面6-4具有向右倾斜度为5°角，该倾斜度使到曲杆9的左臂9-4从温控器的临界脱扣状态到脱扣稳定状态过程中对推杆13产生一个约0.3mm的位移量，那么推杆13的长度设计成此位移量的中值，推杆13的长度加上其它相关零件尺寸的累积误差（包括摆杆6的第2级锁扣平面6-5的尺寸误差、曲杆9的尺寸误差、轴销7和轴销10的位置误差等）在±0.15mm范围内，都可以保证脱扣动作与开关组件11的开关断开同步，当相关零件的累积公差在上述范围内时，则在大批量生产中是容易实现的。

由于主拉簧16和辅助拉簧21在锁扣状态下对膜盒杠杆15所施加的作用力方向相反，适当配置两者弹簧刚度的比例，可使脱扣温度不论凸轮轴3转动到什么位置都相同，从而获得恒定的快速制冷复位温度。

Claims (3)

1. 一种快速冷冻压力式温控器，包括装在本体（1）内的本体组件、开关组件（11）和膜盒组件（14），开关组件（11）位于本体组件的右下方，膜盒组件（14）位于本体组件左下方，所述本体组件包括滑块（2）、凸轮轴（3）、衬套（4）、操纵杆（5）、膜盒杠杆（15）、绝缘套（12）、推杆（13）、主拉簧（16）及其第1簧母（17）、第1调温螺钉（18）、辅助拉簧（21）及其第2簧母（20）、第2调温螺钉（19），凸轮轴（3）的凸轮与滑块（2）的右侧竖直段接触连接，主拉簧（16）、辅助拉簧（21）的一端分别通过第1簧母（17）、第2簧母（20）和第1调温螺钉（18）、第2调温螺钉（19）与滑块（2）左侧竖直段相连接，所述膜盒杠杆（15）中部前、后两侧设有刀口（15-1），该刀口（15-1）支承在本体（1）两侧壁支点上，膜盒杠杆（15）左侧水平段设有一个凸尖（15-4）与膜盒组件（14）的膜盒顶部接触连接，膜盒杠杆（15）右侧水平段设有一个垂直部（15-2），该垂直部（15-2）设有一个钩槽（15-3），与主拉簧（16）的另一端的勾部钩接连接，膜盒杠杆（15）的右侧水平段还套有一个绝缘套（12），该绝缘套（12）中部设有一个通孔（12-2），与推杆（13）上部的小直径段固定连接，推杆（13）下部的大直径段的尖底部与开关组件（11）的开关动作片接触连接，其特征在于：还设有锁扣脱扣机构，该锁扣脱扣机构由摆杆（6）和曲杆（9）组成，第1轴销（7）一端固定在本体（1）内，摆杆（6）的中心孔与第1轴销（7）活动连接，摆杆（6）设有左侧臂（6-1）和右侧臂（6-2），右侧臂（6-2）上还设有一个限位凸子（6-3），在摆杆（6）的中心圆柱体上套装有扭簧（8），该扭簧（8）一端与本体（1）的上内壁接触连接，扭簧（8）的另一端搭扣在摆杆（6）的右侧臂（6-2）上，摆杆（6）左侧臂（6-1）末端与操纵杆（5）的下底端接触连接，所述摆杆（6）右侧臂（6-2）的右端面设有第1级锁扣平面（6-4）和第2级锁扣平面（6-5），形成两级阶梯平面，第1级锁扣平面（6-4）与第1轴销（7）中心之间的垂直距离少于第2级锁扣平面（6-5）与第1轴销（7）中心之间的垂直距离，第1级锁扣平面（6-4）与第2级锁扣平面（6-5）下底部之间是垂直阶梯过渡，且第2级锁扣平面（6-5）相对于第1级锁扣平面（6-4）有一个向右倾斜的倾斜角度，曲杆（9）设有左臂（9-4）和右曲臂（9-1），第2轴销（10）一端固定在本体（1）内，曲杆（9）的中心孔与第2轴销（10）活动连接，右曲臂（9-1）上还设有一个凹槽（9-3）与辅助拉簧（21）另一端的勾部钩接连接，右曲臂（9-1）上端部左侧设有一个锁扣接触点（9-2），该锁扣接触点（9-2）与摆杆（6）的两级阶梯平面接触连接，曲杆（9）的左臂（9-4）与推杆（13）上端部接触连接。

2. 根据权利要求1所述的快速冷冻压力式温控器，其特征在于：所述衬套（4）固定在本体（1）上，所述凸轮轴（3）的轴体活动装在衬套（4）的中心孔内，所述操纵杆（5）活动穿入凸轮轴（3）的中心孔内，并作上下滑动。

3. 根据权利要求1所述的快速冷冻压力式温控器，其特征在于：所述第2级锁扣平面（6-5）相对于第1级锁扣平面（6-4）的向右倾斜的倾斜角度为3°～10°角度。