CN107610975A - 一种气体膨胀式温控器 - Google Patents

Abstract

一种气体膨胀式温控器，该温控器采用惰性气体作为工作介质，充入并密封在感温组件内部，感温筒的容积比膜盒的容积加上毛细管的容积之和大5倍以上。能够实现从0～600℃的动作温度范围，万一气体工质泄漏出来也不会发生腐蚀、燃烧、爆炸的风险，环保及安全性甚佳，且结构简单，生产效率高，成本低，动作可靠。

Description

一种气体膨胀式温控器

技术领域

本发明涉及温控器技术领域，特别涉及一种气体膨胀式温控器。

背景技术

液体膨胀式温控器广泛应用于电热水器、电烤箱、电炸锅等的加热控制中，通过感应感温部温度升降使充满并封闭在感温组件内部的特殊工质液体膨胀或收缩，使膜盒胀高或复原，推动微动开关通断，从而控制电热元件的开停而实现温度控制。

液体膨胀式温控器通常使用温度范围是0～320℃，其内部工质为有机油类。但在某些应用场合，例如自洁净烤箱，要求最高使用温度达580℃。世界上没有任何一种有机物在常温下是液态并在580℃时仍保持化学性质稳定的液态。即使是唯一常温下液态的金属水银也在356.7℃（沸点）就已气化。目前国外有一种解决方案是采用低熔点金属的钠钾合金作为工质，这种钠钾合金在-12℃～785℃能够保持液态。这类温控器存在以下缺点：钠、钾是非常活泼的金属，在充注过程中需要隔绝空气，若接触水、氧气、卤素、氧化剂、酸、二氧化碳等将会发生剧烈反应甚至能引起燃烧爆炸，因此这种工质的充注工艺难度大；温控器在使用过程中万一工质泄漏出来会造成腐蚀、燃烧、遇水爆炸的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体膨胀式温控器，它使用惰性气体作为感温组件膨胀收缩的工质，能实现在0～600℃温度范围的温度控制，本温控器结构简单、生产成本低、环保、安全。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种气体膨胀式温控器，包括开关盒组件1、主体支架2、压缩弹簧3、推杆4、限位片5、调温螺钉6、调节轴7和感温组件，其中感温组件包括膜盒8、毛细管9、感温筒10，调节轴7通过螺纹结构安装在主体支架2中并可绕轴线转动，限位片5铆接在调节轴7上并与调节轴7一体转动，限位片5的限位部501与主体支架2的限位凸子201作限位接触连接，膜盒8的柄部801套入调节轴7中，该柄部801的上顶部与调温螺钉6接触连接，膜盒8的凸子802与推杆4上顶部接触连接并通过推杆4推动开关盒组件1的微动开关通断，所述感温组件内部充入并密封有惰性气体11，所述感温筒10的容积比所述膜盒8的容积加上毛细管9的容积之和大5倍以上。

所述感温筒10的容积比所述膜盒8的容积加上毛细管9的容积之和大5～25倍。充入并密封在所述感温组件内部的惰性气体为氦气、氖气、氩气之中任一种或它们的组合。所述感温筒10和毛细管9是由不锈钢材料制成。连接所述毛细管9、感温筒10以及密封用的钎料采用耐温600℃以上的硬钎焊钎料。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

（1）本发明采用惰性气体氦气、氖气、氩气作为感温组件膨胀收缩的工质，并使感温筒的容积比膜盒的容积加上毛细管的容积之和大5～25倍。实现了从室温至600℃温度范围的温度控制，容积比的倍数越大，就越容易实现600℃温度控制且控温精度越高。本气体膨胀式温控器结构简单，生产效率高，成本低，且动作可靠。

（2）由于采用的惰性气体是安全工质，万一泄漏出来也不会发生腐蚀或燃烧或遇水爆炸的危险，环保及安全性甚佳。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种气体膨胀式温控器的结构示意图。

图2是图1的俯视示意图。

图3是图1所示的感温组件的结构示意图。

图中标号表示：1、开关盒组件，2、主体支架，3、压缩弹簧，4、推杆， 5、限位片，6、调温螺钉， 7、调节轴，8、膜盒，801、膜盒柄部，802、凸子，9、毛细管，10、感温筒，11、惰性气体。

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-图3所示，一种气体膨胀式温控器，包括开关盒组件1、主体支架2、压缩弹簧3、推杆4、限位片5、调温螺钉6、调节轴7和感温组件，其中感温组件包括膜盒8、毛细管9、感温筒10，调节轴7通过螺纹结构安装在主体支架2中并可绕轴线转动，限位片5铆接在调节轴7上并与调节轴7一体转动，限位片5的限位部501与主体支架2的限位凸子201作限位接触连接，膜盒8的柄部801套入调节轴7中，该柄部801的上顶部与调温螺钉6接触连接，膜盒8的凸子802与推杆4上顶部接触连接并通过推杆4推动开关盒组件1的微动开关通断，所述感温组件内部充入并密封有惰性气体11，所述感温筒10的容积比所述膜盒8的容积加上毛细管9的容积之和大5倍以上。

所述感温筒10的容积比所述膜盒8的容积加上毛细管9的容积之和大5～25倍。充入并密封在所述感温组件内部的惰性气体为氦气、氖气、氩气之中任一种或它们的组合。所述感温筒10和毛细管9是由不锈钢材料制成。连接所述毛细管9、感温筒10以及密封用的钎料采用耐温600℃以上的硬钎焊钎料。

所述感温筒10和毛细管9均采用耐温600℃以上且长期不氧化的不锈钢材料制造，连接毛细管9与感温筒10以及密封用的钎料采用耐温600℃以上的硬钎焊钎料，所述气体工质采用在600℃高温下与上述金属材料无化学反应、而且不会自身分解的气体，即采用惰性气体11中的氦气、氖气、氩气中任一种或它们的组合。

本气体膨胀式温控器的工作过程如下：

由于感温组件所充入的气体工质是在工作温度范围内不会液化的永久气体，遵循理想气体状态方程，并忽略膜盒8胀开的容积变化，可以认为感温组件容积不变，那么感温组件内部绝对压力就与开氏温度成正比。当感温筒10周围的温度升高时，感温筒10内部的气体工质的压力增大，通过毛细管9把压力传递到膜盒8内部，使膜盒8的上下两膜片因压力增大而胀开，膜盒的凸子802克服压缩弹簧3的推力推动开关盒组件1的微动开关断开。当感温筒10周围的温度下降时，感温筒10内部的气体工质11的压力减小，通过毛细管9把压力传递到膜盒8内部，使膜盒8的上下两膜片因压力减小而复原，膜盒的凸子802通过推杆4在压缩弹簧3的推力作用下回缩，使开关盒组件1的微动开关重新接通。转动调节轴7可在一定范围内调节该微动开关通断动作的温度范围。调节调温螺钉6能改变膜盒8的初始状态并设定动作温度。

由于感温筒10的容积比膜盒8的容积加上毛细管9的容积之和大很多倍，本发明选取5～25倍，最佳值为10～16倍，本实施例选取10倍。这样的选择使感温组件绝大多数的工质气体集中在感温筒10内，可以认为感温组件只响应感温筒10周围环境温度变化，而膜盒8及毛细管9周围环境温度的变化对设定动作温度基本无影响，容积比的倍数越大，则影响越微。

通过合理设计膜盒8的膜片形状和尺寸、压缩弹簧3的参数以及充入工质气体的量，就可以获得从0～600℃的动作温度范围。

Claims (5)

1.一种气体膨胀式温控器，包括开关盒组件（1）、主体支架（2）、压缩弹簧（3）、推杆（4）、限位片（5）、调温螺钉（6）、调节轴（7）和感温组件，其中感温组件包括膜盒（8）、毛细管（9）、感温筒（10），调节轴（7）通过螺纹结构安装在主体支架（2）中并可绕轴线转动，限位片（5）铆接在调节轴（7）上并与调节轴（7）一体转动，限位片（5）的限位部（501）与主体支架（2）的限位凸子（201）作限位接触连接，膜盒（8）的柄部（801）套入调节轴（7）中，该柄部（801）的上顶部与调温螺钉（6）接触连接，膜盒（8）的凸子（802）与推杆（4）上顶部接触连接并通过推杆（4）推动开关盒组件（1）的微动开关通断，其特征在于：所述感温组件内部充入并密封有惰性气体（11），所述感温筒（10）的容积比所述膜盒（8）的容积加上毛细管（9）的容积大5倍以上。

2.根据权利要求1所述的气体膨胀式温控器，其特征在于：所述感温筒（10）的容积比所述膜盒（8）的容积加上毛细管（9）的容积之和大5～25倍。

3.根据权利要求1所述的气体膨胀式温控器，其特征在于：充入并密封在所述感温组件内部的惰性气体为氦气、氖气、氩气之中任一种或它们的组合。

4.根据权利要求1所述的气体膨胀式温控器，其特征在于：所述感温筒（10）和毛细管（9）是由不锈钢材料制成。

5.根据权利要求1所述的气体膨胀式温控器，其特征在于：连接所述毛细管（9）、感温筒（10）以及密封用的钎料采用耐温600℃以上的硬钎焊钎料。