CN112902436A - 具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器 - Google Patents

Abstract

具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器，属于热保护器技术领域。调整板由紫铜材料制成，调整板的凹槽和紫铜板的孔洞内填充有聚二甲基硅氧烷，调整板间隙配合设置在紫铜板的中心圆孔内，调整板能相对紫铜板转动，铁棒上端与调整板固接，底座固定在恒温加热器上，螺旋形双金属片与铁棒和底座固接，铁棒上紧密套装有复合泡沫，复合泡沫内插入有铁支架，铁支架固定在恒温加热器上；紫铜板两侧设置高、低温水箱，两个插脚放置于高、低温水箱的恒温水浴中，两个水箱外侧壁上均安装有温度传感器，恒温加热器的正负两端通过导线与温度传感器连接，两个温度传感器均为常开型温度传感器。本发明用于军用保护设备、节能建筑、电池、储热装置等领域。

Description

具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器

技术领域

本发明属于热保护器技术领域，具体涉及一种具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器。

背景技术

现有的热保护器技术大多是基于单个部件的设计制造与改进，主要功能也集中在超过某一温度后部件启动使得热量无法继续传入。这些技术大多只能对热流传递过程完成单一的“通过”或“不通过”控制，无法满足实际工程中对于热流控制的多种要求。此外，这种单一功能的热保护器几乎没有考虑到拦截热流对周围热场分布带来的影响，非常容易造成大幅度的热场扰动和能量损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器。本发明的智能热保护器旨在实现热保护功能的基础上，结合多种热流控制方式以满足复杂的实际环境与工业需要，同时考虑到功能区域的作用对整体热场分布的影响，最大程度降低保护过程造成的热场扰动和能量损失。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器，包括控制元件及辅助元件，所述辅助元件包括两个插脚、两个温度传感器及两个水箱；所述控制元件由外层控制器和内层控制器组成，所述外层控制器为紫铜板，所述紫铜板的中部设有中心圆孔，所述内层控制器包括调整板、铁棒、复合泡沫、螺旋形双金属片、铁支架、底座及恒温加热器；所述调整板由紫铜材料制成，调整板为圆形板，调整板的外周边设有数个凹槽，紫铜板上设有数个孔洞，所有所述凹槽和孔洞内均填充有聚二甲基硅氧烷，调整板设置在紫铜板的中心圆孔内且二者间隙配合，并且调整板能相对紫铜板同轴转动，所述铁棒的上端与调整板下端面中心处固定连接，所述底座设置在铁棒的正下方，底座固定在恒温加热器上，铁棒上套装有螺旋形双金属片，所述螺旋形双金属片与铁棒和底座固定连接，铁棒上紧密套装有一块复合泡沫，所述复合泡沫设置在螺旋形双金属片的上方，复合泡沫的两相对侧面插入有铁支架，所述铁支架底部固定在恒温加热器上；在紫铜板的左右两侧各设置有一个水箱，其中一个所述水箱为高温水箱，另一个水箱为低温水箱，所述两个插脚分别放置于高温水箱的恒温水浴中以及低温水箱的恒温水浴中，两个插脚的上端与紫铜板的左右两侧制为一体，两个水箱的外侧壁上均安装有温度传感器，恒温加热器的正负两端分别通过导线与温度传感器连接，所述两个温度传感器连接至工作电压，两个温度传感器均为常开型温度传感器。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1、本发明的智能热保护器可对目标区域进行热保护，能够感知温度变化，在低温环境下表现为热集中器，在高温环境下表现为热旋转器，转换温度可按需设定。

2、在实现热保护功能的基础上结合多种热流控制方式以满足复杂的实际环境与工业需要，包括实现在目标区域内的热流集中效应与热流旋转效应，同时保持结构在功能区域(功能区域是指图1中虚线圆围成的区域，即紫铜板内侧未打孔的圆环+调整板)以外的部分不受工作状态变化的影响，极大降低了保护过程对系统(具体指两侧温差产生的热流所流经的导热系统，即紫铜板+调整板)造成的热场扰动和能量损失。本发明可应用于军用保护设备、节能建筑、电池、储热装置等领域。

附图说明

图1是本发明的具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器的俯视图；

图2是本发明的具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器的主视图。

上述附图中涉及的部件名称及标号如下：

插脚1、温度传感器2、水箱3、紫铜板4、调整板5、铁棒6、复合泡沫7、螺旋形双金属片8、铁支架9、底座10、恒温加热器11、孔洞12、凹槽13。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1、图2所示，本实施方式披露了一种具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器，包括控制元件及辅助元件，所述辅助元件包括两个插脚1、两个温度传感器2及两个水箱3；所述控制元件由外层控制器和内层控制器组成，所述外层控制器为紫铜板4，所述紫铜板4的中部设有中心圆孔，

所述内层控制器包括调整板5、铁棒6、复合泡沫7、螺旋形双金属片8、铁支架9、底座10及恒温加热器11；所述调整板5由紫铜材料制成，调整板5为圆形板，调整板5的外周边设有数个凹槽13(数个凹槽13沿调整板5的圆周均布设置)，紫铜板4上设有数个孔洞12，所有所述凹槽13和孔洞12内均填充有聚二甲基硅氧烷(铜和聚二甲基硅氧烷组合，等效得到本智能保护器进行热流调控所需的热导率数值，因此才使对功能区域以外的部分扰动降至最低)，调整板5设置在紫铜板4的中心圆孔内且二者间隙配合，并且调整板5能相对紫铜板4同轴转动，所述铁棒6的上端与调整板5下端面中心处固定连接，所述底座10设置在铁棒6的正下方，底座10固定在恒温加热器11上，铁棒6上套装有螺旋形双金属片8，所述螺旋形双金属片8与铁棒6和底座10固定连接，铁棒6上紧密套装有一块复合泡沫7，所述复合泡沫7设置在螺旋形双金属片8的上方(复合泡沫7的作用是稳固铁棒6，保证调整板5处于水平位置)，复合泡沫7的两相对侧面插入有铁支架9，所述铁支架9底部固定在恒温加热器11上(以此固定复合泡沫7从而保证调整板5的水平度)；

在紫铜板4的左右两侧各设置有一个水箱3，其中一个所述水箱3为高温水箱，另一个水箱3为低温水箱，所述两个插脚1分别放置于高温水箱的恒温水浴中以及低温水箱的恒温水浴中，两个插脚1的上端与紫铜板4的左右两侧制为一体(两个插脚1也为紫铜材质)，两个水箱3的外侧壁上均安装有温度传感器2(温度传感器2的温度可自行设定)，恒温加热器11的正负两端分别通过导线与温度传感器2连接，所述两个温度传感器2连接至工作电压，两个温度传感器2均为常开型温度传感器。

进一步的是，所述紫铜板4与调整板5上表面位于同一水平面上。

进一步的是，所述两个水箱3均由铁或者铝材料制成(铁和铝的导热性高)。

进一步的是，所述调整板5的中部设有圆形区域，所述圆形区域为目标区域。

工作原理：

本发明将调整板5中部的圆形区域作为目标区域。当控制元件整体温度较低，即两侧水箱3的恒温水浴温度较低时(但高温恒温水浴温度仍高于低温恒温水浴温度)，此时两侧温度均低于温度传感器2的设定温度，温度传感器2均为常开状态，线路无法连通，此时外层控制器与内层控制器的嵌套组合结构会使得流经图1的虚线圆围成的区域的热流向目标区域汇集，从而提高目标区域内的温度梯度和热流量，实现热集中器的功能。所述热集中器的功能是：在保证背景空间内(即功能区域外)热场不受扰动的条件下，使流经功能区域的热流向目标区域集中，提高目标区域的热量和温度梯度。

而当控制元件整体温度升高，即两侧恒温水浴温度较高并均超过温度传感器2的设定值时，温度传感器2内的线路闭合，接通恒温加热器11使之工作。在恒温加热器11的作用下，螺旋型双金属片8受热产生特定角度的旋转，从而带动相连接的调整板5旋转，进而改变了内层控制器和外层控制器的组合结构。在旋转后的结构中，经由图1中的圆形虚线区域热流不会再向目标区域汇集，而是使热流产生类似的旋转，从而使目标区域内的温度梯度和热流量保持在一基本水平，实现热旋转器的功能，并起到热保护的作用。所述热旋转器的功能是：在保证背景空间内(即功能区域外)热场不受扰动的条件下，使流经功能区域的热流发生旋转，调整目标区域的热流传输方向，而目标区域的热量与温度梯度不会增强，与同一等温线上的其余位置相同。

反之，当控制元件整体温度再次下降并低于温度传感器2设定温度时，恒温加热器11线路断开，螺旋型双金属片8由于温度降低会反向旋转并带动调整板5回转，使控制元件又恢复为初始结构。无论智能热保护器如何作用，除图1中的虚线圆围成的区域外(即功能区域外的部分)始终类似于一般导热介质，其上的热场分布不会受到任何影响，即该智能热保护器在很大程度上降低了对系统(紫铜板4+调整板5)的热场扰动和能量损失。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器，其特征在于：包括控制元件及辅助元件，所述辅助元件包括两个插脚(1)、两个温度传感器(2)及两个水箱(3)；所述控制元件由外层控制器和内层控制器组成，所述外层控制器为紫铜板(4)，所述紫铜板(4)的中部设有中心圆孔，所述内层控制器包括调整板(5)、铁棒(6)、复合泡沫(7)、螺旋形双金属片(8)、铁支架(9)、底座(10)及恒温加热器(11)；所述调整板(5)由紫铜材料制成，调整板(5)为圆形板，调整板(5)的外周边设有数个凹槽(13)，紫铜板(4)上设有数个孔洞(12)，所有所述凹槽(13)和孔洞(12)内均填充有聚二甲基硅氧烷，调整板(5)设置在紫铜板(4)的中心圆孔内且二者间隙配合，并且调整板(5)能相对紫铜板(4)同轴转动，所述铁棒(6)的上端与调整板(5)下端面中心处固定连接，所述底座(10)设置在铁棒(6)的正下方，底座(10)固定在恒温加热器(11)上，铁棒(6)上套装有螺旋形双金属片(8)，所述螺旋形双金属片(8)与铁棒(6)和底座(10)固定连接，铁棒(6)上紧密套装有一块复合泡沫(7)，所述复合泡沫(7)设置在螺旋形双金属片(8)的上方，复合泡沫(7)的两相对侧面插入有铁支架(9)，所述铁支架(9)底部固定在恒温加热器(11)上；在紫铜板(4)的左右两侧各设置有一个水箱(3)，其中一个所述水箱(3)为高温水箱，另一个水箱(3)为低温水箱，所述两个插脚(1)分别放置于高温水箱的恒温水浴中以及低温水箱的恒温水浴中，两个插脚(1)的上端与紫铜板(4)的左右两侧制为一体，两个水箱(3)的外侧壁上均安装有温度传感器(2)，恒温加热器(11)的正负两端分别通过导线与温度传感器(2)连接，所述两个温度传感器(2)连接至工作电压，两个温度传感器(2)均为常开型温度传感器。

2.根据权利要求1所述的具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器，其特征在于：所述紫铜板(4)与调整板(5)上表面位于同一水平面上。

3.根据权利要求1或2所述的具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器，其特征在于：所述两个水箱(3)均由铁或者铝材料制成。

4.根据权利要求1所述的具有热流集中及旋转转换功能的智能热保护器，其特征在于：所述调整板(5)的中部设有圆形区域，所述圆形区域为目标区域。

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