CN1134808C - 对液体加热容器的温度控制器的改进 - Google Patents

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Abstract

部件保护控制器与水加热容器的平面电热元件组装在一起，该控制器通过切断电热元件的电源可以防止电热元件过热，该控制器由悬臂弹簧(35)朝向加热元件偏置，该控制器包括与平面电热元件并置的且与电热元件隔开预定距离的主体部分(1、2)、由耐热陶瓷材料制成的装在上述主体部上以保证上述间隔的间隔器(25)以及控制器的热响应部件(9)，该响应部件配置成可以压在平面电热元件上并且在加热元件温度超过一定值时可以在弹簧压力的作用下发生形变，这种形变配置成可以实现开关操作运动，以便使加热元件和其电源断开。控制器相对于电热元件的弹性安装以及间隔器(25)的使用可以保证：即使电热元件受到热膨胀/收缩作用，控制器也能保持与电热元件隔开合适的间隔。

Description

对液体加热容器的温度控制器的改进
技术领域
本发明涉及电热液体容器例如电热锅、带柄的电热杯、电热咖啡壶、电热平底锅、电热缸、实验室设备等装置的温度控制器，该控制器起部件保护作用，可以响应被检测部件的过热状态切断容器加热元件的电源或减少其供电，这种过热状态是由于例如没有保证首先注满容器便开始给加热元件通电而造成的。这种控制器是周知的，通常称作部件保护控制器。
背景技术
在我们的英国专利说明书No.GB-A-2 283 156中公开一种用于平面电热元件的部件保护控制器，该控制器包括一个在电绝缘衬底上形成的一定图案的电阻加热元件，该衬底包括一不锈钢薄板，在薄板的底面形成一薄层玻璃或其它的耐高温电绝缘材料，电阻加热元件形成在该玻璃层上，然后在电阻加热元件上再形成另一薄层的玻璃或其它的耐高温电绝缘材料。在英国专利GB-A-2 283 156中说明的控制器是在我们的英国专利说明书No.GB-A-2 194 099中具体参照其图3A、3B和3C说明的以及在我们的英国专利说明书No.GB-A-2 248724中说明的控制器的改进形式。英国专利GB-A-2 283 156、GB-A-2 194 099和GB-A-2 248 724将在此引入作为参考。
如英国专利说明书GB-A-2 283 156所述，通过将安装螺栓装在加热元件上然后将控制器固定在这些螺栓上而将部件保护控制器装在平面加热元件上。然而由于热膨胀/收缩效应而出现问题，这种热膨胀/收缩效应与加热元件结构有关，它可能超过控制器的设计安装配合公差。这种情况是由于加热元件的很高的功率强度造成的，这引起热膨胀/收缩效应，特别是在加热元件的湿(水)侧和其干(电阻加热元件)侧之间产生有差别的膨胀，这导致在使用中加热元件产生很显著的位移，特别是在干烧的情况下、即在干壶时而加热元件仍通电的情况下位移更显著，此时便需要部件保护控制器的操作。在英国专利GB-A-2 283 156中所述的部件保护控制器特别易于受到平面加热元件的这种受热运动的影响，因为对主要保护的双金属件而言，该部件保护控制器包括辅助的或备用保护系统，这种保护系统为模制塑料支架的形式，该支架设置在加热元件上并适合于在弹簧压力作用下发生形变，因而当支架的塑料在加热元件过高温度的作用下软化时使控制器内的电触点打开。为使第二保护支架正确地起作用，需要在控制器的主体和平面加热元件之间保持预定最小距离，我们发现，不能总是保证达到GB-A-2 283 156所述配置的这种情况。
上述问题不仅发生在利用加热元件上的安装螺栓将元件保护控制器固定在平面加热元件的情况下，而且也发生在应用其它装置将控制器牢固地夹紧在加热元件上的情况下。另外，该问题不限于上述类型的平面加热元件，而且采用其它类型的平面加热元件时也发生此问题，在这种其它类型的平面加热元件中，装在管形金属套中的绕丝电阻加热元件被铸入或箝入铝板内。
发明内容
本发明的主要目的是克服上述问题或至少基本上减少上述问题。
按照本发明，通过将部件保护控制器弹性安装在平面加热元件上可以达到上述目的，其中，控制器用弹簧条压在加热元件上；在控制器的主体上设置由耐热材料最好由陶瓷材料制成的间隔器，使控制器与平面加热元件保持一适当的间距。
更一般地说，本发明的一个方面提供一种与平面电加热元件配合使用的部件保护控制器，以便通过断开电源而防止加热元件过热，该控制器包括一个与平面加热元件并置且与其隔开一预定间距的主体部分、装在上述主体部分上的由耐热材料制成的间隔器以确保上述间隔、和上述控制器的一个热响应部件，该响应部件在控制器使用时配置成压靠在平面加热元件上并且在加热元件的温度超过一定值时可以在弹簧压力作用下发生形变，这种形变配置成可以打开控制器内的一组触头，于是使加热元件与其电源断开。
本发明还提出使上述部件保护控制器与平面电加热部件相组合的方法，该控制器通过弹性装置装在加热元件上，该弹性装置将控制器推向加热元件使得上述间隔器压靠在加热元件的表面上。
在所附属权利要求书中具体陈述了本发明的上述及其它特征和方面，下面参照附图进行说明，由此更详细解释本发明。
附图说明
图1A～1F示出实施本发明的例示性部件保护控制器，图1A是控制器从使用时与加热元件并置的一侧所看的平面图，图1B是控制器另一侧的平面图，图1C是较短侧的主视图，图1D是较长侧的主视图，图1E和1F是透视图；
图2是对应于英国专利GB-A-2 283 156中图1的分解透视图，示出现有技术部件保护控制器的结构，该控制器特别在其内部结构上很类似于图1A～1F所示的控制器；以及
图3示意示出图1A～1F所示控制器与平面加热元件的连接。
具体实施方式
图1A～1F所示的部件保护控制器基本上如同英国专利GB-A-2283 156中其图1所示的控制器，为便于参考，在以下说明中，与英国专利GB-A-2 283 156中所用编号相同的编号表示相同的部件。附图的图2对应于英国专利GB-A-2 283 156中的图1。
图2示出的部件保护控制器包括第一和第二模制塑料主体部分1和2，该两部分适合于装在一起，并在其间卡住第一和第二端子3和4以及弹性金属导体5、6和7。在主体部分2的另一侧上装有双金属的主要开关驱动器8，该驱动器以类似于英国专利GB-A-2 194 009和GB-A-2 248 724中所述控制器的方式装在塑料支架9上，该支架又适合于以预定方式配置在主体部分2的前表面(不能见到)上。
双金属的主要开关驱动器8以基本相同于英国专利GB-A-2 194099和GB-A-2 248 724中所述的方式配置，以便确定由弹性金属导体5和6的部分10和11形成的开关的状态，为此目的设置推杆12。部分10和11正常情况下彼此形成电接触，当双金属主要开关驱动器8在工作中响应于加热元件的过热状态时，部分10和11被推杆12断开。不管何种原因，在主要开关驱动器万一失灵时，为了断开部分10和11之间的接触，让加热元件继续通电，使其温度上升到由塑料支架9构成的辅助热响应驱动器可以操作的温度。支架9具有面向后的凸出部13和14，该凸出部被设计成可以穿过主体部分2，并与弹性金属导体5和7的部分15和16相接触，因而当控制器可操作地连接于平面加热部件并且支架9被向后推向主体部分2时，弹性金属部分15和16便分别由凸出部13和14推到与端子3和4相接触。该支架9具有四个腿17及脚18，该脚安置在有关加热元件的后表面上，当加热元件温度上升到使腿17开始熔化的温度时，该支架9在导体部分15和16的弹力作用下便沿向前的方向向加热元件塌缩，最后使得导体部分15和16脱离与控制器的端子3和4的接触。
图1的部件保护控制器适合与总体平坦的加热部件联用，并且可以明显看出，弹性金属导体6和7具有前伸部分19和20，该部分适合凸出于控制器主体部分2的前部，并且与平面加热部件的端子部分形成电接触，从而通过控制器向加热元件输送电能。
参考图1A～1F，可以看出，在使用时与平面加热元件并置的控制器的表面上装有三个陶瓷材料制成的间隔器25，该间隔器装在部件保护部分2的空心支柱中，使其与双金属主要开关驱动器8和塑料支架9的脚18共平面。该间隔器25保证使双金属主要开关驱动器8和塑料支架9相对于其上配置有间隔器的平面加热元件的表面能正确定位，并且由于采用耐热的陶瓷材料最好由热导率低的材料例如焙烧的滑石材料制造，因而可防止控制器的模制塑料主体过热。
图1B和1F示出在控制器侧表面上设置结构30，当控制器与平面加热部件并置时，该结构离加热元件最远。此结构30使控制器相对于悬臂夹紧弹簧35牢固定位，如图3所示，该悬臂弹簧35在其自由端与结构30形成牢固啮合，而其另一端装在安装螺栓40上，该螺栓40形成在平面加热元件45的方便位置上，或者形成在有关容器的部分上或与容器相关的其它部件上。
借助参照附图的图1A～1F和图3所说明的配置，部件保护控制器利用弹性偏压力固定在平面加热部件的预定位置，并且可以保证控制器与加热元件的表面隔开必要的间距。这种配置可以适应加热元件的热膨胀/收缩而不会妨碍控制器相对于加热元件的正确定位，也不妨碍控制器的可塌缩的塑料支架相对于加热元件的正确定位。
在上面已参照具体实施方案描述本发明，但是应当认识到，本发明不限于所述的实施方案，而且可以更改和改型而不脱离附属权利要求书中所陈述的本发明的精神或范围。例如，可以不使用将部件保护控制器与平面加热元件保持操作关系的悬臂弹簧，而采用呈横梁形式的弹簧，该梁既在其两个端部被支承，又在中间位置支承控制器。

Claims (7)

1.一种电力水加热容器，它具有一个平面电热元件和一个与该平面电热元件的下侧组装在一起的部件保护控制器，该控制器通过切断供给至加热元件的电源来防止加热元件过热，该控制器包括：一个塑料材料的主体部分，以及一个弹性安装在该主体部分中的热响应塑料部件，该热响应塑料部件配置成压靠在平面加热元件的下侧，且基于其弹性安装而形成一个弹簧压力；所述热响应部件由合成塑料制造，该塑料在高于一预定温度时变软，并且在加热元件的温度超过一定值时可以在所述弹簧压力的作用下发生形变，容器具有能够响应于这一形变的开关装置，从而使加热元件与其电源断开，其特征在于，该控制器通过控制器的弹簧偏压与加热元件的下侧接触，从而与该加热元件组装在一起，该主体部分与平面加热元件并置且与其隔开预定的间距；由耐热材料制成的多个间隔器被设置在上述主体部分上并与所述平面加热元件的表面抵靠着以确保上述间距。
2.如权利要求1所述的电力水加热容器，其特征在于，上述开关装置具有设置在所述控制器中的并且被配置成通过上述热响应部件的状态加以控制的开关触点。
3.如权利要求2所述的电力水加热容器，其特征在于，上述开关触点包括至少一个弹性件，在控制器工作期间，该弹性件向着平面加热元件偏置上述热响应部件，上述弹性件对上述热响应部件的形变提供弹簧压力。
4.如上述任一项权利要求所述的电力水加热容器，其特征在于上述热响应部件包括一个用于双金属部件的可塌缩支架，上述双金属件配置成可响应上述平面加热元件的过热起主要控制作用，而上述可塌缩的支架配置成在起主要控制作用的上述双金属件万一失灵时可以起辅助的控制作用。
5.如权利要求1至3中任一项所述的电力水加热容器，其特征在于，上述间隔器用陶瓷材料制作。
6.如权利要求5所述的电力水加热容器，其特征在于，上述陶瓷材料是一种具有低热导率的材料。
7.如权利要求6所述的电力水加热容器，其特征在于，所述陶瓷材料是一种焙烧的滑石材料。
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