CN1832080A - 一种温控开关 - Google Patents

Abstract

一种由温度控制电路开、断的机械式温控开关。它的主要构造是感温金属杆一端与第一级杠杆接触，第一级杠杆的一端与此垂直固定一直杆，此直杆的另一端为环状，套在第二级杠杆上，第二级杠杆一端与此垂直固定一直杆，此直杆另一端与第三级杠杆接触，第三级杠杆通过导线与固定在外壳上的第一个接线柱实现电连接，其末端靠近第二个接线柱；第二个接线柱与第三级杠杆的后半部分之间有一较小圆球和延迟螺钉；在调节温控开关的动作温度时，用一基准线杆套在三角形短柱上，用圆形刻度盘套在调节螺钉的三角形部分上，可以使调节温度的精度较高。它把感温金属杆的长度随温度的变化量通过三级杠杆的作用放大很多倍。

Description

一种温控开关

技术领域

本发明涉及一种由温度控制电路开、断的机械式温控开关。

背景技术

目前公知的温控开关分为机械式和电子式，除机械式中的双金属片式温控开关外其它的温控开关结构均较复杂、体积较大，但双金属片式温控开关精度较低，除双金属片式和电阻式温控开关外其它的温控开关价格较贵。目前公知的温控开关各有其缺点，还没有一种不但结构较简单、体积较小，而且精度高、价格便宜的温控开关。

发明内容

为了克服现有的温控开关的缺点，本发明提供一种温控开关，结构较简单、体积较小，而且精度高、价格相对便宜、适用的温度范围较宽。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：感温金属杆一端固定在外壳(绝缘体)上，另一端与第一级杠杆接触，其接触点靠近固定轴(第一级杠杆的一端有一小孔，固定轴穿过小孔套在杠杆上，杠杆可绕固定轴转动)；在第一级杠杆与距外壳最近一端之间有一弹簧，一般情况下呈压缩状态；第一级杠杆的另一端固定一直杆，此直杆与第一级杠杆垂直，此直杆的另一端为环状，套在第二级杠杆上，相互接触部分靠近固定轴(第二级杠杆一端有一小孔，固定轴穿过小孔套在杠杆上，杠杆可绕固定轴转动)，在第二级杠杆与距外壳最近一端之间有一弹簧，一般情况下呈拉伸状态；第二级杠杆另一端固定一直杆，此直杆与第二级杠杆垂直，此直杆另一端与第三级杠杆接触，其接触点靠近固定轴(第三级杠杆的一端有一小孔，固定轴穿过小孔套在杠杆上，杠杆可绕固定轴转动)；在第三级杠杆与距外壳最近一端之间有一弹簧，一般情况下呈压缩状态；第三级杠杆为金属制成(此杠杆通过导线与固定在外壳上的第一个接线柱实现电连接)，后半部分为金属薄片(有较好的弹性)，末端靠近第二个接线柱(两个接线柱分别与电路中两点实现电连接，如果两个接线柱之间导电，电路就导通，如果两个接线柱之间不导电，电路就断开)，此接线柱在外壳内部的部分较薄且有一定弹性，此接线柱与第三级杠杆的后半部分之间有一较小圆球，此圆球一半可导电，另一半不导电，导电的一半接触第二个接线柱，不导电的一半更靠近第三级杠杆后半部分，此圆球固定在一延迟螺钉(在外壳内部较细、有一定弹性、导电)上，延迟螺钉与圆球导电部分之间导电，延迟螺钉穿过外壳与第二个接线柱实现电连接。套在每一级杠杆上的固定轴均可固定一调节螺帽，调节螺钉穿过外壳旋进调节螺帽，在外壳的相应位置开一滑动槽，在旋动调节螺钉时，调节螺帽和固定轴一起移动，固定轴在滑动槽内滑动，带动相应的杠杆改变位置；调节螺钉在外壳外面的部分为三角形，在旁边有一固定的三角形短柱。如果需要在温度高时两个接线柱之间导电且在温度低时两个接线柱之间断开，那么圆球、延迟螺钉和第二个接线柱的位置在当温度升高时第三级杠杆末端移动的方向的一侧；当温度升高时感温金属杆受热膨胀，如果其长度增加Δa，感温金属杆与第一级杠杆接触点到其固定轴中心线距离为c₁，第一级杠杆长度为d₁，d₁/c₁＝n₁，感温金属杆推动第一级杠杆末端移动，那么第一级杠杆末端移动的距离为n₁Δa；固定在第一级杠杆上的直杆的端环套进第二级杠杆，其接触部分到其固定轴中心线距离为c₂，第二级杠杆长度为d₂，d₂/c₂＝n₂，此直杆端环拉动第二级杠杆移动，那么第二级杠杆末端移动的距离为n₁n₂Δa；固定在第二级杠杆上的直杆末端与第三级杠杆接触，其接触点到其固定轴中心线距离为c₃，第三级杠杆长度为d₃，d₃/c₃＝n₃，此直杆推动第三级杠杆末端移动，则第三级杠杆末端移动的距离为n₁n₂n₃Δa；经三级杠杆的放大作用，第三级杠杆末端移动距离就是感温金属杆增加长度的n₁n₂n₃倍(如果再增加一级杠杆，那么最后一级杠杆末端移动的距离还可以再增加)；第三级杠杆为金属制成，第一个接线柱通过导线与第三级杠杆实现电连接；第三级杠杆后半部分为薄片，当第三级杠杆末端移动的距离足够大时，与第二个接线柱接触，电路导通；当温度降低到一定程度时，第三级杠杆末端因连接此杠杆的压缩弹簧的作用往回移动，接触到圆球导电部分，此时两个接线柱之间仍然导电，第三级杠杆后半部分和连接圆球的延迟螺钉弯曲，直到第三级杠杆后半部分与圆球滑开，此时两个接线柱之间断开；增加延迟螺钉在外壳内部的长度，就可增加第三级杠杆与圆球导电部分接触的时间，也就是可以增加两个接线柱之间导电的时间。如果需要在温度低时两个接线柱之间导电而在温度高时两个接线柱之间断开，就要把圆球、延迟螺钉和第二个接线柱安装在当温度降低时第三级杠杆末端移动的方向的一侧；当温度降到一定程度时，因弹簧力的作用，第三级杠杆末端与第二个接线柱接触，两个接线柱之间导电；当温度升高时，感温金属杆膨胀，其长度增加，再经过第一级和第二级杠杆的作用，使第三级杠杆末端移动，第三级杠杆后半部分和延迟螺钉弯曲，此时两个接线柱之间仍然导电，直到第三级杠杆后半部分与圆球滑开，此时两个接线柱之间断开。当旋转调节螺钉时，调节螺帽移动，固定轴跟随移动并在滑动槽内滑动；当调节螺帽和调节螺钉安装在第二级杠杆一端的固定轴上时，旋转调节螺钉使调节螺帽和固定轴往调节螺钉三角形部分的方向移动则温控开关动作(两个接线柱之间导电)的温度降低，当调节螺帽和调节螺钉安装在第三级(或第一级)杠杆一端的固定轴上时，旋转调节螺钉使调节螺帽和固定轴往调节螺钉三角形部分的方向移动则温控开关动作的温度升高；为使温控开关动作更精确，用圆形刻度盘(类似于360°量角器)套在调节螺钉的三角形部分上，用基准线杆套在三角形短柱上，当感温金属杆在基准温度(如0℃或100℃)时，旋转圆形刻度盘，使温控开关刚好动作(两个接线柱之间导电)，记下此时基准线杆中基准线所标示的刻度，然后根据需要温控开关动作的实际温度，经过计算后旋转圆形刻度盘一定角度，就可使温控开关精确动作；因为调节螺钉旋转一周，圆形刻度盘也旋转一周，调节螺钉旋转一周使螺帽和固定轴移动的距离就被放大为圆形刻度盘一周的长度，因此有圆形刻度盘调整调节螺钉旋转角度比直接旋转调节螺钉的精度要高得多；基准线杆和圆形刻度盘可相互交换使用，把圆形刻度盘套在三角形短柱上，基准线杆套在调节螺钉的三角形部分上，旋转基准线杆也可起到相同的作用。

本发明的有益效果是：结构较简单，体积可以做得较小，相对来说价格也就较便宜；感温金属杆受热膨胀增加的长度被放大的倍数较大(可以上千倍)，再加上用圆形刻度盘调整调节螺钉旋转角度控制本发明的动作温度，因而精度高；感知温度变化的只是一根金属杆，而金属对温度变化反应迅速，因此本发明动作敏捷；本发明的零部件可以用金属、陶瓷或其它耐高温的材料制成，因此适用的温度范围较宽。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一个实施例的内部结构图。

图2是本发明的动作温度调节示意图。

图3是本发明的第二个实施例的内部结构图。

图中1.感温金属杆，2.第一级杠杆，3.第一级直杆，4.第二级杠杆，5.第二级直杆，6.第三级杠杆，7.压缩弹簧1，8.压缩弹簧2，9.拉力弹簧，10.固定轴1，11.固定轴2，12.滑动槽，13.调节螺钉，14.压缩弹簧3，15.调节螺帽，16.定位短柱，17.固定轴3，18.连接导线，19.外壳，20.接线柱1，21.导线，22.延迟螺钉，23.金属半圆球，24.绝缘半圆球，25.接线柱2，26.基准线杆，27.圆形刻度盘，28.基准线。

具体实施方式

在图1所示的实施例中，感温金属杆(1)下端固定在外壳(19)上，上端与第一级杠杆(2)的接触点靠近固定轴1(10)，固定轴1(10)穿过小孔套在第一级杠杆(2)的左端；在第一级杠杆(2)与外壳(19)上端之间有压缩弹簧1(7)，一般情况下呈压缩状态；第一级杠杆(2)的右端固定有第一级直杆(3)，第一级直杆(3)与第一级杠杆(2)垂直，第一级直杆(3)的另一端为环状，套在第二级杠杆(4)上，相互接触部分靠近固定轴2(11)，在第二级杠杆(4)与外壳(19)下端之间有一拉力弹簧(9)，一般情况下呈拉伸状态；第二级杠杆(4)左端固定有第二级直杆(5)，第二级直杆(5)与第二级杠杆(4)垂直，第二级直杆(4)上端与第三级杠杆(6)接触，其接触点靠近固定轴3(17)；在第三级杠杆(6)与外壳(19)上端之间有一压缩弹簧2(8)，一般情况下呈压缩状态；第三级杠杆(6)为金属制成并通过导线(21)与固定在外壳(19)上的接线柱1(20)实现电连接，其后半部分为金属薄片(有较好的弹性)，末端靠近接线柱2(25)；接线柱1(20)和接线柱2(25)分别与电路中两点实现电连接，如果接线柱1(20)和接线柱2(25)之间导电，电路就导通，如果接线柱1(20)和接线柱2(25)之间不导电，电路就断开；接线柱2(25)在外壳(19)内部的部分较薄且有一定弹性，接线柱2(25)与第三级杠杆(6)的后半部分之间有一较小圆球，此圆球一半为金属半圆球(23)，另一半为绝缘半圆球(24)，金属半圆球(23)与接线柱2(25)接触，绝缘半圆球(24)更靠近第三级杠杆(6)的金属薄片，此圆球固定在延迟螺钉(22)的一端；延迟螺钉(22)在外壳(19)内部的部分为金属直杆(较细、有一定弹性)并与金属半圆球(23)实现电连接，穿过外壳(19)部分为三角形并通过连接导线(18)与接线柱2(25)实现电连接。调节螺帽(15)固定在固定轴2(11)上，调节螺钉(13)穿过外壳(19)旋进调节螺帽(15)，在固定轴2(11)移动的方向、在外壳(19)的相应位置开有滑动槽。当温度升高时，感温金属杆(1)受热膨胀，长度增加，而第一级杠杆(2)左端被固定轴1(10)固定，因此第一级杠杆(2)右端就会移动，移动的距离是感温金属杆(1)增加的长度的n₁倍；同时，第一级直杆(3)拉动第二级杠杆(4)，使第二级杠杆(4)左端移动的距离为第一级杠杆(2)右端移动距离的n₂倍；此时，第二级直杆(5)上端顶动第三级杠杆(6)，使第三级杠杆(6)右端移动的距离为第二级杠杆(4)左端移动的距离的n₃倍，此距离足够大时，使第三级杠杆(6)后半部分、延迟螺钉(22)弯曲，弯曲到一定程度时，第三级杠杆(6)右端滑过绝缘半圆球(24)与接线柱2(25)接触，使接线柱1(20)和接线柱2(25)实现电连接；当温度逐渐降低时，感温金属杆(1)长度变短，压缩弹簧1(7)使第一级杠杆(2)右端往下移动，第一级直杆(3)也往下移动，拉力弹簧(9)使第二级杠杆(4)左端往下移动，第二级直杆(5)也往下移动，压缩弹簧2(8)使第三级杠杆(6)右端往下移动，使第三级杠杆(6)后半部分变形而往上弯曲，使延迟螺钉(22)左边部分往下弯曲，直至第三级杠杆(6)右端与延迟螺钉(22)上的金属半圆球(23)滑开而脱离接触，使接线柱1(20)与接线柱2(25)之间不导电，此时的温度比温度逐渐升高时第三级杠杆(6)右端与接线柱2(25)接触时的温度低，电路导通有一个延续时间；如果去掉延迟螺钉(22)、金属半圆球(23)和绝缘半圆球(24)，那么电路导通就没有延续时间，温度升高到预设动作温度，电路就导通，温度降到预设动作温度以下，电路就断开。如图2所示，把基准线杆(26)套在定位短柱(16)上，把圆形刻度盘(27)套在调节螺钉(13)的三角形部分上，使感温金属杆(1)处于基准温度的环境(如0℃的冰水)中，旋转调节螺钉(13)，使接线柱1(20)和接线柱2(25)之间刚好导电，记下此时基准线(28)所示的刻度，根据实际所需要的使温控开关动作的温度(预设的动作温度)、每一级杠杆对长度放大的倍数，经过计算得出圆形刻度盘(27)需要旋转的角度，再旋转圆形刻度盘(27)相应的角度，此时固定调节螺钉(13)，这样在使用中达到预设动作温度，温控开关就会动作；压缩弹簧3(14)使调节螺钉(13)在旋转时调节螺钉(13)与外壳(19)的相对位置不变，而使调节螺帽(15)和固定轴2(11)移动；这种方法控制预设动作温度比不用基准线杆(26)和圆形刻度盘(27)而直接旋转调节螺钉(13)来控制预设动作温度要精确得多。

在图3所示的实施例中，与图1不同的是在图3中接线柱2(25)、延迟螺钉(22)、金属半圆球(23)、绝缘半圆球(24)在第三级杠杆(6)的右下方而不是在图1中的右上方；在感温金属杆(1)处于高于预设动作温度的环境时，(根据对图1所示的实施例的分析)第三级杠杆(6)右端往上移动且距离接线柱2(25)就越远，接线柱1(20)和接线柱2(25)之间就不会导电；当温度逐渐降低时，由于压缩弹簧2(8)的作用，第三级杠杆(6)右端往下移动，到接触绝缘半圆球(24)开始第三级杠杆(6)右端向上弯曲，当温度继续降低时，第三级杠杆(6)右端滑过绝缘半圆球(24)与接线柱2(25)接触，此时接线柱1(20)和接线柱2(25)之间导电，电路导通；当温度又开始逐渐升高时，第三级杠杆(6)右端要往上移动，由于金属半圆球(23)的阻挡，第三级杠杆(6)右端向下弯曲、延迟螺钉(22)左端向上弯曲，直到温度升高到一定程度，第三级杠杆(6)右端与金属半圆球(23)滑开而脱离接触，此时接线柱1(20)与接线柱2(25)之间不导电，电路断开；延迟螺钉(22)、金属半圆球(23)和绝缘半圆球(24)的作用是使电路导通有一定的延续时间，如果去掉延迟螺钉(22)、金属半圆球(23)和绝缘半圆球(24)，那么电路导通就没有延续时间，温度低到预设动作温度，电路就导通，温度升到预设动作温度以上，电路就断开。调节螺钉(13)、调节螺帽(15)、圆形刻度盘(27)和基准线杆(26)的使用如对图1中的实施例的分析一样。

Claims (4)

1、一种温控开关，其特征是：感温金属杆一端固定在外壳(绝缘体)上，另一端与第一级杠杆接触，其接触点靠近固定轴(第一级杠杆的一端有一小孔，固定轴穿过小孔套在杠杆上，杠杆可绕固定轴转动)；在第一级杠杆与距外壳最近一端之间有一弹簧，一般情况下呈压缩状态；第一级杠杆的另一端固定一直杆，此直杆与第一级杠杆垂直，此直杆的另一端为环状，套在第二级杠杆上，相互接触部分靠近固定轴(第二级杠杆一端有一小孔，固定轴穿过小孔套在杠杆上，杠杆可绕固定轴转动)，在第二级杠杆与距外壳最近一端之间有一弹簧，一般情况下呈拉伸状态；第二级杠杆另一端固定一直杆，此直杆与第二级杠杆垂直，此直杆另一端与第三级杠杆接触，其接触点靠近固定轴(第三级杠杆的一端有一小孔，固定轴穿过小孔套在杠杆上，杠杆可绕固定轴转动)；在第三级杠杆与距外壳最近一端之间有一弹簧，一般情况下呈压缩状态；第三级杠杆通过导线与固定在外壳上的第一个接线柱实现电连接，其末端靠近第二个接线柱；第二个接线柱与第三级杠杆的后半部分之间有一较小圆球，此圆球一半可导电，另一半不导电，导电的一半接触第二个接线柱，不导电的一半更靠近第三级杠杆后半部分；此圆球固定在一延迟螺钉(在外壳内部较细、有一定弹性、导电)上，圆球导电部分与延迟螺钉之间导电，延迟螺钉穿过外壳与第二个接线柱实现电连接；一个固定轴上固定有一调节螺帽，调节螺钉穿过外壳旋进调节螺帽，在外壳的相应位置开一滑动槽(使固定轴可在此滑动槽内滑动)；调节螺钉在外壳外面的部分为三角形，在旁边有一固定的三角形短柱；在调节温控开关的动作温度时，用基准线杆套在三角形短柱上，用中间有三角形空洞的圆形刻度盘套在调节螺钉的三角形部分上。

2、根据权利要求1的温控开关，其特征是：第三级杠杆为金属制成，其后半部分为金属薄片且有较好的弹性。

3、根据权利要求1的温控开关，其特征是：第二个接线柱在外壳内部的部分较薄且有一定弹性。

4、根据权利要求1的温控开关，其特征是：基准线杆中间有一条细线，一端有三角形空洞。

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