CN203839284U - 一种高灵敏度的突跳式温控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高灵敏度的突跳式温控器，包括：外壳、铆钉、动簧片、定接板、动触头、定触头、陶瓷杆、导向座、双金属感温片和封盖；动簧片通过铆钉固定于外壳内腔；动触头固定于动簧片的活动端；定触头固定于外壳的内腔且正对于动触头布置；导向座安装于外壳顶部；双金属感温片具有一个中心部，中心部外围具有不少于三个固定脚，双金属感温片通过固定脚固定于导向座与封盖之间；陶瓷杆穿过导向座的导向孔抵在动簧片与双金属感温片之间；封盖将导向座与外壳封装在一起。本实用新型克服了传统形状双金属片的突跳式温控器感温动作慢，热反应时间长的缺点，有效地提高了温控器感温动作的反应速度及灵敏性，使之控温更精准和安全可靠。

Description

一种高灵敏度的突跳式温控器

技术领域

本实用新型涉及温控器技术领域，具体涉及一种高灵敏度的突跳式温控器。

背景技术

目前，传统的双金属片突跳式温控器由一个密封的封盖封装，主要的动作部件是一个圆盘形的双金属感温片，双金属感温片受热后会反向突跳，通过温控器内部的陶瓷杆推动动簧片，从而实现动触头与定触头的通断。陶瓷杆是套穿在导向座的导向孔内作轴向移动的，通常导向座除导向孔外，其余部分是实心的。

由于温控器是通过感温部件控制，感温部件吸收热量需要一定的传热时间，因而这种传统的双金属片突跳式温控器存在感温动作速度慢、灵敏度差等缺点，不能在超温的第一时间内及时切断电路，而是需要等待较长的吸热时间，让感温动作部件的热量达到设定的临界温度后，温控器才能突跳动作。由此导致设备发热部件周围的环境温度高于温控器所要控制的温度，特别是一些大功率的加热设备，温控器的感温速度明显滞后于被控件，从而加速了设备零部件的老化，直接降低了设备的使用寿命，严重时甚至会引起火灾事故的发生，降低了温控器的工作可靠性。

不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高灵敏度的突跳式温控器，提高温控器的灵敏度和安全性，克服传统的圆形、碟形、方形等形状双金属片的突跳式温控器感温动作慢、热反应时间长的缺点。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高灵敏度的突跳式温控器，包括：外壳、铆钉、动簧片、定接板、动触头、定触头、陶瓷杆、导向座、双金属感温片和封盖；动簧片具有一个固定端和一个活动端，动簧片的固定端通过铆钉固定于外壳的内腔；动触头固定于动簧片的活动端；定触头通过定接板和铆钉固定于外壳的内腔，且定触头正对于动触头布置；导向座中心设有导向孔，导向座安装于外壳顶部；双金属感温片位于导向座之上，双金属感温片具有一个中心部，中心部的外围具有不少于三个固定脚，双金属感温片通过固定脚固定于导向座与封盖之间；陶瓷杆穿过导向座的导向孔抵在动簧片与双金属感温片之间；封盖盖设于导向座顶部，封盖与导向座之间形成双金属感温片的活动空间，且封盖将导向座与外壳封装在一起。

进一步的，所述双金属感温片的中心部呈圆形，圆形的直径为7～9mm。

进一步的，所述双金属感温片的中心部呈矩形，矩形的长边为7～10mm，矩形的短边为5～8mm。

进一步的，所述双金属感温片的固定脚的宽度为1.5～3mm。

进一步的，所述双金属感温片的材料厚度为0.11～0.15mm。

进一步的，所述双金属感温片的外表面涂有黑色的耐高温油漆涂层。

进一步的，所述耐高温油漆涂层厚度为15～25μm。

进一步的，所述封盖中央设有一个圆形的通孔，通孔的直径小于12mm，封盖材料的厚度为0.2～0.3mm。

进一步的，所述导向座设有镂空孔，镂空孔围绕导向孔在圆周方向上均布。

进一步，本实用新型高灵敏度的突跳式温控器还包括活动支架，活动支架上设有固定孔，活动支架套设于外壳外部。

本实用新型一种高灵敏度的突跳式温控器，根据热力学分析和仿真设计，按最优模拟结果设计出新的双金属感温片结构：采用了中心部外围加设固定脚的结构，热反应时间可以比传统结构温控器减少80%以上，极大地提高了温控器的灵敏度和安全性，同时使小家电，打印机、复印机等办公设备因减少加热时间而更节约能耗；其次通过涂于双金属片表面的黑色耐高温油漆涂层，提高了双金属感温片的热辐射热量吸收效率，使其快速达到突跳动作的热平衡温度；同时封盖采用通孔设计，减小外部热量传递至双金属片时的阻隔作用；导向座采用镂空设计，加快了空气的对流，提高了热传导效率。最终使整个温控器结构设计达到了快速感温高灵敏的效果，有效地克服了传统的圆形、碟形、方形等形状双金属片的突跳式温控器感温动作慢、热反应时间长的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种高灵敏度的突跳式温控器的整体结构示意图。

图2为中心部呈圆形的双金属感温片的结构示意图。

图3为中心部呈矩形的双金属感温片的结构示意图。

图4为本实用新型实施例二的整体结构示意图。

图5为本实用新型实施例三的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、封盖                   2、双金属感温片

3、导向座                 4、陶瓷杆

5、铆钉                   6、定触头

7、动触头                 8、动簧片

9、外壳                   10、端子

11、固定脚                12、镂空孔

13、中心部                14、定接板

15、活动支架              16、安装耳环

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1、图2和图3，一种高灵敏度的突跳式温控器，包括：外壳9、铆钉5、动簧片8、动触头7、定接板14、定触头6、陶瓷杆4、导向座3、双金属感温片2和封盖1；动簧片8具有一个固定端和一个活动端，动簧片8的固定端通过铆钉5固定于外壳9的内腔；动触头7固定于动簧片8的活动端；定触头6通过定接板14和铆钉5固定于外壳9的内腔，且定触头6正对于动触头7布置；导向座3中心设有导向孔，导向座3安装于外壳9顶部；双金属感温片2位于导向座3之上，双金属感温片2具有一个中心部13，中心部13的外围具有不少于三个固定脚11，双金属感温片2通过固定脚11固定于封盖1与导向座3之间；陶瓷杆4穿过导向座3的导向孔抵在动簧片8与双金属感温片2之间；封盖1盖设于导向座3顶部，封盖1与导向座3之间形成双金属感温片2的活动空间，且封盖1将导向座3与外壳9封装在一起。

双金属感温片2是温控器中主要的动作部件，当双金属感温片2吸收周围的热量升温超过临界温度，双金属感温片2会发生突跳变形，从而推动陶瓷杆4压动动簧片8使定触头6和动触头7分离，达到高温断开电路的作用。现有技术中的双金属感温片2是圆形的，其面积较大，达到临界温度所需要从外界吸收的热量较多，因而需要较长的吸热时间。且现有技术中的双金属感温片2与导向座3之间通过整个圆周外围接触，该接触为面接触。由于接触面积较大，在双金属感温片2吸收周围热量的过程中，会有相当多的热量经由双金属感温片2与导向座3的接触面传递到导向座3上，造成双金属感温片2吸收热量的损失。上述两个缺陷导致双金属感温片2的温度上升速度变慢，需要等待较长的吸热时间才能达到突跳变形的临界温度。由此造成双金属感温片2动作相对于周围温度严重滞后。

请参阅图2和图3，本实用新型中双金属感温片2的结构包括中心部13和设置于中心部13外围的固定脚11。双金属感温片2通过固定脚11与导向座3接触，由此将双金属感温片2的整体面积大大减小，且将其与导向座3之间的接触方式改为点接触。由于双金属感温片2材料面积明显小于传统温控器中双金属感温片2的材料面积，因而升高到临界温度所需要从周围环境吸收的热量也相应减小，能对周围温度更灵敏迅速地做出反应动作，有效提高温控器的灵敏度和工作可靠性。同时，双金属感温片2与导向座3之间的接触面积大幅减小，减小了双金属感温片2与导向座3之间的热传导，从而减小了双金属感温片2在吸热过程中的热量损失。另外，双金属感温片2采用了带固定脚11的创新结构设计，还可以极大地减小双金属感温片2在反向动作时所需的突跳力，从而降低了温控器在突跳动作时（即热能转化成动能的过程）所需的热量，加速了温控器感温动作的灵敏性。而且，本实用新型的双金属感温片2能有效节省材料，降低生产成本。

作为优选，所述双金属感温片2的中心部13呈圆形，圆形的直径为7～9mm。圆形的中心部13受热更均匀，突跳作用力更容易平衡。作为备选方案，所述双金属感温片2的中心部13呈矩形，矩形的长边为7～10mm，矩形的短边为5～8mm。

从减小双金属感温片2的突跳力和减少材料面积的角度，固定脚11的数量应尽可能少。根据三点决定一平面的几何原理，固定脚11的数量应不少于三个。对于上述矩形的中心部13，为了便于平衡，所述双金属感温片2的固定脚11的数量可设为四个。作为优选，所述双金属感温片2的固定脚11的宽度为1.5～3mm。

作为优选，所述双金属感温片2的材料厚度为0.11～0.15mm。经研究发现，双金属感温片2的材料越厚，只适合生产“回复温差”越小的产品，常见的回复温差约为10～20℃左右，(回复温差是温控器的动作温度与复位温度之间的差值)，因此，如要生产动作温度不低于100℃，复位温度不高于-35℃，回复温差大于或等于135℃的大回复温差产品，此时的双金属感温片2材料优选0.11～0.15mm的厚度规格。经试验，不同厚度的双金属材料的测试数据见表1：

表1

为了便于温控器产品的安装使用，作为优选，温控器还包括起电连接作用的两个端子10。两个端子10分别与定触头6及动簧片8电连接。端子10上设置的固定孔还可将温控器通过螺钉等方式进行安装固定。

作为改进，所述双金属感温片2的外表面涂有黑色的耐高温油漆涂层。一方面，所述黑色的耐高温油漆涂层具有优良的吸热特性，辐射热可以加快双金属片达到热平衡，从而提高温控器感温动作的灵敏度。另一方面，耐高温油漆涂层具有：不粘赃物、耐高温（短时间最高可耐500℃的高温）、抗腐蚀、耐磨损等优点；可有效延长温控器的使用寿命。所述黑色的耐高温油漆涂层厚度优选15～25μm。

关于涂层厚度的选择，最好在25μm以下，如果涂层的厚度超越该值，一方面坚硬牢固的涂层会阻碍双金属感温片2反向突跳动作，直接降低了感温动作的灵敏度，严重的，还会由于双金属感温片2在反复变形动作的过程中，导致涂层开裂，甚至脱落的风险；另一方面，涂层越厚既增加了涂层加工的成本，又浪费了材料。根据实用新型人进行的大量实验和研究证明，综合产品的使用性能和经济性考虑，涂层厚度在15～25μm的范围最为合适。

作为改进，所述封盖1中央设有一个圆形的通孔。封盖1上开设的通孔，使双金属感温片2的中心部13可通过封盖1的通孔向外突出于封盖1，从而使双金属感温片2可以直接接触热源，有效避免了温控器周围热量传递至双金属感温片2时的受到封盖1的阻隔。另外，封盖1上设置通孔有利于让温控器内部形成热对流，使温控器内部的热量传递至双金属感温片2上，加速双金属感温片2升温突跳，从而进一步提高双金属感温片2突跳动作的灵敏度。作为优选，所述封盖1的通孔直径小于12mm。

当温控器采用接触感温时，应使其封盖1紧贴被控器具的发热部位，为使温控器能更快速地吸收尽可能多的热量，此时的封盖1优选导热系数高的材料，而作为优选采用铝材制成。当温控器的安装方式为空气感温时（即温控器的固定位置距离发热部件之间的悬空高度差在0.5mm以上），为使温控器尽可能地减少对外散失的热量，此时的封盖1优选导热系数低的材料，优选采用不锈钢材料制成。但不管封盖1是由铝制或不锈钢制成的，其材料厚度优选0.2～0.3mm。对于封盖材料厚度的选择，在保证封盖的机械强度和可加工性的前提下，材料厚度越薄，双金属感温片到热源的距离就会越短，从而越有利于提高温控器的灵敏度。

作为改进，所述导向座3设有镂空孔12。具有镂空孔12的导向座3，大大减小了导向座3内部的吸热面积，使热量更多地集中在双金属感温片2上，从而让温控器更快速灵敏地做出突跳动作。另外，设有镂空孔12的导向座3有利于温控器内部形成热对流，使热量穿过导向座3的孔直接传到双金属感温片2上，使双金属感温片2更快达到突跳动作的临界温度，提高温控器感温动作的灵敏性，让温控器快速突跳动作，及时、迅速地切断工作电源。为了使导向座3镂空后依然保持足够的强度，材料内部所受应力更为平衡，同时也为了热对流的热量能均匀传递至双金属感温片2，作为优选，所述镂空孔12围绕导向孔在圆周方向上均布。所述导向座3为陶瓷制品或塑料制品。

下表提供传统的突跳式温控器和本实用新型的高灵敏度突跳式温控器进行热响应时间测试对比数据：

表2中，温控器采用接触感温，两组温控器样品的动作温度均为150℃，恒温加热板设定的检测温度为200℃，用计时器记录温控器从室温放入恒温加热板的固定位置开始计时，到双金属感温片2吸热突跳（断开电路）的时间。

表2

表3中，温控器采用空气感温，两组温控器样品的动作温度均为150℃，恒温加热板设定的检测温度为300℃，温控器的固定位置距离恒温加热板之间的悬空高度为0.5mm，用计时器记录温控器从室温放入恒温加热板的固定位置开始计时，到双金属感温片2吸热突跳（断开电路）的时间。

表3

表4中，为更好地体现新实用新型的双金属感温片2与传统的“圆形”双金属感温片的差异，采用直观的对比方法进行比较，两组双金属感温片2样品的动作温度均为150℃，恒温加热板设定的检测温度为220℃，将双金属感温片2直接放入恒温加热板上进行接触感温，用计时器记录双金属感温片2从室温放入恒温加热板的固定位置开始计时，到双金属感温片2吸热发生突跳动作的时间。

表4

实施例二

请参阅图4，本实施例与实施例一的唯一区别在于：作为改进，本实施例中的高灵敏度突跳式温控器加设有活动支架15。活动支架15上设有固定孔，活动支架15套设于外壳9外部。

设有固定孔的活动支架15可用于对温控器进行安装固定。活动支架15可沿着外壳9外部上下移动，同时能在外壳9外部360度自由转动。并且，当活动支架15移动至封盖1的外部时，封盖1对活动支架15具有卡紧作用，使活动支架15卡紧固定。由此大大加强了温控器安装的便捷性。

实施例三

请参阅图5，本实施例与实施例一的唯一区别在于：作为改进，本实施例中的高灵敏度突跳式温控器的封盖1加设有安装耳环16，安装耳环16与封盖1一体成型，并在安装耳环16上设有固定孔。

设有固定孔的安装耳环16可用于对温控器进行安装固定。虽然设于封盖1上的安装耳环16不如实施例二中的活动支架15具有活动功能，但安装耳环16与封盖1连成一整体，是由模具一次拉伸成型，加工方便，节省加工成本；同时，在温控器生产的过程中，可少放一个零件，从而提高温控器的装配效率。

本实用新型高灵敏度的突跳式温控器的工作原理及功能，与现有技术中的突跳式温控器完全相同，在此不再赘述。

本实用新型所提供的一种高灵敏度的突跳式温控器，在现有技术的突跳式温控器的基础上改良了多个部件的结构，达到节省材料成本、提高温控器动作灵敏度、提高产品工作可靠性的效果。其双金属感温片2采用固定脚11的设计，减小了材料面积，使吸收热量后的温度变化更为迅速，从而提高双金属感温片2突跳动作的灵敏性。同时，双金属感温片2与导向座3之间的接触改为点接触，大大减小接触面积，从而减少了双金属感温片2的热损失。进一步的，在双金属感温片2表面涂有黑色的耐高温油漆涂层，增加双金属感温片2的吸热性能，同时保护双金属感温片2，延长双金属感温片2的工作寿命。具有通孔结构的封盖1，使双金属感温片2直接接触热源，有效减小温控器周围热量传递至双金属感温片2的阻隔作用。镂空的导向座3不但减小了导向座3内部的吸热面积，同时还有利于温控器内部产生热对流，使热量穿过镂空孔12传递至双金属感温片2。加快双金属感温片2升温突跳，更进一步提高了温控器的灵敏度，让温控器能够在最短的时间内感温突跳，及时、迅速地切断工作电源，使之控温更精准、工作更可靠。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于，包括：外壳、铆钉、动簧片、定接板、动触头、定触头、陶瓷杆、导向座、双金属感温片和封盖；动簧片具有一个固定端和一个活动端，动簧片的固定端通过铆钉固定于外壳的内腔；动触头固定于动簧片的活动端；定触头通过定接板和铆钉固定于外壳的内腔，且定触头正对于动触头布置；导向座中心设有导向孔，导向座安装于外壳顶部；双金属感温片位于导向座之上，双金属感温片具有一个中心部，中心部的外围具有不少于三个固定脚，双金属感温片通过固定脚固定于导向座与封盖之间；陶瓷杆穿过导向座的导向孔抵在动簧片与双金属感温片之间；封盖盖设于导向座顶部，封盖与导向座之间形成双金属感温片的活动空间，且封盖将导向座与外壳封装在一起。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述双金属感温片的中心部呈圆形，圆形的直径为7～9mm。

3.根据权利要求1所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述双金属感温片的中心部呈矩形，矩形的长边为7～10mm，矩形的短边为5～8mm。

4.根据权利要求2或3所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述双金属感温片的固定脚的宽度为1.5～3mm。

5.根据权利要求2或3所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述双金属感温片的材料厚度为0.11～0.15mm。

6.根据权利要求1所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述双金属感温片的外表面涂有黑色的耐高温油漆涂层。

7.根据权利要求6所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述耐高温油漆涂层厚度为15～25μm。

8.根据权利要求1所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述封盖中央设有一个圆形的通孔，通孔的直径小于12mm，封盖材料的厚度为0.2～0.3mm。

9.根据权利要求1所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：所述导向座设有镂空孔，镂空孔围绕导向孔在圆周方向上均布。

10.根据权利要求1所述的高灵敏度的突跳式温控器，其特征在于：还包括活动支架，活动支架上设有固定孔，活动支架套设于外壳外部。