CN204496298U - 温控器及使用该温控器的食品加工机 - Google Patents

Abstract

目前市场上带有加热功能的家电，如豆浆机、开水煲、料理机、电饭煲、饮水机、热水器等，为了防止加热过程中出现过热，损坏机器，一般都会在加热容器上设置温控器。本实用新型提供一种温控器，包括外壳和外接端，所述外壳内设有静触头、动触头和双金属片，所述静触头和所述动触头分别与所述外接端电连接，其特征在于，所述外壳上设有与被测温部件贴合的感温面，所述双金属片上设有呈平面状的感温平面，所述感温平面与所述感温面贴合，所述双金属片感温后形变，进而控制所述静触头和所述动触头的接触或者分离。双金属片上设置感温平面，增大了接触面积，提高响应速度，避免过热损坏机器。另外，在动作可靠性、尺寸优化、防水性等方面亦有显著提升。

Description

温控器及使用该温控器的食品加工机

技术领域

本实用新型涉及一种温控器，尤其涉及一种能对加热过程中出现过热异常快速响应的温控器。

背景技术

目前市场上带有加热功能的家电，如豆浆机、开水煲、料理机、电饭煲、饮水机、热水器等，为了防止加热过程中出现过热，损坏机器，一般都会在加热容器上设置温控器。现有的温控器，普遍采用双金属片方案，通过两层不同膨胀系数的材料复合而成的双金属片进行感温，然而由于双金属片材料、结构等的限制，使得温控器的响应时间较长，进而导致控制系统不能在指定的温度及时动作，在温度达到设定值的时候，由于其热惯性，温控器并未能在此温度点进行动作，这种响应时间越长，越容易造成加热装置过度运行时间的加长，无法准确及时的把握其感温温度到加热容器实际温度，从而导致发热装置的大量发热，高温情况下会造成食品加工机的损坏甚至引起火灾。尤其是随着目前加热装置的传热效率的提高，同时一些新型加热方式的广泛使用或者关注，比如碳纤维加热、厚膜加热、电磁加热等，其传热效率较一般加热方式有明显的提升，进一步对温控器的响应速度提出了更高的要求。

实用新型内容

针对上述温控器响应速度迟缓的技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：

一种温控器，包括外壳和外接端，所述外壳内设有静触头、动触头和双金 属片，所述静触头和所述动触头分别与所述外接端电连接，其特征在于，所述外壳上设有与被测温部件贴合的感温面，所述双金属片上设有呈平面状的感温平面，所述感温平面与所述感温面贴合，所述双金属片感温后形变，进而控制所述静触头和所述动触头的接触或者分离。

进一步的，所述外壳内还设有支架和动接触片，所述动接触片的一端固定于所述支架上，所述动触头位于所述动接触片的自由端，所述双金属片呈圆片状且整体向所述感温面拱起，所述感温平面位于所述双金属片的中心处，所述双金属片通过贯穿所述支架的推杆带动所述动接触片，进而控制所述静触头和所述动触头的接触或者分离。

进一步的，所述感温平面的直径为d，所述双金属片整体的直径为D，其中，1/4≤d/D≤2/3。

进一步的，所述双金属片的边缘设有向所述感温面凸起的凸筋，所述凸筋的顶点至所述双金属片距离所述感温面最远一端的高度差为h1，所双金属片的中心处至所述双金属片距离所述感温面最远一端的高度差为h2，其中，h1≤h2。

进一步的，所述凸筋沿着所述双金属片的边缘连续分布；或者，所述凸筋为沿着所述双金属片的边缘均匀分布的至少三个凸点。

进一步的，所述支架在所述双金属片的边缘的对位处设有向所述感温面凸起的钳位凸台，所述双金属片的边缘位于所述钳位凸台和所述感温面之间。

进一步的，所述双金属片设有对称切边，两侧切边间的距离与所述双金属片的直径之比至少为2/3。

进一步的，所述外壳设有单一安装孔，所述温控器的其它部件通过所述安装孔装入所述外壳内并引出所述外接端，所述安装孔用密封胶封装。

进一步的，所述支架上设有呈α角度设置的静接触片容纳腔和动接触片容纳腔，所述静接触片容纳腔内固定有静接触片，所述静触头位于所述静接触片上，所述动接触片位于所述动接触片容纳腔内，所述动接触片的自由端位于所述静接触片的上方，所述动接触片容纳腔上设有供所述推杆穿过的通孔，其中，10°≤α≤45°。

本实用新型还提供了一种食品加工机，包括加热容器、加热装置和温控器，所述加热装置和所述温控器位于所述加热容器外侧，所述温控器和所述加热装置电连接并控制所述加热装置的通断，所述温控器为上述方案所述的温控器。

本实用新型中，双金属片与外壳的感温面贴合处为呈平面状的感温平面，增大了传热接触面积，提高了传热效率，进而使得温控器能够快速响应，避免过热损坏机器。另外，双金属片边缘还设置凸筋，用以增加跳变后的行程，提高了温控器动作的可靠性。同时，在尺寸优化、防水性等方面亦有显著提升。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1是本实用新型实施例一的示意图1；

图2是本实用新型实施例一的示意图2；

图3是图2中A-A方向的剖视图；

图4是本实用新型实施例一的示意图3；

图5是图4中B-B方向的剖视图；

图6是图5中C区域的局部放大图；

图7是本实用新型的双金属片的示意图1；

图8是本实用新型的双金属片的示意图2；

图9是本实用新型的双金属片实施例二的装配示意图；

图10是本实用新型的双金属片实施例二的局部示意图；

图11是本实用新型的双金属片实施例三的示意图；

图12是本实用新型实施例二的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例一：

如图1-图5所示，一种温控器，包括外壳1和外接端2，外壳1上设有与被测温部件贴合的感温面11和单一安装孔12，外接端2用以与被控电路连接，可以是金属端子，也可以是导电线。温控器的其它部件通过安装孔12装入外壳1内并引出外接端2，安装孔12用密封胶封装，具有很好的防水性能。外壳1内设有支架5、静触头411和动触头421，静触头411位于静接触片41的一端，静接触片41的另一端通过铆钉等固定在支架5上，铆钉可以同时固定外接端2，动接触片42的一端及其相应的外接端2以同样的方式固定于支架5上，动触头421即为动接触片42的自由端。另外，出于减少部件数量、提高装配的便捷性以及电连接的可靠性等方面考虑，外接端还可以是与静接触片和/或动接触片一体的结构。静接触片41与动接触片42间呈一定角度布置，使得温控器整体的结构更加紧凑，各个方向的尺寸得到合理的设置，本实施例中，两者间的角度为10-45°，一方面，保证了两者固定端连接的外接端间的安全距离，另一方面，使得温控器整体的尺寸较小。另外，为了保证静接触片和动接触片设置的可靠性，防止装配不到位，使得静触头和动触头间接触不可靠而出现温控器失效甚 至打火的风险，可以采用两个铆钉或者其它两点固定的方式进行固定，值得一提的是，还可以在支架5设置静接触片41与动接触片42相应位置处设置静接触片容纳腔与动接触片容纳腔，即使两者仅有一端固定，依然能保证两者装配时不发生转动，与其它方式相比该实施方式装配更便捷，也不必考虑两点固定带来的尺寸增大的问题。

支架5的另一侧设有双金属片3，双金属片3上设有感温平面31，感温平面31和外壳的感温面11的内侧贴合，被测温部件的热量通过感温面11后传递至感温平面31，由两层不同膨胀系数的材料复合而成的双金属片3感温后发生跳变，带动穿过支架5的推杆7，进而顶动动接触片42，使得动触头421和静触头411分离，电路断开。当然，也可以是初始状态为动触头和静触头分离，双金属片感温后发生跳变，顶动动接触片，进而使得动触头和静触头接触。其中，动接触片42和推杆7接触处设有凸起422，该凸起结构的设置可以保证推杆7在顶动动接触片42时一直与之保持点接触，受力方向始终与运动方向保持一致，避免推杆7受力方向与运动方向不一致而造成推杆7与位于支架5上的供推杆穿过的通孔的侧壁发生挤压而形成阻力，影响温控器动作。

另外，现有的温控器的双金属片在装配腔内上下方向一般为间隙配合，该结构好处在于非工作状态下双金属片不受力，缺点是当温控器感温面朝上装配时，双金属片因重力作用与外壳的感温面分开，此时将利用空气传热进行动作，动作灵敏度损失大，即温控器在上下两个方向装配时响应速度的一致性较差。如图6所示，支架5在双金属片3的边缘的对位处设有向感温面11凸起的钳位凸台51，双金属片3的边缘位于钳位凸台51和感温面11之间，使得双金属片3动作前始终与感温面11可靠接触，灵敏度不受装配影响。另一方面，双金属片3在跳变后向上拱起，由于钳位凸台51呈台阶状，并不会与之发生干涉。

如图7、图8所示，双金属片3整体呈圆片状，装配后未动作时向外壳的感温面方向拱起。双金属片3的中心处设有呈平面状的感温平面31，感温平面31与外壳的感温面贴合。现有技术中的双金属片整体具有一定弧度，因此其与感温面一般为点接触，接触面积非常小，根据傅里叶定律q＝λAdt/dx(q为传热功率，λ为导热系数，A为传热面积，dt为温差，dx为传热路径长度)，热量传递q与传热面积A成正比，接触面积小则传热面积小，进而造成双金属片与感温面的传热效率非常低，温控器的动作温度与被测温部件的实际温度间存在较大误差，响应速度很慢。本实用新型中的双金属片与外壳的感温面间由点接触改为面接触，增大了接触面积，提高了传热效率，进而使得温控器能够快速响应。

感温平面的直径为d，双金属片整体的直径为D，较优的，1/4≤d/D≤2/3。如果d/D＜1/4，则感温平面过小，传热效率及响应速度的提升不明显；如果d/D＞2/3，具有弧度的部分过小，一方面，会有双金属片跳变后的反弹力不足以顶动推杆风险，另一方面，双金属片拱起的高度较低，其跳变行程不够，进而使得动触头和静触头分离后不能保持安全距离，会产生动作不可靠甚至会有打火的风险。

如图9、图10所示，作为本实用新型的双金属片的实施方式二，双金属片3的中心处设置感温平面31，其边缘还设置了凸筋32，凸筋32的顶点至双金属片距离感温面最远一端的高度差为h1，双金属片的中心处至双金属片距离感温面最远一端的高度差为h2，其中，h1≤h2。在实际产品中，由于尽可能小的设计温控器尺寸，双金属片体积较小，整体高度有限，导致温控器动作行程小，动作可靠性差，另外，双金属片动作后的高度往往比动作前的高度小，这就进一步降低了温控器动作的可靠性，为解决上述问题，凸筋32的设计有助于提升 双金属片动作后的行程，其中，凸筋的高度要低于并尽可能接近双金属片的顶点高，最大限度的增加跳变后的动作行程，并确保动作前感温平面与外壳的感温面间可靠贴合，不损失动作灵敏度。凸筋沿着双金属片的边缘连续分布，或者也可以是沿着双金属片的边缘均匀分布的至少三个凸点。

如图11所示，作为本实用新型的双金属片的实施方式三，双金属片设有对称切边，具体装配时，一般选择将双金属片较短尺寸的方向与温控器较长尺寸的方向保持一致，进而缩短温控器的整体尺寸，减小温控器与被测温部件的感温面的面积，提升两者间装配贴合度，提高传热效率。其中，两侧切边间的距离L与双金属片的直径D之比至少为2/3，避免跳变弹力损失过大。

需要指出的是，外壳可根据灵敏度选择铁、铝或铜镀镍等非绝缘材料，或者陶瓷、耐温塑料等绝缘材料，支架可根据温度等级选择材质，低温控制型可选择塑胶、酚醛树脂，高温控制型选择陶瓷等。值得一提的是，材料的选择应当注意温控器与被测温部件间的绝缘性。静接触片和动接触片为带电部件，如外壳采用非绝缘材料，由于双金属片与外壳贴合，应当保持双金属片与静、动接触片间的绝缘，故支架与推杆则需要为绝缘材料，而另一侧静、动接触片与外壳间需要保持安全的绝缘距离，然而，往往会造成温控器该方向的尺寸较大，为了提高绝缘的可靠性，还可以在静、动接触片和外壳间设置绝缘的盖板6，如图1所示，一方面，提高了绝缘性，另一方面，便于温控器整体的组装。如外壳采用绝缘材料，外壳内部部件的绝缘要求则可以相对较低，仅需保证静、动接触片间可以可靠断开即可。

本实施例一的温控器一般可以通过以下方式设置在被测温部件上：在外壳上设置单独设置的或者焊接在外壳上的固定支架，通过螺钉将固定支架固定在被测温部件上，进而将温控器固定在被测温部件外侧。

本实用新型的温控器一般可用于带有加热功能的食品加工机上，用以避免加热过程中的异常情况对机器造成的损坏。

实施例二：

如图12所示，圆筒状的温控器包括外壳1a和外接端，为了便于外壳1a内的零件装配，外壳1a还可以采用分体式，包括第一外壳12a和第二外壳13a，第一外壳12a上设置与被测温部件贴合的感温面11a，第一外壳12a的导热、耐热要求较高，可以选择铝、陶瓷等导热性能较好的材料。支架5a也可以是分体式的，包括第一支架52a和第二支架53a，静接触片41a和动接触片42a固定在第二支架53a上并分别与外接端电连接，其中，静接触片41a处于完全固定的状态，动接触片42a一端固定，另一端为自由端，自由端上设有动触头。第一支架52a设置在静、动接触片和双金属片3a之间，其上设置可供推杆7a穿过的通孔。感温面11a与被测温部件贴合，被测温部件的热量通过感温面11a传递至双金属片3a，当足够热量达到双金属片3a设定的跳变温度时，则双金属片3a动作，顶动推杆7a上移，推动动接触片52a上移，使得动触头与静接触片41a上的静触头分离，进而实现加热开路，发热源停止加热；随着被测温部件的温度降低，向双金属片3a传递的热量减少，达到双金属片3a的恢复温度时，双金属片3a形状恢复，即如刚才动作的反向动作，推杆7a下移，静、动触点分离，通过线路控制，加热装置重新开始加热。双金属片的结构以及其它一些结构采用上述实施例一中的结构，可以大大提高温控器整体的响应速度以及动作的可靠性，此处不再赘述。

实施例三：

本实用新型的温控器还可以兼具过流保护的功能，本实施例三中，温控器包括外壳和外接端，外壳的感温面与被测温部件贴合。双金属片呈长条状并一 端固定，动触头位于双金属片的自由端并与静触头接触导通，双金属片上设有呈平面状的感温平面，感温平面与感温面贴合，被测温部件的热量通过感温面传递至感温平面，其过热保护的功能实现原理与上述实施例相同，此处不再赘述。除此之外，本实施例三还考虑到电流流经双金属片后的热效应，如电流过大，双金属片发热后温度将会达到其动作温度，双金属片跳变后断开电路，进而避免电流过大损坏机器。

当然，本领域内的技术人员可以理解，以上内容仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围，即凡依本实用新型所作的均等变化与修饰，皆为本实用新型权利要求范围所涵盖，这里不再一一举例。

Claims (10)

1.一种温控器，包括外壳和外接端，所述外壳内设有静触头、动触头和双金属片，所述静触头和所述动触头分别与所述外接端电连接，其特征在于，所述外壳上设有与被测温部件贴合的感温面，所述双金属片上设有呈平面状的感温平面，所述感温平面与所述感温面贴合，所述双金属片感温后形变，进而控制所述静触头和所述动触头的接触或者分离。

2.根据权利要求1所述的温控器，其特征在于，所述外壳内还设有支架和动接触片，所述动接触片的一端固定于所述支架上，所述动触头位于所述动接触片的自由端，所述双金属片呈圆片状且整体向所述感温面拱起，所述感温平面位于所述双金属片的中心处，所述双金属片通过贯穿所述支架的推杆带动所述动接触片，进而控制所述静触头和所述动触头的接触或者分离。

3.根据权利要求2所述的温控器，其特征在于，所述感温平面的直径为d，所述双金属片整体的直径为D，其中，1/4≤d/D≤2/3。

4.根据权利要求2所述的温控器，其特征在于，所述双金属片的边缘设有向所述感温面凸起的凸筋，所述凸筋的顶点至所述双金属片距离所述感温面最远一端的高度差为h1，所双金属片的中心处至所述双金属片距离所述感温面最远一端的高度差为h2，其中，h1≤h2。

5.根据权利要求4所述的温控器，其特征在于，所述凸筋沿着所述双金属片的边缘连续分布；或者，所述凸筋为沿着所述双金属片的边缘均匀分布的至少三个凸点。

6.根据权利要求2或4所述的温控器，其特征在于，所述支架在所述双金属片的边缘的对位处设有向所述感温面凸起的钳位凸台，所述双金属片的边缘位于所述钳位凸台和所述感温面之间。

7.根据权利要求2或4所述的温控器，其特征在于，所述双金属片设有对称切边，两侧切边间的距离与所述双金属片的直径之比至少为2/3。

8.根据权利要求2或4所述的温控器，其特征在于，所述外壳设有单一安装孔，所述温控器的其它部件通过所述安装孔装入所述外壳内并引出所述外接端，所述安装孔用密封胶封装。

9.根据权利要求2或4所述的温控器，其特征在于，所述支架上设有呈α角度设置的静接触片容纳腔和动接触片容纳腔，所述静接触片容纳腔内固定有静接触片，所述静触头位于所述静接触片上，所述动接触片位于所述动接触片容纳腔内，所述动接触片的自由端位于所述静接触片的上方，所述动接触片容纳腔上设有供所述推杆穿过的通孔，其中，10°≤α≤45°。

10.一种食品加工机，包括加热容器、加热装置和温控器，所述加热装置和所述温控器位于所述加热容器外侧，所述温控器和所述加热装置电连接并控制所述加热装置的通断，其特征在于，所述温控器为权利要求1-9任一所述的温控器。