CS201139B1

CS201139B1 - Thermostat for exact holding of selected temperature

Info

Publication number: CS201139B1
Application number: CS253477A
Authority: CS
Inventors: Josef Bartos; Lubor Dymes; Jiri Korinek
Original assignee: Josef Bartos; Lubor Dymes; Jiri Korinek
Priority date: 1978-10-14
Filing date: 1978-10-14
Publication date: 1980-10-31

Description

Vynález se týká termostatu pro přesné udržování zvolené teploty určeného vzduchového prostoru pomocí elektrického ovládání různých druhů topných systémů, určený pro teplotní rozmezí alespoň části rozsahu -5°C až 40°C.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a thermostat for precisely maintaining a selected temperature of a designated air space by means of electrical control of various types of heating systems for a temperature range of at least a portion of the range -5 ° C to 40 ° C.

Známé systémy pracující na základě nižných dilatačních změn dvou materiálů v závislosti na teplotě, používají na příklad tyto kombinace materiálů dilatačních prvků, trubka z mědi-stonek z invaru nebo trubka z nerezavějící ocele a stonek z křemenné tyčinky.Teplotní dilatační změny jsou přenášeny na tlačítka přepínaše, který slouží k elektrickému ovládání různých druhů topných systémů.Termostaty používající výše uvedené a podobné materiály na dila tační prvky mají malý rozdíl dilatačních změn v závislosti na teplotě a tím i malou citli vost.Pokud je třeba vyrobit termostat o větší přesnosti, tak by musely být dilatační prvky o velké délce, takže ze zástavbových a provozních důvodů by často nebylo možné tyto konstrukce používat, nehledě na velkou spotřebu materiálu na provedení.Invar a měděná trubka jsou materiály velmi drahé.Nerezová trubka a křemenný, stonek zase nezaručují potřebnou citlivost termostatu při vhodné délce dilatačních prvků.Known systems based on lower dilatation changes of two materials depending on temperature, for example, use these combinations of dilatation element materials, copper-stem invar tube or stainless steel tube and quartz rod stem. Temperature expansion changes are transmitted to switch buttons Thermostats using the aforementioned and similar materials for the dilatation elements have a small difference in dilatation variations depending on temperature and thus a low sensitivity. If a thermostat of greater accuracy is to be produced, it would have to Expansion elements of large length, so for construction and operational reasons, it would often not be possible to use these structures, despite the large consumption of material for the design.Invar and copper pipe are very expensive materials.Stainless pipe and quartz, stem does not guarantee Wear sensitivity of the thermostat at a suitable length of expansion elements.

Známé systémy pracující na základě objemové roztažnosti plynů nebo kapalin v závislosti na teplotě mají velkou nevýhodu v těsně uzavřeném prostoru plněném dilatačním mediem, jehož výroba je nákladná, nehledě na to, že tento systém při běžném provedení je zdrojem takových nepřesností, že nelze docílit přesnějších parametrů v regulaci teploty prostředí, v kterém je termostat zabudován.Known systems based on the volumetric expansion of gases or liquids as a function of temperature have a major disadvantage in a tightly enclosed space filled with dilatation medium, which is expensive to manufacture, despite the fact that this system, in a conventional design, generates such inaccuracies that more precise parameters cannot be achieved. in the temperature control of the environment in which the thermostat is installed.

Podobně termostaty, které používají k ovládání přepínašebimetalu se vyznačují nižší životností a spolehlivostí danou právě vlastnostmi a kvalitou bimetalu.Vzhledem k tomu, že bimetal je třeba i z korozních důvodů zakrýt je další příčinou nestabilnosti funkce termo státu i zaprášení větracích otvorů v krytu.Similarly, the thermostats used to control the switch of the metal are characterized by a lower durability and reliability given by the properties and quality of bimetal.

201 139201 139

Další nevýhodou výše uvedených systémů jsou vysoké náklady na výrobu a poruchy během provozu mají zase nepříznivý dopad na náklady na opravy.Another disadvantage of the above-mentioned systems is the high cost of production, and failures during operation have an adverse impact on repair costs.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje řešení podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že alespoň jedna z dilatačních částí, kterou tvoří stonek nebo trubka je z novoduru nebo jiné plastické hmoty, přičemž je trubka opatřena rušné ovládaným regulačním členem a na regulačním členu nebo trubce je umístěn dorazový prvek vůči pevnému detailu jako je na příklad trubka nebo držák, přičemž je upevnění termostatu provedeno alespoň jedním držákem a alespoň jednou spojovací částí umístěnou v upevňovacím otvoru přepínače.The above-mentioned disadvantages are overcome by the solution according to the invention, characterized in that at least one of the dilatation parts consisting of a stem or a tube is made of novodur or other plastic, the tube is provided with a busy actuated regulator and on the regulating member or tube is a stop element relative to a fixed detail such as a pipe or a bracket is provided, wherein the thermostat is fixed by at least one bracket and at least one connecting part located in the mounting hole of the switch.

Termostat může mít také rušně ovládaný regulační prvek opatřený na povrchu soustavou úhlově pravidelně rozmístěného označení nebo různě tvarově upravených vroubků nebo výstupků.The thermostat may also have a manually actuated control element provided on the surface with a system of angularly spaced markings or knobs or projections of different shapes.

Cílem tohoto vynálezu je vytvoření dostatečně přesného termostatu určeného pro udržování teploty určeného vzduchového prostoru, současně při vyšší spolehlivosti a nižší výrobní nákladovostinež dosud známé systémy.It is an object of the present invention to provide a sufficiently accurate thermostat designed to maintain the temperature of a designated air space, at the same time at higher reliability and lower production costs than previously known systems.

Termostat dle tohoto vynálezu má výhodu ve stálosti dilatačních směn i po dlouhé době provozu, přičemž má i větší korozní odolnost trubky a stonku úež termostat používající kovové dilatační prvky.The thermostat of the present invention has the advantage of sustaining expansion shifts even after a long period of operation, while also having a greater corrosion resistance of the tube and stem as a thermostat using metal expansion elements.

Další výhodou je možnost využití nízké tepelné vodivosti plastické hmoty k ovlivnění funkce termostatu v závislosti na čase.Další výhodou použití plastických hmot na dilatační části je možnost spřesnění funkce termostatu, neboť když se použije var? uity trubka z plastické hmoty a stonek z kovu, tak doba než se bude ohřívat a tepelně dilatovat stonek bude delší než okamžik spínání přepínaše opatřeného tlačítkem, kterého se dotýká stonek termostatu. V případě, že bude náběh teploty pomalý anebo bude více záležet na zvýšení životnosti termostatu, tak je výhodnější použít kombinace trubka z kovu a stonek z plastické hmoty. K ohřívání stonku bude docházet později, kdy už je trubka ohřátá a vyrovnávání dilatačních změn a setrvávání na teplote, kdy je přepínací systém těsně před přepnutím není tak dlouhá. Pokud je totiž přepínací systém těsně před okamžikem přepnutí, dojde ke snížení kontaktního tlaku na kontaktech přepínače a tím ke zvetšeníopalu na kontaktech vlivem zvětšeného elektrického odporu, oož má nepříznivý vliv na životnost přepínacího systému.Another advantage is the possibility of using low thermal conductivity of the plastic to influence the thermostat function as a function of time. Another advantage of using plastic on the expansion part is the possibility of refining the function of the thermostat, because when boiling is used? The plastic tube and the metal stem, so that the time before the stem heats up and heat dilates, will be longer than the moment of switching the switch provided with the button that touches the thermostat stem. In the event that the temperature rise is slow or if the lifetime of the thermostat is more important, it is preferable to use a combination of a metal tube and a plastic stem. Heating of the stem will occur later when the tube is already warmed and the expansion and balancing changes remain at a temperature where the switching system is not so long just before switching. Indeed, if the switching system is just prior to the switchover time, the contact pressure on the switch contacts will be reduced, thereby increasing the burn on the contacts due to the increased electrical resistance, which adversely affects the service life of the switching system.

V případech, kdy je třeba pozdější doby reakce za změnu teploty určeného prostředí a cíl zajistit co největší životnost přepínacího systému je výhodné použít kombinace trubka z plaštické hmoty na př.novodur a stonek rovněž z plastické hmoty jako na př.sklotextit. U tohoto provedení je také zaručena nejlepší korozní odolnost. Pokud je zapotřebí ještě pozdější doby reakce termostatu na změnu teploty, je výhodné použít kryt, který může alespoň Částečným zakrytím trubky vytvořit potřebné časové zpoždění.In cases where a later reaction time for changing the temperature of the intended environment and the aim of ensuring the longest possible service life of the switching system is desired, it is advantageous to use a combination of a sheathed plastic pipe and a plastic stem as well as shiny textile. This design also guarantees the best corrosion resistance. If an even later reaction time of the thermostat to the temperature change is required, it is advantageous to use a cover which can at least partially cover the pipe to create the necessary time delay.

Výhodou systému, kdy je stonek z plastioké hmoty je jeho dobrá elektrická isolašní schopnost, která umožňuje použití stonku přímo jako tlačítka přepínače, přičemž regulační člen může být kovový.The advantage of the system, when the stem is made of plastic, is its good electrical insulation ability, which allows the stem to be used directly as a switch button, and the regulating member may be metal.

Další výhodou termostatu podle tohoto vynálezu je i použití materiálů běžných jakostí a kvality na dilatační prvky.Odpadá nutnost použití speciálních materiálů jako je na příklad invar nebo měá. Také je výhodou, že existuje celá řada plastických hmot, které mají velkou roztažnost v závislosti na teplotě a jednotku délky a tyto jsou nákladově nenáročné a snadno dosažitelné. Rovněž tak se vyskytují i plastické hmoty s nízkou roztažností v závislosti na teplotě jako např, sklotextit, které jsou běžně k disposici a materiálově levné.A further advantage of the thermostat according to the invention is also the use of materials of common quality and quality on the expansion elements. There is no need to use special materials such as invar or copper. It is also an advantage that there are a number of plastics which have a high degree of expansion depending on temperature and unit of length, and these are cost-effective and easy to reach. Likewise, there are also plastics with low expansion depending on temperature, such as glass fiber, which are commonly available and cheap in material.

Příklad provedení termostatu dle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, kde na obr.l je nakreslen řez termostatem v podélné ose. Ha obr. 2 je znázorněna další varianta spo jení spínače s trubkou* Ha obr. 3 je znázorněno ukončení trubky a stonku regulačním členem.An exemplary embodiment of a thermostat according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a cross-section of the thermostat along the longitudinal axis. FIG. 2 shows another variant of the connection of a pipe switch. FIG. 3 shows the end of the pipe and the stem by the control member.

Na obr.l je nakreslen termostat, jehož elektrická část je tvořena elektrickým přepíná čem 11, přičemž u některých zapojení postačí vypínač nebo spínač.Přepínač 11 se skládá z tělesa, ve kterém jsou umístěny zálisky, na kterých jsou umístěny pevné kontaktní desky 1Ž ^a IÉ ^a Pružná kontaktní deska 1£, která je ve svém pohybu omezena pevnými kontaktními deskami ÍJ5 a 16. Na těchto zálisoíoh jsou upevněny 1 připojovací svorky 13· Vnitřní část tělesa přepínače 11 je zakryta víkem, v kterém je vytvořen otvor pro tlačítko 6.Kolem tohoto Otvoru je vytvořena kruhová vystupující část 7, která slouží k zajištění správné polohy trubky 1. U vnějšího vystupující části 7 je proveden výstupek, který zapadá do vybrání trubky 1 a slouží k zamezení otáčení trubky 1 za provozu.Is shown in Figures la thermostat whose electric part is an electrical switch 11 what, with some involvement or spínač.Přepínač sufficient power switch 11 consists of a housing in which the inserts are placed on which are disposed a fixed contact plate ^and that 1z ^{and the} flexible contact plate 16, which is limited in its movement by the fixed contact plates 15 and 16. The connection terminals 13 are fastened to these inserts. An annular protruding portion 7 is formed in the aperture, which serves to ensure the correct positioning of the tube 1. An outer protruding portion 7 is provided with a projection which fits into the recess of the tube 1 and serves to prevent rotation of the tube 1 during operation.

201 139201 139

Tlačítko 6 je ovládáno stonkem 4, který je upevněn v regulačním členu 5 na př.zalepením. Regulační člen 5 je svou závitovou částí zašroubován do regulačního závitu 9, trubky 1, která má na čele vytvořen výstupek, který tvoří doraz vůči dorazovému prvku 20, který je tvořen v tomto případě staVěcím šroubem, zajištěným proti uvolnění vytvarováním závitu v plastické hmotě regulačního členu 5 jeho vlastním závitem.Takto je vytvořen doraz vůči otáčivému pohybu regulačního clenu 5, čímž je v ytvořen v závislosti na stoupání závitu 9 regu lační rozsah termostatu. Regulační člen 5 má na obvodě vytvořenou soustavu výstupků 10 aby jím bylo možno snadno ručně otáčet, při současném nastavení zvolené teploty. Stonek 4 je vyroben z materiálu, který má vůči materiálu trubky buč. velký nebo malý koeficient dílkové tepelné roztažnosti. Trubka 1 má vždy pevnou polohu vůči spínači 11 mimo okamžik seřizování termostatu, vůči regulačnímu prvku 5. Toto zajišťuje, že se dilatační změny projevují na konci stonku 4 á přenášejí se na tlačítko 6.The button 6 is actuated by a stem 4, which is fixed in the regulating member 5 on a seal. The regulating member 5 is screwed into the regulating thread 9 of the pipe 1 with its threaded part, which has a protrusion on its face which forms a stop against the stop element 20, which in this case consists of an adjusting screw secured against loosening. Thus, a stop with respect to the rotational movement of the control member 5 is formed, whereby the control range of the thermostat is formed depending on the pitch of the thread 9. The control member 5 has a plurality of protrusions 10 formed on the periphery so that it can be easily rotated by hand while adjusting the selected temperature. The stem 4 is made of a material which has a beech to the pipe material. large or small thermal expansion coefficient. The tube 1 always has a fixed position with respect to the switch 11 outside the time of thermostat adjustment, relative to the control element 5. This ensures that the expansion changes occur at the end of the stem 4 and are transmitted to the button 6.

Pokud bude trubka 1 z materiálu vykazující velké a stonek 4 malé délkové dilatační změny v závislosti na teplotě, bude se při zvyšující teplotě okolí vzdalovat stonek 4 od tlačínka 6 a vypínacím kontaktem bude pevná kontaktní deska 16. V případě, že stonek 4 bude vykazovat velké a trubka 1 malé délkové dilatační změny v závislosti na teplotě, tak se vlivem zvyšující se teploty bude stonek 4 k tlačítku 6 přibližovat a vypínacím kontaktem bude pevná kontaktní deska 15. Tedy stonek 4 o velké dilataci vůči trubce 1 má z hlediska životnosti spínače výhody v používání spínacího kontaktu jako pevné kontaktní desky 15, na kterém je již dán konstrukcí přepínače 11 větší kontaktní tlak.If the tube 1 is made of material showing large and the stem 4 with small length expansion changes depending on the temperature, at increasing ambient temperature the stem 4 will move away from the button 6 and the break contact will be a fixed contact plate 16. In case the stem 4 has a large and the tube 1 of small length expansion variation as a function of temperature, as the temperature increases, the stem 4 will approach the button 6 and the break contact will be a fixed contact plate 15. Thus, the stem 4 of large dilatation relative to the tube 1 has advantages using a switch contact as a fixed contact plate 15, on which a greater contact pressure is already given by the design of the switch 11.

Regulační závit 9 je zajištěn proti uvolnění a tím i změně regulované teploty pruži nou 30 umístěnou mezi regulační člen 5 a držák 19· Stejně tak i poloha trubky 1 je vůči přepínači 11 zajištěna pružinou 2 umístěnou mezi rozšířenou část trubky a držák 19.The control thread 9 is secured against loosening and thus a change in the controlled temperature by a spring 30 located between the control member 5 and the holder 19. Similarly, the position of the pipe 1 is secured to the switch 11 by a spring 2 located between the enlarged part of the pipe and the holder 19.

Přepínač 11 upevněn pomocí spojovacích částí k základně, které pro zjednodušení ne kreslíme za upínací otvory 12, přičemž poloha trubky 1 je zajištěna pomocí držáků 19 upevněných opět pomocí spojovacích částí k pevné základně, které rovněž pro zjednodušení nekreslíme. Trubka 1 je umístěna v otvoru držáku 19 volně suvně.The switch 11 is fastened by means of connecting parts to the base, which for the sake of simplicity we do not draw by the clamping holes 12, the position of the tube 1 is secured by means of holders 19 fastened again using connecting parts to the fixed base. The tube 1 is positioned freely in the opening of the holder 19.

Zvláště připojovací elektrické svorky 13 je třeba zakrýt, což je vhodné buS zvláštním krytem nebo lze využít k zakrytí materiál základny, ke které je termostat připevněn.In particular, the electrical connection terminals 13 need to be covered, which is suitable either with a separate cover or can be used to cover the base material to which the thermostat is attached.

Mezi trubku 1 a víko přepínače 11 je mbžno v případě potřeby použít seřizovači kruhové podložky.Adjusting ring washers may be used between the tube 1 and the switch cover 11, if necessary.

Termostat pracuje takto, když je přepínač 11 zapojen tak, že pevná kontaktní deska 1ξ je zapojena jako spínací pro topení a trubka 1 je vyrobena z materiálu o mnohem menším součiniteli délkové tepelné roztažnosti než stonek 4, tak vlivem ochlazování pod nastavenou hodnotu dojde ke zkráoení stonku 4 vůči trubce l.Toto zkrácení se projeví v odlehčení tlačítka. 6 a sepnutí pružné kontaktní desky 14 s pevnou kontaktní deskou 15 čímž se uvede do chodu topení, které ohřívá i prostor v kterém je umístěn termostat.Při ohřívání dojde k prodlužování stonku 4 vůči trubce 1 natolik, že dojde k posunu tlačítka 6 do polohy, kdy pružná kontaktní deska 14 přeskočí na pevnou kontaktní desku 16 a přerušením elektrického obvodu dojde i k vypnutí topení a při následném ochlazování se celá činnost systému opakuje.Natáčením regulačního členu 5 dojde k volbě spínacího okamžiku v závislosti ná teplotě.The thermostat operates in such a way that the switch 11 is connected so that the fixed contact plate 1ξ is connected as a switch for heating and the pipe 1 is made of a material with a much smaller coefficient of linear thermal expansion than the stem 4, thus cooling the stem This shortening is reflected in the lightening of the button. 6 and closing the resilient contact plate 14 with the fixed contact plate 15 to actuate the heater, which also heats the space in which the thermostat is located. During heating, the stem 4 is extended relative to the tube 1 so that the button 6 moves to the position. When the resilient contact plate 14 jumps to the fixed contact plate 16 and the electric circuit is interrupted, the heating is switched off and the entire operation of the system is repeated upon cooling. By actuating the control member 5, the switching point is selected depending on the temperature.

Trubku 1 lže s výhodou upevnit na vystupující část 7 na př,zalepením ať už je opatřena závitem jako na obr.2 či nikoliv, přičemž je regulačním závitem 9 závit regulačního členu 5. Protivibrační pružinu 2 a 30, lze s výhodou zajistit ve správné poloze vložkou 3 a 17. kterou lze využít i ke středění stonku 4 v trubce 1.Advantageously, the pipe 1 can be fastened to the protruding part 7 on the front, by gluing whether it is threaded as in Fig. 2 or not, and the regulating thread 9 is the thread of the regulating member 5. The anti-vibration springs 2 and 30 can advantageously be secured in the correct position insert 3 and 17 which can also be used to center the stem 4 in the tube 1.

Regulační člen 5 je výhodné provést s půlkulovým výstupkem viz obr.3 za účelem snížení tření vlivem otáčení regulačního členu £ při seřizování termostatu.The control member 5 is preferably provided with a hemispherical protrusion (see FIG. 3) in order to reduce friction due to the rotation of the control member 6 when adjusting the thermostat.

Regulační rozsah termostatu je vytvořen omezením otáčivého pohybu regulačního členu 5 pomocí dorazového prvku 20 spojeného s regulačním členem 5 o sousední pevné detaily jako je na př.trubka 1 držák 19 nebo základna, ať již vytvořením dorazového výstupku, nebo opřením dorazového prvku 20 o pevný detail.The thermostat control range is created by limiting the rotational movement of the control member 5 by a stop element 20 connected to the control member 5 by adjacent fixed details such as a bracket 19 or a base 19 on the pipe 1, either by forming a stop projection or resting the stop element 20 on a fixed detail. .

Rovněž je výhodné spojit pevně regulační člen 5 s trubkou 1 a to za předpokladu, že regulačním závitem 9 bude závit, na vystupující části 7 u něhož bude na víku přepínače 11 vytvořen dorazový výstupek vytvářející potřebný regulační rozsah pomocí dorazového prvku 20It is also advantageous to connect the regulating member 5 firmly to the pipe 1, provided that the regulating thread 9 is a thread on the protruding part 7, in which a stop projection is formed on the cover of the switch 11

201 139 upevněného v materiálu trubky 1. S výhodou pak lze spojit regulační člen g s trubkoů 1 v jeden detail·201 139 fastened in the material of the pipe 1. Advantageously, the control element g can then be connected to the pipes 1 in one detail.

S výhodou lze i regulační závit 9 zajistit proti samovolnému uvolňování vložkou z plastické hmoty na př.z nylonu. Zašroubuje-li se takto jlšténý šroub do závitu, slouží elasticky zformovaná vložka jako klín mezi šroubem a spojovacím dílem a spojení lze několikrát přestavovat. Toto provedení nemá takovou životnost jako použití pružiny 2 a 30 , ale pro použití u termostatu je ve většině případů vyhovující.Advantageously, the regulating thread 9 can also be secured against spontaneous release by a plastic insert on, for example, nylon. When the threaded screw is screwed into the thread, the elastically formed insert serves as a wedge between the screw and the connecting piece and the connection can be adjusted several times. This embodiment does not have the same lifetime as the use of springs 2 and 30, but is suitable for use in a thermostat in most cases.

Výhodné je i použití válcového osazení otvoru pro tlačítko 6 ve víku přepínače 11 pro upevnění trubky 1, který rovněž může být opatřen závitem.Držáky 19 mohou být s výhodou vytvořeny pouhým provedením otvoru v ohnuté části základny.It is also advantageous to use a cylindrical shoulder of the button opening 6 in the cover of the switch 11 for fastening the tube 1, which can also be threaded. The holders 19 can advantageously be formed simply by making the opening in the bent part of the base.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A thermostat for precisely maintaining a selected temperature of a designated air space by means of electrical control of various types of heating systems intended for temperature control of at least a portion of the range -5 ° C to 40 ° C, wherein at least a portion of the thermostat is located in the controlled environment; at least one of the dilatation parts consisting of a stem (4) or a tube ¢ 1 / is made of novodur or other plastic, the tube A / is provided with a manually operated regulating member A / and located on the regulating member / 5 / or the tube A / a stop element (20) with respect to a fixed detail such as a holder A9 (or pipe A), wherein the thermostat is fixed by at least one holder (29) and at least one connecting part located in the mounting hole A2 (switch A1).

Thermostat for precisely maintaining the selected temperature according to claim 1, characterized in that the regulating element (5) is provided on the surface with a system of angularly spaced markings or of differently shaped knobs (AO) or projections.