专利名称：温控器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主要由感温装置和电动机组成的温控器。
现有的温控器无论是机械式、电子式、蒸汽式或其他方式的，都具有如下特点他们只能在一定的误差范围内工作，比如日常生活中我们所用的开水器，就经常会出现水还没开开水器就已经停止工作；或者水已经开了开水器却不停止加热。这是因为，一方面由于大气压的变化等因素会影响水的沸点温度，另一方面热水器本身也会存在零点漂移等不稳定因素，这使得我们几乎不可能使开水器的工作温度精确设定在水的沸腾温度。比如我们设定开水器停止加热的温度是100℃，而水的沸点温度可能是99℃～101℃之间的某一温度；又比如水的沸点温度是100℃，我们设定开水器停止加热的温度也是100℃，但是由于开水器本身存在漂移等不稳定因素，使得开水器的实际工作温度可能是99℃～101℃之间的某一温度。另外，现有的温控器一般都是循环工作的，例如当温度达到设定温度时就关闭加热系统，当温度低于某一值时就重新启动继续加热，如此循环不已。由于存在这样的局限或特点，它们的应用就受到了限制。
本发明的目的是提供一种可以实现当被加热或降温物质温度不再变化后，自动停止对物质加热或降温的温控器。以本发明可广泛应用的情况为例日常生活中，人们经常用煤气灶烧开水，一般当水沸腾后，就要关掉煤气灶。完成一次烧开水的过程要人在现场监控或间断地查看。我们很多人都有这样的经历由于种种原因忘了正在煤气灶上烧着的水，或因特殊原因无法顾及正在烧着的水，导致水长时间沸腾蒸发甚至被烧干了，有时这会导致火灾的发生。这里，本发明的温控器可以在水烧开后自动关闭煤气灶。
本发明主要由二部分组成，一是感温装置，使用时被置于被变温物质中；二是主体是电动机的启动装置，电动机的转子或其附件作为启动开关。感温装置中有感温物质、伸缩杆、一系列电极，感温物质发生温度变化时，在热胀冷缩作用下，控制伸缩杆运动；伸缩杆和一系列电极中的一个或一组接触，或者伸缩杆运动到某一设定的位置开始和一系列电极中的一个或一组接触，这时，伸缩杆、电极、载流导线、电动机形成电流回路，电动机的转子沿一个方向转动，随感温物质温度沿同一方向继续变化，伸缩杆运动到下一位置时断开和原来电极的接触，并和下一个或下一组电极接触，此时改变了相接触的电极，使得电动机的转子沿与原来相反的方向转动；依此类推。这样，电动机的转子转动方向交替变化，转子或其附件用作启动开关，通过改变电动机类型、调整电极尺寸、转子或其附件尺寸或形态等可将转子变化周期或其附件移动步长限定在预定范围内，即感温物质温度沿同一方向持续变化时，电动机的转子或其附件限定在预定范围内做往复式动作，不触及相应目标体；当感温物质温度达到某一值而不再变化时，电动机的转子沿同一方向持续转动，电动机的转子或其附件动作幅度超出原范围，不论电动机转子的转向如何，结果都可触及相应目标体，起到启动开关的作用；此后，随感温物质温度恢复，温控器复位。
本发明的温控器无所谓温度误差或工作温差范围，由其工作原理可知，当且仅当被加热或降温物质温度不再变化后本发明的温控器达到启动开关的作用；也不进行重复动作，由其工作原理可知，本发明的温控器发生动作后不再自动地重新启动。
下面以物质被加热，且被加热的物质是水为例对照附图对发明作进一步的说明
图1是采用直流电动机、两个直流电源的一种实施方案图。
图2是采用直流电动机、一个直流电源的一种实施方案图。
图3是采用直流电动机、两个直流电源的一种附带声音提示和定时功能的实施方案图。
图1所描述的实施方案中，使用时A被置于水中，A中的物质(1)和被加热的水一起升温，由于热胀冷缩，升温时(1)开始膨胀，(2)是一个管，(3)是一个可伸缩的部件，(2)和(3)以及A的外壁构成密封器壁。当(1)发生胀缩运动时，带动(3)一起发生运动。(3)与一伸缩杆(4)相连，当(4)发生伸缩运动时，他的一端(41)交替地与两组电极相接触。在(4)的某一活动范围内，杆端(41)总能且只能和一个电极接触；两组电极间绝缘，(41)与两组电极交替地接触，每一组电极由导线连接在一起，相当于一个电极；其中一组电极(5)和两个电源中的一个(11)的一极(如正极)相连，另一组电极(6)和另一个电源(10)相反的一极(负极)相连，两个电源的不与电极相连接的那极由导线(12)连接在一起。伸缩杆(4)是一个导体，他静止或进行伸缩运动时和导体(7)相接触，导体(7)和导线(8)相连。导线(5)、(6)和(8)由A上的长管(9)引出。导线(8)和(12)连接一直流电动机(15)，电动机的转子上安装齿轮(14)，当电动机转动时，(14)带动一带齿的滑动杆(15)运动；当滑动杆(4)和电极组(5)的电极相接触时，电源(11)工作，电动机的转子向一个方向转动，并带动(15)向一个方向运动；当滑动杆(4)和电极组(6)中的一个电极相接处时，电源(10)工作，电动机带动滑动杆(15)向反方向运动。经适当调节，使得当(1)持续升温时，滑动杆(4)与每一电极相接处的时间近于相等且较短。滑动杆(15)在(16)和(17)之间往复运动，不和他们接触。当物质(1)不再升温时，(4)和一个电极持续接触，这时一个电源持续工作，电动机转子持续向一个方向转动，滑动杆15持续向一个方向运动，结果触动(16)或(17)，(17)是固定在(18)上的，(16)是可以绕轴(161)转动的杆，(18)是一个启动杆(16)或(17)发生动作，带动启动杆(18)工作，启动杆(18)就起到了起动开关的作用，即由温度控制的开关。
图2所描述的实施方案与图1所描述的实施方案相似，主要区别是这里采用一个直流电源。这两种实施方案工作原理大同小异。图中由黑色和白色格--如1和2所示--表示的两组电极之间相互绝缘，每组电极用导线连接起来，其中一组(如黑格所示)连接直流电源7的正极，另一组(如白格所示)连接直流电源7的负极，两组电极如图所示交替分布。伸缩杆端有两个相互绝缘的电极片3和4，两电极片分别与两个连接电动机的电极弹片5和6接触，伸缩杆移动到一定位置之后，这两电极片3和4分别与该两组电极交替接触，电动机8电流流向交替变化，由此使电动机8的转子转向交替变化，与图1所描述的实施方案相同，当电动机转子持续向一个方向转动时就起到了起动开关的作用，即由温度控制的开关。
图3所描述的实施方案中温控器由A、B、C、D、E、F等几部分组成。是附带声音提示和定时功能的温控器。
使用时，A被置于被加热物质中。以水为例，感温物质(1)随着水升温，由于热胀冷缩，(1)膨胀，推动可沿管(2)做伸缩运动的(3)做深长运动；(3)推动与之相连的带齿的伸缩杆(4)运动；当水温升高到一定值时，(4)的齿与齿轮(12)齿合并开始推动(12)转动；(12)转动时带动轴(11)转动，轴(11)绕固定轴(10)转动；轴(11)与一圆盘(6)固定在一起，(6)上装有电极片(9)，电极片可以是一个、两个或多个。圆盘(6)与圆盘(5)始终结合在一起。(5)是一个电极盘，上面装有一系列电极片，电极片分为两组，一组由导线(7)连为一体，相当于一个电极，另一组电极由导线(8)连为一体，也相当于一个电极。两组电极之间绝缘，两组电极间隔排列，即一个属于(7)的电极接一个属于(8)的电极，再接属于(7)的电极……，两组电极数量相等。圆盘(6)上的电极(9)总是与圆盘(5)上的两组电极中的一组上的电极相接触。伸缩杆(4)是导体杆，他始终与导体弹片(13)接触。电极组(7)、(8)分别与导线(14)、(15)相连。(13)与导线(16)相连，导线(14)和(16)通过A上的长管(17)引出。
B是直流电源，包含两个直流电源(18)和(19)，可以用外盒(20)使之成为一个整体。导线(15)与一个直流电源(18)的一极(如正极)相连，导线(16)与另一个直流电源(19)的相反一极(负极)相连，电源(18)、(19)不与导线相连的极由导线(21)连在一起。
C是由直流电动机控制的起动装置。其中(23)是一流电动机(一般是微型直流电动机)，它的两极与导线(16)和(22)相连；导线(22)和(21)连接两个电极(40)，当(40)的二电极连通后，(21)和(22)相当于一条导线。此时如果(4)和(12)接触，则由(4)、(12)、(11)、(9)、(7)或(8)、(14)或(15)、(21)、(22)、电动机(23)、(16)、(13)共同形成一个闭合回路，电动机(23)中有某一方向的电流通过，(23)的转子上带的齿轮(24)向一个方向转动，(24)推动与之齿合的齿轮(25)向一个方向转动。(25)带有小齿轮(26)，(26)推动与之齿合的带齿的滑动杆(27)向一个方向转。(齿轮(25)的作用主要是调节(27)的移动速度，实际中可根据具体情况安装一个、多个或不安装齿轮)。在水温达到沸点之前水持续升温时，一般而言，(9)与(7)和(8)的电极片接触时间相等。由上述可知，一个方向的电流回路接通t时间后，就断开此回路接通另一电流流向的回路，并且持续相同的时间t后又转回前一电流流向的回路，如此循环运行。当电流流向变化时，直流电动机(23)的转子带动的齿轮(24)转向变化，由此(25)、(26)转向变化。结果是，(27)进行向某一方向的移动运动后，又向相反方向移动。由于在两个方向上持续的时间相同，而且电动机转速不变，因此，(27)维持在某一范围内作往复运动。经适当调节，使得(27)作往复运动的范围在(31)和(32)之间，(31)和(32)可是一组电极，(31)和(32)位于(28)和(29)之间。
D是声音提示器。当水沸腾后，由于温度恒定，因此(4)不再移动。通过(23)的电流维持同一方向，(27)持续向同一方向运动，运动过程中接通电极(31)或(32)，(31)和(32)都通过电源(33)与声音提示器D相连。这时通过D的电流回路接通，D发出声音提示水已经沸腾了。(27)继续向同一方向运动，最终触动挡杆(28)或(29)。其中，(29)固定在(30)上；(28)可绕轴(30)转动，(28)的一端接近启动杆(30)。因此，(27)触动挡杆(28)或(29)都使(30)向同一方向(图中为向右)移动。
F是加热器(如煤气灶)开关，烧开水时，首先要打开煤气灶开关，转动旋钮(47)以顺时针旋转时打开为例，(47)一端链条(48)相连，(48)联在弹簧(49)上；(47)是与圆盘(471)固定在一起的，转动(47)后，(49)伸长并通过(48)拉紧(47)，(47)转动时推动杆(45)，并通过部件(50)推动(39)，当(47)转动到位时，(471)通过开关(46)卡住，而不是在(49)拉动下转回。(50)可以是一个斜三角片，可绕上端转动，在(471)转动时，(50)弹开(39)，当(39)复位，(471)回转复位时，(50)下端搭在(39)上绕上端轴转动，绕过(39)而不与之发生冲突。在(50)的推动下，(39)的带齿的一端接通电极(40)，这时如果(4)与(12)相接触则在电动机(23)中形成电流回路，如前所述。(39)接通(40)时，它的齿卡住(36)，(36)是一整体，中间有一孔，杆(30)在这个孔中穿过，(36)由一个弹簧(37)支撑，(37)、(36)、(40)可由外盒(35)形成一个整体。当水沸腾后(27)推动(30)运动，(30)上接近(36)处有一可做开起作用的部分(38)，(38)运动(这里是向右)时压下(36)，(36)与(37)脱开，(39)在弹簧(44)拉动下复位。
E是定时器。指针(421)的轴上固定一个齿轮(42)，(42)转动时带动带齿的杆(43)，(43)的一端固定一部件(44)，若不启动定时器，则指针(421)指向零位置，此时(44)夹在(30)和(45)之间，旋动(47)时，通过(45)、(44)使(47)复位，并卡住(39)。若启动定时器E，E由开关(41)锁定，则在(42)带动下(44)提起，此情况下，当水沸腾后，(30)向右运动打开开关(41)。定时器开始计时，由于(44)提起，因此，(30)的动作不能作用到(45)，二者间有个间隔，而当定时器工作时，随着指针的移动，(44)向下移动，当达到预定时间时，(44)复位到(30)和(45)之间，并挤开这二使(45)动作，由此使(47)复位，关闭加热器。当加热器关闭后，(1)温度下降时(4)做回收运动。(12)中设有一卡式弹片(121)，(121)固定在轴(11)上。当(4)作伸长运动带动(12)运动时，(121)卡住(12)，使(12)带动轴(11)运动；当(4)做回收运动时，(121)发生滑动，不卡住(12)，使(12)可以转动而不带动(11)运动。这可以保证(4)与(12)之间的齿合运动协调进行。
权利要求
(1)一种主要由感温装置和电动机组成的温控器，感温装置中有感温物质、伸缩杆、一系列电极，感温物质发生温度变化时，在热胀冷缩作用下，控制伸缩杆运动；伸缩杆和一系列电极中的一个或一组接触，或者伸缩杆运动到某一设定的位置开始和一系列电极中的一个或一组接触，这时，伸缩杆、电极、载流导线、电动机形成电流回路，电动机的转子沿一个方向转动，随感温物质温度沿同一方向继续变化，伸缩杆运动到下一位置时断开和原来电极的接触，并和下一个或下一组电极接触，此时改变了相接触的电极，使得电动机的转子沿与原来相反的方向转动，依此类推；这样，电动机的转子转动方向交替变化，转子或其附件用作启动开关，通过改变电动机类型、调整电极尺寸、转子或其附件尺寸或形态等可将转子变化周期或其附件移动步长限定在预定范围内，即感温物质温度沿同一方向持续变化时，电动机的转子或其附件限定在预定范围内做往复式动作，不触及相应的目标体；当感温物质温度达到某一值而不再变化时，电动机的转子沿同一方向持续转动，电动机的转子或其附件动作幅度超出原范围，不论电动机转子的转向如何，结果都可触及相应目标体，起到启动开关的作用。
(2)按照权利要求(1)的装置，其特征是所用电动机是直流电动机。
(3)按照权利要求(1)的装置，其特征是采用两个或一个直流电源。
(4)按照权利要求(1)的装置，其特征是通过感温装置中的感温物质发生热胀冷缩效应而控制直流电流流向交替变化的装置；利用直流电流流向交替变化而使直流电动机转子转动方向交替变化的装置。
(5)按照权利要求(1)的装置，其特征是当温控器完成启动动作后，自动切断通过电动机的电流而使电动机停止运转的装置；随感温物质温度恢复，伸缩杆复位、温控器复位的装置。
(6)按照权利要求(1)的装置，其特征是有两个电极盘，其中一个电极盘上有交替分布的两组电极，两组电极间绝缘，一组电极和一个直流电源的正极相连，另一组电极和另一个直流电源的负极相连；伸缩杆运动到一定位置后，带动另一个电极盘上的电极与该两组电极交替接触，由此可在回路中形成流向相反的电流。
(7)按照权利要求(1)的装置，其特征是有用于调速的齿轮以及由电动机转子或其带动的齿轮控制的带有复位弹簧的滑动杆。
(8)按照权利要求(1)的装置，其特征是感温装置中的感温物质密封在一个容器中。
(9)按照权利要求(1)的装置，其特征是当被加热物质温度达到沸点后，启动声音提示器发出提示声音的装置。
(10)按照权利要求(1)的装置，其特征是具有定时器，温控器工作时，可以使用或不用定时器。
全文摘要
本发明是利用热胀冷缩原理、包含感温装置和电动机的温控器。感温装置随被变温(加热或降温)物质一起变温时,控制伸缩杆运动,一定位移后伸缩杆与一系列电极依次接触,相接触的电极交替变化,由此使电动机转子转向交替变化,转子转向交替变化周期或作附件动作幅度控制在一定范围内而不触及目标体;被变温物质不再变温后,转子可同向转足够周期或使其所带附件产生足够动作触及目标体而达到启动开关的作用。
文档编号G05D23/275GK1285535SQ0012692
公开日2001年2月28日 申请日期2000年9月2日 优先权日2000年5月22日
发明者张树风, 甄炼 申请人:张树风, 甄炼