Биметаллический термометр с регулирующим механизмом

 

О ll И С А Н И Е 928176

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалиетичееких

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (Sl ) Дополнительное к звт. свид-ву1 268695 (22)Заявлено 22.05. 80 (21) 2931454/ 18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 01 К 5/38

6 05 О 23/08

@вударстваивй квинтет

COCIP ю шик нэвврвиюй н открытий

О"Убликовано 15. 05. 82. Бюллетень М 18

Дата опубликования ояисания 15. 05. 82 (53) УДК 536.516. .2(088 8) Ф

Б.В.Разумовская, Б.А.Ершов, Ю.И.Гараганенко . и И.H.Øåðñòoáoåâ (72) Авторы изобретения

Ленинградское специальное конструкторское бюро по проектированию кожгалантерейных, обувных, меховых машин и средств автоматизации (VI) Заявитель (54) БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР С РЕГУЛИРУЮЩИИ

МЕХАНИЗМОМ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для

1 измерения, индикации и автоматического регулирования температуры нагреваемых узлов машин, например, для изготовления обуви. Прибор может быть также использован в швейной, кожгалантерейной и меховой промышленностях, а также в других отраслях народного хозяйства, где требуется автома« о тическое поддержание температуры нагреваемого оборудования.

По основному авт. св. li 268695 известен биметаллический термометр с регулирующим механизмом, который содер-, жит чувс т вит ель ный элемент - биметаллическую пружину, указатель и регулирующее устройство, состоящее из кулачка, расположенного на указателе, одноплечего рычага(толкателя) с роликовым наконечником и упором, и микропереключатель. Этот термометр с регулирующим устройством обеспечивает измерение, индикацию и регулирование температуры нагреваемых рабочих органов обувных машин, например, прессов для горячей вулканизации резинового низа на обуви (1 J.

Однако, с появлением в эксплуатации вновь разработанных машин, например, для затяжки обуви с расплавлением и нанесением в процессе операции термопластичного клея известный термометр не удовлетворяет возросшие требования производства. При значительном ускорении процесса нагревания контролируемого объекта (в 4 раза, до 8 С в минуту) рычаг с роликом высо какивает эа пределы рабочей зоны и западает, т.е. регулирующее устройство выходит из строя. Известный термометр не обеспечивает также контроля температуры объекта при нагревании до более высоких пределов (150-300 С), так как температура объекта оказыва-. ется выше температуры установки термометра.

4 элемент кулачка включает всю область рабочей эоны переменного радиуса и начало рабочего участка зоны постоянного радиуса. 8торой элемент включает область кулачка с зоной постоянного радиуса.

Термометр с регулирующим устройством является двухканальным прибором.

Один канал выполняет функцию регистрации температуры объекта, другойавтоматического поддержания заданной температуры. Оба эти канала имеют общий чувствительный элемент - биметаллическую пружину.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, общий вид, на фиг. 2 — то же, вид в плане (без циферблата); на. фиг. 3 - 7 - регулирующее устройство в последовательных стадиях срабатывания.

Термометр с регулирующим устройством состоит из корпуса 1 (фиг.l2 и трубки 2. Корпус 1 установлен с возможностью поворота на неподвижной втулке 3 и снабжен стопорным винтом 4 для фиксации положения. Корпус 1 вмещает все детали прибора,,кроме чувствительного элементабиметаллической спирали(спираль 5).

Спираль 5 размещена в трубке 2, предохраняющей ее от деформаций. Один конец спирали 5 закреплен на концевике 6 трубки 2, а другой, посредством элемента крепления 7, зафиксирован на оси 8, проходящей через втулку 3 и циферблат 9 со шкалой делений и несущей стрелку 10. Циферблат 9 установлен на втулке 3 посредством лапки

11, жестко связывающей его с диском

12, закрепленным на втулке. Трубка

2, втулка 3 и циферблат 9 составляет неподвижное основание прибора.

Подвижный корпус 1 снабжен указателем

13, который закреплен на нем непосредственно над циферблатом 9 под стеклом 14. Регулирующий механизм термометра предназначен для автоматического поддержания заданной температуры нагреваемого объекта и состоит из разрезного кулачка, выполненного из двух элементов 15 и 16 (фиг.1-7), связанных пружиной 17

1,фиг.2-7), размещенной в заглубленных проточках контактных (между собой) поверхностях элементов. Первый элемент l5 кулачка жестко установлен на оси 8 (фиг.1-72, а второй элемент 16 - на ступице 18 первого с возможностью поворота относительно

3 928176

Цель изобретения - создание прибора, обеспечивающего надежный контроль и автоматическое поддержание заданной температуры в объектах с различной тепловой инерцией и скоростью повышения температуры при нагревании и повышение надежности.

Эта цель достигнута с сохранением точ ности термометра с регулирующим устройством и при тех же градуированных характеристиках.

Поставленная цель достигается тем, ч то в биметаллическом термометре с регулирующим механизмом кулачок выполнен из двух элементов, первый из которых закреплен на оси, связанной .с чувствительным элементом, а второй элемент установлен с возможностью поворота на ступице первого элемента и соединен с ним пружиной. го

Рабочая поверхность кулачка предназначена для взаимодействия с роликовым наконечником одноплечего рычага и состоит из двух зон: зоны переменного и зоны постоянного радиуса. Эона перемен25 ного радиуса предназначена для обеспечения выключения микропереключателя упо ром одноплечего рычага при взаимодействии ролика с конечным участком данной зоны. Зона постоянного радиуса предназзо начена для выдержки системы в выключен ном состоянии при взаимодействии с роЛиком по всей длине зоны. Длина зоны переменного радиуса диктует длину шкалы и градуировочную характеристику термометра, от длины зоны постоянного радиуса зависят предельные возможнос" ти использования прибора по параметру тепловой инерционности нагреваемого объекта или скорости увеличения температуры. Обеспечение большей длины шкалы 4о (большей разрешающей способности и точности прибора) требует, чтобы зона переменного радиуса занимала часть кулачка. Обеспечение возможности использования прибора в системах с большой тепловой инерцией требует максимально увеличить зону постоянного радиуса на том же кулачке. Это противоречие разрешено выполнением конструкции разрезного кулачка, состоящего из 50 двух элементов, когда рабочая зона одного элемента как бы составляет продолжение рабочей зоны другого. Такое решение позволяет при максимальном размере переменного радиуса автома- 55 тически менять дбину эоны постоянного радиуса в зависимости от тепловой инерции нагреваемого объекта. Первый

5 92817 нее. Рабочая поверхность первого эле мента 15 включает зону переменного радиуса О-b и начальный участок зоны постоянного радиуса - Ь-с .Рабочая поверхность второго элемента

16 включает зону постоянного радиуса

С-с3 и заканчивается упорной площадкой 19. Регулирующий механизм включает также одноплечий рычаг 20 (фиг.27), установленный с возможностью поворота оси 21, закрепленной на бобышке 22 (фиг. 1) подвижного корпуса 1 (фиг. 1-2). На свободном конце рычага 20 (фиг.2-7) установлен ролик

23, предназначенный для взаимодействия с рабочими поверхностями элементов 15 и 16 кулачка. Вблизи другого конца рычага 20 на нем жестко закреплен упор 24, предназначенный для взаимодействия с кнопкой 25 выключе20 ния микррпереключателя 26, установленного на корпусе 1 и связанного с нагревательной системой объекта.

Биметаллический термометр с регулирующим механизмом работает следую.щим образом.

Предварительно. термометр устанавлиBBeTcR на машину путем погружения трубки 2 в область контроля температуры, например, в отверстие корпуса 30 нагреваемого клеевого бака затяжной машины или в камеру с разогретым воздухом для влажно-тепловой обработки обуви. Выводы от микропереключателя 26 подсоединяются к электрической системе нагревателей, установленных в машине. Поворотом корпуса 1 на втулке 3 указатель 13 приводится в положение, соответствующее делению на циферблате 9, означающему заданную темпе- 4g ратуру. Корпус фиксируется в этом положении с помощью стопорного винта 4.

Под действием тепла биметаллическая спираль 5 начинает закручиваться, поворачивая ось 8. В результате стрел- 45 ка 10, закрепленная на оси, перемещается относительно делений циферблата.

Таким образом, выполняются функции измерения и индикации температуры объекта.Ось 8,поворачиваясь, поворачивает и элемент 15 кулачка, жестко закрепленный на ней.Элемент 15,в свою очередь, приводит во вращение элемент 16, с которым он связан пружиной 17. Вращение элементов разрезного кулачка при повыше55 нии температуры в процессе нагревания объекта происходит в направлении, указанном стрелкой на фиг. 2-6. Ролик 23 рычага 20 обкатывает рабочую поверх6 6 ность элементов кулачка в направлении возрастания ее радиуса, от точки а к точке Ь (фиг. 3). При этом происходит поворот рычага 20 относительно оси 21. По мере приближения точки Ь к ролику 23 упор 24 рычага 20 утапливает кнопку 25 до полного включения микропереключателя 26, т.е. выключения электрической системы нагревания машины. Позиция регулирующего устройства, в которой происходит выключение, представлена на фиг.4.

При обкатывании роликом 23 зоны постоянного радиуса Ь-g положение рычага 20 относительно кнопки 25 микропереключателя 26 остается неизменным, а нагреватели машины выключенными. После отключения нагревателей температура объекта (нагреваемого узла машины) продолжает повышаться по инерции. Спираль 5 при этом закручивается и поворачивает разрезной кулачок (фиг.5 ) до соприкосновения упорной площадки 19 элемента 16 с роликом

23. При дальнейшем повышении температуры объекта спираль 5 закручивает,ся пропорционально возрастанию температуры, поворачивая ось 8 со стрелкой 5 (фиг.1) и элемент 15. Пружина

l7 при этом растягивается. Элемент 16 разрезного кулачка останавливается, а сила прижима упорной- площадки 19 к ролику 23 не допускает отхода однопле чего рычага 20. В результате упор 24 надежно дернит кнопку 25 в выключен,ном положении, до какой бы температуры ни разогревался объект (фиг.6).

Это равнозначно автоматическому удлинению зоны постоянного радиуса, пропорционально тепловой инерции контролируемого объекта. При снижении, температуры спираль 5 начинает раскручиваться, первый элемент 15 поворачивается в обратном направлении, указанном стрелкой на фиг. 7. После закрытия зазора по "линии разреза" кулачка, т.е. при сжатии пружины 17, происходит совместное движение элементов 15 и и 16. Ролик обкатывает рабочую поверхность кулачка сначала я зоне постоянного радиуса от точки с1 к точке Ь.

В точке д упор 24 освобождает кнопку

25 и происходит включение нагревателей объекта, а кулачок некоторое время продолжает поворачиваться в направлении, указанном на фиг. 7. При дальнейшем повышении температуры работа регулирующего устройства происходит в той же последовательности.

Формула изобретения

Биметаллический термометр с pery>s лирующим механизмом по авт.св.

1т 268695,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности биметаллического термометра, в нем кулачок выполнен из двух элементов, первый из которых закреплен на оси, связанной с чувствительным элементом, а второй элемент установлен с возможностью поворота на ступице первого элемента и соединен с ним р5 пружи.ной а

Источники инФормации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 268695, кл. 0 01 К 5/38, 1969 (прототип) .

7 928

Необходимость увеличения зоны постоянного радиуса с растяжением пружины возникает при использовании прибора в обувных машинах, главным обра:зом, в период подготовки их к работе, т.е. в период интенсивного разогрева до заданной технологической температуры. Для сокращения этого непроизводительного периода подключаются допол" нительные нагреватели большой мощности, вызывающие значительные скорости нарастания температуры. После выхода на заданный режим часть нагревателей отключается, и в стационарном режиме терморегулятор работает так,,что ролик 23 практически не выходит из зоны постоянного радиуса с-4 . Необходимость во втором элементе 16 кулачка возникает также в аварийных ситуациях.

Ilo сравнению с известными системами терморегулирования предлагаемый биометаллический термометр с регулирующим механизмом отличается значительной простотой и более низкой стоимостью в изготовлении и абсолютной надежностью в эксплуатации. По сравнению с приборами, применяемыми для обувных машин, он является единст венно пригодным для новых машин с воз176 8 росшими скоростями нагревания (что не исключает его применения и для всех других).

По сравнению с известным предлагаемый прибор обеспечивает регулиро.-. вание температуры при возросших скоростях нагревания в системах с повышенной инерционностью, работает в ав". томатическом режиме с высокой надежа ностью.

928176

Составитель Н.Иирная

Редактор Н.Ромжа Техред Е. Харитончик Корректор И Шароши

Заказ 3224/52 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква,N-35, Раувская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4