技术领域
本发明涉及一种用于水族馆的可调式加热器,所述可调式加热器 具有权利要求1序言中和包括的所有特点。
背景技术
已知大多数养在水族馆中的鱼都属于热带物种。这些动物物种的 生活条件都是以温度为标志,上述温度平均是在22和26℃之间。
高于或低于上述范围的温度对在水族馆中生活的鱼来说可能是致 命的。
电加热器或温度调节器一般用来保持这个温度范围,并且这些加 热器或温度调节器主要是包括一个玻璃灯泡,其中密封式装入一个电 阻和一个恒温器,也就是说一个元件,所述元件检测水的温度,并将 该温度与标准值进行比较,以便打开和闭合向电阻供电的电路。
已知许多电子式恒温器,所述电子式恒温器具有一优质传感器, 但价钱太贵,这大大限制了它们的应用。
另一种已知类型的恒温器是双金属片恒温器,其中实施打开和闭 合电源电路的开关包括一对金属片,上述一对金属片具有不同的热膨 胀系数,它们以这种方式接近并接合在一起,以便形成一个整体单元。
这种类型开关有一个端部连接到供电线路接线端子的其中之一 上,而另一个端部具有一个活动触点,上述活动触点选择性地与一个 固定触点接合在一起,所述固定触点连接到同一供电线路的另一个接 线端子上。
当温度变化时,两个金属片的不同膨胀造成金属片沿着它的长度 的弯曲度改变,并因此造成活动触点和固定触点间不同的相对位置, 以便闭合或打开通向电阻的供电电路。
同样,双金属恒温器可以再细分成若干具有一个固定置位的恒温 器,其中置位在工厂里一般执行一个固定的值,例如24℃,上述固定 值不能由使用者以任何方式改变。通向电阻的供电电路在这个值处打 开和闭合,并因此这种类型的双金属恒温器不能优化在所希望的温度 范围内的调节。
另一种类型的双金属恒温器是具有简单的控制装置,设有一个刻 度盘,与上述恒温器类似但其中动作必需用一个外部测温计在恒温器 上进行,以便调节它的工作温度,同时使调节操作极为复杂。
具有一刻度盘的双金属恒温器使它能通过将温标标尺上的一个指 针定位同时达到所希望的温度,来设定温度。在这些已知的恒温器中, 使用者可以沿着测温计刻度盘移动一个指针,直至它到达一个对应于 所希望的温度时为止。在那个位置,通向电阻的供电电路将打开或闭 合,以便在一特定的波动范围内,使水温接近指针上所设定的温度。
双金属恒温加热器的某些例子在US-A-4,315,143, US-A-4,327,281,US-A-4,975,562和EP-A-757,507中介绍和说明。
已知双金属调节器中一个特殊的缺点是,当电路闭合时电流通过 金属片本身,并且由于焦耳效应的结果造成灵敏度随加热电阻的功率 而变化。这导致达到温度平衡状态有点缓慢,并因此使调节器中精度 降低。
然而,使用者通常要求使水族馆能快速达到所希望的温度和然后 使它保持恒温而没有峰值或变动,上述温度升高或变动对生活在水族 馆中的物种的生存条件来说是致命的。
发明的公开
本发明的一个一般目的是克服上述缺点,同时提供一种用于水族 馆的可调式加热器,所述可调式加热器具有高效、灵敏、准确、可靠 和装备能力等特点。
一个特殊目的是提供一种用于水族馆的可调式加热器,所述可调 式加热器使它能快速达到设定的温度,并将该温度保持在一比较窄的 波动范围内。
另一个目的是设计一种用于水族馆的可调式加热器,所述可调式 加热器使它能保持设定值尽可能恒定。
还有另一个目的是提供一种上述类型的可调式加热器,所述可调 式加热器具有比较低的制造和维护费用。
这些目的,及以后将变得更显而易见的另一些目的,通过按照本 发明所述的一种用于水族馆的可调式加热器达到。
尤其是,用于水族馆的可调式加热器包括一个基本上是管状的容 器,在上述管状容器内装入一个电加热元件,一个开关包括若干固定 触点和活动触点,它能将上述加热元件电连接到一个外部电源上,一 种温度传感器具有一种双金属片,所述双金属片能检测液体温度,并 与上述开关相互作用,以便在到达一预定温度时,将上述开关从一个 闭合位置移动到一个打开位置,其特征在于:上述开关的活动触点固 定到上述双金属片的一个自由端上,上述双金属片的另一端是电绝缘 的。
由于这种安排的结果,电流不通过双金属片,并因此在它内部不 产生焦耳效应,上述焦耳效应影响温度传感器的灵敏度和合适的性能。
因此,加热器以一种特别精密而可靠的方式工作。除此之外,液 体测温计的线性和稳定性避免了过去加热器中已知的热不稳定性和变 动的现象。
按照本发明的另一个目的,设置作用在双金属片一个弹性连接部 分上的调节装置,以便改变上述双金属片的刚度及其自由端的位置, 并因此改变触点装置。
尤其是,调节装置包括一个作用在上述双金属片弹性部分上的螺 纹销,上述螺纹销可以拧入支承件内的一个配合螺纹支座中。
另外,螺纹销连接到一个旋钮上,所述旋钮伸出上述容器的外部, 并具有一个刻度测温计刻度盘,上述刻度盘可以与一个同容器有关的 固定指针进行比较。
旋钮通过一个小轴连接到上述螺纹销上,上述小轴穿过上述旋钮 和上述容器。
除此之外,调节装置包括校准装置,所述校准装置作用在小轴上, 来改变上述旋钮相对于螺纹销的角度位置,以便把温标标尺上所指示 的温度调到用外部标准温度计所检测的温度。
由于这种安排的结果,加热器可以极为简单而快速地进行校准, 无论何时它都不会由于各种原因而变得不准。
附图简介
从借助于附图作为非限制性例子示出的一种用于水族馆的一个优 选但不是唯一实施例的详细说明,将能更清楚地理解本发明的另一些 特点和优点,其中:
图1示出按照本发明所述的一种加热器透视图,同时为了更清楚 起见,将外包装部分地除去,
图2示出图1中所示加热器的前视图,
图3示出在没有外部保护的情况下上述各示图中加热器的侧视 图,
图4示出图3中加热器其中一部分按稍微放大比例的侧视图,
图5示出上述各图中所示加热器的电路示意图。
优选实施例的详细说明
参见上述附图,按照本发明所述的一种可调式加热器整体用标号 1表示,上述可调式加热器1包括一个基本上是管状的容器2,所述管 状容器2优选的是用一种透明材料例如玻璃、石英或一种类似的合成 材料制造,同时一端开口,一个电气式加热元件设置在上述管状容器 2内部,所述电气式加热元件整体用标号3表示。
加热元件3包括一个或多个电阻4,所述电阻4例如是一种电阻 丝式,所述电阻丝式电阻绕在一个圆筒形支承件上,所述圆筒形支承 件用耐热材料制成,它在各附图中未示出,位于容器2的下面部分中。
加热元件3的各种电阻4由一个外部电源R通过一个双极电缆5 供电。尤其是,电阻4的若干接线端子其中之一直接连接到双极电缆 5的一个第一导体5′上,而电阻4的另一个接线端子通过电开关连接 到第二导体5″上,上述电开关整体用标号6表示。
尤其是,开关6包括一第一对固定触点,第一对固定触点分别用 标号7,8表示,上述第一对固定触点7,8可以通过一对活动触点闭 合,上述一对活动触点分别用标号9,10表示。
为了自动地转换开关6以便使水族馆中的液体保持在一个预定的 温度T下,使开关6与一个温度传感器有关,上述温度传感器整体用 标号12表示。
温度传感器12属于双金属片式,也就是说具有两层不同金属材料 的一种双金属片13,上述双金属片13具有US-A-4,315,143、 US-A-4,327,281、US-A-4,975,562和EP-A-757507中所述的类型,双 金属片13随着它插入其中的介质温度变化,通过不同的膨胀而变形。
按照本发明,开关6的活动触点9,10固定到双金属片13的一个 自由端13′上,而同时双金属片13的另一端13″是电绝缘的。
这样,没有电流通过双金属片13,同时避免了过去一些典型传感 器的焦耳(Joule)效应。
优选的是,活动触点9,10安装在一个连接板14上,所述连接板 14例如是一种U形,连接板14本身又固定到双金属片13的自由端 13′上。
理想的是,框架的末端8″穿过一个弹性连接件16固定到一个支 承架15上,上述弹性连接件16主要包括一种小的方形钢琴丝钢或类 似物,它具有一个部分16′和另一个部分16″,上述部分16′安装到双 金属片13的横向端13″上,而上述另一部分16″穿过一个连接件17 固定到框架15上。这样,双金属片13可以相对于固定点17弹性弯曲, 同时造成双金属片13的自由端13′摆动。
设置调节装置,所述调节装置整体用标号18表示,上述调节装置 18作用在弹性连接件16上,以便改变弹性连接件16上的预负荷和双 金属片13的自由端13′位置。
尤其是调节装置18包括一个螺纹销19,所述螺纹销19拧入一个 支座上,该支座具有一个支承件20的配合螺钉,上述支承件20固定 到框架15上,上述支座的端部21作用在弹性件16的部分16′上。双 金属片13上的预负荷通过拧动螺纹销19改变或多或少的量。
这样它将能调节活动触点对9,10与固定触点对7,8之间的距离, 以便可以改变开关6的转换温度T,并因此改变用于水族馆中液体的 设定温度。
理想的是,一个旋钮22以这种方式在容器外部伸出,以便它可以 由使用者旋转,上述旋钮22安装在螺纹销19上,并具有一个温标标 尺23,所述温标标尺23印刷在旋钮22的外周边部分上,外周边部分 可以与一个同容器2有关联的固定指针对准,上述固定指针在各附图 中不能看到。
旋钮22通过一个小轴24连接到螺纹销19上,上述小轴24装在 一个圆筒形套管25中,所述套管25具有两个中间密封O形圈26。
在本发明的一个第二方面,调节装置18具有校准装置,所述校准 装置整体用标号27表示,上述校准装置27作用在小轴24上,以便改 变旋钮22相对于螺纹销19的角度位置,因此在上述测温刻度盘上所 指示的温度可以调到利用一个外部标准温度计在水族馆液体中实际测 定的温度。
尤其是,调节装置27包括一个调节棘轮28,所述调节棘轮28设 置在由旋钮22上面部分所形成的一个支座29中,并通过焊接或任何 其它方法刚性连接到小轴24上。
棘轮28在顶部处具有一个缺口30,所述缺口30用于插入刀片或 一个螺丝刀的尖头,并通过一个可变键控连接件以一预定的角度位置 选择性地连接到旋钮22上。
可变键控连接件可以包括一个齿冠31,所述齿冠31在棘轮28的 下面部分中形成,齿冠31接合在支座29上边缘上所形成的一个齿32。 齿冠31中的每个齿都对应于螺纹销19的一次旋转,上述螺纹销19 的一次旋转使双金属片的设定温度改变大约1℃。
因此为了校准调节装置,它能确定加热器1插入其中的液体有效 温度Te,并使棘轮28旋转,直至固定在容器2上的指针与标尺23上 对应于温度Te的标记一致时为止。
为了使各触点保持处于一相互连接的状态下,并通过一个擒纵机 构提供操作,一个永久磁铁33在面向双金属片13自由端13′的一个位 置中固定到框架15上,以便吸引具有活动触点9,10的金属板。
最后,为了向外表示电流正通过电阻4,设置可见的指示器装置, 所述指示器装置包括一个与电阻4并联连接的灯或发光二极管34。
在使用时,使用者将调节旋钮19的角度位置,以便固定在容器2 上的指针与刻度盘23上对应于所希望温度T的一个标记一致。
这样,螺纹销19将作用在弹性件16上,并因此作用在双金属片 13上,以便改变活动触点9,10相对于固定触点7,8的位置。
当触点7、8和9,10处于接触时,电流将通过电阻4,但不通过 双金属片3。当水族馆中液体的温度超过弹性件16上预负荷的一个特 定设定值时,双金属片将变形,同时板14与磁铁33分开,并因此活 动触点9,10与固定触点7,8分开。此时电流中断流向电阻,和然后 水族馆中液体的温度将下降,直到双金属片松弛,同时再次使活动触 点9,10与固定触点7,8接触并开始新的控制周期时为止。
尽管已特别参照各附图说明了按照本发明所述的浸液加热器,但 它能进行许多修改和变体,它们全都属于权利要求书中所表述的发明 思想范围内,上述所有修改和变体都打算具有同样的保护。
除此之外,所有零件都可用技术上等效的构件代替,并且材料可 以按照要求不同而不同。