[发明专利]用于流体加热器的开关装置

说明书

本发明涉及一种用于流体加热器的开关装置，它具有与水流导管联在一起的用于流水的传感机构以及与其相连的用于加热水的加热机构的开关装置。

现时在现实中所通用的流体加热器中的开关装置可检测有水流过的导管中的压力降，这一压力降产生于开启排水阀（排水嘴）时并可触发用于水加热机构的开关或通常是一个开关元件。具体地，例如是设置有橡胶的或金属薄膜的膜片，在其上设置有例如是用于开关一个微型开关的柱塞，以及控制电路或负载电路上的一对触头。在其休止位置上（排水阀关闭）膜片由经回流导管作用在其两侧的静压力致动。用于加热机构的开关元件在这一休止位置上处于静止状态故加热机构断电。当打开排液阀时，在膜片一侧的静压力下降，作用在膜片上的压力差使膜片挠曲并使置于其上的柱塞产生位移，这样就起到了开关的作用。

这种膜片控制方式对于在开关过程中提供相对高的机械力确有优点，甚至可以开闭几对触头。但其缺点是膜片的设置机构显得笨拙，因其需要占用可观的空间，而在壳体内作用于其上的压力也必须如此才能被吸收。膜片的必需的密封与夹紧也会进一步造成问题。还有一个缺点是膜片是与水连续接触的，这种与被机械零件控制的液体的直接接触会导致腐蚀、过早老化及其它类似损害。持续的弹性折弯动作会进一步产生材料的疲劳。所以膜片的寿命很有限，故这种开关机构在结构上，制造上及装配上都是有缺点的，这也是因为许多个别的零件都需要精密的制造。

已知的开关装置在操作时也有严重的缺点，这是因为开关动作原理是基于压力差，而能用于开关的压力差必须在一定的极小压力值以上，才能发生作用。但水的输送管压力在不同地方是不同的，所以已经存在有开关过程不总是适时地产生的问题。特别是存在有在仅仅具有相对小的流率时其压力差已足以使开关起作用的危险，例如在高管道压力的情况下，这样就会造成过热产生，甚至会产生蒸汽泡，除非水的流量很大。再之，所包含的空气泡不能被对压力差产生响应的开关装置辨认而同时在断流时即排液阀关闭时，由于节流时的滞后现象使膜仍感受到足够的压力差而使开关仍处于动作状态。结果仍然可能产生过热。

故本发明的一个目的是提供一种前述类型的开关机构，该机构在开关时基本上不依赖于压力、能免除例如发生在已知的开关装置中的过热现象、并保证了开关的高度可靠性。

本发明的另一个目的是保证提供一种结构简单且制造及安装均便利的开关机构。

按照本发明的前述类型的开关机构的实际上的特征在于，其中传感机构带有一个可运动地设置在流体导管的局部中并可被流水推动的开关体，它在流率超过某一预定值时离开休止位置而进入开关位置，并有一位置传感器探测该可动开关体的位置变化，该传感器与用于加热机构的开关元件相连结。

这种构形使得开关过程受流率而不是压差的影响，结果使在管道压力值达到时并不影响开关过程。另一个优点是用一自由移动的物体来代替塑性挠曲的机械结构件（膜）去触发开关过程，该开关体的表面是易于防护和设计的。这样尽管它被安放在流体管道中即由其控制的水中，它仍在操作过程中不会损坏而具有无限的寿命。对此也很重要的一点是与该可动开关体相关的位置传感器可安装在流体管道之外而不会接触到水。当没有水或只有很少量的水流过时，开关体实际上不离开其休止位置时，位置传感器处于锁定（或休止）状态而开关元件亦不动作，即加热机构不通电。当流率达到预定值时，开关体被水冲出足够远的距离而到达其开关位置。而该非接触作用位置传感器即响应开关体的这一位置变化致使用于加热机构的开关元件启动而使加热机构被通电。如果水的流率随即再次下降，例如在排流阀处进行节流，开关体即从其开关位置回落，位置传感器在其仍处于最终休止位置之前的中间位置时即感应而切断控制电路（开关元件）故加热机构再次断电。

开关体与容纳上述开关体的流体管道局部的尺寸按实际的因素来彼此配合，例如根据输出热能、所需开关用流率、也可以是平均水温和其它影响粘度的水的特征，以保证在预定流率产生时发生所需的开关动作。通常可以认为流体导管的横截面仅略大于开关体的横截面即可。

按照本发明的改进方案，除了已叙述的功能优点外，在结构、制造和安装方面也得到了改善。因为在流体管道里仅有一个简单的活动开关体存在，其结果是密封问题及复杂的安装与制造过程均省去了。

故作为一个整体来说，本发明的开关机构具有简单坚固并长寿的结构形式，且在开关功能上比现有的开关机构也有了改进。