CN1742245A

CN1742245A - 恒温头

Info

Publication number: CN1742245A
Application number: CN03825990.7A
Authority: CN
Inventors: U·贝尔托洛蒂
Original assignee: IVAR SpA
Current assignee: IVAR SpA
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2023-02-18
Also published as: EP1595188A1; AU2003214643A1; WO2004074956A1; DE60309935D1; CN100507791C; DE60309935T2; EP1595188B1

Abstract

一种用于控制流体动力系统的恒温头(1)，包括：恒温马达(11)，该恒温马达(11)固定在管形体(30)上，以便与支承套筒(40)连接，并与所述本体(30)同轴，所述套筒(40)能够再与所述系统连接。管形体(30)相对于所述套筒(40)旋转，并可相对于所述套筒沿两个方向沿轴向运动，以便确定恒温器能够确定的最大水流量；干涉装置，该干涉装置布置在所述头(1)上，以便在旋转过程中阻碍所述本体(30)和所述套筒(40)相对旋转。这些干涉装置包括：第一闭锁装置(32)，该第一闭锁装置(32)与所述管形体(30)内部连接；以及第二闭锁装置(43)，该第二闭锁装置(43)与所述套筒(40)内部连接，所述第一(32)和第二(43)闭锁装置选择地彼此连接和脱开，以便在旋转过程中分别起动和解除所述阻碍。

Description

恒温头

本发明涉及一种恒温头，特别是涉及一种安全恒温头，即装备有闭锁装置(blocking device)，从而防止它的无意和故意篡改。

恒温头是用于根据由所述头检测的热信号值来控制其它装置的装置；它们的用途的典型实例是加热液压系统，其中，所述恒温头控制布置在系统(例如散热器)的管部分中的闸门，以便调节通过所述管的热水的流量。

为了方便，将参考该类型的恒温头来介绍本发明，不过，从所述说明书开始，本领域技术人员很容易将所述发明转用于任意其它类型的恒温头。

用于液压系统的恒温头为公知；它们基本包括管形体，该管形体装有恒温马达(或恒温器)，该恒温马达能够装备有它自身的热传感器，或者它能够与单独的传感器连接，用于检测系统的温度或室温，或者它能够与中心控制系统连接。

根据前述检测，恒温马达使得与闸门连接的杆运动，该恒温马达遵循由传感器或由中心控制系统给出的指令而改变所述闸门的开口，从而改变导管中的水流量。恒温头通常有可旋转控制旋钮，用于使前述管形体相对于闸门旋转至多个不同的操作角度位置，以便建立恒温器能够确定的最大水流量。

这种恒温头有一些缺点，首先，可能由于所述旋钮的无意或故意旋转而改变由旋钮设置的位置，特别是当恒温头布置在公开位置，且能够由在该处的人接触和移动时。

还已知这样的方案，目的是当希望避免改变设置值时防止旋钮不希望的旋转。不过，这些已知方案并不能以高效和令人满意的方法解决问题。

第一方案包括提供环绕恒温头的覆盖笼，但是这并不方便、不美观且不够安全。

第二方案包括将闭锁销引入恒温头中，该闭锁销阻碍或限制旋钮的旋转。

该方案并不方便、昂贵且使用复杂，因为它需要局部拆卸恒温头以便作用在闭锁销上，即不管什么时候需要改变旋钮的位置，它都需要技术人员干预。

还已知“可视”闭锁系统，它在外部与恒温头连接，但是这并没有解决提供安全阻碍的问题，同时容易移动(尽管只有技术人员可接近)，而且很笨重、不方便和不美观。

另一种缺点是，恒温器通常与旋钮连接较差，且由于恒温器和旋钮的相互面对表面的加工误差，其中的至少一个通常表示为粗糙精加工程度。因此，前述表面只在几个点处相互接触。这导致在旋钮和恒温器之间有一些空气；包围在两个元件之间的空气层起到绝热体的作用，因此，当恒温器通过内部传感器来工作时，将大大减慢恒温器对于外部温度变化的反应时间。该方案通常已知在旋钮壳体中提供一些开口，该开口使得外部空气直接与恒温器接触，从而导致恒温器在外部温度变化时快速反应。该方案并没有保证安全结果，且它们可能使灰尘堆积在旋钮和恒温器之间。

本申请人目前发现了一种通过利用闭锁装置来改变恒温头，从而克服这些困难的方法，该闭锁装置简单、便宜、容易操作，且不会改变已知恒温头的通常美观外形，因此，它很难由非技术人员了解，并能够保持恒温头相对于安装该恒温头的支承件(管)的参考位置不变。而且，本发明的恒温头特别小和紧凑。

因此，本发明的目的是如独立权利要求1和17中所述的恒温头。

通过下面参考附图对本发明恒温头的详细说明，将更清楚本发明的其它特征和优点，该附图只是用于图示，因此并不用于限定目的，附图中：

图1表示了本发明的恒温头的透视图；

图2和3表示了图1的恒温头根据彼此垂直的两个方向的侧视图；

图4表示了本发明的恒温头沿图2的平面IV-IV的直剖图；

图5表示了本发明的恒温头沿图3的平面V-V的直剖图，其中，本发明的闭锁装置处于被动位置；

图6表示了本发明的恒温头沿图3的平面VI-VI的直剖图，其中，图5的闭锁装置处于操作位置；

图7表示了本发明的恒温头的支承套筒沿图8的平面VII-VII的直剖图，其中，着重表示了特定实施例中的闭锁装置的一部分；

图8表示了图7的套筒沿图7的剖面VIII-VIII的平面图；

图9表示了本发明第一实施例的导热装置的透视图；

图10表示了图9的装置的平面图；

图11表示了图9的装置的侧视图；

图12表示了图9的装置沿图10的平面IX-IX的直剖图；

图13表示了本发明第二实施例的导热装置。

下面将特别参考用于流体动力系统(特别是加热系统)中的恒温头实施例来介绍本发明的恒温头，它用于控制管中的水流量，尽管本发明也可以用于所有恒温头，更通常是用于绕它们自身轴线旋转的所有机械，它需要防篡改装置，从而保证旋转阻塞能够可靠、便宜和容易地操作。参考图1至7，本发明的恒温头1(本身已知)基本包括管形体30，用于与支承套筒40连接，该支承套筒40再与固定在要控制系统上的环形螺母50连接，特别是与管(未示出)连接，该管的流量必须进行调节。优选是，通过利用在管形体和套筒的相应相对表面部分上获得的螺旋螺纹来将管形体螺纹拧进套筒内，从而进行在管形体30和套筒40之间的连接。

在套筒40和环形螺母50之间的连接可以以任意合适方式来进行：作为实例，图4-6表示了通过从所述套筒上轴向凸出的弹性齿41来获得紧固连接，该套筒将引入所述环形螺母50中，并通过在相应圆锥表面之间的连接而由该环形螺母50固定。

恒温马达11(下文中简称为恒温器)在与套筒40相对的端部装配在(图4-6)管形体30中：所述恒温器有中心轴向槽道，安全盒12安装在该中心轴向槽道中。前述盒12基本包括支承管形元件13，该支承管形元件13装入前述槽道中，并在对着套筒的端部从该槽道中凸出。管形元件13在所述端与鼓筒14成一体，该鼓筒14装有杯15，该杯15可沿轴向相对于鼓筒沿两个方向滑动，不过优选是在旋转时与所述鼓筒成一体。所述杯15的外侧表面提供有抑制齿(check teeth)19，该抑制齿使得与安全盒保持在一起，并防止杯与鼓筒14分离。活塞16从杯的底座表面朝着恒温器的槽道轴向凸出，该活塞16的自由端装配至管形元件13的槽道内，并当鼓筒和杯的相互轴向位置变化时在该槽道内轴向滑动。包括鼓筒-杯组件的可伸缩容器装有线圈弹簧17，该线圈弹簧17环绕活塞16布置，该活塞16的端部分别抵靠鼓筒的内表面和杯的相应相对内表面。当在夏天恒温头保持在最大关闭位置时和当恒温器过度推动杆18时，所述弹簧17将防止恒温头和闸门的元件受损。

杯的外部基本表面与杆18的端部连接，该杆与恒温器同轴；所述杆18的相对端作用在布置于管(未示出)上的闸门(未示出)上，该管的流量必须进行调节。

安全盒的工作能够很容易推断：当由恒温器检测的信号改变时，支承元件13与鼓筒14一起相对于恒温器轴向运动，杯15由于弹簧(当朝着闸门移动时)而跟随运动，而当沿离开闸门的方向移动时，杯15通过作用在杆18上的合适复位弹簧(图中未示出)而推向恒温器。所述复位弹簧施加比弹簧17更小的推力，因此，当恒温器停止作用在盒12上以便关闭闸门时，该复位弹簧只将盒12推向恒温器。

在与套筒连接的一端的相对端处，管形体30由帽20(下文中称为旋钮)封闭，该帽20布置为恒温器(图1和4-6)的外部保护件，并用于简化管形体相对于套筒的旋转。因此，旋钮可以以任意合适方式与管形体制成一体，例如通过干涉或胶接，不过优选是通过脱扣机构(例如通过弹性部分)而引入在旋钮和管形体的壁的相应孔(图4)中的闭锁销，以便以更安全的方式固定管形体和旋钮。

优选是，指示器42布置在套筒的外表面上，而旋钮的相邻边缘的外表面提供了具有用于管形体相对于套筒的不同位置的带有参考数字刻度22，例如具有几个中间位置的0(管形体完全进入)至5(管形体完全出来)。

优选是，闭锁销21的位置能够与一个所述数字的位置一致，因此，销能够是用于恒温器的特定工作位置的凸出指示器，例如，如图2所示的情况中，标准位置表示为3，例如对应于室温20℃。这种使用销的方法使它很难认为是在旋钮和管形体之间的闭锁元件。

恒温器在旋钮内和相应地在管形体内的轴向位置优选是通过间隔装置来固定，例如引入至旋钮的底表面和恒温器的相应相对表面之间的垫片23。由前述说明能够很容易地推断，管形体相对于套筒的相对旋转使得与恒温器相连的安全盒轴向移动，且使杆18的自由端在离闸门最大距离的位置(例如完全打开闸门)和离闸门最小距离的位置(例如完全关闭闸门)之间移动，以便确定该恒温器能够确定的最大水流量。在任意位置(两个极端位置和中间位置)，当接收的信号变化时，恒温器能够使杆18在由旋钮设置的参考位置周围进行很小移动。

为了防止该参考位置的不希望移动，根据本发明，恒温头包括干涉装置32、43，用于阻碍套筒和管形体之间的相对旋转；这些装置基本包括：第一闭锁装置32，该第一闭锁装置32在内部与所述管形体连接；以及第二闭锁装置43，该第二闭锁装置在内部与所述套筒连接，它们能够交替地相互连接和脱开，以便分别进行前述阻碍旋转和解除前述阻碍旋转。所述第一闭锁装置32至少包括在两个位置之间运动的元件，这两个位置分别是被动停止位置和与所述第二闭锁装置43干涉的操作位置，该干涉能够通过在头部获得的开口34而进行。

在本发明的优选实施例中，所述活动元件由细长元件32确定，该细长元件32例如棱柱形，与所述管形体连接，并相对于该管形体在所述本体中的合适支座内纵向滑动，从而与所述本体的轴线平行地沿两个方向在两个位置之间轴向移动，这两个位置分别是停止位置(被动位置)和与所述第二闭锁装置43干涉的位置(操作位置)。前述细长元件有：操作端，即与第二闭锁装置43干涉的一端；以及控制端，即与操作端轴向相反的一端。优选是，所述细长元件通过具有任意合适直剖面的杆32来实现：在优选实施例中，所述杆的操作端有从以下选择的直剖面：圆形、三角形、正方形、菱形、梯形和矩形截面，优选是矩形截面。

优选是，在从管形体的内表面上朝着所述本体的轴线径向凸出的凸起33中获得支座，杆32在该支座内滑动。

优选是，所述第二闭锁装置43包括(图7)环形凸起43，该环形凸起43从所述套筒的内部底表面朝着所述管形体轴向凸出。

所述环形凸起的、对着管形体的表面形成为环形冠44；所述环形冠44的表面在它的环形外形的至少一部分上布置有与细长棱柱形元件的操作端干涉的元件，特别是与杆32的相邻端干涉。优选是，所述元件包括多个齿45，这些齿45从所述冠的表面轴向凸出，并在它们的周边上彼此间隔开，该间隔距离对应于所述杆32的周边轮廓；换句话说，当杆32处于它的干涉位置(图6)时，它的操作端引入一对相邻齿45之间，从而阻碍管形体相对于所述套筒旋转。

也可选择，环形冠的表面可提供有多个轴向盲孔，基本有与杆32的端部相同的直剖面，因此，处于干涉位置的所述杆的操作端引入一个所述孔中，从而阻止管形体相对于所述套筒旋转。

根据本发明的不同实施例，所述杆的操作端有滚花表面，以便与环形冠的类似滚花表面啮合，这样，它们的相互啮合防止在接触的两个元件之间进行任何相对圆周移动。通过这些表示了通过所述第一和第二闭锁装置相互连接而获得的结果的数据，技术人员将不难发现获得合适结果的其它不同但等效的闭锁装置。

优选是，细长元件32安装在管形体内；这时，杆32从它的被动位置向它的操作位置的移动以及反向移动优选是通过在头部获得的开口34而由恒温头外部驱动，该开口34由穿过旋钮壁和穿过管形体的相邻壁的孔来确定，并在使得杆32的控制端可从外部接近的位置。因此，通过所述孔，可以通过合适工具(例如通过小的螺丝刀)作用在合适挂钩装置(在杆32的控制端上)上，从而使得所述杆交替在两个前述位置之间转移。前述挂钩装置可以包括：槽35，该槽35沿所述细长棱柱形元件的侧表面周边轮廓而获得；或者凹槽或孔，它们可以是盲孔或通孔，在所述元件的厚度中获得，特别是所述杆的厚度。优选是，本发明的环形冠表面展开在与套筒轴线相同的倾斜平面(图4-7)上，以便在两个径向相对点有分别离垂直于套筒轴线的任意平面P-P最小距离H1和最大距离H2。在所述距离值之间的差h(h＝H2-H1)等于管形体沿套筒的最大轴向范围。

更优选是，所述环形冠沿螺旋轨线展开，该螺旋轨线只包括一个线圈，更优选是，它有在所述线圈两端的中断部分。所述中断部分(图8)覆盖角度w，该角度w优选是15°和45°，不过更优选是不高于30°。

显然，当环形冠在相同倾斜平面上展开时，管形体相对于套筒的总轴向范围通过所述本体旋转不超过180°而实现。相反，当环形冠在螺旋轨线上展开时，管形体相对于套筒的总轴向范围能够扩展至所述本体旋转315至360°，优选是大约330°。

这时，环形冠44的表面分别在螺旋的两端(即沿周向的两个相邻点，彼此分离的角度优选是等于角度w)有离相同平面P-P的最小距离H1和最大距离H2。

环形冠在倾斜平面或螺旋表面上的展开能够使杆32的冲程保持不变，该杆在管形体的、相对于套筒的任意位置处，因为所述本体相对于套筒的轴向移动通过冠表面的倾斜而恢复。相反，当根据本发明的不同实施例和不方便的实施例，冠表面处于与套筒轴线垂直的平面上时，该移动需要杆有更长冲程，且恒温头的结构明显复杂。还显然，在装配过程中，套筒以及与它连接的管形体相对于环形螺母50的任意角度旋转都不会改变管形体相对于所述环形螺母的轴向位置；特别是，通过本发明的恒温头控制的、杆18的自由端相对于管的闸门的轴向位置不会变化。

还应当指出，套筒不会旋转，因为它提供有六边形支座，该六边形支座装配至连接元件(图中未示出)的相应六边形部分中，其中，闸门的杆18滑动，且该连接元件固定在安装恒温头的系统上。

根据本发明，恒温头还包括头传导装置，用于优化在旋钮内表面和恒温器外表面之间的接触。在本发明的优选实施例中，前述装置包括(图9)弹性金属条60，该弹性金属条60提供有多个切口61(图10)，这些切口61横过所述条的剖面，其中，包含在三个连续切口之间的表面62和63沿与条的纵向剖面垂直的相反方向(图11和12)交替折叠。所述条形成为管或柱，并在换热器和旋钮之间横向装配至恒温器上。沿相反方向卷绕(wrap)的表面保证在旋钮的本体和换热器之间沿相对较宽表面的永久接触，从而保证在两个本体之间的最佳导热。

在本发明的不同实施例中，所述装置包括螺旋弹簧64，优选是并不为柱形，有可变圆形截面，装配在恒温器上，并布置在恒温器和旋钮之间，该螺旋弹簧保证与旋钮和与恒温器同时连续接触。实际上，优选是所述弹簧的圆形截面的半径从D1(等于恒温器的外径)变化成D2(等于旋钮的内径)。

本发明装置的工作将很容易了解。

首先，管形体30螺纹连接在套筒40上，然后，杆32和恒温器11安装在管形体30中，且安全盒装入恒温器11中。

应当指出，一旦安装，杆32防止管形体30与套筒分离，因为在给定冲程端部，它与环形冠44的端部配合，从而防止管形体和套筒的往复旋转，直到它们分开。

然后，旋钮20安装在管形体20上，记得在垫片23之前引入，且弹簧60在旋钮和恒温器之间，然后，旋钮通过销21而闭锁在管形体上。这时，旋钮和管形体在旋转过程中彼此成一体。

这时，套筒-管形体组件安装在系统上的密封环螺母50中。旋钮进行旋转，直到管形体相对于套筒到达合适位置为止，如刻度相对于参考点42的位置所示。通过这时通过孔34的作用，杆32这时移动至它的操作位置，从而通过在杆32端部和环形冠44上的相应一对齿45之间的干涉而阻碍在管形体和套筒之间的任何相对旋转。

本发明有重要的优点。

阻碍在管形体和套筒之间的相对旋转将使得设置值能够保持恒定，因为将防止任何无意和故意的旋钮旋转。

通向杆的控制端的接近孔非常小，因此，非技术人员将不会注意到，而用于解除旋钮阻碍的杆控制需要将薄的尖端引入前述孔中，即，当偶然观察者不仅仅由于好奇而试图篡改恒温头时，或者为了在未经许可的情况下改变它的工作参数时，通常并没有工具。

本发明的恒温头相当小、紧凑、美观和可靠，且高效隐藏它所装备的防篡改装置。而且，它装备的导热装置使得本发明的所述恒温头对于环境热变化非常敏感，用于使系统状态更新至新情况所需的干涉时间最少，同时与本领域已知的恒温头相比，基本不会增加它的成本、重量、总尺寸和结构复杂性。

最后，由于对各特定实施例和所获得的结果之间的关系的说明而很容易确定的、本发明的所有可选实施例都同样将包含在本发明的保护框架内。

Claims

1.一种恒温头(1)，用于控制流体动力系统，它包括：恒温马达(11)，该恒温马达(11)固定在管形体(30)上，以便与支承套筒(40)连接，并与所述本体(30)同轴，所述套筒(40)能够再与所述系统连接，所述管形体(30)相对于所述套筒(40)旋转，并可相对于所述套筒沿两个方向沿轴向运动，以便确定恒温器能够确定的最大水流量；干涉装置，该干涉装置布置在所述头(1)上，以便在旋转过程中阻碍所述本体(30)和所述套筒(40)相对于彼此而旋转；其特征在于：所述干涉装置包括：第一闭锁装置(32)，该第一闭锁装置(32)与所述管形体(30)内部连接；以及第二闭锁装置(43)，该第二闭锁装置(43)与所述套筒(40)内部连接，所述第一(32)和第二(43)闭锁装置选择性地彼此连接和脱开，以便在旋转过程中分别起动和解除所述阻碍。

2.根据权利要求1所述的恒温头，其特征在于：所述第一闭锁装置(32)包括在两个位置之间运动的至少一个元件，这两个位置分别是被动停止位置以及与所述第二闭锁装置(43)干涉的操作位置。

3.根据权利要求2所述的恒温头，其特征在于：所述活动元件(32)能够通过在头(1)中获得的开口(34)而被操纵。

4.根据权利要求2或3所述的恒温头，其特征在于：所述活动元件(32)是与所述管形体(30)连接的细长元件，该细长元件可相对于所述管形体(30)沿纵向滑动，并能与所述本体(30)的轴线平行地在所述两个位置之间沿两个方向沿轴向移动。

5.根据权利要求4所述的恒温头，其特征在于：所述细长元件(32)有用于与所述闭锁装置(43)干涉的操作端以及在与该操作端沿轴向相对的位置中的控制端。

6.根据权利要求4或5所述的恒温头，其特征在于：所述细长元件(32)包括具有所述操作端的杆，该杆具有从以下组中选择的直截面：圆形、正方形、三角形、菱形、梯形和矩形截面。

7.根据权利要求5或6所述的恒温头，其特征在于：所述细长元件(32)有所述控制端，该控制端有挂钩装置(35)，用于强制驱动在被动和操作位置之间沿两个方向交替的所述移动，以及相反地移动。

8.根据权利要求7所述的恒温头，其特征在于：开口(34)是在所述细长元件(32)的控制端的挂钩装置(35)上的所述头(1)的侧壁中的通孔，这样，可从所述恒温头(1)的外部接近所述控制端。

9.根据权利要求5所述的恒温头，其特征在于：所述第二闭锁装置(43)包括环形凸起，该环形凸起从所述套筒(40)的底表面朝着所述管形体(30)沿轴向凸出，所述环形凸起有对着所述管形体(30)的表面，该表面形成为环形冠(44)，并设有与所述细长元件(32)的操作端干涉的元件。

10.根据权利要求9所述的恒温头，其特征在于：所述干涉元件包括多个齿(45)，这些齿(45)从所述冠的表面沿轴向凸出，在周向上彼此间隔开的间距对应于所述细长元件(32)的操作端的外周轮廓。

11.根据权利要求9或10所述的恒温头，其特征在于：环形冠(44)的所述表面相对于套筒(40)的轴线在倾斜平面上展开，以便有两个沿径向相对的点，这两个相对点分别离与套筒(40)的轴线垂直的任意平面P-P为最小距离H1和最大距离H2。

12.根据权利要求9、10或11的恒温头，其特征在于：环形冠(44)的所述表面在螺旋轨线上展开。

13.根据前述任意一个权利要求所述的恒温头，其特征在于：所述第一闭锁装置(32)还与所述第二闭锁装置(43)配合，用于防止所述管形体(30)与所述支承套筒(40)分离，因此确定本体(30)相对于支承套筒(40)的往复旋转的冲程端部。

14.根据前述任意一个权利要求所述的恒温头，还包括：旋钮(20)，该旋钮(20)装配在所述管形体(30)上；以及导热装置(60)，该导热装置(60)布置在所述头(1)上，用于优化在所述旋钮(20)和所述恒温马达(11)之间的换热，其特征在于：所述导热装置(60)包括金属导体元件，该金属导体元件形成为管，装配在恒温马达(11)上，并置于所述恒温器和所述旋钮之间。

15.根据权利要求14所述的恒温头，其特征在于：所述金属导体元件(60)包括：弹性金属条，该弹性金属条有相对于所述条的轮廓横向的多个切口(61)；表面(62、63)，这些表面确定于三个连续切口(61)之间，并与沿所述条的纵向轮廓垂直的相对方向交替折叠。

16.根据权利要求15所述的恒温头，其特征在于：所述金属导体元件(60)包括线圈弹簧(64)，该线圈弹簧(64)有可变圆形截面，所述圆形截面的半径在D1和D2之间交替变化，该D1基本对应于恒温器的外径，而D2基本对应于旋钮(20)的内径。

17.一种恒温头(1)，用于控制流体动力系统，包括：恒温马达(11)，该恒温马达固定在管形体(30)上，以便与所述系统连接；以及旋钮(20)，该旋钮(20)装配在所述管形体(30)上；导热装置(60)布置在所述头(1)上，用于优化在所述旋钮(20)和所述恒温马达(11)之间的换热，其特征在于：所述导热装置(60)包括金属导体元件，该金属导体元件形成为管，装配在恒温马达上，布置于所述恒温器和所述旋钮(20)之间。

18.一种流体动力系统，其特征在于它包括如前述任意一个权利要求所述的恒温头。