[發明專利]一種基于水結冰冷漲原理的控制結構

有效

• 申請號: 201210549221.5
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103034256A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 吳東垠;李淑宏;吳平;趙若焱;王利兵;蒙嘉
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05D23/02
• 分類號: G05D23/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明涉及一種溫度控制結構，具體涉及一種基于水結冰冷漲原理的控制結構。

背景技術

環境溫度低于零度時，將對環境中的生命活動產生較大危害，同時，引起的水結冰后會形成較顯著體積膨脹，從而對建筑結構，機械設備造成損壞。因此有必要對環境溫度進行有效控制，在環境溫度低于零攝氏度采取有效保暖和供暖措施來防止不必要的損失。常用的溫度控制結構一般采用溫度傳感器，系統結構復雜，成本較高，在較差環境中耐用性較差。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于水結冰冷漲原理的控制結構，具有結構簡單，成本較低，使用方便，經久耐用等特點，能夠滿足在環境溫度為零度時進行控制的要求，很好滿足日常生產生活的需要。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于水結冰冷漲原理的控制結構，包括固定在外殼1內相互平行的預設間隙的上金屬極板2和下金屬極板3，上下金屬極板3一端固定在外殼1內的轉軸上，在下金屬極板3固定在外殼1內的轉軸上的一端和上金屬極板2的同一端通過導線分別同固定在外殼1側面的上插頭電極9和下插頭電極8連接，還包括一端開口的金屬管4，金屬管4內裝有預設高度的水柱7，然后裝滿有機物甲苯液體6后在金屬管4口套有橡膠套5，金屬管4套有橡膠套5的一端通過橡膠套5頂端和下金屬極板3的自由端固定，金屬管4和下金屬極板3垂直且金屬管4固定在外殼1上。

所述金屬管4為銅合金管。

所述金屬管4的管壁上加裝透明窗口。

所述金屬管4為上細下粗的錐形管。

所述上金屬極板2和下金屬極板3間的預設間隙為1cm。

所述金屬管4高度為15-20cm，其中裝有的水柱7的高度為金屬管4總高度的3/5-4/5。

所述金屬管4的直徑為4-6mm，壁厚為1-2mm。

上述所述的控制結構，通過類似插座結構的裝置將所述的控制結構串聯在含有報警器和控制機構的電路中。

本發明具有結構簡單，成本較低，使用方便，經久耐用等特點，能夠滿足在環境溫度為零度時進行控制的要求，很好滿足日常生產生活的需要。

附圖說明

附圖為本發明控制結構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

如附圖所示，本發明提出了一種基于水結冰冷漲原理的控制結構，包括固定在外殼1內相互平行的預設間隙的上金屬極板2和下金屬極板3，下金屬極板3一端固定在外殼1內的轉軸上，在下金屬極板3固定在外殼1內的轉軸上的一端和上金屬極板2的同一端通過導線分別同固定在外殼1側面的上插頭電極9和下插頭電極8連接，導線長度應合理選擇，防止導線過短而牽制下金屬極板3，使之不能夠正常旋轉的問題。上插頭電極9和下插頭電極主要目的是為了方便裝置的位置調整，損壞更換等；還包括一端開口的金屬管4，金屬管4內裝有預設高度的水柱7，然后裝滿有機物甲苯液體6后在金屬管4口套有橡膠套5，保證金屬管4密封良好，由于空氣比體積對溫度變化較為敏感，因此在蓋上橡膠套5時，應該除去其中所有的空氣；而且橡膠套5能夠緩沖金屬管4與下金屬極板3的沖擊；金屬管4套有橡膠套5的一端通過橡膠套5頂端和下金屬極板3的自由端固定，固定要牢固，防止由于傾倒，沖擊，共振等原因導致的偶然性的下金屬極板3和上金屬極板2接觸；金屬管4和下金屬極板3垂直且金屬管4固定在外殼1上。

選用的有機物甲苯液體6密度小于水的密度，熔點為-95℃低于零攝氏度，沸點為110℃，高于水的沸點，有機物甲苯液體6的主要作用是在金屬管4中水柱7結冰后，推動有機物甲苯液體6充滿橡膠套5，使得橡膠套5膨脹，從而推動下金屬極板3與上金屬極板2接觸。

優選金屬管4為銅合金管。因為銅合金的導熱系數較大，能使得裝置更快速的感應環境溫度的變化，同時銅合金管的強度較高，能夠有效的防止由于膨脹現象可能導致的擠壓導致管子破裂的問題

所述金屬管4的管壁上加裝透明窗口。能夠方便觀察金屬管4內具體的相變情況

所述金屬管4為上細下粗的錐形管。能夠增大控制結構的靈敏度。

所述上金屬極板2和下金屬極板3間的預設間隙為1cm。基于水結冰冷漲原理，考慮到水在結冰前后體積增加大約1/9，并且隨著水溫的升高，水的體積也會相應增大，因此上金屬極板2和下金屬極板3間隙應該足夠大，優選取1cm。

所述金屬管4高度為15-20cm，其中裝有的水柱7的高度為金屬管4總高度的3/5-4/5。