ТАЙМЕР Российский патент 2001 года по МПК H01H43/10 H05B1/02 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для периодических включений исполнительных устройств автоматики переменного тока.

Известен таймер (см. электрическая схема оттайки морозильника "STINOL" - 106, 112 "Руководство по эксплуатации", Морозильники "STINOL", 1996 г. стр. 29), содержащий счетчик времени и реле. В качестве счетчика времени используют синхронный мотор с понижающим редуктором, который механически связан с переключающими контактами реле.

Недостатком описанного устройства является наличие механических элементов, обладающих низкой надежностью.

Наиболее близким по технической сущности является таймер NO FROST (ТУ ИЯШУ 468333.001, утв. 20.11.98 г., ОАО "Егоршинский радиозавод"), содержащий источник питания, счетчик времени, три управляемых элемента и трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания, счетный вход счетчика времени через первый управляемый элемент соединен со вторым неподвижным контактом реле и через второй управляемый элемент соединен с первым полюсом источника питания, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом реле и через третий управляемый элемент соединен с первым полюсом источника питания, а вывод - с первым выводом обмотки реле.

В качестве первого управляемого элемента использован нагревательный элемент, в качестве второго - компрессор и в качестве третьего управляемого элемента используется датчик окончания цикла.

Недостатком данного устройства является низкая надежность, т.к. возможны сбои в работе из-за кратковременных пропаданий напряжения сети. Большое энергопотребление, связанное с постоянным протеканием электрического тока через реле.

В основу изобретения поставлена задача разработки таймера с высокой степенью надежности и точности работы, с низким энергопотреблением, решение которой позволит повысить эксплуатационные характеристики управляемого устройства, повысить его экономичность и срок службы.

Поставленная задача решается тем, что в таймере, содержащем источник питания, счетчик времени, три управляемых элемента и трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания, счетный вход счетчика времени через первый управляемый элемент соединен со вторым неподвижным контактом реле и через второй управляемый элемент соединен с первым полюсом источника питания, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом реле и через третий управляемый элемент соединен с первым полюсом источника питания, а вывод - с первым выводом обмотки реле,
второй вывод обмотки реле подключен ко второму полюсу источника питания через дополнительно включенную управляющую цепь, представляющую собой последовательно соединенные пороговый элемент, выпрямитель и первый балластный резистор, входы выпрямителя включены между неподвижными переключающими контактами трехконтактного электромагнитного реле через второй балластный резистор.

Сопоставительный анализ заявляемого таймера с прототипом (ТУ ИЯШУ 468333.001, утв. 20.11.98 г., ОАО "Егоршинский радиозавод") позволит сделать вывод, что заявляемый таймер отличается от известного введением в него управляющей цепи, представляющей собой последовательное соединение порогового элемента, выпрямителя и первого балластного резистора.

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое решение не известно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Введение в цепь управления порогового элемента повышает устойчивость схемы к кратковременным пропаданиям напряжения сети.

Введение первого балластного резистора увеличивает надежность срабатывания схемы таймера и снижает энергопотребление за счет того, что оно происходит только в момент работы реле.

Таким образом, введение в таймер порогового элемента и первого балластного резистора является достаточным для решения поставленной задачи.

Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность использования заявляемого таймера в отечественной промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость".

На чертеже представлена блок-схема таймера.

Таймер содержит:
1. Счетчик времени.

2. Трехконтактное электромагнитное реле.

3. Пороговый элемент.

4. Выпрямитель питания.

5. Балластный резистор 1.

6. Балластный резистор 2.

7. Переключающие контакты трехконтактного электромагнитного реле.

8, 9, 10. Элементы периодического включения управляемого устройств; (8 - нагреватель; 9 - датчик окончания цикла (оттайки); 10 - компрессор).

11. Первый полюс источника питания.

12. Второй полюс источника питания.

Общий вывод счетчика времени соединен через нормально замкнутый контакт "а" переключающих контактов 7 электромагнитного реле 2 со второй шиной источника питания 12, а счетный вход счетчика времени 1 - с первой 11. Выход счетчика времени 1 соединен с первым выводом обмотки трехконтактного электромагнитного реле 2, второй вывод которой через пороговый элемент 3, выпрямитель питания 4 и первый балластный резистор 5 подключен ко второй шине 12 источника питания. Входы выпрямителя питания 4 включены между неподвижными контактами "а" и "б " через второй балластный резистор 6.

Устройство работает следующим образом.

В конкретном случае таймер включен в систему оттайки холодильника.

При подаче напряжения сети подвижный контакт реле 2 находится в нормально-замкнутом состоянии "а" переключающих контактов 7 и через счетчик 1 по цепи: нормально-замкнутый контакт "а" - счетчик 1 и датчик окончания цикла (оттайки) 9 холодильника, контакты которого замыкаются после набора холода, протекает ток, обеспечивая работу счетчика 1, который начал отсчитывать время работы компрессора 10, пропорциональное числу, колебаний питающей сети (или внутреннего генератора тактовых импульсов). Вследствие относительно высокого сопротивления балластного резистора 6, ток, протекающий через нагреватель пренебрежительно мал и нагреватель не работает.

Одновременно, через второй балластный резистор 6 подается напряжение на входы выпрямителя 4 и начинается переходный процесс установления его выходного напряжения. При достижении напряжения, достаточного для надежного срабатывания электромагнитного реле 2 открывается пороговый элемент 3 и подает напряжение питания на второй контакт обмотки электромагнитного реле 2. Срабатывание реле 2 и переключение контактов 7 в положение "б" произойдет при условии подачи на первую обмотку катушки реле 2 необходимого напряжения с выхода счетчика 1, соответствующего заданному интервалу времени. При переключении контактов 7 из положения "а" в положение "б" включается нагревательный элемент 8 (замкнутыми контактами датчика окончания цикла (оттайки) 9), начинается оттайка холодильника. Одновременно, параллельно второму балластному резистору 6 подключается первый балластный резистор 5 и обеспечивает ток выпрямителя 4, достаточный для удержания реле. Счетчик 1 не считает, т. к. его входные контакты зашунтированы датчиком окончания цикла (оттайки) 9.

Когда оттайка произошла, при достижении заданной температуры, контакты датчика окончания цикла (оттайки) 9 размыкаются. Через счетчик 1 идет ток и происходит отсчитывание времени паузы после оттайки, когда и компрессор 10 и нагреватель 8 не работают (например, для стекания воды, в других схемах этой паузы может и не быть). Так как внутреннее сопротивление счетчика значительно больше сопротивления компрессора и нагревателя, компрессор и нагреватель не работают.

По окончании паузы счетчик 1 переходит в исходное состояние, снимается напряжение с первого вывода обмотки реле 2 и контакты 7 переключаются в состояние "а", цикл повторяется.

Использование заявляемого таймера позволит:
1. Повысить надежность управляемого устройства.

2. Снизить энергопотребление.

3. Увеличить срок службы.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для периодических включений исполнительных устройств автоматики переменного тока. Техническим результатом является повышение надежности и точности работы, снижение энергопотребления и повышение срока службы, что позволит повысить эксплуатационные характеристики управляемого устройства, повысить его экономичность и срок службы. В таймере, содержащем трехконтактное реле и счетчик времени, счетный вход которого подключен к первому полюсу источника питания, общий вывод через переключающие контакты реле - к второму, а выход - к первому выводу обмотки реле, второй вывод обмотки реле подключен ко второму полюсу источника питания через дополнительно включенную управляющую цепь, представляющую собой последовательно соединенные пороговый элемент, выпрямитель и первый балластный резистор, входы выпрямителя включены между неподвижными переключающими контактами реле через второй балластный резистор, счетный вход счетчика времени включен между вторым балластным резистором и первым полюсом источника питания через нагреватель и датчик окончания оттайки, общий вывод счетчика времени подключен к первому полюсу источника питания через компрессор. 1 ил.

Таймер, содержащий источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен к второму полюсу источника питания, счетный вход счетчика времени через нагреватель соединен со вторым неподвижным контактом реле и через датчик окончания оттайки соединен с первым полюсом источника питания, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом реле и через компрессор соединен с первым полюсом источника питания, а вывод - с первым выводом обмотки реле, отличающийся тем, что второй вывод обмотки реле подключен к второму полюсу источника питания через дополнительно включенную управляющую цепь, представляющую собой последовательно соединенные пороговый элемент, выпрямитель и первый балластный резистор, входы выпрямителя включены между неподвижными переключающими контактами трехконтактного электромагнитного реле через второй балластный резистор.