РЕЛЕ ВРЕМЕНИ Российский патент 2003 года по МПК H01H47/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве реле времени при передаче команд от одной цепи в другую с требуемой временной задержкой.

Известно устройство, содержащее траверсу, якорь, упругий амортизатор, при этом в траверсе с двух сторон выполнены канавки, на которых выполнены скосы, на выступающей нижней части траверсы выполнены полозья, в средней части траверсы выполнен паз для установки в него упругого амортизатора, а в центре якоря установлена ось с возможностью вхождения и фиксации упомянутой оси якоря в канавках [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве реле времени.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов, дешифратор, формирователь импульсов и транзистор, в выходной цепи которого предусмотрено включение обмотки реле с замыкающими контактами [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность в условиях возможного изменения условий применения.

Техническим результатом изобретения является повышение точности в условиях колебаний температуры.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее двоичный счетчик импульсов, генератор тактовых импульсов и первую обмотку реле, введены резисторы с первого по третий, стабилитрон, первый и второй диоды, конденсаторы с первого по третий, элемент И-НЕ, переключатель, вторая обмотка реле и два ключа, при этом двоичный счетчик импульсов выполнен в виде первой и второй пары счетчиков, входная клемма реле времени соединена клеммой для подключения источника питания с катодом стабилитрона, с выходной силовой клеммой первого ключа, с первым входом элемента И-НЕ, с первыми клеммами первой и второй обмоток реле, с первыми клеммами третьего и первого конденсаторов и второго резистора и с первыми клеммами питания элемента И-НЕ, генератора тактовых импульсов и первой и второй пары счетчиков, анод стабилитрона соединен со второй клеммой первого конденсатора, со второй клеммой второго резистора, со вторыми клеммами питания элемента И-НЕ, генератора тактовых импульсов и первой и второй пары счетчиков, с первыми клеммами первого и третьего резисторов, с входной силовой клеммой первого ключа, с первой клеммой второго конденсатора, с С-входами счетчиков второй пары счетчиков, с С-входом второго счетчика первой пары счетчиков и с анодом первого диода, катод которого соединен со второй клеммой третьего резистора, со второй клеммой третьего конденсатора и с R-входами счетчиков первой и второй пары счетчиков, общая клемма реле времени соединена со второй клеммой первого резистора, с катодом второго диода и со второй клеммой второй обмотки реле, анод второго диода соединен с входной силовой клеммой второго ключа, выходная силовая клемма которого соединена со второй клеммой первой обмотки реле, выход генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с СЕ-входом первого счетчика первой пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом второго счетчика первой пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ- входом первого счетчика второй пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом второго счетчика второй пары счетчиков, старший разряд которого соединен с переключателем, выполненным с возможностью соединения старших разрядов первого и второго счетчиков второй пары счетчиков с С-входом первого счетчика первой пары счетчиков и с управляющим входом ключа.

Кроме того, генератор тактовых импульсов содержит четвертый и пятый резисторы, четвертый конденсатор и первый, второй и третий элементы НЕ, при этом первая клемма четвертого резистора соединена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с выходом второго элемента НЕ и первой клеммой пятого резистора, вторая клемма которого соединена со второй клеммой четвертого резистора и с первой клеммой четвертого конденсатора, вторая клемма которого соединена с выходом второго элемента НЕ и с входом третьего элемента НЕ, выход которого является выходом генератора тактовых импульсов, а первый и второй входы питания элементов НЕ соединены с соответствующими первой и второй клеммами питания генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема реле времени; на фиг.2 - первого и второго ключа.

Реле времени (фиг.1) содержит резисторы 1-7 конденсаторы 8-12, стабилитрон 13, первый 14 и второй 15 диоды, первую 16 и вторую 17 обмотки реле, элементы НЕ 18-20 с первого по третий соответственно, элемент И-НЕ 21, ключ 22, первую 23 и вторую 24 пары счетчиков, каждый из которых содержит первый 23-1 (24-1) и второй 23-2 (23-2) счетчики, переключатель 25, входную клемму 26 и общую клемму 27, при этом входная клемма 26 реле времени соединена с катодом стабилитрона 13, с первой выходной силовой клеммой ключа 22, с первым входом элемента И-НЕ 21, с первыми клеммами первой 16 и второй 17 обмоток реле, с первыми клеммами первого 10 и третьего 12 конденсаторов и второго резистора 6, с первыми клеммами питания элементов НЕ с первого по третий 18-20, элемента И-НЕ 21 и первой 23 и второй 24 пары счетчиков, анод стабилитрона 13 соединен со второй клеммой первого конденсатора 10, со вторыми клеммами питания элементов НЕ с первого по третий 18-20, элемента И-НЕ 21 и первой 23 и второй 24 пары счетчиков, с первыми клеммами первого 4, шестого 5 и третьего 7 резисторов, с первой входной силовой клеммой ключа 22, с первой клеммой второго конденсатора 11, с С-входами счетчиков первого 24-1 и второго 24-1 счетчиков второй пары счетчиков, с С-входом второго счетчика 23-2 первой пары счетчиков и с анодом первого диода 14, катод которого соединен со второй клеммой третьего резистора 7, со второй клеммой третьего конденсатора 12 и с R-входами счетчиков 23-1, 23-2 первой и 24-1, 24-2 второй пары счетчиков, общая клемма 27 реле времени соединена со вторыми клеммами первого 4 и шестого 5 резисторов, с катодом второго диода 15 и со второй клеммой второй обмотки 17 реле, анод второго диода 15 соединен со второй входной силовой клеммой ключа 22, вторая выходная силовая клемма которого соединена со второй клеммой первой обмотки 16 реле, первая клемма первого резистора 4 соединена с входом первого элемента НЕ 18, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ 19 и с первой клеммой седьмого резистора 2, вторая клемма которого соединена с первой клеммой пятого резистора 3, вторая клемма которого соединена со второй клеммой четвертого резистора 1 и с первой клеммой четвертого 8 и пятого 9 конденсаторов, вторые клеммы которых соединены с выходом второго элемента НЕ 19 и с входом третьего элемента НЕ 20, выход которого соединен со второй клеммой второго конденсатора 11 и со вторым входом элемента И-НЕ 21, выход которого соединен с СЕ-входом первого счетчика 23-1 первой пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом второго 23-2 счетчика первой пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом первого 24-1 счетчика второй пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом второго счетчика 24-2 второй пары счетчиков, старший разряд которого соединен с переключателем, выполненного с возможностью соединения старших разрядов первого 24-1 и второго 24-2 счетчиков второй пары счетчиков с С-входом первого счетчика 23-1 первой пары счетчиков и с управляющим входом ключа 22. Анод стабилитрона 13 соединен со второй клеммой второго резистора 6.

Генератор тактовых импульсов содержит четвертый 1 и пятый 3 резисторы, четвертый конденсатор 8, пятый конденсатор 9 и первый 18, второй 19 и третий 20 элементы НЕ, при этом первая клемма четвертого резистора 1 соединена с входом первого элемента НЕ 18, выход которого соединен с выходом второго элемента НЕ 19 и первой клеммой пятого резистора 3, вторая клемма которого соединена со второй клеммой четвертого резистора 1 и с первой клеммой четвертого конденсатора 8, вторая клемма которого соединена с выходом второго элемента НЕ 19 и с входом третьего элемента НЕ 20, выход которого является выходом генератора тактовых импульсов, а первый и второй входы питания элементов НЕ 18-20 соединены с соответствующими первой и второй клеммами питания генератора тактовых импульсов. Четвертый конденсатор 4 может быть зашунтирован пятым конденсатором 9.

Элементы НЕ 18-20 выполнены в виде элементов И-НЕ, входы которых объединены. Все элементы принципиальной схемы реле времени являются стандартными элементами электротехники.

Первый и второй ключи 22 (фиг.2) содержат управляющую клемму, которая является управляющей клеммой первого и второго ключей, а также входную и выходную силовые клеммы первого ключа и входную и выходную силовые клеммы второго ключа.

Работает реле времени следующим образом.

Напряжение питания подается на входную клемму 26, что приводит к срабатыванию контактов второй обмотки 17 реле, которые в соответствующем технологическом процессе замыкают (или размыкают) соответствующие цепи в начальный момент работы реле.

Группа элементов в составе третьего резистора 7, третьего конденсатора 12 и первого диода 14 формирует сигнал установки первой 23 и второй 24 пар счетчиков в исходное (нулевое) состояние.

Группа элементов в составе стабилитрона 13, первого конденсатора 10 и первого 4 и шестого 5 резисторов формирует стабильное напряжение питания.

Одновременно начинает работать генератор тактовых импульсов на первом 18, втором 19 и третьем 20 элементах НЕ, четвертом 1, седьмом 2 и пятом 3 резисторах и четвертом 8 и пятом 9 конденсаторах. Частота следования импульсов определяется резисторами 2 и 3, а также конденсаторами 18 и 19. Счетчики 23-1, 23-2 первой и 24-1, 24-2 второй пары счетчиков включены последовательно и выполняют функции регулируемого делителя частоты импульсов (таймера). В начальный момент работы реле на их С-входах имеется сигнал с уровнем логического нуля, что позволяет им работать в режиме счета импульсов, поступающих на их СЕ-входы. На СЕ-вход счетчика 23-1 поступают импульсы с выхода генератора тактовых импульсов через элемент И-НЕ 21, на СЕ-вход счетчика 23-2 - с выхода старшего разряда счетчика 23-1, на СЕ-вход счетчика 24-1 - с выхода старшего разряда счетчика 23-2, на СЕ-вход счетчика 24-2 - с выхода старшего разряда счетчика 24-1. После поступления в счетчики первой 23 и второй 24 пар счетчиков числа импульсов, равного их установленному объему (переключатель 25 определяет требуемый объем) на выходе старшего разряда первого 24-1 (или второго 24-2) счетчиков устанавливается уровень логической единицы, который, поступая на С-вход счетчика 23-1 и управляющий вход ключа 22, запрещает дальнейший счет импульсов и замыкает силовые клеммы ключа 22, обеспечивая подведение к первой (исполнительной) обмотке 16 реле сигнала, необходимого для ее срабатывания. Это приводит к срабатыванию контактов, которые должны сработать с задержкой относительно момента включения реле в соответствующем технологическом процессе.

Второй диод 15 является защитным диодом, а резистор 6 обеспечивает быструю готовность реле времени к повторному включению. Регулировку частоты следования импульсов удобно производить с помощью резистора 3, который можно делать переменным. Возврат реле времени в исходное состояние производится отключением напряжения питания от входной клеммы 26.

Таким образом, благодаря удобству и оперативности регулировок как объема счетчика, так и частоты следования импульсов повышается точность работы реле при изменении условий его функционирования.

Источники информации
1. Патент РФ 2172038, кл. Н 01 Н 50/00, 50/18, 1998.

2. Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства. /Под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998, с. 390, рис.35.10 (прототип).

Использование: в электротехнике для создания реле времени. Технический результат заключается в повышении точности в условиях изменений условий применения благодаря удобству проведения регулировок. Реле времени содержит семь резисторов, стабилитрон, два диода, пять конденсаторов, две обмотки реле, ключ, две пары счетчиков, четыре элемента НЕ, переключатель, общую клемму и клемму питания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реле времени, содержащее двоичный счетчик импульсов, генератор тактовых импульсов и первую обмотку реле, отличающееся тем, что введены резисторы с первого по третий, стабилитрон, первый и второй диоды, конденсаторы с первого по третий, элемент И-НЕ, переключатель, вторая обмотка реле и два ключа, при этом двоичный счетчик импульсов выполнен в виде первой и второй пары счетчиков, входная клемма реле времени соединена клеммой для подключения источника питания с катодом стабилитрона, с выходной силовой клеммой первого ключа, с первым входом элемента И-НЕ, с первыми клеммами первой и второй обмоток реле, с первыми клеммами третьего и первого конденсаторов и второго резистора и с первыми клеммами питания элемента И-НЕ, генератора тактовых импульсов и первой и второй пары счетчиков, анод стабилитрона соединен со второй клеммой первого конденсатора, со второй клеммой второго резистора, со вторыми клеммами питания элемента И-НЕ, генератора тактовых импульсов и первой и второй пары счетчиков, с первыми клеммами первого и третьего резисторов, с входной силовой клеммой первого ключа, с первой клеммой второго конденсатора, с С-входами счетчиков второй пары счетчиков, с С-входом второго счетчика первой пары счетчиков и с анодом первого диода, катод которого соединен со второй клеммой третьего резистора, со второй клеммой третьего конденсатора и с R-входами счетчиков первой и второй пары счетчиков, общая клемма реле времени соединена со второй клеммой первого резистора, с катодом второго диода и со второй клеммой второй обмотки реле, анод второго диода соединен с входной силовой клеммой второго ключа, выходная силовая клемма которого соединена со второй клеммой первой обмотки реле, выход генератора тактовых импульсов соединен со второй клеммой второго конденсатора и с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с СЕ-входом первого счетчика первой пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом второго счетчика первой пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом первого счетчика второй пары счетчиков, старший разряд которого соединен с СЕ-входом второго счетчика второй пары счетчиков, старший разряд которого соединен с переключателем, выполненным с возможностью соединения старших разрядов первого и второго счетчиков второй пары счетчиков с С-входом первого счетчика первой пары счетчиков и с управляющим входом ключа.2. Реле времени по п.1, отличающееся тем, что генератор тактовых импульсов содержит четвертый и пятый резисторы, четвертый конденсатор и первый, второй и третий элементы НЕ, при этом первая клемма четвертого резистора соединена с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ и первой клеммой пятого резистора, вторая клемма которого соединена со второй клеммой четвертого резистора и с первой клеммой четвертого конденсатора, вторая клемма которого соединена с выходом второго элемента НЕ и с входом третьего элемента НЕ, выход которого является выходом генератора тактовых импульсов, а первый и второй входы питания элементов НЕ соединены с соответствующими первой и второй клеммами питания генератора тактовых импульсов.