ТАЙМЕР ОТТАЙКИ Российский патент 2005 года по МПК H05B1/02 H01H43/04 F25D21/08 

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

Известен таймер (патент РФ №2167463, пр. 03.04.2000 г.), 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, при этом 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.

Резисторы в известной схеме таймера являются гасящими элементами и предназначены для гашения напряжения источника питания. При этом основная функция второго балластного резистора - накопление энергии на выходе выпрямителя, достаточной для срабатывания реле.

В результате срабатывания реле (при переключении его подвижных контактов из положения “а” в положение “б”) параллельно второму балластному резистору подключается первый балластный резистор, основная функция которого заключается в обеспечении совместно со вторым балластным резистором удержания реле в сработанном состоянии.

Недостатком известной схемы таймера являются значительные потери энергии на выходе выпрямителя, связанные с тем, что при нахождении подвижных контактов реле в первоначальном положении - “а” (до срабатывания реле), первый балластный резистор оказывается подключенным параллельно выпрямителю, т.е. первый балластный резистор шунтирует выпрямитель. При этом через первый балластный резистор происходит утечка тока, питающего выпрямитель. Чем ниже значение сопротивления первого балластного резистора, тем больше ток утечки, проходящий через данный резистор.

При повышении значения сопротивления первого балластного резистора снижаются возможности по удержанию трехконтактного реле в сработанном состоянии (положение “б” подвижного контакта реле). В положении “б” подвижного контакта реле первый и второй балластные резисторы включаются параллельно, поэтому при значительных величинах сопротивления первого балластного резистора значение тока на выходе выпрямителя может быть недостаточно для удержания реле.

Таким образом, величина сопротивления первого балластного резистора зависит от величины сопротивления второго балластного резистора и от величины тока, необходимого для удержания реле. Т.е. выбор каждого из указанных схемных элементов зависит друг от друга и ограничен друг другом.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, - снижение потребления электроэнергии за счет снижения ее потерь в процессе работы таймера, повышение степени универсальности таймера.

Поставленная задача решается тем, что в таймер оттайки, содержащий источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, первый выпрямитель, первый и второй гасящий элементы, 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, входы первого выпрямителя включены между неподвижными переключающими контактами трехконтактного реле через первый гасящий элемент, выход первого выпрямителя связан с выходом счетчика времени через последовательно соединенные пороговый элемент и обмотку реле, введен второй выпрямитель, при этом один вход второго выпрямителя через второй гасящий элемент соединен со вторым полюсом источника питания, а другой вход второго выпрямителя соединен с первым неподвижным контактом реле, выход второго выпрямителя связан с выходом счетчика времени также через последовательно соединенные пороговый элемент и обмотку реле.

В предложенной схеме таймера первый и второй выпрямители включены параллельно. Ток при нахождении контакта в положении “а” течет только через первый гасящий элемент. При нахождении подвижного контакта в положении “б” ток течет через оба гасящих элемента, при этом через первый гасящий элемент ток идет на вход первого выпрямителя, а через второй гасящий элемент ток идет на вход второго выпрямителя. С выхода обоих выпрямителей ток, складываясь, поступает на вход порогового элемента.

Таким образом, вследствие отсутствия схемных элементов (в данном случае - гасящих элементов), подключенных параллельно выпрямителям, при питании последних не происходит непроизводительных потерь энергии.

В предлагаемой схеме таймера основная функция первого гасящего элемента - обеспечение накопления энергии на выходе первого выпрямителя, достаточной для срабатывания реле. Основная функция второго гасящего элемента - обеспечение совместно с первым удержания трехконтактного реле в сработанном состоянии.

В качестве гасящих могут быть выбраны такие элементы, которые обеспечивают гашение излишнего напряжения своим сопротивлением (активным или реактивным). При этом величина энергии, накапливаемой на выходе выпрямителя обратно пропорциональна величине этого сопротивления.

Величина этого сопротивления является основной характеристикой гасящего элемента.

Выбор величины основной характеристики первого гасящего элемента определяется только необходимым временем срабатывания трехконтактного реле. Выбор величины основной характеристики второго гасящего элемента определяется исключительно тем, при каком ее значении будет обеспечено удержание реле в сработанном состоянии. Выбор значений основных характеристик обоих гасящих элементов определяется только вышеуказанными условиями и не зависит от величины основной характеристики другого гасящего элемента, поскольку при работе таймера оба гасящих элемента не влияют друг на друга.

Таким образом, обеспечены снижение потерь энергии при работе таймера, а также повышение его универсальности за счет того, что выбор схемных элементов (первого и второго гасящих элементов) определяется только их функциями и не зависит один от другого, что позволяет с меньшими ограничениями изменять некоторые характеристики таймера (например, время срабатывания реле после выдачи сигнала счетчика или потребления таймера в режиме работы компрессора) в зависимости от условий его использования.

Из уровня техники не выявлено конструкций таймеров, характеризующихся заявленной совокупностью признаков, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию патентоспособности - “новизна”.

Заявленная совокупность признаков изобретения, которая обеспечивает снижение потребления электроэнергии за счет снижения ее потерь в процессе работы таймера, повышение степени универсальности таймера по сравнению с известными из уровня техники, позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности “изобретательский уровень”.

На чертеже представлена блок-схема таймера.

Таймер содержит:

1. Счетчик времени.

2. Трехконтактное электромагнитное реле.

3. Пороговый элемент.

4. Выпрямитель 1 питания.

5. Выпрямитель 2 питания.

6. Резистор 1.

7. Резистор 2.

8. Переключающие контакты трехконтактного электромагнитного реле.

9, 10, 11. Элементы периодического включения управляемого устройства; (9 - нагреватель; 10 - датчик окончания оттайки; 11 - компрессор).

12. Первый полюс источника питания.

13. Второй полюс источника питания.

Подвижный контакт реле 2 подключен к второму полюсу источника питания 13. Счетный вход счетчика 1 времени через нагреватель 9 соединен со вторым неподвижным контактом реле 2 и через датчик 10 окончания оттайки соединен с первым полюсом 12 источника питания. Общий вывод счетчика 1 времени соединен через нормально замкнутый контакт "а" переключающих контактов 8 электромагнитного реле 2 со вторым полюсом 13 источника питания и через компрессор 11 - с первым полюсом 12 источника питания. Выход счетчика 1 соединен с первым выводом обмотки реле 2. Входы выпрямителя 4 включены между неподвижными контактами "а" и "б " через резистор 6. Выход выпрямителя 4 соединен со вторым выводом обмотки реле 2 через пороговый элемент 3. Первый вход выпрямителя 5 через резистор 7 соединен со вторым полюсом 13 источника питания, другой вход выпрямителя 5 соединен с контактом “а” реле 2; выход выпрямителя 5 соединен со входом порогового элемента 3.

Устройство работает следующим образом.

Таймер включен в систему оттайки холодильника.

При подаче напряжения сети подвижный контакт реле 2 находится в нормально-замкнутом состоянии "а" переключающих контактов 8.

От второго полюса 13 источника питания ток через нормально-замкнутый контакт "а", счетчик 1 и датчик 10 окончания оттайки холодильника, контакты которого замыкаются после набора холода, поступает к первому полюсу 12 источника питания, обеспечивая работу счетчика 1, который начинает отсчитывать время работы компрессора 11, пропорциональное числу колебаний питающей сети (или внутреннего генератора тактовых импульсов). Вследствие относительно высокого сопротивления резистора 6, ток, протекающий через нагреватель 9, пренебрежимо мал и нагреватель 9 не работает.

Одновременно, по цепи: второй полюс 13 источника питания, нормально замкнутые в положении “а” контакты 8 реле 2, выпрямитель 4, через резистор 6, неработающий нагреватель 9, замкнутые (после набора холода) контакты датчика 10 оттайки, первый полюс 12 источника питания, 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 8 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 8 из положения "а" в положение "б" включается нагревательный элемент 9 (замкнутыми контактами датчика 10 окончания оттайки), начинается оттайка холодильника. Одновременно, подается напряжение на выпрямитель 5 по цепи: второй полюс 13 источника питания, гасящий резистор 7, выпрямитель 5, неработающий компрессор 11, первый полюс 12 источника питания. С выхода выпрямителя 5 ток поступает на вход порогового элемента 3. Таким образом, на вход порогового элемента 3 поступает ток с выходов обоих выпрямителей (4 и 5). Счетчик 1 не считает, т.к. его входные контакты зашунтированы датчиком 10 через неработающий компрессор 11.

Когда оттайка произошла, при достижении заданной температуры, контакты датчика 10 размыкаются. Ток от второго полюса 13 источника питания через контакт реле, замкнутый в положении “б”, неработающий нагреватель 9, счетчик 1, неработающий компрессор 11 поступает к первому полюсу 12 источника питания. Счетчик 1 отсчитывает время паузы после оттайки.

По окончании паузы счетчик 1 переходит в исходное состояние, снимается напряжение с первого вывода обмотки реле 2 и контакты 8 переключаются в состояние "а", цикл повторяется.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для периодических включений исполнительных устройств автоматики переменного тока. Технический результат – снижение потребления электроэнергии за счет снижения ее потерь в процессе работы таймера, повышение степени универсальности таймера. Таймер оттайки содержит источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, первый выпрямитель, первый и второй гасящий элементы, трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен к второму полюсу источника питания, учетный 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. Входы первого выпрямителя включены между неподвижными переключающими контактами трехконтактного реле через первый гасящий элемент, выход первого выпрямителя связан с выходом счетчика времени через последовательно соединенные пороговый элемент и обмотку реле. В таймер введен второй выпрямитель, при этом один вход второго выпрямителя через второй гасящий элемент соединен со вторым полюсом источника питания, а другой вход второго выпрямителя соединен с первым неподвижным контактом реле, выход второго выпрямителя связан с выходом счетчика времени также через последовательно соединенные пороговый элемент и обмотку реле. 1 ил.

Таймер оттайки, содержащий источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, первый выпрямитель, первый и второй гасящий элементы, 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, входы первого выпрямителя включены между неподвижными переключающими контактами трехконтактного реле через первый гасящий элемент, выход первого выпрямителя связан с выходом счетчика времени через последовательно соединенные пороговый элемент и обмотку реле, отличающийся тем, что в таймер введен второй выпрямитель, при этом один вход второго выпрямителя через второй гасящий элемент соединен со вторым полюсом источника питания, а другой вход второго выпрямителя соединен с первым неподвижным контактом реле, выход второго выпрямителя связан с выходом счетчика времени также через последовательно соединенные пороговый элемент и обмотку реле.