ТАЙМЕР ОТТАЙКИ Российский патент 2009 года по МПК H01H43/14 

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

Известен таймер оттайки холодильных устройств на однополупериодных выпрямителях (патент на изобретение №2255274, приоритет 23.10.2003 г.), содержащий источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, первый и второй выпрямители, первый и второй гасящие элементы, трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания; общий вывод счетчика времени соединен со вторым полюсом источника питания; счетный вход счетчика времени через датчик окончания оттайки соединен со вторым неподвижным контактом реле и через нагреватель соединен с первым полюсом источника питания; выход счетчика времени связан со вторым неподвижным контактом реле через две соединенные последовательно цепи, образованные с одной стороны (первая цепь) обмоткой реле и пороговым элементом, и с другой стороны (вторая цепь) - первым выпрямителем и первым гасящим элементом; выход счетчика связан с первым неподвижным контактом реле также через две соединенные последовательно цепи, образованные с одной стороны (первая цепь) - обмоткой реле и пороговым элементом, и с другой стороны (третья цепь) - вторым выпрямителем и вторым гасящим элементом.

Гасящие элементы в известной схеме таймера предназначены для снижения напряжения источника питания до величины, приемлемой для надежной работы всего устройства. При этом основная функция первого гасящего элемента - обеспечение срабатывания реле. После срабатывания реле (при переключении его подвижных контактов из положения «а» в положение «б») питание обмотки реле осуществляется через второй гасящий элемент, основная функция которого заключается в обеспечении удержания реле в сработанном состоянии.

Недостатком известной схемы таймера является значительное напряжение на выходе первого выпрямителя при отсчитывании счетчиком необходимого до оттайки суммарного времени работы компрессора (при этом выход счетчика разомкнут, и какая либо нагрузка для первого выпрямителя отсутствует). Напряжение на выходе первого выпрямителя в этом случае достигает амплитудного значения напряжения питающей сети, что резко повышает требования к допустимому рабочему напряжению конденсатора фильтра выпрямителя и ключевого элемента на выходе счетчика и, как следствие, приводит к существенному увеличению их стоимости.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, - упрощение конструкции за счет сокращения количества дискретных элементов, повышение надежности работы за счет снижения требований к допустимому рабочему напряжению элементов таймера.

Поставленная задача решается следующим образом.

Таймер оттайки, содержащий источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, ограничитель напряжения, первый и второй выпрямители, первый и второй гасящие элементы, трехконтактное электромагнитное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания; счетный вход счетчика времени через нагреватель соединен с первым полюсом источника питания и через датчик окончания оттайки - со вторым неподвижным контактом реле; общий вывод счетчика времени соединен со вторым полюсом источника питания; выход счетчика времени соединен с первым выводом обмотки реле, второй вывод которой через цепь из соединенных последовательно первого выпрямителя и первого гасящего элемента связан со вторым неподвижным контактом реле; общая точка второго вывода обмотки реле и цепи, образованной последовательно соединенными первым выпрямителем и первым гасящим элементом, соединена с общим выводом счетчика времени через ограничитель напряжения и через цепь из последовательно соединенных второго выпрямителя и второго гасящего элемента связана с первым неподвижным контактом реле; первый неподвижный контакт реле через компрессор соединен с первым полюсом источника питания.

Принципиально новым в таймере является введение параллельно выходу выпрямителя ограничителя напряжения, например стабилитрона, или резистора, или цепи из последовательно соединенных стабилитрона и резистора, предназначенного для ограничения напряжения на выходе выпрямителя при разомкнутом выходе счетчика времени до величины, достаточной для срабатывания реле, что резко снижает требования к допустимому рабочему напряжению конденсатора фильтра выпрямителя и ключевого элемента на выходе счетчика.

Таймер, включенный в систему оттайки, работает следующим образом. При подаче напряжения сети подвижный контакт реле замкнут на первый неподвижный контакт. Начинает работать компрессор. От второго полюса источника питания ток через счетчик времени и неработающий нагреватель поступает к первому полюсу источника питания, обеспечивая работу счетчика времени, который начинает отсчитывать время работы компрессора, пропорциональное числу колебаний напряжения питающей сети (или внутреннего генератора тактовых импульсов). Далее по цепи второй полюс источника питания, ограничитель напряжения, последовательно соединенные первый выпрямитель и первый гасящий элемент, замкнутые после набора холода контакты датчика окончания оттайки, неработающий нагреватель, первый полюс источника питания начинает протекать ток заряда конденсатора фильтра выпрямителя. Вследствие относительно высокого сопротивления первого гасящего элемента ток, протекающий через нагреватель, пренебрежимо мал и нагреватель не работает. Напряжение на конденсаторе фильтра выпрямителя достигает уровня ограничителя напряжения; таймер подготовлен к срабатыванию реле. После отсчета заданного времени работы компрессора и замыкания выхода счетчика времени начинает протекать ток по цепи второй полюс источника питания, счетчик времени, обмотка реле, последовательно соединенные первый выпрямитель и первый гасящий элемент, замкнутые контакты датчика окончания оттайки, неработающий нагреватель, первый полюс источника питания. Реле срабатывает, подвижный контакт его замыкается со вторым неподвижным контактом. Подается напряжение на нагреватель, начинается процесс оттайки. Питание обмотки реле после срабатывания осуществляется по цепи второй полюс источника питания, счетчик времени, последовательно соединенные второй выпрямитель и второй гасящий элемент, неработающий компрессор, первый полюс источника питания. Счетный вход счетчика времени при этом закорочен замкнутыми контактами датчика окончания оттайки. Перерыв в работе счетчика продолжается до окончания оттайки и размыкания контактов датчика. После этого ток от второго полюса источника питания через счетчик времени, неработающий нагреватель поступает к первому полюсу источника питания. Счетчик времени отсчитывает время паузы после оттайки (паузы может и не быть). По окончании паузы счетчик времени переходит в исходное состояние, размыкая цепь питания обмотки реле; подвижный контакт реле переключается на первый неподвижный контакт; цикл повторяется.

При этом не имеет значения то, в какой последовательности включены первый выпрямитель и первый гасящий элемент относительно второго неподвижного контакта реле, а второй выпрямитель и второй гасящий элемент - относительно первого неподвижного контакта реле. При любом расположении перечисленных элементов каждый из них выполняет соответствующие функции. В результате появляется возможность варьировать взаимное расположение соответствующих выпрямителей и гасящих элементов. Это важно с точки зрения конструктивного выполнения таймера при жестких ограничениях в объеме устройства, так как позволяет достичь более плотной компоновки.

Таким образом, обеспечена работа в необходимом (заданном) режиме заявляемого таймера в целом.

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

Заявленная совокупность признаков изобретения, которая обеспечивает достижение поставленной технической задачи, позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемое исполнение таймера предназначено для использования в типах холодильных устройств, электрическая схема которых предусматривает подключение общего вывода счетчика времени к подвижному контакту электромагнитного реле, например в холодильниках "DAEWOO", модели FR-3501, 3502, 3503, FR-3801, 3802, 3803 и т.п.

На чертеже изображена функциональная схема таймера.

В таймере содержится счетчик времени 1, трехконтактное электромагнитное реле с обмоткой 2, первый 3 и второй 14 выпрямители, первый 4 и второй 15 гасящие элементы, подвижный контакт 6 реле, первый 5 и второй 7 неподвижные контакты реле, датчик 8 окончания оттайки, нагреватель 9, компрессор 10, первый 11 и второй 12 полюсы источника питания, ограничитель напряжения 13. Подвижный контакт 6 реле подключен ко второму полюсу 12 источника питания. Счетный вход счетчика времени 1 через нагреватель 9 соединен с первым полюсом 11 источника питания и через датчик 8 окончания оттайки - со вторым 7 неподвижным контактом реле. Общий вывод счетчика времени 1 соединен со вторым полюсом 12 источника питания. Выход счетчика времени соединен с первым выводом обмотки 2 реле, второй вывод которой через цепь из соединенных последовательно первого выпрямителя 3 и первого гасящего элемента 4 связан со вторым неподвижным контактом 7 реле. Общая точка второго вывода обмотки 2 реле и цепи, образованной последовательно соединенными первым выпрямителем 3 и первым гасящим элементом 4, соединена с общим выводом счетчика времени через ограничитель напряжения 13 и через цепь из последовательно соединенных второго выпрямителя 14 и второго гасящего элемента 15 связана с первым неподвижным контактом 5 реле; первый неподвижный контакт 5 реле через компрессор 10 соединен с первым полюсом 11 источника питания.

Таймер (см. чертеж), включенный в систему оттайки, работает следующим образом. При подаче напряжения сети подвижный контакт 6 реле замкнут на первый 5 неподвижный контакт. Начинает работать компрессор 10. От второго полюса 12 источника питания ток через счетчик времени 1 и неработающий нагреватель 9 поступает к первому полюсу 11 источника питания, обеспечивая работу счетчика времени 1, который начинает отсчитывать время работы компрессора 10, пропорциональное числу колебаний напряжения питающей сети (или внутреннего генератора тактовых импульсов). Далее по цепи второй полюс 12 источника питания, ограничитель напряжения 13, последовательно соединенные первый выпрямитель 3 и первый гасящий элемент 4, замкнутые после набора холода контакты датчика 8 окончания оттайки, неработающий нагреватель 9, первый полюс 11 источника питания начинает протекать ток заряда конденсатора фильтра выпрямителя. Вследствие относительно высокого сопротивления первого гасящего элемента 4 ток, протекающий через нагреватель 9, пренебрежимо мал и нагреватель 9 не работает. Напряжение на конденсаторе фильтра выпрямителя достигает уровня ограничителя напряжения 13, таймер подготовлен к срабатыванию реле. После отсчета заданного времени работы компрессора 10 и замыкания выхода счетчика времени 1 начинает протекать ток по цепи второй полюс 12 источника питания, счетчик времени 1, обмотка 2 реле, последовательно соединенные первый выпрямитель 3 и первый гасящий элемент 4, замкнутые контакты датчика 8 окончания оттайки, неработающий нагреватель 9, первый полюс 11 источника питания. Реле срабатывает, подвижный контакт 6 его замыкается со вторым 8 неподвижным контактом. Подается напряжение на нагреватель 9, начинается процесс оттайки. Питание обмотки 2 реле после срабатывания осуществляется по цепи второй полюс 12 источника питания, счетчик времени 1, последовательно соединенные второй выпрямитель 14 и второй гасящий элемент 15, неработающий компрессор 10, первый полюс 11 источника питания. Счетный вход счетчика времени 1 при этом закорочен замкнутыми контактами датчика 8 окончания оттайки. Перерыв в работе счетчика продолжается до окончания оттайки и размыкания контактов датчика. После этого ток от второго полюса 12 источника питания через счетчик времени 1, неработающий нагреватель 9 поступает к первому полюсу 11 источника питания. Счетчик времени 1 отсчитывает время паузы после оттайки (паузы может и не быть). По окончании паузы счетчик времени 1 переходит в исходное состояние, размыкая цепь питания обмотки 2 реле; подвижный контакт 6 реле переключается на первый неподвижный контакт 5; цикл повторяется.

Использование: для периодических включений исполнительных устройств автоматики переменного тока, например, холодильных устройств. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении надежности работы. Таймер оттайки содержит источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, ограничитель напряжения, первый и второй выпрямители, первый и второй гасящие элементы, трехконтактное электромагнитное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания; счетный вход счетчика времени через нагреватель соединен с первым полюсом источника питания и через датчик окончания оттайки - со вторым неподвижным контактом реле; общий вывод счетчика времени соединен со вторым полюсом источника питания; выход счетчика времени соединен с первым выводом обмотки реле, второй вывод которой через цепь из соединенных последовательно первого выпрямителя и первого гасящего элемента связан со вторым неподвижным контактом реле; общая точка второго вывода обмотки реле и цепи из первого выпрямителя и первого гасящего элемента соединена с общим выводом счетчика времени через ограничитель напряжения и через цепь из второго выпрямителя и второго гасящего элемента связана с первым неподвижным контактом реле; первый неподвижный контакт реле через компрессор соединен с первым полюсом источника питания. 1 ил.

Таймер оттайки, содержащий источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, ограничитель напряжения, первый и второй выпрямители, первый и второй гасящие элементы, трехконтактное электромагнитное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания; счетный вход счетчика времени через нагреватель соединен с первым полюсом источника питания и через датчик окончания оттайки - со вторым неподвижным контактом реле; общий вывод счетчика времени соединен со вторым полюсом источника питания; выход счетчика времени соединен с первым выводом обмотки реле, второй вывод которой через цепь из соединенных последовательно первого выпрямителя и первого гасящего элемента связан со вторым неподвижным контактом реле; общая точка второго вывода обмотки реле и цепи, образованной последовательно соединенными первым выпрямителем и первым гасящим элементом, соединена с общим выводом счетчика времени через ограничитель напряжения и через цепь из последовательно соединенных второго выпрямителя и второго гасящего элемента связана с первым неподвижным контактом реле; первый неподвижный контакт реле через компрессор соединен с первым полюсом источника питания.