МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ФЕН ДЛЯ ВОЛОС РУЧНОГО ТИПА Российский патент 2010 года по МПК A45D20/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к приборам домашнего пользования, а более точно к фену для волос ручного типа, в частности, - к фену с микропроцессором.

Предшествующий уровень техники

Известны фены для волос ручного пользования самых разнообразных конструктивных вариантов. Большинство из них предназначено для выполнения определенных функций, касающихся формы распределения и использования объема воздушного потока на выходе. Для этого существуют различные формы взаимозаменяемых наконечников, которые присоединяются к трубке, из которой выходит воздух, и посредством которых можно концентрировать или распределять струю воздуха для наилучшего достижения желаемого результата. Присоединяемые элементы могут дополняться различными расческами или щетками, на усмотрение использующего их мастера.

Что касается функциональных вариантов фенов этого типа, то в общем случае они ограничиваются дополнительным выключателем для включения или выключения элемента, нагревающего воздух, и выбором максимального или минимального объема воздушного потока в зависимости от скорости электропривода.

Иные специальные требования, подлежащие управлению, характерны для больших фенов промышленного типа.

Каждый из этих фенов имеет собственные специальные характеристики для достижения своей цели, отличаясь тем, что его цепь управления содержит микропроцессор, к которому подключены по меньшей мере датчик температуры, датчик статичного давления, датчик оборотов двигателя, генератор ионов, батарея резисторов со своими последовательными переключателями и соответствующие упомянутые цепи питания двигателя и элемента для нагрева воздуха, при этом для оптимизации канала обработки указанный микропроцессор, когда фен включен и выбраны рабочие параметры, устанавливает исходные рабочие параметры на 50% от их значения и затем непрерывно определяет на основе статистических данных постоянный рабочий режим и отвечает на электрические, термические и механические отклонения коррекцией и стабилизацией, записывает, сигнализирует и представляет на экране.

В качестве ближайшего технического решения следует указать многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа, содержащий электрический двигатель, предназначенный для приведения в движение турбин для нагнетания воздуха в сопло через нагревательное сопротивление, и снабженный переключателями холодного или горячего воздуха, причем программируемая цепь управления содержит микропроцессор, к которому подключены датчик температуры и соответствующие цепи питания нагревающих воздух элементов (см., например, WO 2004/012554 А2, 12.02.2004).

Краткое изложение существа изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является создание очень простого и экономичного устройства, применяемого в фенах ручного типа, который позволит регистрировать и представлять определенное количество оперативных и функциональных параметров, представляющих интерес для потребителя, программируемого и имеющего множество функций.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства для использования в фенах для ручного пользования, которое обеспечивает включение электронной цепи, придающее различные оперативные функции, которые позволяют менять режим и циклы работы, при этом сохраняя и отражая на экране определенную информацию, касающуюся управления определенными параметрами, которые влияют на рабочую мощность, такие как объем выходящего воздушного потока, значение температуры, переключение на холодный-горячий режимы и другие, которые будут изложены в описании.

Поставленная задача решена путем создания многофункционального программируемого фена для волос ручного типа, содержащего электрический двигатель, предназначенный для приведения в движение турбин для нагнетания воздуха в сопло через нагревательное сопротивление и снабженный переключателями холодного или горячего воздуха, причем программируемая цепь управления содержит микропроцессор, управляющий по программе, к которому подключены датчик температуры и соответствующие цепи питания нагревающих воздух элементов. Согласно изобретению, фен содержит подключенные к микропроцессору датчик статического давления, датчик оборотов двигателя, датчик фильтра, датчик давления и датчик скорости двигателя, генератор ионов, батарею резисторов со своими последовательными переключателями и соответствующие цепями питания двигателя,

при этом микропроцессор соединен также с электрическим двигателем, приводящим в действие фен, через транзистор, коллектор которого соединен последовательно с триак, причем последовательность двигатель/триак, включая стандартные элементы, конденсатор и резисторы, запитываются от того же электрического устройства, от которого запитывается нагревательный резистор,

при этом программируемая цепь управления содержит элемент визуализации и регулировочные и соединительные элементы рабочих параметров оборудования, управляемого микропроцессором,

указанные регулировочные и соединительные элементы рабочих параметров оборудования содержат выпрямительный диод, полупроводниковый стабилитрон и электролитный фильтр, к которому добавлены ограничительный резистор и конденсатор, питающие группу последовательных резисторов с переключателями,

причем стабилизация нормального рабочего режима двигателя и нагревательного сопротивления осуществляется посредством датчика, сигналы которого направляются «к» и «от» соответствующего блока управления скоростью и температурой.

Микропроцессор работает по программе для получения данных от группы датчиков температуры, давления и управления оборотами двигателя и другими величинами, выбранными потребителем. Память также обеспечивает запись параметров, выбранных и измеренных цепью, а также время работы фена. Микропроцессор также проверяет, чтобы выбранные значения были совместимы с емкостью электрических элементов цепи.

Для выполнения всех этих функций микропроцессор запрограммирован для непрерывного контроля скорости двигателя, не только для того, чтобы регулировать контрольные переменные, но и для управления процессами ускорения. Другим важным параметром является ток, проходящий по нагревательному резистору, значение которого будет регулироваться для контроля температуры выходящего воздуха. Микропроцессор управляет также всеми светящимися элементами, показывающими его функционирование посредством индикатора программы, а также экрана, на котором отражаются все текущие установленные значения. Параметры, подлежащие измерению, следующие: объем воздушного потока, циркулирующего по фену, значение температуры у выхода, обороты/мин, двигателя, время пользования, а также ток и напряжение двигателя и нагревательного резистора.

Все измеренные переменные определяют вход и выход устройства управления замкнутого контура, что позволяет выбрать температуру и скорость воздушного потока независимо от внешних условий. Это устройство управления будет регулировать переменные величины, чтобы температура и скорость воздушного потока соответствовали в любой момент времени тем, которые были предварительно выбраны.

Поэтому прилагается диаграмма потоков, посредством которой управляет микропроцессор.

Из вышесказанного следует, что управление, показанное на диаграмме, является одним из важнейших факторов, гарантирующих безопасную и постоянную работу фена. Поскольку все рабочие параметры постоянно контролируются и максимальные значения, совместимые с электромеханическими характеристиками фена, предварительно установлены при изготовлении, фен безопасен даже в случае неправильного использования или слишком интенсивного использования, что может ему повредить. Важнейшие параметры касаются рассеиваемой мощности и заданных оборотов двигателя, максимальные значения которых установлены заранее, чтобы не были превышены при работе фена.

Программа обеспечивает постоянную запись функционирования аппарата и сохраняет все эти значения, суммируя часы работы, включая исходную дату начала пользования, предоставляя точную дату для гарантии, условия, при которых осуществлялась работа, позволяя таким образом предусмотреть техническое обслуживание, которое потребуется.

Согласно изобретению, в многофункциональном программируемом фене для волос ручного типа блок регистрации событий получает информацию непосредственно от датчиков и блоков управления скоростью и температурой. Блок управления скоростью и температурой связан обратной связью с блоком проверки состояния параметров.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения, т.е. многофункционального программируемого фена ручного типа, и его практического осуществления, ниже предоставлено описание предпочтительного варианта осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает электрическую схему предпочтительного варианта воплощения фена, согласно изобретению;

Фиг. 2 изображает вид сбоку фена, согласно изобретению;

Фиг. 3 изображает блок-схему последовательности операций, выполняемых феном, управляемым микропроцессором, согласно изобретению;

Фиг. 4 изображает диаграмму включения фена в зависимости от времени, где показаны диаграммы воздушного потока, температуры и оборотов двигателя, согласно изобретению;

Фиг. 5 изображает диаграмму изменения рабочей точки объема воздушного потока в зависимости от времени, согласно изобретению;

Фиг. 6 изображает диаграмму работы фена при засорении фильтра, где: сплошная линия - диаграмма измененного объема воздушного потока, пунктирная линия - диаграмма изменения температуры, штрихпунктирная линия - обороты двигателя, согласно изобретению.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Цепь, в качестве примера осуществления изобретения, содержит интегральную схему 1 (фиг.1) типа «Peripheral Interface Controller 16F873» либо аналогичную, соединенную с электрическим двигателем 2, приводящем в действие фен посредством транзистора 3, коллектор которого последовательно соединен с триак (двунаправленный триодный тиристор) 4, при этом группа двигатель-триак получает питание 5 через цепь, содержащую конденсатор и стандартные резисторы.

Аналогично, посредством такой же цепи процессор соединен с нагревательным резистором 6.

На схеме показаны цепи, соответствующие датчику 7 температуры, датчику 8 фильтра, датчику 9 давления и оптическому датчику 10, который определяет обороты двигателя.

Устройство, которое управляет соответствующими параметрами, содержит схему 11 электрического питания, которая содержит необходимые элементы, такие как выпрямительный диод, полупроводниковый стабилитрон и электролитический фильтр с необходимыми элементами, такими как ограничительный резистор и конденсатор, которые питают последовательные резисторы 12 с переключателями 13.

Проверку можно вести по жидкокристаллическому дисплею 14, на который поступают данные от волюметров, от датчиков скорости и температуры.

На фиг. 2 показан возможный вариант размещения элементов в корпусе ручного фена. Каждый элемент показан схематично, показаны: двигатель 2 и датчик 10 числа его оборотов со своим оптоэлементом связи. Двигатель приводит в действие турбину 15, направляющую воздух к переднему соплу 16, где находится нагревательное сопротивление 6 с регистрирующей температуру термопарой 7 и фильтр 17 с датчиком 9 давления. Также представлено расположение платы с электронными элементами цепи.

В ручке корпуса находится устройство 18 генерации ионов с соответствующим излучающим электродом 19, расположенным внутри сопла 16. На ручке также размещена клавиша 20, датчики температурного уровня, скорости и пуска генератора ионов, имеющая соответствующие выключатели и кнопки 13.

На ручке расположен дисплей 14, который показывает работу и значения параметров работы аппарата, зарегистрированные в памяти данные и меню.

Необходимо уточнить, что поскольку используется очень низкое напряжение для управления работой фена посредством микропроцессора 1, не существует опасности поражения током при расположении выключателей 13 на ручке в удобном для потребителя месте.

На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций: шаг 21 включения или начало, шаг 22 установки конфигурации исходных функций при 50% значении параметров. После определения рабочих параметров 23, на шаге 24 устанавливается состояние параметров. Рабочие функции будут отражены на экране дисплея 14.

Управление работой осуществляется посредством сравнения на шаге 25 параметров с базой данных, откуда устанавливаются ограничения, распределяемые от А к возможным значениям превышения температуры 26, зафиксированным термопарой 7, это либо аварийная сигнализация проблем с фильтром, либо из-за необходимости замены фильтра 27, определяемой электронным датчиком 9 давления, или датчиком 8, указывающим на отсутствие фильтра. Проблемы в двигателе указываются заменой 28 щеток двигателя, которые возникнут из сопоставления в базе данных с нормальными рабочими значениями и накопленным временем работы.

То же самое происходит при управлении 29 скоростью двигателя и управлении 30 температурой в ответ на показания датчиков 31 и 32, определенные соответствующими элементами 10 и 7.

Это управление визуализируется на дисплее 14 на шаге 33 и 34 от датчиков скорости и температуры. Начиная от исходного состояния и следуя установленной последовательности шагов, все шаги подсчитываются 35 и записываются 36, т.е. компилируются самые важные данные относительно работы, технического обслуживания и управления феном.

Блок-схема показывает существующую связь выхода 37 регулирования 29 скорости и температуры 30 в виде информации, поступающей по линии 38 о состоянии параметров на шаг 24 определения статуса.

Работа осуществляется следующим образом.

На Фиг. 1 и 2 показаны электрическая схема и фен, содержащие различные элементы, позволяющие практически осуществить заявленное изобретение в одной из возможных форм. Диаграммы, представленные на фиг. 4 и 5, отражают рабочее поведение фена во времени при различных возможных событиях.

При включении фена считается, что он установлен на исходной точке «0», и при отсутствии фильтра, так как он устанавливается отдельно, датчик, соответствующий указанию «фильтр установлен», передает это на экран, где отражается отсутствие фильтра, препятствуя пуску двигателя. Датчик среагирует аналогично, если фильтр неправильно установлен, аннулируя действие, даже если продолжать нажимать пусковую кнопку.

Когда фильтр устанавливается впервые, это фиксируется датчиком, который направляет сигнал в микропроцессор, который начинает запись, устанавливая дату и начиная от «0» часы работы, сохраняя эти данные в памяти, таким образом фен готов к работе.

При включении фена возникает ускорение двигателя и начинается обогрев нагревательного элемента, пока значения не достигнут значений, начально установленных при изготовлении. Предварительно установленное медленное нагревание имеет целью продлить срок службы элементов фена.

Когда фен достигает установленного значения выбранной температуры и объема воздушного потока, кривые подходят к пункту 1 диаграммы (фиг. 4) и стабилизируются, оставаясь постоянными на всем продолжении пользования. Пунктирные линии отражают выбранные рабочие значения на оси х. В обычных фенах только определяются данные, указанные для регулирования, но не имеется никакой информации относительно возможных изменений, которые могут возникнуть во время их пользования. Известно, что изменения внешних условий в фенах известного типа вызывают изменения объема воздушного потока и температуры, эта проблема не возникает в фенах согласно изобретению.

Если по требованию изменить объем воздушного потока, переходя к точке 2 на фиг. 5 и не изменяя температурный уровень, его значение не должно меняться, вследствие чего число оборотов двигателя повысится, чтобы удовлетворить потребность в большем объеме воздушного потока, при увеличении которого произойдет понижение А температуры у выхода фена. Соответствующий датчик это зарегистрирует и микропроцессор даст команду повысить ток в резисторе, чтобы компенсировать понижение температуры, повышая ее до определенного уровня и возвращаясь к значению, определенному прежде. Эти возмущения отражены соответствующими кривыми.

Следует отметить, что в известном фене эти корректировки невозможно осуществить посредством оперативной системы открытого контура, который не позволяет определить реальный воздушный поток на выходе из фена.

Пример изменения значения температуры является самым простым, так как микропроцессор просто регулирует проходящий через нагревательный резистор ток и ограничивает максимальное значение для защиты цепи. Если потребитель попытается установить значение температуры, превышающее допустимое, то он не сможет этого сделать, и на дисплее будет показана причина, почему это невозможно сделать, т.е. потому, что температура очень высокая для выбранного данного объема воздушного потока.

Можно представить случай, когда не произошло никаких изменений в переменных величинах, но изменения возникают во внешних условиях, например, частичное засорение фильтра (фиг. 6). Такая ситуация вызовет уменьшение объема воздушного потока и, как следствие, повышение температуры. Микропроцессор, чтобы компенсировать это изменение, даст команду двигателю вращаться с большей скоростью для восстановления начального объема воздушного потока. При стабилизации объема воздушного потока стабилизируется также и температура без дополнительного регулирования.

Можно предположить большее засорение фильтра (фиг. 6). На диаграмме показано изменение соответствующих кривых, где первое засорение находится между точками 1 и 2, указанных на оси х, а второе засорение начинается в точке 3. Корректировки осуществляются в вышеописанном порядке, но все-таки, достигнув значения точки 4, при котором отношение объем воздушного потока об/мин двигателя достигнет величины, при которой двигатель будет перегружен, тогда моментально прерывается электрическое питание и работа фена останавливается полностью. В то же время на дисплее появляется указание «Поменять фильтр». Таким образом, фен выходит из строя и восстанавливается для работы только когда заменят фильтр. Такая ситуация будет зарегистрирована датчиком наличия фильтра. То есть, восстановление работы требует замены фильтра. Весь этот процесс будет зарегистрирован и сохранен в памяти компьютера, а также все замены фильтра, произведенные в течение всего срока службы фена.

Очевидно, что показанное на диаграммах будет храниться в памяти, согласно установленной последовательности операций счетчиком событий 35 и блоком записи 36, где будут зарегистрированы все нормальные и возможные события, происходящие во время работы фена. Таким образом, будет зафиксирована вся оперативная история фена, которая не только укажет необходимое техническое обслуживание на экране 14, но и все обстоятельства, ведущие к наилучшему функционированию фена, такие как замена фильтра, подшипников двигателя и т.д.

Таким образом, цепь управления содержит микропроцессор, соединенный с электрическим двигателем, приводящим в действие фен посредством транзистора, коллектор которого последовательно соединен с триак, где группа мотор-триак содержит последовательно включенные конденсатор и стандартные резисторы, в то время посредством этого же электрического устройства питается нагревательное сопротивление. Указанный микропроцессор соединен с датчиком температуры, датчиком фильтра, датчиком давления и датчиком скорости двигателя; указанная цепь включает визуальные регулировочные и соединительные элементы рабочих параметров аппарата, управляемые микропроцессором и посредством программы.

Таким образом, приведено краткое изложение одного из возможных конструктивных вариантов осуществления изобретения, а также принцип его действия, включая его специфическое применение.

Фен содержит электрический двигатель, предназначенный для приведения в движение турбин для нагнетания воздуха в сопло через нагревательное сопротивление, и снабжен переключателями холодного или горячего воздуха. Причем программируемая цепь управления содержит микропроцессор, к которому подключены датчик температуры и соответствующие цепи питания нагревающих воздух элементов. При этом фен содержит подключенные к микропроцессору датчик статического давления, датчик оборотов двигателя, датчик фильтра, датчик давления и датчик скорости двигателя, генератор ионов, батарею резисторов со своими последовательными переключателями и соответствующими цепями питания двигателя. Микропроцессор соединен также с электрическим двигателем, приводящим в действие фен, через транзистор, коллектор которого соединен последовательно с триак. Причем последовательность двигатель/триак, включая стандартные элементы, конденсатор и резисторы, запитываются от того же электрического устройства, от которого запитывается нагревательный резистор. При этом программируемая цепь управления содержит элемент визуализации и регулировочные и соединительные элементы рабочих параметров оборудования, управляемого микропроцессором. Указанные регулировочные и соединительные элементы рабочих параметров оборудования содержат выпрямительный диод, полупроводниковый стабилитрон и электролитный фильтр, к которому добавлены ограничительный резистор и конденсатор, питающие группу последовательных резисторов с переключателями. Причем стабилизация нормального рабочего режима двигателя и нагревательного сопротивления осуществляется посредством датчика, сигналы которого направляются «к» и «от» соответствующего блока управления скоростью и температурой. Конструкция обеспечивает постоянную и безопасную работу фена. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа, содержащий электрический двигатель, предназначенный для приведения в движение турбин для нагнетания воздуха в сопло через нагревательное сопротивление и снабженный переключателями холодного или горячего воздуха, причем программируемая цепь управления содержит микропроцессор, к которому подключены датчик температуры и соответствующие цепи питания нагревающих воздух элементов, отличающийся тем, что содержит подключенные к микропроцессору датчик статического давления, датчик оборотов двигателя, датчик фильтра, датчик давления и датчик скорости двигателя, генератор ионов, батарею резисторов со своими последовательными переключателями и соответствующими цепями питания двигателя, при этом микропроцессор соединен также с электрическим двигателем, приводящим в действие фен, через транзистор, коллектор которого соединен последовательно с триак, причем последовательность двигатель/триак, включая стандартные элементы, конденсатор и резисторы, запитываются от того же электрического устройства, от которого запитывается нагревательный резистор, при этом программируемая цепь управления содержит элемент визуализации и регулировочные и соединительные элементы рабочих параметров оборудования, управляемого микропроцессором, указанные регулировочные и соединительные элементы рабочих параметров оборудования содержат выпрямительный диод, полупроводниковый стабилитрон и электролитный фильтр, к которому добавлены ограничительный резистор и конденсатор, питающие группу последовательных резисторов с переключателями, причем стабилизация нормального рабочего режима двигателя и нагревательного сопротивления осуществляется посредством датчика, сигналы которого направляются «к» и «от» соответствующего блока управления скоростью и температурой.

2. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа по п.1, отличающийся тем, что элементы визуализации, соединенные с микропроцессором, представляют собой жидкокристаллический экран.

3. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа по п.1, отличающийся тем, что использован микропроцессор типа «Peripheral Interface Controller 16F873» либо аналогичного типа.

4. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа по п.1, отличающийся тем, что датчик скорости электрического двигателя является оптическим датчиком, а датчик температуры является термопарой.

5. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа по п.1, отличающийся тем, что упомянутые элементы сигнализации включают по меньшей мере один волюметр.

6. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа по п.1, отличающийся тем, сигнализация и информация осуществляются путем соединения блока управления с соответствующим волюметром и экраном жидкокристаллического дисплея.

7. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа по п.1, отличающийся тем, что блок регистрации событий получает информацию непосредственно от датчиков и блоков управления скоростью и температурой.

8. Многофункциональный программируемый фен для волос ручного типа по п.1, отличающийся тем, что блок управления скоростью и температурой связан обратной связью с блоком проверки состояния параметров.