ТЕРМОРЕГУЛЯТОР С КРУГОВОЙ ШКАЛОЙ, ЛЕГКО ИЗМЕНЯЮЩИЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН Российский патент 2012 года по МПК G05D23/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к терморегулятору с круговой шкалой, легко изменяющему температурный диапазон, и более конкретно к терморегулятору с круговой шкалой, легко изменяющему температурный диапазон, который снабжен селектором для изменения температурных диапазонов и панелью индикации для индикации диапазонов и обеспечивает возможность удобного и безошибочного изменения пользователем температурного диапазона при изменении температурного диапазона и панели индикации, а также отключает выходной управляющий сигнал посредством круговой шкалы терморегулятора.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Терморегулятор с круговой шкалой представляет собой устройство, вход которого соединен с датчиком температуры, преобразующим изменения температуры в электрические сигналы, а выход соединен с объектом управления для управления в соответствии с температурой, измеренной датчиком температуры, с целью обеспечения задания рабочей температуры управляемого объекта относительно эталонной температуры поворотом круговой шкалы, и которое может быть использовано для любых промышленных устройств, содержащих инжектор, литейную форму, электропечь, термостат, автоматическую паяльную станцию.

Терморегулятор с круговой шкалой уровня техники в общем имеет фиксированный температурный диапазон, который может быть изменен непосредственно терморегулятором так, что для конкретных применений изготавливаются терморегуляторы с температурными диапазонами например 0-100°С, 0-200°С, 0-400°С, 0-600°С и т.д.

Таким образом, для изменения температурных диапазонов пользователи должны заменять одни терморегуляторы другими терморегуляторами.

Между тем, в терморегуляторах с круговой шкалой уровня техники был предложен продукт, в котором значения должны меняться для соответствия необходимым температурным диапазонам, и панель индикации должна быть заменена другой панелью с температурной шкалой, соответствующей измененному диапазону, для изменения температурного диапазона продукта. Однако в этом случае необходимо демонтировать компоненты терморегулятора и изменить их значения поворотом переключателя селектора для изменения диапазона терморегулятора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

Однако обычно пользователи сталкиваются с трудностями, связанными с изменением конструкции при изменении температурного диапазона терморегулятора и выборе панели индикации, подходящей для измененного диапазона. Дополнительно, если пользователи по ошибке выбирают и используют панель индикации, которая является неподходящей для измененного температурного диапазона, промышленное оборудование, соединенное с терморегулятором и регулируемое им, будет управляться неправильно и может быть повреждено.

Между тем, в панели управления, имеющей несколько щитовых измерительных приборов, включая общий терморегулятор уровня техники, устройства, содержащие терморегулятор, и щитовые измерительные приборы соединены с различными объектами управления через один выключатель питания так, что подача энергии объектам управления осуществляется общим выключателем питания. В этом случае, поскольку необходимо выключать указанный выключатель питания даже при манипуляции лишь управляющими устройствами, за исключением устройств, которыми управляет выход терморегулятора, операции, связанные с другими щитовыми измерительными приборами, прекращаются, и поэтому выборочное управление объектами управления затруднено.

Дополнительно, в терморегуляторе, который поддерживает заданный температурный диапазон, если температура объектов управления не находится в заданном температурном диапазоне, и прекращает работу, если температура объектов управления находится в заданном температурном диапазоне, после того как эталонная температура для управления объектами управления была установлена посредством круговой шкалы, невозможно остановить работу, даже если температура объектов управления не находится в заданном температурном диапазоне.

Настоящее изобретение направлено на преодоление указанных проблем, и задача настоящего изобретения состоит в предложении терморегулятора с круговой шкалой, который обеспечивает простое изменение температурного диапазона и замену панели индикации для измененного температурного диапазона на передней панели терморегулятора и который также имеет как функцию задания температурного диапазона, так и функцию остановки управления выходом для устройств объекта управления.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Для достижения указанных задач в одном варианте выполнения настоящего изобретения предложен терморегулятор с круговой шкалой, легко изменяющий температурный диапазон, содержащий: селектор, который электрически соединен с передней частью модуля печатных плат, содержащей различные электронные компоненты для управления температурой, устанавливающий различные температурные диапазоны пошаговым поворотом; селекторную ручку, комбинированную с селектором, для поворота селектора и имеющую выступ на одной стороне для различения температурных диапазонов; корпус, в котором размещен модуль печатных плат и селектор, комбинированный с селекторными ручками, выходящими с одной стороны; индикаторную панель, которая имеет отверстия для вхождения выступа в различных положениях, соответствующих выступу, для каждого температурного диапазона, выбранного поворотом селекторной ручки, и размечена температурными делениями, соответствующими температурным диапазонам, выбранным селектором; круговую шкалу, которая легко устанавливается съемным образом на переключателе терморегулятора, который электрически соединен с передней частью модуля печатных плат для задания температуры в пределах температурного диапазона, выбранного посредством селектора; и микрокомпьютер, который запрограммирован с возможностью преобразования температурного сигнала, соответствующего углу поворота круговой шкалы, в температурный сигнал, вычисленный в пропорции к температурному диапазону, выбранному на селекторе, и распознавания преобразованного сигнала.

Кроме того, панель индикации имеет маркировку ВЫКЛ, обозначающую прекращение выходного управления, в нижнем пределе поворота круговой шкалы, и указанный терморегулятор с круговой шкалой дополнительно имеет функцию выключателя, которая отключает выходной управляющий сигнал с использованием микрокомпьютера, когда круговая шкала расположена у деления с маркировкой ВЫКЛ, обозначающего отключение выходного управляющего сигнала.

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Использование терморегулятора с круговой шкалой, легко изменяющего температурный диапазон, согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность легкого и точного изменения температурных диапазонов регулятора, поскольку обеспечена возможность замены температурных диапазонов на необходимый температурный диапазон посредством переключателя легко и точно заменяя панели индикации на панель индикации, соответствующую измененному температурному диапазону. Дополнительно, существует возможность обеспечения пользователей широким выбором доступных диапазонов и удобством их использования, в дополнение к снижению сопутствующих расходов и товарных запасов на производственной фабрике и в магазинах и сокращению трудозатрат и рабочих ресурсов, необходимых для управления продукцией.

Кроме того, согласно предложенным вариантам выполнения настоящего изобретения, поскольку один терморегулятор обеспечен функцией задания температурных диапазонов и отключения выходного управляющего сигнала посредством круговой шкалы терморегулятора, пользователи могут легко отключить выходной управляющий сигнал лишь поворотом круговой шкалы до положения отключение выходного управляющего сигнала у конечной маркировки ВЫКЛ, нанесенной на панель индикации, и соответственно, обеспечена возможность эксплуатации объекта управления при отключенном выходном управляющем сигнале терморегулятора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан терморегулятор с круговой шкалой в аксонометрии в разобранном виде согласно примерному варианту выполнения настоящего изобретения.

На фиг.2 показан вид в аксонометрии селектора и селекторной ручки, соединенных с передней печатной платой модуля печатных плат согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

На фиг.3 показан в аксонометрии другой вариант выполнения, в котором вместо селектора и селекторной ручки, использованных в варианте, показанном на фиг.2, использованы регулятор и ручка регулятора.

На фиг.4 показан в аксонометрии вид корпуса, скомбинированного с модулем печатных плат, показанным на фиг.2.

На фиг.5 показан в аксонометрии корпус, скомбинированный с модулем печатных плат, показанным на фиг.3.

На фиг.6 показан в аксонометрии внешний вид терморегулятора с круговой шкалой согласно основному варианту выполнения настоящего изобретения.

На фиг.7 показаны варианты панелей индикации для каждого температурного диапазона согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения.

На фиг.8 показана схема терморегулятора с круговой шкалой согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее конструкция и работа примерного варианта выполнения настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг.1 показан терморегулятор с круговой шкалой в аксонометрии в разобранном виде согласно примерному варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.2 показан вид в аксонометрии селектора и селекторной ручки, соединенных с передней печатной платой модуля печатных плат согласно варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.3 показан в аксонометрии другой вариант выполнения, в котором вместо селектора и селекторной ручки, использованных в варианте, показанном на фиг.2, использованы регулятор и ручка регулятора, на фиг.4 показан в аксонометрии вид корпуса, скомбинированного с модулем печатных плат, показанным на фиг.2, на фиг.5 показан в аксонометрии корпус, скомбинированный с модулем печатных плат, показанным на фиг.3, на фиг.6 показан в аксонометрии внешний вид терморегулятора с круговой шкалой согласно основному варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.7 показаны варианты панелей индикации для каждого температурного диапазона согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.8 показана схема терморегулятора с круговой шкалой согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения.

В терморегуляторе 20 с круговой шкалой согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения селектор 5, который присоединен к передней печатной плате 6 модуля 7 печатных плат, содержащего различные электронные компоненты для терморегуляторов, обеспечивающие возможность выборочной замены пользователем температурного диапазона на необходимый диапазон пошаговым поворотом, электрически соединен с микрокомпьютером 30, и селекторная ручка 4 соединена с одним концом селектора 5 для легкого поворота селектора 5.

На одной стороне селекторной ручки 4 сформирован выступ 8 для указания выбранного диапазона, при этом позиционный угол выступа 8 относительно центра вращения селекторной ручки 4 меняется при вращении селекторной ручки 4 для изменения температурного диапазона.

Модуль 7 печатных плат, селектор 5 и селекторная ручка 4 скомбинированы, как показано на фиг.4, и затем размещены в корпусе 3, в котором селекторная ручка 4 вставлена в сквозное отверстие 4а для селекторной ручки, сформированное в передней части 3а корпуса 3.

В этой конструкции выступ 8 на селекторной ручке 4, как показано на фиг.4, выходит наружу через переднюю сторону 3а корпуса 3.

На фиг.3 и 5 показан пример замены селектора 5 и селекторной ручки 4, которые показаны на фиг.2 и 3, на регулятор 5b и регулировочную ручку 4b соответственно.

Различие между указанными конструкциями состоит в том, что селектор 5 сконструирован для выбора температурного диапазона пошаговым поворотом, тогда как регулятор 5b сконструирован для плавного выбора температурных диапазонов непрерывным поворотом; однако основной принцип согласно настоящему изобретению остается тем же самым, и пользователь может выбрать необходимые температурные диапазоны поворотом круговой шкалы, что демонстрирует возможность осуществления настоящего изобретения различными способами. Таким образом, для специалиста очевидно, что конструкция и работа селектора 5 и селекторной ручки 4, которые описаны далее, таким же образом могут быть применены к другим вариантам выполнения с использованием регулировочной ручки 5b и регулятора 4b.

Как показано на фиг.1 и 6, панель 2 индикации, промаркированная последовательной температурной градуировкой, соединена с передней стороной 3а корпуса 3. Когда панель 2 индикации соединена с передней стороной 3а корпуса 3, панель индикации 2 находится в тесном контакте с передним концом селекторной ручки 4, и выступ 8 соответствует отверстию 10, сформированному в панели 2 индикации.

Панели 2 индикации с различными изменяемыми температурными диапазонами изготовлены отдельно, как показано на фиг.7. На фиг.7 (а), (b) и (с) показано, что панель 2а индикации имеет диапазон 0-100°С, панель 2b индикации имеет диапазон 0-200°С, и панель 2с индикации имеет диапазон 0-300°С, при этом панели 2а, 2b и 2с индикации имеют отверстия 10а, 10b и 10с для выступа, расположенные в различных местах соответственно, для различения диапазонов панелей 2а, 2b и 2с индикации.

Таким образом, при изменении доступного температурного диапазона поворотом селекторной ручки 4 положение выступа 8 на селекторной ручке 4 соответственно меняется так, что может быть установлена лишь та панель 2 индикации, которая в измененном положении имеет отверстие 10 для выступа 8.

Круговая шкала 1 установлена в соответствии с переключателем 5а терморегулятора на переднюю часть панели 2 индикации. Предпочтительно круговая шкала 1 и переключатель 5а терморегулятора могут быть легко присоединены/отсоединены без использования специального приспособления, как показано на чертежах. Переключатель 5а терморегулятора электрически соединен с микрокомпьютером 30, расположенным на передней печатной плате 6. Таким образом, при повороте круговой шкалы 1, т.е. переключателя 5а терморегулятора, температура задается внутри соответствующего температурного диапазона.

Когда пользователь снимает круговую шкалу 1 и панель 2 индикации и поворачивает селекторную ручку 4 для выбора необходимого диапазона с целью изменения доступного температурного диапазона, выступ 8 селекторной ручки 4 поворачивается в положение, соответствующее выбранному диапазону, в котором, когда пользователь заменит предыдущую панель 2 индикации другой панелью 2 индикации, соответствующей выбранному температурному диапазону, выступ 8 селекторной ручки 4 совпадет с отверстием 10 в панели 2 индикации.

В представленном варианте выполнения, благодаря тому, что отверстия 10 в панелях 2 индикации сформированы в различных положениях для каждого выбранного температурного диапазона, невозможна установка панели 2 индикации, которая не соответствует температурным диапазонам, следовательно в основном исключена возможность совершения ошибочной установки и использования пользователем той панели индикации 2, которая не соответствует выбранному температурному диапазону.

Кроме того, переключатель 5а терморегулятора обеспечен функцией выключения выходного управляющего сигнала объектов, в дополнение регулировке температуры, для общего управления работой объекта управления. Таким образом, когда заданное положение переключателя 5а терморегулятора находится в температурном диапазоне, указанном на панели 2 индикации, в объект подается энергия, и эксплуатация управляемого объекта, в котором поддерживается заданная температура, осуществляется на основе заданной температуры. Дополнительно, когда переключатель 5а терморегулятора поворачивают в минимальное доступное значение температурного диапазона, указанного на панели 2 индикации, и останавливают в области конечного ограничителя управления выходом, промаркированного меткой ВЫКЛ, как показано на фиг.7, эксплуатация управляемого объекта прекращается путем отключения энергии, поданной на управляемый объект из терморегулятора 20, независимо от температуры управляемого объекта.

Таким образом, пользователь лишь должен повернуть переключатель 5а терморегулятора в конечное положение отключения выходного управляющего сигнала терморегулятора, промаркированное меткой ВЫКЛ, для эксплуатации управляемого объекта с использованием других функций, кроме функции регулирования температуры. В этом случае, обычно выполняются другие функции объекта управления при отключенном одном лишь средстве регулирования температуры, так что может быть прекращено выполнение лишь функции регулирования температуры, если необходимость в регулировании температуры отсутствует, и соответственно, обеспечена возможность экономии энергии, используемой для питания терморегулятора.

Как описано выше, пользователь должен лишь повернуть круговую шкалу 1, скомбинированную с переключателем 5а терморегулятора, в конечное положение температурной шкалы, промаркированное меткой ВЫКЛ на панели индикации 2, для отключения энергии, которую подают на управляемый объект из терморегулятора 20, при этом другие функции, за исключением регулирования температуры объекта управления, по-прежнему действуют в ответ на внешний сигнал, поданный в объект управления из терморегулятора 20.

Дополнительно, хотя, как уже проиллюстрировано выше, конечное положение температурной шкалы, промаркированное меткой ВЫКЛ, расположено ниже минимального доступного значения температуры на панели 2 индикации, указанное положение прекращения регулирования температуры, промаркированное меткой ВЫКЛ, может быть размещено в других местах на панели индикации 2. Таким образом, любые другие измененные конструкции должны рассматриваться как находящиеся в пределах объема настоящего изобретения, если они имеют функцию прекращения действия одного лишь средства регулирования температуры в управляемом объекте, в дополнение к заданию рабочей эталонной температуры управляемого объекта в одном терморегуляторе 20.

На фиг.8 показана схема, иллюстрирующая работу терморегулятора с круговой шкалой согласно примерному варианту выполнения настоящего изобретения.

Терморегулятор 20 с круговой шкалой согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения содержит встроенный микрокомпьютер 30, который управляет температурой промышленного оборудования, температуру которого необходимо регулировать.

Микрокомпьютер 30 запрограммирован для преобразования температурного сигнала, соответствующего углу поворота круговой шкалы 1, в температурный сигнал, вычисленный в пропорции к температурному диапазону, установленному посредством селектора 5, и распознает преобразованный сигнал.

Таким образом, на случай, если температурные диапазоны, установленные посредством селектора 5, являются различными, например 0-100°С (первый диапазон), 0-200°С (второй диапазон) или 0-300°С (третий диапазон), микрокомпьютер 30 запрограммирован для преобразования температурного сигнала, соответствующего углу поворота круговой шкалы 1, в температурный сигнал, соответствующий произведению отношения фактического угла поворота круговой шкалы 1 к максимальному углу поворота круговой шкалы 1 и максимального значения температурного диапазона в каждом диапазоне, и распознавания преобразованного температурного сигнала.

Дополнительно, микрокомпьютер 30 вырабатывает сигнал для управления управляемым объектом и управляет работой реле 28, после сравнения температурного сигнала, заданного посредством селектора 5 и круговой шкалы 1, как описано выше, с принятым сигналом, после того как температурный сигнал, измеренный датчиком температуры 22, расположенным в объекте управления, будет усилен посредством входной усилительной схемы 24.

Если температура, установленная посредством круговой шкалы 1, выше температуры, измеренной датчиком 22 температуры, микрокомпьютер 30 вырабатывает сигнал для включения реле 28, тогда как, если температура, установленная посредством круговой шкалы 1, ниже температуры, измеренной датчиком 22 температуры, микрокомпьютер 30 вырабатывает сигнал для выключения реле 28.

Дополнительно, энергия питания постоянного тока для работы терморегулятора 20 подается через схему 21 питания, и индикаторная лампа 26 включена, когда терморегулятор 20 с круговой шкалой находится в рабочем состоянии так, что рабочее состояние может быть распознано снаружи.

Настоящее изобретение не ограничено примерными вариантами выполнения, но для специалистов будет очевидно, что могут быть сделаны различные модификации и изменения без отступления от объема и идеи настоящего изобретения.

Промышленная применимость

Как описано выше, терморегулятор с круговой шкалой согласно примерному варианту выполнения настоящего изобретения обеспечивает возможность удобного изменения различных диапазонов регулировки температуры объектов управления, таких как инжектор, литейная форма, электропечь, термостат, автоматическая паяльная станция, и нормально манипулирует другими функциями при выключенной функции регулирования температуры в объектах управления.

Настоящее изобретение относится к терморегулятору с круговой шкалой. Технический результат заключается в обеспечении возможности точного изменения температурных диапазонов регулятора. Терморегулятор с круговой шкалой содержит селектор, который электрически соединен с передней стороной модуля печатных плат; селекторную ручку, которая комбинирована с селектором для поворота селектора и имеет выступ на одной стороне для различения температурных диапазонов; корпус, внутри которого размещен модуль печатных плат и селектор; панель индикации, имеющую размещенные в различных местах отверстия для вхождения выступа, соответствующие выступу для каждого температурного диапазона, установленного поворотом селекторной ручки, и промаркированную температурными градуировками, соответствующими температурным диапазонам, выбранным посредством селектора; круговую шкалу, которая легко устанавливается съемным образом на переключателе терморегулятора, который электрически соединен с передней частью модуля печатных плат для задания температуры в пределах температурного диапазона, выбранного посредством селектора; и микрокомпьютер, который запрограммирован с возможностью преобразования температурного сигнала, соответствующего углу поворота круговой шкалы, в температурный сигнал, вычисленный в пропорции к температурному диапазону, выбранному на селекторе, и распознавания преобразованного сигнала. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Терморегулятор с круговой шкалой, легко изменяющий температурный диапазон, содержащий:
селектор, который электрически соединен с передней стороной модуля печатных плат, содержащего различные электронные схемы для терморегулятора, устанавливающий различные температурные диапазоны пошаговым поворотом;
селекторную ручку, которая комбинирована с селектором для поворота селектора и имеет выступ на одной стороне для различения температурных диапазонов;
корпус, внутри которого размещен модуль печатных плат и селектор, причем корпус комбинирован с селекторными ручками, выходящими на одну сторону;
панель индикации, имеющую размещенные в различных местах отверстия для вхождения выступа, соответствующие выступу для каждого температурного диапазона, установленного поворотом селекторной ручки, и промаркированную температурными градуировками, соответствующими температурным диапазонам, выбранным посредством селектора;
круговую шкалу, которая легко устанавливается съемным образом на переключателе терморегулятора, который электрически соединен с передней частью модуля печатных плат для задания температуры в пределах температурного диапазона, выбранного посредством селектора; и микрокомпьютер, который запрограммирован с возможностью преобразования температурного сигнала, соответствующего углу поворота круговой шкалы, в температурный сигнал, вычисленный в пропорции к температурному диапазону, выбранному на селекторе, и распознавания преобразованного сигнала.

2. Терморегулятор с круговой шкалой, легко изменяющий температурный диапазон по п.1, в котором панель индикации промаркирована меткой ВЫКЛ отключения выходного управляющего сигнала, расположенной в нижнем пределе поворота круговой шкалы, причем терморегулятор с круговой шкалой дополнительно имеет функцию выключателя, выключая управляющий выходной сигнал, используя микрокомпьютер, когда круговая шкала установлена в положение отключения выходного управляющего сигнала, промаркированное меткой ВЫКЛ.