Отключающее устройство для электроводонагревательного прибора Советский патент 1985 года по МПК H05B1/02 

1 Изобретение относится к электротермии и може.т быть применено в электроводонагревательных приборах, например электрочайниках и электросамоварах. Известны электроводонагревательные приборыj содержащие терморегуля торы и сигнализаторы времени закипа ния в виде свистков, -индикаторов 1 Недостатком этих устройств является отсутствие автоматического отключения при закипании, особенно при закипании волы с различным сопержанием солей. Известно отключающее устройство лля электрического водбнагревательного прибора, содержащее датч-ик температуры, связанный через блок управ ления с коммутатором. Датчик температуры - биметаллическая пластина, а коммутатор выполнен в виде механического устройства В f При температуре датчика вьше 100 С биметаллическая пластина приводит в действие механическое устройство, отключающее питание зпектрочайника от электросети 2J. Недостатком известного устройств является то, что разброс параметров биметаллических платин приводит к существенным отклонениям температуры (до 10 С), при которой отключается питание электрочайника от электросети. Поэтому это устройство не обеспечивает селективного отключени электрочайника, что приводит к увеличению расхода электроэнергии, уменьшению полезного срока службы нагревательного элемента и снижению надежности при эксплуатации электроводонагревательного прибора. Указанные недостатки усугубляются особенностями технологии массового производства и отличиями в температурах кипения воды, обусловленными ее раз личным химическим составом и измене нием атмосферного давления в различ ных географических зонах. Целью изобретения является повышение надежности путем селективного о ключения электроводонагревательного прибора при закипании и отсутствии в нем воды. Поставленная цель достигается тем, что в отключающем устройстве для электроводонагревательного приб

ра, содержащем датчик температуры, связанный через блок управления с коммутатором, выход датчика темпебоды 63-58 - входом селектора 3 нагрева, выводы 64-65 - выходом дифференцирующего блока 2, выводы 2 ратуры подключен к входу введенногодифференцирующего блока, выход которого через введенные селектор нагрева и звено задержки соединен с входами блока управления. Дифференцирующий блок позволяет селективно выделить сигнал, соответствующий закипанию жидкости при ее термостатировании и не зависящий от величины температуры кипения воды. Селектор нагрева корректирует сигнал при изменении напряжения сети и различном объеме нагреваемой вопы в электроводонагревательном приборе и вырабатывает сигнал на отключение при отсутствии в нем воды. Звено задержки по времении температуре обеспечивает начальный процесс нагрева воды при включении электронагревательного прибора в сеть. На фиг. 1 изображена блок-схема отключающего устройства; на фиг, 2 пример выполнения электрической схемы отключающего устройства. Отключающее устройство содержит датчик 1 температуры, связанный с диференцирующим блоком 2, который соединен через селектор 3 нагрева, и звено; 4 задержки с блоком 5 управления, связанным коммутатором 6. Датчик 1 температуры находится в электронагревательном приборе 7 и имеет тепловой контакт с водой и корпусом нагревательного элемента. В электрической схеме датчик 1 температуры представляет собой терморезистор 8. Дифференцирующий блок 2 состоит из резисторов 9-13, конденсаторов 14 и 15, диода 16. Селектор 3 нагрева содержит резисторы 17-21, триод 22, конденсаторы 23 и 24, диоды 25 и 26, варистор 27. Звено 4 задержки состоит из резисторов 28-31, конденсатора 32, диодов 33-34, триодов 35 и 36. Блок 5 управления содержит резисторы 37-40, конденсаторы 41-45, диоды 46-47, триоды 48-53, индикатор 54. Коммутатор представляет собой симистор 55. Электроводонагревательный прибор 7 введен в схему нагревательным элементом 56. Напряжение сети подается на выводы 57-58. Выводы 59-60 являются входом дифференцирующегося блока, выводы 61-62 - входом звена 4 .задержки., вы,3 . 1 66-58 - входом блока 5 управления, выводы 67-58 - входом цепи управления коммутатора 55.

Датчик 1 температуры соединен с дифференцирующим блоком 2 выводом 59. Дифференцирующий блок 2 соединен через выводы 60 и 63, 64 и 65 с селектором 3 нагрева, через выводы 61, 62 и 64 с звеном 4 задержки.

.Селектор 3 нагрева соединен через выводы 66 с блоком 5 управления. Звено 4 задержки соединено с блоком 5 управления через вывод 64. Блок 5 управления соединен fc коммутатором 6 через вывод 67. При включении электроводонагревательного прибора 7 с водой в сеть дифференцирующий блок 2 подает сигнал на блок 4 задержки по времени и температуре, который выдает сигнал блоку 5 управления, последний открывает коммутатор 6. Питание от сети поступает на нагревательный элемент 7, в электронагревательном приборе происходит нагрев воды. При нагреве воды сигнал от дат чика 1 температуры подается на дифференцирующий блок 2, последний подает сигнал на блок 5 управления, который продолжает удерживать коммутатор 6 во включенном состоянии. При закипании происходит термостатировани воды, температура датчика 1 остается постоянной и дифференцирующий блок 2 вырабатывает сигнал на отключение коммутатора 6 блоком 5 управления. Блок 5 управления удерживает в дальнейшем Kot4MyTaTop 6 в отключенном состоянии нез йвисимо от изменения температуры воды.

При включении электроводонагрёвательного прибора 7 без воды в сеть „ дифференцирующий блок 2 подает сигна на блок 4 задержки по времени и температуре, который выдает сигнал блоку 5 управления, последний открывает коммутатор 6. Питание от сети поступает на нагревательный элементе и нагрев корпуса нагревательного элемента 7 происходит быстрее, чем при наличии воды. Скорость изменения сопротивления датчика 1 температуры при отсутствии воды становится существенно больше, чем при наличии воды в электроводонйгревательном приборе, и амплитуда сигнала на выходе дифференцирующего блока 2 также существенно увеличивается и становится больше порога срабатыва92Л

ния селектора 3 нагрева. Селектор 3 нагрева подает сигнал на блок 5 управления, который отключает коммутатор 6, Блок 5 управления удерживает далее коммутатор 6 в разомкнутом состоянии независимо от температуры нагревательного элемента.

Конкретная схема рЛотает следующим образом.

При подключении к сети выводов 5758, когда в электроводонагревательном приборе имеется вода, с помощью элементов схемы 39, 42-47 и 50-53 формируются запускающие импульсы, подаются на вход 67-58 цепи управления коммутатора 55. Последний открывается и через нагревательный элемент 56 протекает ток. Вода в электронагревательном приборе начинает нагреваться.

Одновременно при подключении к сети выводов 57-58 напряжение подается на вход 59-60 дифференцирующего блока 2. Конденсатор 14 заряжается. При разогреве воды повышается температура датчика 1 и напряжение на конденсаторе 14 начинает уменьшаться. При этом дифференцирующее напряжение, снимаемое с резис гора 12, подается на вход 63-58 селектора нагрева, а с резистора 13 напряжение подается через вывод 64 на звено 4 задержки. На резисторе 12 сигнал мал и транзистор 22 селектора нагрева 3 заперт, а блок 5 задержки шунтирует транзисторами 35- и 36 выводы 64-58. Транзистор 35 открыт до тех пор, пока вода не нагреется до 80-85 С, а транзистор открывается на 50-100 с с момента подачи на выводы 57-58 сетевого напряжения. При закрытом транзисторе 22 сигнал с селектора 3 нагрева на выводу 64 и 66 блока 5 управления не поступает. Транзисторы 48 и 49 блока 5 управления заперты.

Отсутствие изменения температуры воды при закипании, а следовательно и датчика 1, приводит к изменению знака напряжения на выводах 64-58. Транзисторы 48 и 49 открываются и шунтируют питание транзисторов 50-53. Подача запускающих импульсов на вход 67-58 коммутатора 55 от блока 5 управления прекращается. Коммутатор 55 отключается и разрывает цепь питания нагревательного элемента 56. Нагрев прекращается. Повторно511го включения коммутатора 55 не происходит,- так как транзисторы 48 и 49 самоудерживаются в открытом состоянии. При отсутствии воды в электроводонагревательном приборе и подключении сети к выходам 57-58 в течение 20-15 с схема работает аналогично описанному. Через 15-20 с температура датчика 1 начинает увеличиваться с большей скоростью, чем пру наличии воды в электроводонагревательном приборе. Сигнал на резисторе 12 оказывается достаточным для открывания транзистора 22 селектора 3 нагрева и последний подает отпираю1(;ий сигнал на транзистор 48 через вывод 66 блока 5 управления. Транзистор 48 2 открывает в свою очередь транзистор 49, шунтируется ги-гтание транзисторов 50-53. Подача отпирающих импульсов на вход 67-58 коммутатора 55 прекращается. Коммутатор 55 отключается и обеспечивает нагревательный элемент 56. Индикатор 54 служит для сигнализации включенного и отключенного Состояния нагревательного элемента 56. Срабатывание предлагаемого отключающего устройства при отсутствии воды ji электроводонагревательном приборе в начальной,стадии нагрева нагревательного элемента позволяет одновременно снизить его максимальную температуру и использовать изоляционные материалы более низкого класса нагревостойкости.

ОТКгаОЧА Ш|ЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНОГО ПРИБОРА, содержащее датчик температуры, связанный через блок управления с коммутатором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем селективного отключения прибора при закипании и при отсутствии воды, выход датчика температуры подключен к входу введенного дифференцирующего блока, выход которого через, введенные селектор нагрева и звено задержки соединен с входами блока управления.

Фиг.1