Устройство для отключения электроводонагревательного прибора Советский патент 1991 года по МПК H05B1/02 

Фиг.

Изобретение относится к электро термин и может быть применено в злак троводонагревателъных приборах, например электрочайниках и электросамо верах,;

Цель изобретения - повышение надежности при размещении датчика тем пературы снйружи корпуса прибора,

На фиг,1 изображена структурная схема устройства; на фиг,2 принципиальная ckewa устройства,,

Устройство содержит датчик 1 твм пе ратуры,. выход которого через диф ференцирующий блок 2 подключен к ,06 лектору 3 нагрева cBHsaHHOJsy вынодом с входом звена 4 задержек, и блок 5 управления коммутатором б подачи пи тания на нагревательный элемент 7

Логические элементы ;8 ИСШОЧАНЬ , ЩЕЕ ИШ1 и 9 ЗАПРЕТ включены между селектором 3 и блоком Sj,. причем выход элемента 8 соединен с сигнальным вхо дом элемента 9. ,

Звено 4 задержек выпЪлнейо а де c6e J;кнeнньгx последовательно таймв ™ ров lO- lZ и триггера 13j йесущего функпд-ш триггера защелки. Блок. S управления содержит элем12нт 14 ЗАПРЕТ,, схему 15 управления комЬ Гутатором б, Игтриггер 16. Датчик 1 температуры . дис гферекциругощий блок 2 и селектор

3нагрева образуют схему 17 контроля производной сигнала по температуре в

: В электрической принципиальной - схеме (фиг.2) датчик температуры, представляет собой тёрморезисторо Дифф.еренцирующий блок 2 выполнен на резисторах 18 и конденсаторе 19. Диод 20 предназначен для привязки напря- жёния на конденсаторе к начальной температуре в момент включения устрой ства. Селектор 3 нагрева собран яа компараторе Блок 5 управления состоит из триггера-защелки IS, элемента .14 ЗАПРЕТ, который осуш,ествЛяет строб прохождения запускающих импульсов на вход схемы J5 управленяя коммутатором б, представляющей соб.ой двунаправленный КЛ.10Ч, собранный на четырех транзисторах, В качестве KOW мутатора 6 может использоваться сим метричный тиристор (ci-шистор) „ Звено

4задержек, состоит из последовательно включенных таймеров ,10-1 2, Тряг- гер защелка 13 предназначен, для запуска цепочки таймеров в момент прикодз сигнала логической 3 с выхода схемы -17 контроля производной

при включении устройства,в .сетьо Временные задержки таймеров 10-12 определяются КС-цепям1 21-22, 23-24, 25-26 соответственно. Напряжение сети подается на выйоды 27 и 28,

Таймер 10 выполнен в виде элемента 29 задержкиS т.а, уровень логической 1 на его выходе появляется спустя 15-20 Cs после включения в I триггера 13, Соединение на прин ципиальной схеме выхода таймера 10 с первьтм упраЕлйющим входом элемента 9 ЗАПРЕТ через инвертор 30 связано с теМ; что элемент 9 может быть выполнен в .виде логического элемента HJlH-HEj и не обязательно для выполнения его на других ftors-гческнх элемен - тах Таймер. ,10 определяет время асинхронного нагрева ( c)sr пос ле чего разрешает прохождение сигнала через элемент 9 на триггер 16 блока 5 управления для контроля инерционности прйцесса кагрева н запускает таймер 11,

Таймер 11 имеет два выхода. Один на HHXs связанный с вторым входом бло .ка 5 управления, является выходом од« новибратора 31 и ка 50-60 с выключает K arpeB.s определяя таким образом вре- йя контроля инер1щон1гостн процесса нагрева. Другой выход таймера П, ейязанный с вторым входом элемента Э ИС1СП10ЧА1СЩЕЕ ИЛИ и входом таймера J12i, является выходом, элемента 32 |3адерж1 и и через 50-60 с. (после окончания контроля инерционности нагрева) производит инверсию сигнала, проходящего через элемент В ИС.КП10ЧА10- ЩЕЕ ИЛИ, Это связано с тем, что во контроля инерционности на грева .триггер 16 блока 5 управления находится в. состояний ожидания сигнала нарастания температуры, а после этого времени - в состоянии ожидания экстрё Цума (момента закипания).

Таймер 12, выход которого связан с вторым управляющш входом элемента 9 ЗАПРЕТ, выполнен в вида .одновибра- тора 33j он запрещает на 1-2 мин после окончания контроля инерционности нагрева прохождеяиг сигнала на вход триггера 16 блока 5 управления. Эта задерш а необходима для приведения схемы 17 контроля производной в активное (еоответствующее нагреву) состояние.,

- Датчик 1 температуры (тармореэие- тор) конструктивно располагается а

розетке питающего нагревательный элемент 7 шнура и контактирует через .теплопроводящую прокладку с внешней поверхностью электрЬводонагренатель- ного прибора (чайника, самовара), а вся схема управлан11я смонтирована на печатной плате и размещена в специальной вилке, включаемой в сеть. . Устройство работает следующим образом.

При включении электроводонагрева™ тельного прибора в сеть;схема 17 контроля производной формирует сигнал логической 1, соответствующей экстремуму измер яемой температуры, Этот сигнал, пройдя триггер-защелку 13, запускает таймер 10, Начинается процесс асинхрокного нагрева. Напряжение питания, сформированное схемой 15, -открывает коммутатор б в моменты перехода сетевого напряжения через нулевое значение, и через, нагревательный элемент 7 протекает ток, После отработки времени 10 запускается таймер J1 и поступает .сигнал на вход элемента 9, разрешая прохождение сигнала с схемы 17 на вход триггера 16, Таймер 1 запре- щает прохолщение запускающих шчпульсон через элемент 14, Поэтому в течение отработки уставки таймером 1i производится контроль инер1дионности процесса асинхронного нагрева при обесточенном нагревательном элемента 7. Если в течение этого интервала времени температура корпуса электро- водонагревательного прибора будеу «арастать, следовательно, в приборе мало воды или она отсутствует. При наличии воды, вследствие инерционное- ти процесса, за время асинхронного нагрева температура корпуса электро водонагревательного прибора существен- но измениться не может и при отсутствии нагрева (во время работы таймера 11) быстро стабилизируется„ При отсутствии воды (температура корпуса растет) схема 17 формирует на выходе сигнал логического О. Этот сигнал, пройдя элементы 8 и 9, устанавливает в I триггер J6, который запреща- ет дальнейшее прохождение запускающих импульсов через элемент 4 на схему 15, Коммутатор 6 открываться не бу- ет5 и нагревательный элемент 7 .обес- очится.

При наличии воды ка выходе схемь 27 остается сигнал логической 1,

602372

6

По окснча шк времени контроля инер- шюнкостк процесса асннхроиного на- Греза таймер 1 1 разрешает прохождект ) зацускающих лмпульсов через элемент 14 на схему 15, запускпет в работу таймер 12 и устанавливает уровень . логической 1 на втс-ром входе эле- мента 8, обеспечивая икверсню прохо- )0 дящего через него сигнала, С этого момента триггер J6 находится в режиме оотщяния сигнала экстремума с выхода, схемы 17 (ожидания момента закипания) ,. 15 Таймер 12 задерживает прохождение этого сигнала с вьпсода cxeNSbi 17 (воздействуя на вход элемента 9) на вход триггера 16,

При закипании воды схема 17 форми 20 рует сигнал логической I, который, пройдя через элементы 8 и 9, устанавливает триггер 16 в } и запрещает дальнейший запуск кo мyтaтopa 6,

Предлагаемое техническое решение 25 позволяет повысить яй порядок время наработки на отказ за счет размещения датчика температуры снаружи электро- водонагревательного прибора; расширить техиологическне возможности уст- 3Q ройства за счет его использования с любым злектроводонагревательным при- (чайником, самоваром), а не только доработанным (с установленным внутри чайника терморе зистором). Схема устройства может быть собрана на широко распространенных микросхемах, транзисторах,и тиристорах,

Формула И зобретення

Устройство для отключения электро водонагревательного прибора, содержащее датчик температуры, подключенный через дифференцирующий блок к селектору нагрева, звено задержек и блок управления коммутатором подачи питания на нагревательный элемент,

о т л и.-ч а ю щ е 6 с я тем, что, с целью повышения надежности при размещении датчика температуры снаружи корпуса прибора, в него дополнительно введены логические элементы ИСКШОЧАКЬ ЩЕЕ ИЛИ и ЗАПРЕТ, звено задержек, выполнено в виде последовательно сое- диненных триггера и трех таймеров,

.первый из которых выполнен в виде элемента задержки, второй - в виде одновибратора и элемента задержки, а

TJe.eтий - в виде .одновиПратора, выход

35

0

5

0

триггера ейязан с выходом селектора иагрева и с первым .входом элемента .ИС1С11ЩЛ1(ЖЙЕ ИЛИ,: вьпсод которого соединен с сйгнАпьнь1м входом элемента ЗАПРЕТ,: подклйченного выходом к пер- йому входу блока управления, выход hepBoro taHMepa связан с первым управляющим входом элемента ЗАПРЕТ,

выход элемента задержки второго таймера соединен с вторым входом элемента ИСКПЮЧАЮиЩЕ ИЛИ и входом третьего таймера, выход одновибратора второго таймера подключен к второму входу блока управления, а выход третьего таймера соединен с вторым управдякн ЩИм входом элемента ЗАПРЕТ.

Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения - Повышение надежности при размещении датчика температуры снаружи корпуса прибора. Наличие таймеров 10-12 и логи- .ческих элементов 8 ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ и 9 ЗАПРЕТ -позволяет провести пред- варительнь Й пробный нагрев 15-20 с для определения наличия достаточного количества воды в njHiGope по росту температуры корпуса прибора. Если вода достаточно, за время работы таймера 10 температура корпуса не изменится. После отработки уставки тай-. мером 1i 30-50 с разрешается нагрев до конечной температуры закипания, определяемой по экстремуму производной от температуры, 2 ип. :