Устройство для управления термостатом Советский патент 1992 года по МПК G05D23/30 

1

(21)4467642/24 (22) 29.07.88 (46)23.12.92. Бюл. №47

(71)Специальное конструкторское бюро Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе

(72)И.В.Зорин

(56)Авторское свидетельство СССР № 610079, кл. G 05 D 23/30.1978.

Авторское свидетельство СССР ISfe 798760, кл G 05 D 23/275, 1981.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕРМОСТАТОМ

(57)Изобретение относится к конструкции термостатов, преимущественно с термоэлектрическим источником холода. Цель

изобретения - повышение надежности термостата при ускорении его выхода на рабочий режим и упрощение конструкции. Устройство управления термостатом содержит замыкающий релейный чувствительный элемент, исполнительное реле и термобатарею, подключенную к источнику питания через первый размыкающий контакт исполнительного реле. Последний включен параллельно последовательно соединенным ограничивающему резистору и обмотке исполнительного реле, которая подключена к источнику питания через последовательно соединенные замыкающий релейный чувствительный элемент и второй размыкающий контакт исполнительного реле, который выполнен с задержкой на размыкание 1 ил.

Изобретение относится к области конструкций термостатов, преимущественно, с термоэлектрическим источником холода (тепла).

Известны термоэлектрические термостаты с регулировкой тепловыми сопротивлениями.

Недостатком этих термостатов является наличие в них подвижных гибких стенок в виде сильфонов, что понижает надежность и вызывает затруднения при хранении с отрицательными температурами, связанные с необходимостью обеспечения допустимой деформации сильфонов при полном замерзании наполнителя.

Известен также термостат с тепловой регулировкой столбом жидкого наполнителя, в котором зти недостатки устранены ввиду о(сутствия з нем гибких стенок.

Недостатком этого термостата, принятого за прототип является медленный выход на режим после включения, так как ток питания охлаждающей термобатареи не регулируется, а устанавливается на постоянном уровне, соответствующем наиболее тяжелому стационарному режиму

Увеличение же рабочего тока для ускорения выхода на режим требует регулировки больших тепловых потоков что увеличивает регулятор и ухудшает экономичность в стационарном режиме.

Целью данного изобретения является упрощение устройства при ускорении выхо- дп на режим с повышенной надежностью

Эта цель достигается тем что термостат с тепловой регулировкой снабжен устройством управления, содержащим небольшое число элементов и ускоряющим выход ня режим за счет работы на повышенно 1 токе в пусковой период при обесточивании всех контактов в схеме после оиходэ нч режим

Х4

СЛ О

Достижение цели в предлагаемом устройстве, содержащем релейный чувствительный элемент, исполнительное реле и термобатарею подключенную к источнику питания через первый размыкающий контакт исполнительного реле,обеспечивается тем, что последний включен параллельно последовательно соединенным ограничивающему резистору и обмотке исполнительного реле, которая подключена к источнику питания через последовательно соединенные замыкающий релейный чувствительный элемент и второй размыкающий контакт исполнительного реле, который выполнен с задержкой на размыкание.

На чертеже представлена схема устройства управления термостатом, преимущественно имеющего тепловую регулировку.

Термостат содержит высокотеплопроводный сосуд 1 заполненный наполнителем 2 (например, водой), который в рабочем режиме может частично находиться в твердой фазе.

К сосуду 1 присоединена теплопоглоща- ющей стороной термобатарея 3, (в качестве которой может служить тепловой насос любого типа, но преимущественно термоэлектрического),противоположная тепловыделяющая сторона которой имеет хороший тепповой контакт с окружающей средой,

Снаружи термостат окружен преимущественно высокотеплопроводным корпусом 4.

Термобатарея 3 электроизолирована от сосуда 1 и корпуса 4

Между сосудом 1 и корпусом 4 расположен тепловой регулятор внешнего тепло- притока в виде столба жидкой фазы наполнителя 2 внутри трубы 5, высота которого перемени а в зависимости от соотношения объемов жидкой и твердой фаз наполнителя 2 в сосуде 1

В трубе 5 расположен замыкающий релейный чувствительный элемент б в виде электроизолировано закрепленных неподвижных контактов 7 и 8, которые могут замыкаться служащим подвижным контактом жидким наполнителем 2, вытесняемым из сосуда 1 при частичном затвердевании его там.

Термобатарея 3 присоединена к источнику питания 9 через первый размыкающий контакт 10 исполнительного реле 11 включающего в себя также обмотку 12 и второй размыкающий контакт 13 выполненный с задержкой размыкания относительно контакта 10, например, за счет большей массы подвижного элемента или увеличенного зазора между электродами в контакте 13

Обмотка 12 и последовательно соединенный с ней ограничивающий резистор 14 подключены параллельно к контакту 10, образуя бистабильный регулятор тока 15 терi мобатареи 3 Одновременно обмотка 12 подключена к источнику питания 9 через последовательно соединенные элемент б, контакт 12 и при необходимости усиления сигнала через усилитель 16.

Исполнительное реле 11, являющееся по своей функции отключающим устройством, обесточивающим все контакты после окончания пускового режима, может быть выполнено также и в виде любого его электронного аналога, заменой общеизвестными методами контактных элементов бесконтактными.

Устройство управления термостатом работает следующим образом,

При выключенном состоянии термостата наполнитель 2 имеет Небольшой объем и не заполняет зазор между контактами 7 и 8. Поэтому после включения в сеть источника питания 9, ток между контактами 7 и 8 не

проходит, а бистабильный регулятор тока 15 находится в состоянии, соответствующем его минимальному сопротивлению, т к. первый размыкающий контакт 10 закорачивает обмотку 12 исполнительного реле 11. В ре,зультате через термобатарею 3 проходит повышенный пусковой ток и сосуд 1 усиленно охлаждается

После того, как сосуд 1 охладится до рабочей температуры, наполнитель 2 (например, вода) в нем частично затвердевает с расширением.

При этом часть жидкой фазы наполнителя 2 выталкивается в трубу 5 и замыкает контакты 7 и 8 замыкающего релейного чувствительного элемента 6, вызывая протекание через них тока.

Прошедший через них, а затем, при необходимости, и через усилитель 16 ток проходит через обмотку 12 исполнительного

реле 11. что вызывает размыкание контакта 10 и переключение бистабильного регулятора тока 15 в положение с большим сопротив- лением, определяемым величиной ограничивающего резистора 14. Это приводит к уменьшению тока питания термобатареи 3 до рабочего уровня, при котором холодопроизводительность соответствует наиболее тяжелому стационарному режи-му

Одновременно ток через ограничивающий резистор 14 начинает проходить и через обмотку 12 исполнительного реле 11 и поддерживать контакт 10 в разомкнутом состоянии а бистабильный регулятор тока 15 в положении большого сопротивления

Через некоторое время после размыкания контакта 10, необходимое для обеспечения надежности его размыкания и обусловленное наличием временной задержки у второго размыкающего контакта 13 исполнительного реле 11, размыкается и контакт 13, отключая подачу тока на контакты 7 и 8.

После переключения на питание рабочим током уменьшенной величины термо- статирование в термостате осуществляется при постоянном значении этого тока за счет тепловой регулировки теплопритока от внешнего корпуса 4 к сосуду 1, путем изменения высоты и теплового сопротивления столба жидкой фазы наполнителя 2 внутри трубы 5, возникающего вследствие изменения соотношения количеств твердой и жидкой фаз наполнителя 1 в сосуде 1 при изменении температуры окружающей ере- ды.

Так как в течение всего рабочего режима обеспечивается обесточивание всех контактов, то это исключает электролиз наполнителя и коррозию погруженных в не- го электродоврг протекания тока, что обеспечивает повышенную надежность устройства при ускорении выхода на режим

и наличии только одного исполнительного реле, упрощающем конструкцию

Предложенное устройство может использоваться также для управления любыми типами термостатов, имеющими изменяющуюся высоту свободной поверхности наполнителя для обеспечения ускорения их выхода на рабочий режим.

Формула изобретения Устройство для управления термостатом, содержащее замыкающий релейный чувствительный элемент, исполнительное репе и термобатарею, подключенную к источнику питания через первый размыкающий контакт исполнительного реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства при ускорении выхода на режим, первый размыкающий контакт исполнительного реле включен параллельно последовательно соединенным ограничивающему резистору и обмотке исполнительного реле, которая подключена к источнику питания через последовательно соединенные замыкающий релейный чувствительный элемент и второй размыкающий контакт исполнительного реле, который выполнен с задержкой на размыкание.