СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УПОМЯНУТОГО СПОСОБА
METHOD OF ENSURING SAFETY OF ELECTRICAL APPLIANCES AND SAFETY DEVICE FOR IMPLEMENTING SUCH METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение касается способа обеспечения безопасности при приведении в действие электронагревательных приборов для саун, паровых кабин, паровых бань и т.п., а также предохранительного приспособления для осуществления упомянутого способа, причем предохранительное приспособление производит контроль процесса приведения в действие таким образом, что при отклонении параметров приведения в действие от заданных значений последних электронагревательный прибор отключается устройством управления предохранительного приспособления, причем по меньшей мере один термочувствительный элемент производит измерение температуры во время нагрева с целью управления работой устройства управления.
Уровень техники
Способы обеспечения безопасности и предохранительные приспособления для их осуществления описанного выше вида имеют, в частности, целью предотвратить оставление посторонних предметов без присмотра на электронагревательном приборе сауны, паровой кабины, паровой бани и т.п., которые по причине нагрева электронагревательного прибора могли бы путем самовоспламенения вызвать пожар. Так, например, реальной представляется возможность, когда, приступая к разогреву электронагревательного прибора в кабине сауны, пользователь оставляет на нем без присмотра полотенце. Поскольку предлагающиеся в продаже устройства управления работой электронагревательных приборов для саун делают возможным автоматическое включение последних по истечении заданного промежутка времени или же позволяют эксплуатировать электронагревательный прибор без присмотра, то забытое на электронагревательном приборе полотенце или иной посторонний предмет легко могут самовоспламениться, особенно с учетом того, что температура поверхности электронагревательного прибора для сауны зачастую достигает значений намного больше 100°С.
Известные из предшествующего уровня техники способы обеспечения безопасности или предохранительные приспособления предотвращают разогрев электронагревательного прибора сауны до температуры нормальной эксплуатации, если люди во время разогрева находятся в кабине сауны либо входят в нее. Таким образом, нахождение людей в кабине сауны возможно только после того, как будет достигнута температура нормальной эксплуатации, причем электронагревательный прибор сауны не отключается предохранительным приспособлением. В общем и целом исходят из предположения, что пользователь не оставит посторонние предметы без присмотра на ощутимо разогревшемся электронагревательном приборе сауны. Однако для осуществления способов обеспечения безопасности, известных из предшествующего уровня техники, используются предохранительные приспособления, которые по причине конструкционного брака могут выйти из строя, так что предохранительное приспособление или сам способ обеспечения безопасности перестают действовать, о чем пользователь или эксплуатационник кабины сауны могут и не иметь представления.
Раскрытие изобретения
Поэтому в основу изобретения поставлена задача предложить способ обеспечения безопасности, а также предохранительное приспособление для его осуществления, которые бы предотвращали оставление без присмотра или же самовоспламенение посторонних предметов на электронагревательных приборах, причем при выходе предохранительного приспособления из строя это сразу же становилось бы заметным.
Поставленная задача решается путем применения способа обеспечения безопасности с признаками согласно пункту 1 и предохранительного приспособления с признаками согласно пункту 4 формулы изобретения.
В предлагаемом согласно изобретению способе обеспечения безопасности при вводе в действие электронагревательных приборов для саун, паровых кабин, паровых бань и т.п. предохранительное приспособление производит контроль процесса приведения в действие таким образом, что при отклонении параметров приведения в действие от заданных значений электронагревательный прибор отключается устройством управления предохранительного приспособления, причем по меньшей мере один термочувствительный элемент производит измерение температуры во время нагрева с целью управления работой устройства управления, а при выходе из строя устройства управления осуществляется подача предупредительного сигнала. Таким образом, внимание пользователя или эксплуатационника кабины сауны обращается на то, что предохранительное приспособление вышло из строя. Это позволяет эффективно предотвращать использование кабины сауны с вышедшим из строя предохранительным приспособлением. Предупреждения могут подаваться в виде акустических либо световых сигналов в самой кабине сауны, перед входом в нее или же на пульте управления на некотором расстоянии от кабины.
В одном из вариантов осуществления способа предохранительное приспособление имеет устройство контроля нагрева, при помощи которого контролируется степень нагрева электронагревательного прибора вплоть до достижения температуры нормальной эксплуатации, в то время как устройство контроля нагрева сравнивает текущую температуру при нагреве с зависящей от времени предварительно заданной температурой, причем при достижении предельного значения разности температур электронагревательный прибор отключается. Зависящая от времени предварительно заданная температура может просто определяться в процессе нагрева электронагревательного прибора путем измерения температуры через заданные промежутки времени, исходя из чего получают типичную характеристику нагрева электронагревательного прибора. Если на электронагревательном приборе находится, к примеру, полотенце, то измеренное повышение температуры за единицу времени относительно небольшое, так что становится возможным определить разность температур.
Особенно предпочтительным является определение предварительно заданной температуры при первичном вводе электронагревательного прибора в эксплуатацию. Поскольку для каждого электронагревательного прибора в зависимости от конструктивного исполнения и места его установки либо кабины существует своя индивидуальная характеристика нагрева, то представляется целесообразным определить ее уже при первичном вводе в эксплуатацию под действующие в последующем условия эксплуатации. Это позволяет самым оптимальным образом адаптировать способ обеспечения безопасности или предохранительное приспособление для его осуществления к преобладающим условиям окружающей среды.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения температура помещения в кабине может измеряться термочувствительным элементом. Это позволяет просто установить, не находится ли во время фазы нагрева посторонний предмет на электронагревательном приборе, так как этот посторонний предмет накрывает электронагревательный прибор и температура помещения повышается сравнительно медленно.
Согласно еще одному из вариантов осуществления изобретения температура поверхности электронагревательного прибора может измеряться термочувствительным элементом бесконтактно. Особенно быстро это определение может производиться, если посторонний предмет уложен на поверхность электронагревательного прибора, так как температура этого постороннего предмета во время фазы нагрева по сравнению с температурой поверхности электронагревательного прибора повышается медленнее.
Согласно еще одному варианту осуществления способа обеспечения безопасности предохранительное приспособление оснащено устройством контроля кабины, которое осуществляет контроль за кабиной перед приведением электронагревательного прибора в действие и во время его разогрева до выхода на нормальный режим эксплуатации, причем вход в кабину контролирует по меньшей мере один датчик контроля доступа в кабину устройства контроля кабины, а при установлении доступа в кабину до начала разогрева и во время самого разогрева устройство управления вплоть до достижения заданной температуры отключает электронагревательный прибор, причем разогрев производится только после приведения в действие деблокирующего выключателя устройства контроля кабины. Благодаря такому устройству контроля кабины обеспечивается невозможность нахождения людей в кабине во время фазы разогрева электронагревательного прибора и вплоть до достижения температуры нормальной эксплуатации в кабине. Перед приведением в действие производится контроль на предмет того, не находятся ли на электронагревательном приборе оставленные без присмотра посторонние предметы, благодаря чему безопасный разогрев электронагревательного прибора обеспечивается и при дистанционном управлении работой кабины.
Особенно предпочтительным оказалось определение температуры электронагревательного прибора при помощи термочувствительного элемента. Это позволяет очень просто определять, когда электронагревательный прибор достиг заданной температуры и может отключаться предохранительным приспособлением. Пользователь ощущает достижение заданной температуры и может таким образом легко определить, что электронагревательный прибор работает должным образом и на нем отсутствуют оставленные без присмотра посторонние предметы.
Предохранительное приспособление согласно первому варианту осуществления оснащено устройством для управления работой электронагревательного прибора с устройством контроля нагрева, которое имеет по меньшей мере один термочувствительный элемент, запоминающее устройство для хранения зависящих от времени температурных характеристик, устройство для обработки данных для сравнения зависящей от времени фактической температуры с заданной, а также устройство сигнализации, причем при выходе устройства контроля нагрева из строя при помощи сигнального устройства осуществляется подача предупредительного сигнала. Подобное предохранительное приспособление может быть легко встроено в цифровую систему управления самой кабины либо электронагревательного прибора. Кроме того, самые разные температурные режимы могут записываться в память, что обеспечивает очень высокую степень адаптируемости предохранительного приспособления. В случае выхода из строя какого-либо конструктивного элемента предохранительного приспособления, например устройства для обработки данных, это очень легко определяется и подается соответствующий предупредительный сигнал.
Согласно еще одному варианту исполнения предохранительного приспособления для определения температуры помещения в кабине может использоваться термочувствительный элемент. Так, например, один-единственный термочувствительный элемент может быть составной частью предохранительного приспособления и применяться для управления работой электронагревательного прибора в нормальном режиме эксплуатации.
Кроме того, в качестве термочувствительного элемента для бесконтактного определения температуры поверхности электронагревательного прибора может использоваться инфракрасный датчик. Располагающийся над электронагревательным прибором на некотором расстоянии от него инфракрасный датчик может таким образом определять температуру верхней плоскости электронагревательного прибора, так что становится возможным немедленно определять, не находится ли на этом последнем оставленный без присмотра посторонний предмет. Становится также легко определять температуру поверхности нагревательных элементов электронагревательного прибора, так как температура поверхности оставленного без присмотра над нагревательными элементами постороннего предмета сравнительно более низкая.
В еще одном варианте исполнения предохранительного приспособления согласно изобретению для осуществления способа обеспечения безопасности предохранительное приспособление оснащено устройством управления работой электронагревательного прибора с устройством контроля кабины, которое имеет по меньшей мере один термочувствительный элемент для определения температуры электронагревательного прибора, чувствительный датчик на входе в кабину для контроля доступа в нее, деблокирующий выключатель для деблокирования устройства управления и сигнальное устройство, причем при выходе устройства контроля кабины из строя сигнальное устройство осуществляет подачу предупредительного сигнала. Подобное устройство контроля кабины может быть легко встроено в цифровую систему управления самой кабины либо электронагревательного прибора. При сбое в работе предохранительного приспособления, например, по причине выхода из строя конструктивного элемента или выключателя, предохранительное приспособление может подавать предупредительный сигнал. Деблокирующий выключатель может, к примеру, быть выполнен как приводимая в действие вручную кнопка либо клавиша на устройстве управления. Чувствительный датчик для контроля доступа на входе в кабину может быть выполнен в виде смонтированного на двери кабины контактного выключателя или же установленного в самой кабине датчика перемещения.
Особо предпочтительным является такое исполнение, когда закрытый вход в кабину определяется устройством контроля кабины, а при температуре меньше заданной при помощи деблокирующего выключателя приводится в действие реле с электромагнитным самоудерживающимся приводом, так что электронагревательный прибор включается при помощи устройства управления, причем реле при открытом доступе в кабину приходит в отпущенное состояние, так что электронагревательный прибор при помощи устройства управления может быть выключен, а при нахождении реле в притянутом состоянии якоря, например при отказе самого реле, осуществляется подача предупредительного сигнала.
Согласно еще одному варианту исполнения термочувствительный элемент может быть выполнен в виде термобиметаллического выключателя. При помощи такого выключателя легко определять заданную температуру и преобразовывать ее в механический коммутационный сигнал. Особенно целесообразно использовать термобиметаллический выключатель для определения температуры электронагревательного прибора.
Другие предпочтительные варианты исполнения предохранительного приспособления становятся понятными далее из описания признаков изобретения в подпунктах, зависимых от главного пункта 1 формулы изобретения на способ.
Краткое описание чертежей
В последующем предпочтительные варианты осуществления изобретения поясняются более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.
На чертежах представлены:
Фиг.1а: кабина сауны с электронагревательным прибором, в частичном разрезе;
Фиг.1b: вид на кабину сауны в перспективе;
Фиг.2: блок-схема работы электронагревательного прибора в нормальном режиме;
Фиг.3: блок-схема первичного ввода в эксплуатацию электронагревательного прибора с предохранительным приспособлением согласно первому варианту исполнения;
Фиг.4: блок-схема приведения в действие электронагревательного прибора согласно первому варианту осуществления способа согласно изобретению с предохранительным приспособлением согласно первому варианту исполнения;
Фиг.5: блок-схема приведения в действие электронагревательного прибора согласно второму варианту осуществления способа согласно изобретению с предохранительным приспособлением согласно второму варианту исполнения;
Фиг.6: схема предохранительного приспособления согласно третьему варианту исполнения;
Фиг.7: блок-схема приведения в действие электронагревательного прибора согласно третьему варианту осуществления способа согласно изобретению с предохранительным приспособлением согласно третьему варианту исполнения.
Осуществление изобретения
Если рассматривать Фиг.1а и Фиг.1b вместе, то хорошо видно кабину 10 сауны с электронагревательным прибором 11, входной дверью 12 в кабину, термочувствительным элементом 13 и устройством 14 управления, в состав которого входит предохранительное приспособление, соединенное с термочувствительным элементом 13 и электронагревательным прибором 11.
На представленной на Фиг.2 блок-схеме показаны известное из предшествующего уровня техники приведение в действие электронагревательного прибора и его работа в нормальном режиме. После включения электронагревательного прибора кабина прогревается до предварительно заданной температуры, причем эта предварительно заданная температура удерживается в продолжение предварительно заданного времени работы. Если температура в продолжение рабочего времени снижается, электронагревательный прибор прогревается повторно до предварительно заданного значения температуры. После истечения предварительно заданного времени работы электронагревательный прибор отключается.
На Фиг.3 показана блок-схема первичного ввода в эксплуатацию электронагревательного прибора в кабине сауны с предохранительным приспособлением согласно первому варианту исполнения. Показанный здесь первичный ввод в эксплуатацию служит для определения характеристики нагрева электронагревательного прибора с целью использования этой характеристики нагрева при последующих, при известных условиях выполняемых без наблюдения, запусках в качестве мерила повышения температуры в зависимости от времени, что позволяет обнаруживать изменения характеристики нагрева по причине оставленных на электронагревательном приборе без присмотра посторонних предметов. После включения электронагревательного прибора в пределах необходимого для его разогрева промежутка времени Х определяют первое значение температуры и записывают его в первое долговременное запоминающее устройство, причем, если промежуток времени Х не истек, определяется и записывается в память второе значение температуры и т.д. Определение и сохранение в память температурных значений продолжается до окончания промежутка времени X, причем по определенным в продолжение промежутка времени Х значениям температуры составляется индивидуальная характеристика нагрева электронагревательного прибора для условий окружающей среды, предусмотренных для работы в нормальном режиме.
Блок-схема повторного приведения электронагревательного прибора в действие и его работы в нормальном режиме эксплуатации согласно первому варианту осуществления способа с предохранительным приспособлением согласно первому варианту исполнения представлена на Фиг.4. После включения электронагревательного прибора сначала составляется его характеристика нагрева, как это объяснялось выше применительно к Фиг.3. В отличие от Фиг.3 характеристика нагрева не сохраняется в долговременное запоминающее устройство, а в продолжение процесса нагрева постоянно сравнивается с сохраненной в долговременное запоминающее устройство характеристикой нагрева, составленной при первичном вводе электронагревательного прибора в эксплуатацию. Если обе характеристики нагрева по существу идентичны, осуществляется переход от приведения в действие к работе в нормальном режиме эксплуатации. Если же характеристики нагрева отличаются одна от другой более чем на предельное значение температуры, устройство управления предохранительного приспособления отключает электронагревательный прибор.
Представленная на Фиг.5 блок-схема иллюстрирует приведение в действие и работу в нормальном режиме эксплуатации электронагревательного прибора согласно второму варианту способа обеспечения безопасности согласно изобретению или же с предохранительным приспособлением согласно второму варианту исполнения. После включения электронагревательного прибора каждый раз по истечении предварительно заданного промежутка времени Х определяется замеряемая инфракрасным датчиком температура поверхности электронагревательного прибора и сравнивается с измеренным через такой же промежуток времени при первичном вводе электронагревательного прибора в эксплуатацию и сохраненным в долговременном запоминающем устройстве значением температуры. Если оба значения температуры по существу одинаковы, то после завершения серии измерений осуществляется переход к работе электронагревательного прибора в нормальном режиме эксплуатации. Если же оба температурных значения отличаются один от другого более чем на предельное значение температуры, электронагревательный прибор отключается.
На Фиг.6 представлена схема третьего варианта исполнения предохранительного приспособления для осуществления третьего варианта способа обеспечения безопасности. Далее считаем нужным обратить внимание на Фиг.7, на которой представлена блок-схема способа согласно третьему варианту осуществления изобретения. Прежде чем включать нагрев, производят визуальный контроль установленного в кабине сауны электронагревательного прибора, чтобы удостовериться, что на нем нет оставленных без присмотра посторонних предметов. После выполнения такого контроля дверь кабины сауны закрывают, причем контактный выключатель ТК на двери кабины переключается в положение «Дверь заперта». После этого нажимают кнопку S2 деблокирования, после чего реле К1 приходит в притянутое состояние якоря и благодаря релейному контакту реле К1 электромеханически удерживается в таком притянутом состоянии. Для сигнализации состояния реле дополнительно предусмотрена еще сигнальная лампочка L. В притянутом состоянии якоря реле К1 замыкает еще другие контакты, которые, в свою очередь, замыкают деблокирующую перемычку F для разогрева и приведения в действие электронагревательного прибора. Далее имеется еще термореле S3, приводимое в действие от биметаллического элемента, которое при температуре ниже 40°С размыкает деблокирующую перемычку F параллельно реле К1, а при температуре выше 40°С замыкает ее. Таким образом предотвращается отключение электронагревательного прибора предохранительным приспособлением после того, как будет достигнута заданная температура 40°С или выше. Отключение электронагревательного прибора при температуре ниже 40°С происходит в том случае, если срабатывает контактный выключатель ТК на двери кабины, в результате чего реле К1 больше не удерживается и возвращается в свое исходное состояние. Это позволяет обеспечить продолжение работы электронагревательного прибора в том случае, когда он еще не прогрелся до заданной температуры в 40°С, а люди открыли дверь кабины сауны и вошли в нее. В случае если реле К1 вышло из строя и несмотря на открытие двери и срабатывание контактного выключателя ТК двери кабины остается в притянутом состоянии, сигнальное устройство SP1 выдает предупредительный акустический сигнал, обращающий внимание на сбой в работе предохранительного приспособления.