ТАЙМЕР
TIMER

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для периодических включений исполнительных устройств автоматики переменного тока, например холодильных устройств.
Известен таймер (патент на полезную модель РФ №44441, приоритет 01.10.2004 г.), содержащий источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен к второму полюсу источника питания, счетный вывод счетчика времени через нагреватель соединен со вторым неподвижным контактом реле и через датчик окончания оттайки соединен с первым полюсом источника питания, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом реле и через компрессор соединен с первым полюсом источника питания, входы выпрямителя включены между неподвижными переключающими контактами трехконтактного электромагнитного реле через балластный резистор, а выход выпрямителя соединен с третьим выводом счетчика времени через обмотку трехконтактного реле.
Балластный резистор в схеме таймера предназначен для снижения напряжения источника питания до величины, приемлемой для надежной работы трехконтактного электромагнитного реле. Недостатком известной схемы таймера является значительное напряжение на выходе выпрямителя при отсчитывании счетчиком необходимого до оттайки суммарного времени работы компрессора (при этом выход счетчика разомкнут и какая-либо нагрузка для выпрямителя отсутствует). Напряжение на выходе выпрямителя в этом случае достигает амплитудного значения напряжения питающей сети. Это резко повышает требования к допустимому рабочему напряжению конденсатора фильтра выпрямителя и ключевого элемента на выходе счетчика, что, в свою очередь, приводит к существенному увеличению их стоимости и снижению надежности работы.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение надежности работы за счет снижения требований к допустимому рабочему напряжению элементов таймера.
Поставленная задача решается следующим образом.
Таймер содержит источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, выпрямитель, гасящий элемент, ограничитель
напряжения, трехконтактное электромагнитное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания; общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом реле и через компрессор - с первым полюсом источника питания; счетный вход счетчика времени через нагреватель соединен со вторым неподвижным контактом реле и через датчик окончания оттайки - с первым полюсом источника питания; выход счетчика времени соединен с первым выводом обмотки реле, второй вывод которой через цепь из соединенных последовательно выпрямителя и гасящего элемента связан со вторым неподвижным контактом реле; общая точка второго вывода обмотки реле и цепи, образованной последовательно соединенными выпрямителем и гасящим элементом, соединена с общим выводом счетчика времени через ограничитель напряжения.
При этом не имеет значения то, в какой последовательности включены выпрямитель и гасящий элемент относительно второго неподвижного контакта реле. При любом расположении перечисленных элементов каждый из них выполняет соответствующие функции. В результате появляется возможность варьировать взаимное расположение выпрямителя и гасящего элемента. Это важно с точки зрения конструктивного выполнения таймера при жестких ограничениях в объеме устройства, так как позволяет достичь более плотной компоновки.
Принципиально новым в таймере является введение параллельно выходу выпрямителя ограничителя напряжения, например стабилитрона или резистора или цепи из последовательно соединенных стабилитрона и резистора, предназначенного для ограничения напряжения на выходе выпрямителя при разомкнутом выходе счетчика времени до величины, достаточной для срабатывания реле, что резко снижает требования к допустимому рабочему напряжению конденсатора фильтра выпрямителя и ключевого элемента на выходе счетчика.
Таймер, включенный в систему оттайки холодильника, работает следующим образом. При подаче напряжения сети подвижный контакт реле замкнут на первый неподвижный контакт. Начинает работать компрессор. От второго полюса источника питания ток через нормально замкнутые подвижный и первый неподвижный контакты реле, счетчик времени, датчик окончания оттайки, контакты которого замыкаются после набора холода, поступает к первому полюсу источника питания, обеспечивая работу счетчика времени, который начинает отсчитывать время работы компрессора, пропорциональное числу колебаний напряжения питающей сети (или внутреннего генератора тактовых импульсов). Одновременно по цепи второй полюс источника питания, нормально замкнутые подвижный и первый неподвижные контакты реле, ограничитель напряжения, последовательно соединенные выпрямитель и гасящий элемент, неработающий нагреватель, замкнутые контакты датчика окончания оттайки, первый полюс источника питания начинает протекать ток заряда конденсатора фильтра выпрямителя. Вследствие относительно высокого сопротивления гасящего элемента ток, протекающий через нагреватель, пренебрежимо мал и нагреватель не работает. Напряжение на конденсаторе фильтра выпрямителя достигает уровня ограничителя напряжения; таймер подготовлен к срабатыванию реле. После отсчета заданного времени работы компрессора и замыкания выхода счетчика начинает протекать ток по цепи: второй полюс источника питания, замкнутые подвижный и первый неподвижный контакты реле, счетчик времени, обмотка реле, цепь из последовательно соединенных выпрямителя и гасящего элемента, неработающий нагреватель, замкнутые контакты датчика окончания оттайки, первый полюс источника питания. Реле срабатывает, подвижный контакт его замыкается со вторым неподвижным контактом. Подается напряжение на нагреватель - начинается процесс оттайки. Питание обмотки реле после срабатывания осуществляется по цепи: второй полюс источника питания, замкнутые подвижный и второй неподвижный контакты реле, последовательно соединенные гасящий элемент и выпрямитель, счетчик времени, неработающий компрессор, первый полюс источника питания. Счетный вход счетчика времени при этом закорочен последовательно соединенными датчиком окончания оттайки и неработающим компрессором. Перерыв в работе счетчика продолжается до окончания оттайки и размыкания контактов датчика. После этого ток от второго полюса источника питания через замкнутые подвижный и второй неподвижный контакты реле, неработающий нагреватель, счетный вход счетчика времени, неработающий компрессор поступает к первому полюсу источника питания. Счетчик времени отсчитывает время паузы после оттайки (паузы может и не быть). По окончании паузы счетчик времени переходит в исходное состояние, размыкая цепь питания обмотки реле; подвижный контакт реле переключается на первый неподвижный контакт; цикл повторяется.
Таким образом, обеспечена работа в необходимом (заданном) режиме заявляемого таймера в целом.
Из уровня техники не выявлено конструкций таймеров, характеризующихся заявленной совокупностью признаков, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию патентоспособности - «новизна».
Заявленная совокупность признаков изобретения, которая обеспечивает достижение поставленной технической задачи, позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Предлагаемое исполнение таймера предназначено для использования в типах холодильных устройств, электрическая схема которых предусматривает подключение общего вывода счетчика времени к нормально замкнутому неподвижному контакту электромагнитного реле, например в холодильниках «STINOL» - 106, 112, «INDEZIT» В 16SNF, 16NF, 18ONF, 18NF, 18SNF, 18OSNF и т.п.
На чертеже изображена функциональная схема таймера.
В таймере (см. чертеж) содержится счетчик времени 1, трехконтактное электромагнитное реле с обмоткой 2, выпрямитель 3, гасящий элемент 4, подвижный контакт 6 реле, первый 5 и второй 7 неподвижные контакты реле, нагреватель 8, датчик 9 окончания оттайки, компрессор 10, первый 11 и второй 12 полюсы источника питания, ограничитель напряжения 13. Подвижный контакт 6 реле подключен ко второму полюсу 12 источника питания. Общий вывод счетчика времени 1 соединен с первым неподвижным контактом 5 реле и через компрессор 10 - с первым полюсом 11 источника питания. Счетный вход счетчика времени 1 через нагреватель 8 соединен со вторым неподвижным контактом 7 реле и через датчик 9 окончания оттайки - с первым полюсом 11 источника питания. Выход счетчика времени 1 соединен с первым выводом обмотки 2 реле. Второй вывод обмотки 2 реле связан со вторым неподвижным контактом 7 реле через цепь, образованную последовательно соединенными выпрямителем 3 и гасящим элементом 4. Общая точка второго вывода обмотки 2 реле и цепи, образованной последовательно соединенными выпрямителем 3 и гасящим элементом 4, соединена с общим выводом счетчика времени 1 через ограничитель напряжения 13.
Таймер (см. чертеж), включенный в систему оттайки холодильника, работает следующим образом. При подаче напряжения сети подвижный контакт 6 реле замкнут на первый неподвижный контакт 5. От второго полюса 12 источника питания ток через нормально замкнутые контакты 5-6 реле, счетчик времени 1 и датчик 9 окончания оттайки, контакты которого замыкаются после набора холода, поступает к первому полюсу 11 источника питания, обеспечивая работу счетчика времени 1, который начинает отсчитывать время работы компрессора 10, пропорциональное числу колебаний напряжения питающей сети (или внутреннего генератора тактовых импульсов). Одновременно начинает протекать ток по цепи: второй полюс 12 источника питания, нормально замкнутые контакты 5-6 реле, ограничитель напряжения 13, цепь из последовательно соединенных выпрямителя 3 и гасящего элемента 4, неработающий нагреватель 8, замкнутые после набора холода контакты датчика 9 окончания оттайки, первый полюс 11 источника питания. Идет процесс установления выходного напряжения выпрямителя 3. Напряжение на конденсаторе фильтра выпрямителя 3 достигает уровня ограничителя напряжения 13; таймер подготовлен к срабатыванию реле. После отсчета заданного времени работы компрессора 10 и замыкания выхода счетчика 1 начинает протекать ток по цепи: второй полюс 12 источника питания, замкнутые подвижный 6 и первый неподвижный контакт 5 реле, счетчик времени 1, обмотка 2 реле, цепь из последовательно соединенных выпрямителя 3 и гасящего элемента 4, неработающий нагреватель 8, замкнутые контакты датчика 9 окончания оттайки, первый полюс 11 источника питания. Реле срабатывает, подвижный контакт 6 замыкается со вторым неподвижным контактом 7. Подается напряжение на нагреватель 8 - начинается процесс оттайки. Питание обмотки 2 реле осуществляется по цепи: второй полюс 12 источника питания, замкнутые подвижный 6 и второй неподвижный контакт 7 реле, цепь из последовательно соединенных гасящего элемента 4 и выпрямителя 3, счетчик времени 1, неработающий компрессор 10, первый полюс 11 источника питания. Счетный вход счетчика времени 1 при этом закорочен последовательно соединенными датчиком 9 окончания оттайки и неработающим компрессором 10. Перерыв в работе счетчика времени 1 продолжается до окончания оттайки и размыкания контактов датчика 9 оттайки. После этого ток от второго полюса 12 источника питания через замкнутые подвижный 6 и второй неподвижный контакт 7 реле, неработающий нагреватель 8, счетный вход счетчика времени 1, неработающий компрессор 10 поступает к первому полюсу 11 источника питания. Счетчик времени 1 отсчитывает время паузы после оттайки (паузы может и не быть). По окончании паузы счетчик времени 1 переходит в исходное состояние, размыкая цепь питания обмотки 2 реле; подвижный контакт 6 реле переключается на первый неподвижный контакт 5; цикл повторяется.