ЭЛЕКТРОГРЕЛКА

Полезная модель относится как к удовлетворению жизненных потребностей человека, так и к электротехнике и может быть использована для защиты от перегрева бытовых электрообогревательных приборов при возникновении в этих приборах неисправности, в частности электрогрелок.
Известен гибкий электронагреватель (патент РФ №2076462, МПК Н05В 3/34, 27.03.97 г.), содержащий чехол, расположенный внутри чехла нагревательный элемент в виде зигзагообразно изогнутой ленты и тепловой предохранитель. Недостатком данной конструкции является то, что при сминании нагревательного элемента идет бесконтрольный разогрев, что приводит к повреждению прибора и возгоранию нагревателя.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является бытовой электрообогреватель (патент РФ №97624 МПК А61F /00, 20.09.2010) содержащий гибкую оболочку с расположенным в ней нагревательным элементом, переключатель режимов работы и необратимый нормально замкнутый предохранитель.
Однако недостатком данной конструкции является недостаточная электробезопасность устройства, связанная с тем, что оно не предохраняет сеть от короткого замыкания в нагревательном элементе и в соединительных проводах, что особенно важно для обеспечения долговечности устройства, так как изоляция проводов и нагревательного элемента, находящихся при высокой температуре к концу срока службы стареет и разрушается.
Для предотвращения возгорания от неправильного использования применяются следующие меры: таймер ограничивает время разогрева; уменьшается общая мощность; устанавливаются термодатчики и термореле, в переключатели режимов устанавливаются термоконтролеры, делаются крепления для фиксации электронагревателя на человеке или на постели. Но как показала практика, люди оставляют электронагреватели без присмотра, пренебрегают инструкциями по эксплуатации.
Полезная модель решает задачу обеспечения эксплуатационной надежности электрогрелки за счет защиты нагревательного элемента от перегрева с повышением пожаробезопасности и электробезопасности в течение всего срока эксплуатации электрообогревательного прибора.
Технический результат достигается тем, что в электрогрелке, содержащей нагревательный элемент, заключенный в гибкую оболочку, устройство защитного отключения электрогрелки от перегрева в виде необратимого нормально замкнутого предохранителя соединенного последовательно с нагревательным элементом и переключатель режимов работы, в устройство защитного отключения введены тиристор и конденсатор подключенные параллельно выводам нагревательного элемента, а необратимый нормально замкнутый предохранитель выполнен в виде токового предохранителя.
На фиг.1 изображен общий вид электрогрелки;
на фиг.2 представлена функциональная схема электрогрелки;
на фиг.3 - конструкция нагревательного элемента.
Электрогрелка содержит нагревательный элемент 1, устройство 2 защитного отключения электрогрелки от перегрева и переключатель 3 режимов работы.
Нагревательный элемент 1 предназначен для нагрева электрогрелки не выше 60°С и представляет собой заключенный в гибкую оболочку 4 термокабель, содержащий медную токоведущую жилу 5, покрытую изоляционным слоем 6 поверх которого навита нагревательная спираль 7 из нихромового провода заключенная сверху в эластичную изоляцию 8. Нагревательный элемент 1 включен в цепь регулирования температуры, и его температура поддерживается в заданном режиме.
Устройство 2 защитного отключения электрогрелки предназначено для защиты нагревательного элемента от перегрева.
Устройство 2 работает только в составе с термокабелем 1. Термокабель 1 используется как датчик превышения предельной температуры, т.е. вырабатывает сигнал для устройства 2, а устройство 2 используется как исполнительный механизм.
Устройство 2 защитного отключения содержит необратимый нормально замкнутый предохранитель 9, тиристор 10 и конденсатор 11.
Необратимый нормально замкнутый предохранитель 9 представляет собой токовый предохранитель, имеющий номинальную величину тока защитного срабатывания, приблизительно равную номинальному току через нагревательный элемент 1.
Предохранитель 9 одним выводом подключен к источнику питания через переключатель 3 режимов работы, другим к первым выводам нагревательного элемента 1, тиристора 10 и конденсатора 11.
Токовый необратимый предохранитель 9 предназначен для разрыва цепи питания нагревательного элемента 1 при увеличении тока через него выше допустимого значения.
Тиристор 10 и конденсатор 11 подключены параллельно выводам нагревательного элемента 1.
Переключатель 3 режимов работы электрогрелки последовательно соединен с токовым предохранителем 9.
пит
сети
пит
сети
пит
сети
пит
сети
Переключатель 3 осуществляет переключение режимов работы электрогрелки. В одном из режимов U=U (где U - напряжение питания поступающее на нагревательный элемент электрогрелки, U - напряжение электрической сети) электрогрелка работает на полную мощность. В другом режиме U=1/2U (где U - напряжение питания поступающее на нагревательный элемент электрогрелки, U - напряжение электрической сети), сетевое напряжение проходит через диод 12, который не пропускает верхнюю полуволну сетевого напряжения, электрогрелка работает с 50% мощностью.
Электрогрелка работает следующим образом.
При нормальной работе температура нагревательного элемента 1 не превышает заданную предельную температуру.
При перегреве электрогрелки происходит расплавление изоляционного слоя 6 термокабеля 1, в результате чего нагревательная спираль 7 соединяется с медной токоведущей жилой 5. Далее импульс сетевого напряжения по медной токоведущей жиле 5 поступает на устройство 2 защитного отключения.
Так как нагревательная спираль 7 и медная токоведущая жила 5 соединятся (при перегреве), то на медной токоведущей жиле 5 появится импульс сетевого напряжения. Поступивший на устройство 2 импульс сетевого напряжения воздействует на управляющий электрод тиристора 10 и это приводит к отрыванию тиристора 10, то есть переход из непроводящего состояния в проводящее. При переходе в проводящее состояние тиристора 10 происходит протекание дополнительного тока через него. В результате чего ток через необратимый предохранитель 9 превысит предельно допустимое значение тока через предохранитель 9 и последний расплавится током и разорвет цепь питания нагревательного элемента 1. Для предотвращения перехода тиристора 10 в проводящее состояние, при подачи напряжения питания, служит конденсатор 11.
Таким образом, предлагаемая полезная модель имеет следующие достоинства:
- контроль перегрева осуществляется по всей площади электрогрелки;
- отсутствие контактов в необратимом предохранителе, через который протекает значительный ток нагревательного элемента, и использование в качестве необратимого предохранителя токового предохранителя существенно повышает долговечность устройства;
- введение токового предохранителя вместо теплового упрощает устройство за счет отсутствия нагревательного элемента и отсутствие тепловой связи с нагревательным элементом, повышает его надежность и долговечность за счет облегчения режима работы необратимого предохранителя, который размещается не в отсеке с высокой температурой 250-300°С, а в месте с нормальной комнатной температурой 25-30°С.
- введение токового предохранителя одновременно с тепловой защитой обеспечивает защиту сети питания от КЗ (короткого замыкания) в нагревательном элементе и в соединительных проводах, что особенно важно для обеспечения долговечности устройства, так как изоляция проводов и нагревательного элемента, находящихся при высокой температуре к концу срока службы стареет и разрушается;
- отсутствие в устройстве размыкающих контактов, при коммутации которых в электрической сети появляются помехи, к тому же контакты имеют весьма небольшой ресурс работы.