УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОКИПЯТИЛЬНИКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к электронагревательным устройствам, а именно к кипятильникам непрерывного действия, и может использоваться для снабжения кипятком предприятий общепита.
Известен электронагреватель, описанный в св. №6656 на полезную модель Электронагреватель" по кл. Н 05 В 1/00, з. 08.04.97, оп. 16.05.98. Известный электронагреватель запитывается от сети трехфазного тока и содержит три трубчатых электронагревательных элемента, образующих симметричную по фазам нагрузку, два симметричных тиристора (симистора), включенных по одному в каждую из двух фаз последовательно с нагрузкой, терморегулятор и схему управления включением и выключением симисторов. Управляющие электроды симисторов соединены между собой через включенные последовательно резистор, терморегулятор и конденсатор. Недостатками известного электронагревателя являются невозможность одновременного автоматического регулирования степени заполнения резервуара поступающей из водопровода водой и ее нагрев, а также отсутствие в электросхеме автоматики приборов визуального контроля за работой электронагревателя.
Известно устройство, описанное в п. РФ №1141592 " Отключающее устройство для электроприбора", по кл. Н 05 В 105, з. 01.12.83, оп. 23.02.85. Известное устройство содержит датчик температуры, связанный через блок управления с коммутатором и подключенный выходом к входу дифференцирующего блока, выход которого через селектор нагрева и звено задержки соединен с входами блока управления. Недостатком известного устройства является сложность конструкции и невозможность одновременного автоматического регулирования степени заполнения емкости водой, поступающей из водопровода, и ее нагрев.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, описанное в св. РФ №26636 на полезную модель " "Схема
автоматики управления работой кипятильника" по кл. Н 05 В 1/02, з. 06.12.02, оп. 20.06.03. и выбранное в качестве прототипа.
Известное устройство содержит: блок питания, включающий источник питания, соединенный выходом с выпрямителем из двух диодных мостов; управляемые элементы кипятильника - электронагревательные элементы и датчики состояния нагреваемой среды; блок управления, включающий коммутирующие элементы- магнитный пускатель с реле управления, переключатели "стоп" и "пуск", а также узел световой индикации. При этом источник питания связан через магнитный пускатель с ТЭНами, а через выпрямитель - с датчиками уровня, узел световой сигнализации состоит из трех светодиодов, связанных с датчиками уровня, а через переключатели "пуск" - с источником питания. При этом электронагревательные элементы и датчики уровня расположены в кипятильнике, источник питания и блок автоматического управления - вне кипятильника, управляемые элементы - ТЭНы и датчики уровня находятся в кипятильнике.
Недостатком известного устройства является то, что его эксплуатационные возможности ограничены, т.к. с его помощью нельзя обеспечить работу в режиме включения в работу разного числа ТЭНов - 2-х или 3-х, обеспечивающих мощность нагрева 6 кВт или 9 кВт.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение эксплутационных возможностей.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве автоматического управления работой электрокипятильника непрерывного действия, включающем блок питания, содержащий источник питания, соединенный с выпрямителем, содержащим хотя бы один диодный мост; управляемые и контролируемые элементы внутри кипятильника - электронагревательные элементы и датчики состояния нагреваемой среды, и блок управления, включающий узел коммутации с переключателями, а также узел световой индикации, включающий три светодиода, причем источник питания через переключатель соединен с электронагревательными элементами, блок питания и блок управления размещены вне кипятильника, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, в устройство дополнительно введены: в блок питания - стабилизатор напряжения, а в блок управления - преобразователь сигнала и контроллер, при
этом стабилизатор включен между выходом выпрямителя и входом питания контроллера, узел коммутации содержит переключатели включения в сеть и подключения электронагревательных элементов, преобразователь сигнала выходами соединен соответственно с контактами переключателя подключения электронагревательных элементов, а входами - с выходом выпрямителя и с выходами контроллера, входы которого соединены с датчиками, а другие выходы - с узлом световой индикации, имеющим три дополнительных светодиода.
Введение в блок управления контроллера и преобразователя сигналов, связанного с переключателем подключения электронагревательных элементов, позволяет подключать в работу два или три электронагревательных элемента, а включение стабилизатора в блок питания обеспечивает нормальную работу контроллера.
В сравнении с прототипом заявляемое устройство обладает новизной, отличаясь от него наличием стабилизатора в блоке питания, и наличием преобразователя сигналов и контроллера в блоке управления при указанных выше связях, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое устройство автоматического управления работой электрокипятильника непрерывного действия может найти широкое применение на предприятиях общепита, а потому соответствует критерию "промышленная применимость". Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - функциональная схема устройства;
- фиг.2 - схема электрического соединения блоков устройства между собой;
- фиг.3 - схема электрическая принципиальная устройства автоматического управления работой электрокипятильника непрерывного действия. Заявляемое устройство автоматического управления работой электрокипятильника непрерывного действия (фиг.1) содержит соединенные между собой жгутами проводов через электрические разъемы Р блок I питания, управляемые и контролируемые элементы II кипятильника и блок III управления. Корпус электрокипятильника заземлен.
Блок I питания содержит последовательно соединенные источник 1 питания, выпрямитель 2 и стабилизатор 3. Конструктивно сюда входит также электрощит потребителя с автовыключателем, плата с выпрямителем и стабилизатором. Управляемые и контролируемые элементы II кипятильника - это трубчатые электронагревательные элементы (ТЭНы) и датчики уровня, установленные в корпусе кипятильника.
Блок III управления включает в себя последовательно соединенные преобразователь сигналов, контроллер, преобразователь сигналов, узел коммутации и узел световой индикации. Конструктивно блок III управления включает корпус, плату управления, плату индикации, элементы управления и индикации на передней панели.
Функционально устройство автоматического управления работой электрокипятильника непрерывного действия содержит последовательно соединенные источник 1 питания, выпрямитель 2, стабилизатор 3, контроллер 4 преобразователь 5 сигнала, узел 6 коммутации и узел 7 световой сигнализации. При этом к выходу источника 1 питания подключен узел 6 коммутации, соединенный с ТЭНами 8, преобразователь 5 сигналов соединен одним из входов с выходом выпрямителя 2, а входы контроллера 4 соединены соответственно с выходом стабилизатора 3 и с выходами датчиков 9. Назначение и выполнение узлов и элементов устройства следующие. Источник 1 питания предназначен для подачи напряжения на ТЭНы 7 кипятильника и блок III управления и представляет собой сеть напряжением 380 В 50 Гц, подключаемую с помощью автовыключателя (на чертеже не показан), расположенного в электрощите потребителя.
Выпрямитель 2 служит для преобразования переменного тока в постоянный и состоит из диодного моста на диодах КЦ 407 А.
Стабилизатор 3 предназначен для стабилизации напряжения, подаваемого на контроллер 4.
Контроллер 4 служит для управления выводом и хранением информации, связью с внешними устройствами. Он выполнен, в частности, на микросхеме PIC 16 F 676-04 I/P.
Преобразователь 5 сигналов служит для преобразования сигналов с выхода контроллера 4 и выполнен на 2-х электронных ключах, включающих в себя
транзисторы типа КТ 660 А, на коллекторы которых соответственно подаются сигналы с контактов реле блока коммутации непосредственно и с выхода выпрямителя 2 через диоды, подсоединенные к коллектору анодами. С баз транзисторов сигналы через резисторы снимаются на входы контроллера 4. Узел 6 коммутации представляет собой кнопки включения устройства в работу. Он выполнен на реле типа НЖ-15-12В.
Узел 7 световой индикации служит для индикации режимов работы и включает 6 светодиодов, один из которых сигнализирует о включении сети, второй - о работе, третий - об аварийном уровне, четвертый - о нагреве, пятый- о включении ТЭНов 6 квт и шестой - о включении ТЭНов на 9 кВт. ТЭНы 8 служат для нагрева проточной воды в электрокипятильнике. Датчики 9 служат для контроля уровня воды в электрокипятильнике. Устройство автоматического управления работой электрокипятильника непрерывного действия работает следующим образом.
Открывают подачу воды в электрокипятильник и включают его в источник 1 питания - сеть напряжением 380 В частотой 50 гц.. При включении источника 1 питания с выпрямителя 2 напряжение поступает на преобразователь 5 сигналов, а со стабилизатора 3 подается напряжение на контроллер 4, с выходов которого сигналы через преобразователь 5 поступают на узел 6 коммутации, осуществляющий включение ТЭНов 8, и происходит загорание светодиодов -"Сеть", "6 кВт" или "9 кВт" узла 7 световой индикации. Нужный режим работы (включение одного или двух ТЭНов 8) устанавливается кнопкой "Режим" узла 6 коммутации.
Включение электрокипятильника осуществляется кнопкой "Работа" узла 6 коммутации, после нажатия которой загорается светодиод "Работа" узла 7. В процессе работы при подведении к ТЭНам 8 напряжения включается светодиод "Нагрев" узла 7.
При прерывании подачи воды и осушении датчика 9 уровня воды по сигналам с датчика 9 через контроллер 4 и преобразователь 5 с помощью узла б коммутации происходит отключение ТЭНов 8; при этом гаснет светодиод "Нагрев" и загорается светодиод "Уровень" узла 7.
Отключение электрокипятильника производится кнопкой "Работа" узла 6 коммутации. После ее нажатия отключаются электронагреватели 8, гаснут
светодиоды "Нагрев" и "Работа" узла 7. При выключенном электрокипятильнике горят только светодиоды "Сеть" и "6 кВт" или "9кВт" узла 7.
Корпус электрокипятильника заземлен. Основные узлы устройства - блок I питания, управляемые и контролируемые элементы II и блок III управления соединены между собой жгутами проводов через разъемы 7. В сравнении с прототипом заявляемое устройство автоматического управления работой электрокипятильника непрерывного действия имеет более широкие эксплуатационные возможности.