ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИК

Электронный электросчетчик
Область техники
Полезная модель относится к области измерительных приборов и предназначена для измерения и учета электрической энергии.
Уровень техники
Наиболее близким техническим решением (прототип) является счетчик электрической энергии (патент РФ №111305, дата опубликования 10.12.2011). Прототип содержит корпус, состоящий из основания, верхней крышки клеммной колодки, нижней крышки клеммной колодки и кожуха, к которым присоединены панель и прозрачный светофильтр. Панель закреплена зацепами в пазы кожуха. Механическое отсчетное устройство крепится к плате посредством держателя. Кожух снабжен пазом для доступа к разъемам телеметрии, который закрывается верхней крышкой клеммной колодки. Паз кожуха, имеющий прямоугольную форму, стыкуется с выступом основания по периметру. Для фиксации счетчика после его установки используются зажимы. На боковых поверхностях основания выполнены выступы, образующие при соединении с кожухом единые плоскости с ее боковыми стенками. В основание установлена электронная пломба (кнопка, замыкающая или размыкающая контакты электрической цепи) взаимодействующая с нижней крышкой клеммной колодки, обеспечивающая контроль доступа к контактам клеммной колодки. Использование верхней крышки клеммной колодки и механического отсчетного устройства и расположение электронной пломбы и паза для доступа к разъемам телеметрии на корпусе усложняет конструкцию корпуса и увеличивает габариты корпуса.
Недостатками прототипа является сложность конструкции корпуса и большие габаритные размеры корпуса, а также возможность выполнения счетчика электрической энергии только однотарифным.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции корпуса, уменьшение габаритных размеров корпуса и расширение функциональности устройства.
Поставленная цель достигается за счет того, что электронный электросчетчик, содержащий корпус с основной крышкой и клеммной крышкой и расположенные в корпусе кнопку управления, цифровой разъем, измерительный блок, блок отображения информации и клеммную колодку, при этом цифровой разъем, кнопка управления, клеммная колодка и блок отображения информации соединены с измерительным блоком, а клеммная крышка и кнопка управления установлены с обеспечением возможности удержания кнопки управления в замкнутом состоянии при закрытой клеммной крышке и ее перехода в разомкнутое состояние при снятии клеммной крышки, цифровой разъем и кнопка управления размещены на клеммной колодке, а блок отображения информации выполнен в виде цифрового дисплея.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1,2,3), где на фиг. 1 показано устройство в собранном виде, на фиг. 2 показано устройство со снятыми основной крышкой и клеммной крышкой, на фиг. 3 показана клеммная колодка.
Раскрытие полезной модели
На чертежах обозначены: индикатор 1, окно 2, корпус 3, основная крышка 4, пломбировочный винт 5, первый винт 6, клеммная крышка 7, нажимной выступ 8, дно 9, стенка 10, первый паз 11, третий винт 12, блок отображения информации 13, первая стойка 14, основание 15, опора 16, зацеп 17, вторая стойка 18, третья стойка 19, втулка 20, крепежное отверстие 21, второй винт 22, клеммная колодка 23, входной контакт 24, кнопка управления 25, третий паз 26, второй паз 27, выходной контакт 28, прорезь 29, четвертый винт 30, клемма 31, измерительный блок 32, провод 33, первое отверстие 34, второе отверстие 35, цифровой разъем 36, четвертый паз 37.
Основными элементами электронного электросчетчика (далее для удобства именуемый электросчетчик) являются корпус 3, состоящий из основания 15, основной крышки 4 и клеммной крышки 7, клеммная колодка 23, измерительный блок 32 и блок отображения информации 13.
Основание 15 состоит из дна 9 и четырех стенок 10. Стенки 10 последовательно соединены друг с другом. Одним из свободных торцов стенки соединены с дном. При этом образовано пространство, ограниченное дном 9 и четырьмя стенками 10. На другом свободном торце стенок 10 выполнен первый паз 11. Поперечное сечение первого паза 11 выполнено прямоугольным. В одной из стенок выполнена прорезь 29. Прорезь 29 выполнена прямоугольной. На поверхностях стенок 10, обращенных друг к другу, расположены зацепы 17 и опоры 16. На дне 9 основания 15 расположены три первых стойки 14, две вторых стойки 18, две третьих стойки 19 и выполнены два крепежных отверстия 21. В первых стойках 14 выполнены отверстия с резьбой. В третьи стойки 19 запрессованы втулки 20, при этом осевые линии втулок 20 перпендикулярны плоскости дна 9. Во втулках 20 нарезана резьба.
Клеммная колодка 23 размещена в прорези 29 в стенке 10 и закреплена на дне 9 основания 15, например, винтами. В клеммной колодке 23 выполнены четыре вторых отверстия 35. Вторые отверстия 35 выполнены сквозными. Осевые линии вторых отверстий 35 параллельны друг другу, параллельны дну 9 и перпендикулярны стенке 10 с прорезью 29. Во вторых отверстиях 35 размещены два входных контакта 24 и два выходных контакта 28. Количество входных контактов 24 и выходных контактов 28 зависит от количества проводов, используемых в сети переменного тока, в которую подключается данное устройство. В данном случае рассматривается однофазный электросчетчик, предназначенный для учета электрической энергии в двухпроводных сетях переменного тока. В каждом входном контакте 24 и выходном контакте 28 выполнено первое отверстие 34. Каждое первое отверстие 34 соосно соответствующему второму отверстию 35. В каждый входной контакт 24 и выходной контакт 28 ввернуты два вторых винта 22. Осевая линия каждого второго винта 22 пересекает осевую линию первого отверстия 34 соответствующего входного контакта 24 или выходного контакта 28. Осевая линия каждого второго винта 22 перпендикулярна плоскости дна 9. Со стороны клеммной колодки 23, контактирующей с дном 9, в клеммной колодке 23 выполнен четвертый паз 37. В четвертый паз 37 установлен цифровой разъем 36 (например, PBD 10), конструкция которого обеспечивает возможность передачи цифрового сигнала (например, типа RS-485, RS-232). Со стороны клеммной колодки 23, противоположной стороне, контактирующей с дном 9, в клеммную колодку 23 запрессована втулка 20. Осевая линия втулки 20 перпендикулярна плоскости дна 9, во втулке 20 нарезана резьба. На стороне клеммной колодки 23 со втулкой 20 выполнен второй паз 27. Поперечное сечение второго паза 27 выполнено прямоугольным. Размеры поперечного сечения второго паза 27 равны размерам поперечного сечения первого паза 11. Второй паз 27 расположен таким образом, что второй паз 27 продолжает первый паз 11 в соответствующей стенке 10 на месте прорези 29. На стороне клеммной колодки 23 со втулкой 20 выполнен третий паз 26. На дне третьего паза 26 выполнено сквозное отверстие, осевая линия которого перпендикулярна плоскости дна 9. В третий паз 26 установлена кнопка управления 25 с самовозвратом. Кнопка управления 25 - электрический аппарат для включения (отключения) электрических цепей управления, сигнализации, электроблокировки. Кнопка управления 25 с самовозвратом - кнопка управления 25, контакты которой после нажатия автоматически возвращаются в исходное положение (определение кнопки управления приведено, например, в Большой Советской Энциклопедии на сайте http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/96284/, дата обращения 19.06.2014 г.). Подвижный элемент кнопки управления 25 имеет возможность перемещаться в перпендикулярном плоскости дна 9 направлении.
Измерительный блок 32 установлен в основании 15 на двух вторых стойках 18 и на двух опорах 16 и прижат двумя зацепами 17. Измерительный блок 32 соединен с входными контактами 24 и выходными контактами 28 клеммной колодки 23 соответствующими клеммами 31. Каждая клемма 31 закреплена на соответствующем входном контакте 24 или выходном контакте 28 соответствующим четвертым винтом 30.
В состав измерительного блока 32 входят: датчик тока, датчик напряжения, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер и блок памяти (на чертежах не показаны).
Блок отображения информации 13 установлен в основании 15 на двух первых стойках 14 и закреплен двумя третьими винтами 12.
Блок отображения информации 13, кнопка управления 25 и цифровой разъем 36 соединены с измерительным блоком 32 соответствующими проводами 33.
Основная крышка 4 установлена на стенки 10 основания 15. На основной крышке 4 выполнен выступ, который входит в первый паз 11 и второй паз 27. Выступ выполнен таким образом, чтобы обеспечить плотное соединение основной крышки 4 и основания 15. Основная крышка 4 закреплена двумя пломбировочными винтами 5. Каждый пломбировочный винт 5 ввернут во втулку 20 соответствующей третьей стойки 19. В основной крышке 4 выполнено окно 2. Размеры и расположение окна 2 соответствуют размерам и расположению блока отображения информации 13. Также на основной крышке 4 расположен индикатор 1.
Клеммная крышка 7 установлена на клеммную колодку 23 и закреплена первым 6 винтом. Первый винт 6 ввернут во втулку 20 в клеммной колодке 23. На стороне клеммной крышки 7, обращенной к клеммной колодке 23, выполнен нажимной выступ 8. Нажимной выступ 8 расположен таким образом, чтобы обеспечить нажатие кнопки управления 25.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом. Детали корпуса 3 и конструктивные элементы, предназначенные для соединения деталей корпуса 3 между собой и закрепления в корпусе 3 клеммной колодки 23, измерительного блока 32 и блока отображения информации 13, изготавливаются из пластика методом литья. Некоторые конструктивные элементы дополнительно обрабатывают механически. В третьи стойки 19 запрессовывают втулки 20, выполненные из металла.
В первый паз 11 и второй паз 27 вкладывают уплотнитель, выполненный, например, из резины.
Клеммную колодку 23 изготавливают из диэлектрического материала, например, бакелита, методом литья с последующей механической обработкой. В процессе литья в клеммной колодке 23 закрепляют входные контакты 24, выходные контакты 28 и втулку 20, выполненные из металла. В каждом входном контакте 24 и выходном контакте 28 предварительно выполнено первое отверстие 34. В каждый входной 24 и выходной контакт 28 вворачивают два вторых винта 22. Каждый второй винт 22 ввернут таким образом, что стержень каждого второго винта 22 проходит от одной стороны внутренней поверхности первого отверстия 34 до другой стороны внутренней поверхности первого отверстия 34. В третий паз 26 устанавливают кнопку управления 25. В четвертый паз 37 устанавливают цифровой разъем 36. Цифровой разъем 36 устанавливают таким образом, чтобы обеспечить доступ к нему со стороны клеммной колодки 23 со вторыми отверстиями 35. Клеммную колодку 23 устанавливают в прорезь 29 в стенке 10 на дно 9 основания 15 и закрепляют, например, винтами.
Блок отображения информации 13 устанавливают на две первых стойки 14 и закрепляют двумя третьими винтами 12.
Измерительный блок 32 устанавливают на две опоры 16 и на две вторых стойки 18 и прижимают двумя зацепами 17. Измерительный блок 32 соединяют с входными контактами 24 и выходными контактами 28 соответствующими клеммами 31. Каждую клемму 31 закрепляют на соответствующем входном контакте 24 или выходном контакте 28 четвертым винтом 30. Измерительный блок 32 соединяют с кнопкой управления 25, цифровым разъемом 36 и блоком отображения информации 13 соответствующими проводами 33. В клеммной колодке 23 провода 33 проводят через предварительно выполненные отверстия.
Основную крышку 4 закрепляют на основании 15. Индикатор 1 в основной крышке 4 соединяют с измерительным блоком 32 соответствующим проводом 33. Основную крышку 4 плотно закрепляют двумя пломбировочными винтами 5, которые вворачивают в соответствующие втулки 20.
Клеммную крышку 7 устанавливают на клеммную колодку 23 и закрепляют первым винтом 6. Первый винт 6 вворачивают во втулку 20, расположенную в клеммной колодке 23. Клеммная крышка 7 ограничивает доступ к клеммной колодке 23. При этом нажимной выступ 8 клеммной крышки 7 нажимает на кнопку управления 25.
Электросчетчик подключается в двухпроводную сеть переменного тока. Устанавливается клеммная крышка 7 на клеммную колодку 23, нажимной выступ 8 клеммной крышки 7 нажимает на кнопку управления 25. Кнопка управления 25 замыкает контакты электрической цепи, условно названной электронной пломбой. В блок памяти устройства записывается информация о времени и дате установки клеммной крышки 8. При снятии клеммной крышки 8 контакты кнопки управления 25 размыкаются, и в блок памяти записывается информация о снятии клеммной крышки 8. Таким образом обеспечивается контроль доступа к входным контактам 24 и выходным контактам 28.
Наличие кнопки управления 25 и цифрового разъема 36 в клеммной колодке 23 обеспечивает возможность выполнения электросчетчика как однотарифным, так и многотарифным при использовании данной клеммной колодки 23. В прототипе используют механическое отсчетное устройство, а в электросчетчике используют блок отображения информации 13, который выполнен в виде цифрового дисплея. Это также обеспечивает возможность создания электросчетчика многотарифным.
В электросчетчике третий паз 26 для кнопки управления 25 и четвертый паз 37 для цифрового разъема 36 размещены в клеммной колодке 23, в отличии от прототипа, в котором паз для доступа к разъемам телеметрии и электронная пломба размещены в корпусе. Это позволяет упростить конструкцию корпуса. В прототипе используют верхнюю крышку клеммной колодки и нижнюю крышку клеммной колодки. Так как в электросчетчике цифровой разъем 36 размещен в клеммной колодке 23, используют только одну клеммную крышку 7. Это также позволяет упростить конструкцию корпуса и уменьшить его габаритные размеры.
Таким образом, выполнение электросчетчика описанным выше образом обеспечивает упрощение конструкции корпуса и уменьшение габаритов корпуса, за счет установки кнопки управления и цифрового разъема в клеммной колодке и использования одной клеммной крышки, и расширение функциональности устройства, за счет использования блока отображения информации.