ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Область техники
Данное техническое решение относится к системам управления и регулирования температуры.
Уровень техники
Аналогами данного технического решения являются обогреватели фирмы Риттал (Германия) (см., например, каталог 29 фирмы Риттал, изд. 2000 г., стр. 528-540). Термостат Арт. .№ SK 3110.000 «применяется для наблюдения за работой фильтрующих вентиляторов и теплообменников, но может использоваться в качестве сигнального устройства для наблюдения за температурой внутри корпуса. Термопара - чувствительный датчик с обратной связью. Обогреватель со стандартным сопротивлением, а также с применением терморезистора.
Недостатком обогревателя со стандартным сопротивлением является то, что температура поверхности в обогревателе ограничена дополнительным термостатом. В результате обогреватель постоянно включается и выключается, что означает, что производимая мош;ность длительного нагрева низка.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (патент на изобретение RU 2 178 911 М кл. 7 G05D 23/02, заявка 2002106713/09, приоритет 20.03.2000 г.).
Сущность полезной модели
Термостатирующее устройство содержит термостат, плату с термодатчиками и блок управления питанием, соединенный первым входом с сетью переменного тока  220 В и первой группой выходов с группой входов термостата и вторым входом с группой выходов платы термодатчиков.
Целью создания данного технического решения является разработка достаточно простого термостатирующего устройства, реализующего приемлемые характеристики поддержания температуры для нормального функционирования размещаемых электрорадиоэлементов, критичных к температуре окружающей среды при минимальных весогабаритных размерах и низкой потребляемой мощности.
Для получения данного технического результата термостат выполнен с применением саморегулируемого греющего кабеля и вентилятора, входы которых соединены с группой входов термостата.
Плата термодатчиков содержит четыре термодатчика, выходы которых соединены с помощью разъема с группой выходов платы, релейную схему, вход которой соединен с выходом одного из термодатчиков, а выход с разъемом группы выходов платы, фильтр питания, вход которого соединен с разъемом входа платы, а выход с входом питания четырех термодатчиков.
Блок управления питанием содержит три исполнительные схемы, входы которых соединены с входным разъемом (ХР1) блока, а выходы с выходным разъемом (ХР2) блока, вспомогательный источник питания, вход и выход которого соединены с разъемом (ХР2) блока, и плату с предохранителями, входы которых соединены с разъемом (ЗСР а выходы с выходами исполнительных схем.
Перечень чертежей
На фиг. 1 приведена укрупиенная структурная схема термостатирующего устройства.
На фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема платы термо датчиков.
На фиг. 3 приведена принципиальная электрическая схема блока управления питанием.
Пример варианта выполнения полезной модели
Термостатирующее устройство (фиг. 1) содержит плату термо датчиков 1, термостат 2, состоящий из нагревательного элемента в виде саморегулируемого греющего кабеля 3 и вентилятора 4, и блок управления питанием 5. Блок управления питанием 5 соединен с платой термодатчиков 1 кабелем бис термостатом 2 кабелем 7. Напряжение переменного тока подается в устройство через вход 8. На плате термодатчиков имеется разъем ХР1 9, на блоке управления питанием два разъема ХР1 10 и XS2 12, в термостате разъем XT 1 11.
Плата термо датчиков 1 (фиг. 2) содержит четыре термо датчика 13, релейную схему (твердотельное реле) 14, фильтр питания 15.
Плата термостата (фиг. 3) содержит три исполнительные схемы 16, вспомогательный источник питания 17. На фиг. 3 также обозначена панель 18с предохранителями 19.
Термостатирующее устройство предназначено для поддержания заданной температуры в шкафах с радиоэлектронной аппаратурой.
Назначение блоков.
Плата термодатчиков 1 предназначена для контроля температуры окружающей среды и формирования выходных сигналов в зависимости от окружающей температуры.
Блок управления питанием 5 предназначен для коммутации силовых цепей ( 220 В) по сигналам от платы термодатчиков 1, а также для питания платы термодатчиков 1 напряжением постоянного тока.
Термостат 2 предназначен для нагрева окружающей среды до заданной температуры.
Описание блоков в статике.
Плата термодатчиков 1 состоит из четырех независимых каналов (термодатчиков 13), каждый из которых срабатывает при достижении определенного температурного порога. Температурный порог срабатывания микросхемы задается внешним резистором и может быть настроен на решение конкретной задачи. Также есть возможность задавать гистерезис срабатывания микросхемы путем подключения соответствующего вывода микросхемы либо к питающему напряжению (+ 5 В), либо к «земле (О В).
Также есть возможность задавать активный уровень (либо высокий, либо низкий) на выходе микросхемы путем подключения соответствующего вывода микросхемы либо к питающему напряжению, либо к О В. В каждом из четырех каналов на выходе микросхем стоит транзистор, который работает в режиме ключа. Также на плате термодатчиков расположено твердотельное реле К1, которое срабатывает по сигналу от одного их четырех каналов 13. Остальные три канала 13 имеют выход на разъем ХР1 9 и управляют твердотельными реле, расположенными в блоке управления питанием 5.
Для питания микросхем DA1 - DA4 на плате термодатчиков 1 расположен стабилизатор напряжения (15).
Блок управления питанием 5 состоит из трех твердотельных реле К1 - КЗ, предназначенных для коммутации цепей переменного тока ( 220 В) по сигналам с платы термодатчиков 1, блока питания 17 и панели с предохранителями 18 для защиты силовых цепей от короткого замыкания.
.ie« 3f/ii
Термостат 2 состоит из саморегулируемого греющего кабеля 3 и вентилятора 4. Вентилятор 4 обеспечивает равномерный прогрев всего объема шкафа автоматики и предотвращает чрезмерный нагрев саморегулируемого греющего кабеля 3. Благодаря применению саморегулируемого греющего кабеля 3 в сочетании с вентилятором 4 температура саморегулируемого греющего кабеля 3 не повышается выше + 80 °С, что дает возможность применять термостат 2 в условиях, когда нагрев выше + 80 °С не допустим.
Описание работы.
Устройство работает при температуре окружающей среды от - 30 °С до + 60 °С.
При подаче напряжения ( 220 В) переменного тока на вход 8 через внешний магнитный пускатель на контакте 3 «Блокировка разъема XS2 12 появляется фаза, которая заводится на yпpaвляюп: yю катушку внешнего пускателя и тем самым блокирует его отключение. При достижении температуры окружающей среды + 60 °С сигнал «Блокировка снимается, и внешний магнитный пускатель отключается, тем самым обесточивая вход 8. Повторное включение возможно только при снижении температуры окружающей среды ниже + 60 °С. При включении устройства включается вентилятор 4 (появляется фаза на контакте 2 « 220 В (Вент.) разъема XS2 12) и саморегулируемый греющий кабель (появляется фаза на контакте 4 « 220 В (Тен) разъема XS2 12). Последний при достижении температуры окружающей среды + 20 °С отключается (снимается фаза с контакта) и включается вновь при падении температуры окружающей среды ниже + 13 °С, тем самым поддерживая температуру в строго заданных пределах.
При достижении температуры окружающей среды + 3 °С появляется фаза на контактах 5 « 220 В (Бл. пит.) и 6 « 220 В (ПКЭМ). Тем самым
осуществляется включение основных систем автоматики, работающих в нлюсовом диапазоне температур.
При достижении температуры окружающей среды + 55 °С вырабатывается предупреждающий сигнал «Перегрев автоматики, который в виде «сухого контакта снимается с контактов 8 и 9 разъема ХР1 9 платы термодатчиков 1. Максимальное напряжение коммутации «сухого контакта + 60 В, максимальный ток коммзп:ации - 250 мА.
Для визуального контроля состояния цепей включения саморегулируемого греющего кабеля 3 и автоматики, а также перегрева автоматики предусмотрена возможность подключения внещних светодиодов к соответствующим контактам разъема ХР1 9 платы термодатчиков 1 и контактам разъема ХР1 10 блока управления питанием 5.
Промышленная применимость
Данное техническое рещение промышленно реализуемо, обладает улучщенными качественными характеристиками, небольщой потребляемой мощностью и приемлемыми весогабаритными характеристиками. 6
Авторы: ГХ
Живо дров С.П. Логунов М.В. Рязанов В.Г. Глухов А.Г.