Енциклопедія технологій і методик - елементи для регулювання і контролю температури в пральних

Елементи для регулювання і контролю температури в пральних машинах

Для установки і контролю температури води при пранні або повітря при сушінні застосовуються термостати різних конструкцій. Термостати можуть бути регульованими, нерегульованими (т.зв. «кліксони») і захисного типу.

На рис. 1 представлені деякі типи нерегульованих термостатів, а на рис. 2 такі ж термостати, але в малогабаритному виконанні.

Мал. 1. Звичайні біметалічні нерегульовані термостати.

Мал. 2. Малогабаритні нерегульовані термостати і термопредохранитель.

На рис. 3 показано внутрішній устрій нерегульованого термостата.

Мал. 3. Принцип дії біметалічного термостата.

Основу його складає биметаллическая мембрана сферіческойформи.

Термостати з мембраною встановлюються в бак СМА таким чином, щоб його металевий корпус з мембраною мав безпосередній контакт із середовищем всередині бака. Для цього в баках зроблені відповідні круглі наскрізні отвори.

Малогабаритні термостати зазвичай встановлюються на зовнішніх сторонах металевих баків або камер сушіння. Внутрішній устрій малогабаритних термостатів точно таке ж.

Принцип дії нерегульованих термостатів простий: при нагріванні до певної температури (тієї, на яку розрахований термостат), биметаллическая мембрана практично миттєво вигинається у зворотний бік. При цьому вона переміщує також і керамічний плунжер (керамічний стрижень діаметром 1,5-2,5 мм), який в свою чергу розмикає виконавчі контакти. За охолодженні мембрана приймає первісну форму, і виконавчі контакти знову замикаються.

За початковим станом контактів термостати бувають нормально закритими типу NC т. Е. В холодному стані контакти такого термостата - замкнуті між собою або нормально відкритими типу NO (NA) (контакти з самого початку не замкнуті).

На корпусах термостатів або на їх металевих кришках зазвичай є маркування з позначенням стану контактів і значенням температури спрацьовування. Наприклад: 130 NC - нормально закритий (контакти замкнуті) термостат з температурою включення 130 ° С, або 30 NO (NA) - нормально відкритий (контакти незамкнені), температура спрацьовування 30 ° С. Позначення NO або NA залежать від країни-виробника даного вироби.

На термостатах привізних СМА може також бути присутнім маркування з позначенням температури за шкалою Фаренгейта. Наприклад, на рис. 4 показаний подібний термостат.

Мал. 4. Приклад позначення температур спрацьовування.

Його маркування позначає температуру включення і скидання.

За функціональним призначенням термостати бувають регульованими і захисними. Захисні термостати мають в основі біметалічну мембрану. На відміну від регульованих термостатів мембрана в захисному після охолодження не повертається початкове положення. Для повторного включення після охолодження в корпусі термостата зроблена спеціальна кнопка, яка при натисканні повертає мембрану в початкове положення.

На рис. 5 показанинекоторие моделі захисних термостатів.

За конструкцією термостати бувають парними і суміщеними. В обох є по дві мембрани, налаштованих на різні температури. Кожна з мембран пов'язана з виконавчими контактами через свій керамічний плунжер. Ось, наприклад, на рис. 6 показаний термостат суміщеного типу: в одному корпусі розміщені регульований і захисний термостат з кнопкою повернення.

Мал. 6. Пристрій здвоєного термостата.

Ясно, що одна з мембран має в центрі отвір через яке проходить відповідний плунжер. Суміщеними можуть бути і NO- і NC-термостати, все залежить від конструктивних особливостей СМА. Нерегульовані термостати в схемах СМА як правило з'єднані послідовно з Теном і захисним термостатом.

Поряд з біметалічними термостатами широко застосовуються газонаповнені термостати. Вони також бувають регульованими і нерегульованими. Останні налаштовані на заводі-виробнику і мають фіксовані значення температур спрацьовування.

Розглянемо, як влаштовані газонаповненими термостати. На рис. 7 представлено кілька типів регульованих термостатів.

Мал. 7. Типи регульованих термостатів.

Подібні термостати служать для установки і підтримки температури води або миючого розчину в баку СМА. Принцип роботи таких термостатів показаний на рис. 8.

Мал. 8. Принцип дії регульованого газонаповненого термостата.

Основу термостатів становить так званий гідравлічний контур, який показаний на рис. 9.

Мал. 9. З'єднувальний капіляр з камерою нагріву і сильфоном. Гідравлічний контур.

Він складається з сильфона і камери нагріву - балона. Сильфон і балон з'єднані довгою тонкою трубочкою - капилляром, «одягненим» в захисну оболонку (кембрік) з хлорвінілу. Сильфон знаходиться в корпусі термостата, а балон встановлений на баку СМА в спеціальному наскрізному отворі через гумову прокладку.

Як діють подібні термостати? Усередині гідравлічного контуру знаходиться фреон (певна марка). При нагріванні балона газ розширюється і сильфон перемикає виконавчі контакти. Подібні термостати можуть бути як двоконтактними, так і трьохконтактного.

Повернемося до нашого термостата докладніше. Як уже згадувалося, сильфон з виконавчими контактами знаходиться в окремому корпусі, який встановлюється на панелі управління. Ручка установки температури нагріву має відповідні позначення: від значка *, що позначає вимкненому стані, до цифри 90-95 ° С - це максимальна температура, яка може бути задана. Також на ручці або на шкалі панелі може бути присутнім і значення початкової температури (мінімуму), як правило, це 30 ° С. Це мінімально можлива із заданого діапазону температур.

Ручка установки температури надіта на вісь регулювання. Ця вісь має кілька ниток дрібної різьблення, завдяки якій вісь при обертанні трохи зсувається вгору або вниз. Нижнім торцем вісь пов'язана безпосередньо з сильфоном, який в свою чергу пов'язаний з контактною системою і з регулювальним гвинтом, яким на заводі здійснюють точну настройку термостата.

У положенні, коли задана будь-яка температура нагріву, контакти С і 1 замкнуті. Після досягнення заданої температури сильфон розширюється і замикаються контакти С і 2 - так працює трьохконтактний термостат.

Подібні термостати також бувають і з фіксованими настройками на кілька значень температур. Такі термостати називаються багатопозиційними, і у них відсутня ручка управління.

На рис. 10 показаний один з таких термостатів.

Мал. 10. Трьохпозиційний нерегульований термостат.

Основу його також становить гідравлічний контур з балона циліндричної витягнутої форми, капіляра в захисній оболонці і сильфона, який поміщений в корпус з контактною системою. Регулювальні гвинти законтрите фарбою.

Перевірку термостатів можна зробити, акуратно нагріваючи їх кришку, під якою знаходиться біметалічна мембрана, або нагріваючи балон. Найкраще при перевірці використовувати теплу або гарячу воду.

Стан контактів термостата контролюється омметром або звуковий «прозвонкой». Основний дефект газонаповнених термостатів - це пошкодження капіляра: він може бути обламаний або перетерті в будь-якому місці. Позначення термостатів в деяких електросхемах СМА показані на рис. 11.

Мал. 11. Приклади позначень термостатів на електросхемах.

А тепер нагадаємо, як відбуваються вимірювання і контроль температури води в СМА з електронними модулями управління. Ці модулі (або блоки) бувають двох типів: в першому типі ще присутній електромеханічний термостат з усіма своїми функціями: підключення Тена, перемикання напрямку ведучого мотора, включення зливного насоса-помпи і т.д.

У другому типі модулів управління всіма силовими елементами - мотором, Теном, насосом, клапанами - здійснюється за допомогою електронних ключів на основі потужних польових транзисторів в рідкісних моделях СМА або, частіше, сімісторов.

В обох типах модулів чутливими елементами для контролю температури служить так звані NTC-термістори.

Зовнішній вигляд деяких показаний на рис. 12.

А на рис. 13 показано пристрій термісторів.

Як видно, в корпусі з металу або термостійкої пластмаси знаходиться термоопір (терморезистор) з негативним коефіцієнтом опору (Negative Temperature Controlо1). При збільшенні температури терморезистор зменшує свій опір в десятки разів.

Термістори зазвичай встановлюють в спеціальні отвори в баку СМА так, щоб днище корпусу термистора, до якого приклеєно термоопір, мало безпосередній контакт із середовищем всередині бака СМА.

Досить часто термистор циліндричної форми встановлюють прямо в підставі Тена, наприклад, як на рис. 14.

Мал. 14. Термістор вбудований в основу нагрівального елементу.

В цьому випадку в ущільнюючої гумі і в скобах виконані додаткові отвори для термистора.

Принцип вимірювання (контролю температури) - по суті: вимірювання опору методом порівняння вимірюваної величини з зразковою мірою - широко відомий під ім'ям мостової схеми Уитстона, або моста Уитстона.

У нашому випадку ми маємо справу з одинарним мостом. Схема його показана на рис. 15.

Мал. 15. Принцип роботи вимірювальної схеми на основі моста Уитстона.

Для зручності розуміння схема представлена ​​у вигляді квадрата з чотирьох резисторів. У цього квадрата дві діагоналі: АВ і CD. До точкам А і В прикладається різниця потенціалів (напруга джерела живлення), а між точками С і D різниця потенціалів вимірюється (т. Е. З цих точок знімається напруга, що управляє для подальших каскадів вимірювальної схеми в електронному модулі).

Припустимо, міст знаходиться в стані балансу: R1 = R3. а R2 = R4. т. е. між точками С і D різниця потенціалів дорівнює нулю. Якщо змінити величину хоча б одного з опорів, наприклад R2. то між точками С і D виникне різниця потенціалів, яка буде тим більше, чим більше зміниться опір R2.

На місці R2 У нас встановлено термистор, а для балансування моста будемо використовувати резистор R4. Саме він буде служити для завдання значення температури, до якої повинна буде нагрітися вода в баку СМА.

У реальних електросхемах СМА цей резистор може бути змінним - в цьому випадку забезпечується плавне регулювання, або може бути встановлений регулятор ступеневої типу - на кілька фіксованих значень температури. Такі регулятори можуть складатися з набору окремих резисторів або набору резисторів у вигляді інтегральної матриці.

Зовнішній вигляд деяких регуляторів показаний на рис. 16.

Мал. 16. Типи регуляторів температури.

У статті «Програматори» ми згадували електромагніт - Термостоп. Саме з діагоналі CD знімається сигнал для управління цим електромагнітом. Сигнал подається спочатку на каскади посилення, а потім на симистор, через який і подається напруга живлення на обмотку електромагніту. Після досягнення балансу мостової схеми, т. Е. Після досягнення встановленої температури, напруга живлення знімається (симистор закривається) і програма прання триватиме.

Для кожної конкретної електронних схем СМА застосовується термістор певного номіналу. Пізніше ми відзначимо це на деяких прикладах електросхем СМА.

На закінчення цієї глави наведемо фрагмент електронних схем СМА. В основі цієї схеми всі той же міст Уитстона. Він включений на вході підсилювача постійного входу (операційний підсилювач) - назвемо його «блок порівняння параметрів». Зміна величини опору термістора порівнюється із заданим значенням (значення температури задається ступінчастим регулятором). На виході блоку включено реле, яке відключає навантаження (ТЕН) при збігу величин опорів на вході блоку. Точно так же замість реле на вході блоку може бути включений і керуючий симистор, через який буде подаватися напруга живлення на ТЕН.

На закінчення розділу наведемо номінали термісторів, що застосовуються в різних СМА.

6.0 кОм при 20 ° С;
0,64 кОм при 80 ° С.

17,3к0м при 30 ° С;
2,3 кОм при 85 ° С.

27,0 кОм при 22 ° С.

24,0 кОм при 22 ° С;
12,0 кОм при 22 ° С в залежності від моделі.