SE445668B - Styrkrets och forfarande for isframstellning med ett temperaturkensligt organ vars elektriska karakteristik varierar med temperaturen - Google Patents

Description

8005534-8 bildandet av klar is. Detta steg i processen kallas "frys"-cykeln.

När kopparna har fyllts med is, övergår maskinen till avfrostningscykeln eller vad som man skulle kunna kalla "skörde"cykeln. Under denna cykel leds hetvatten och/eller het gas från kondensorenheten runt iskopparna, vilket får iskuberna att ramla ur kopparna ned i förråde- behållaren. Processen fortsätter, tills styranordningen i förrådsbehållaren indikerar, att denna är full. En mer detaljerad beskrivning av funktionen av en ismaskin av iaenna typ återfinns i US 3 791 163.

Det främsta ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad styrkrets för en ismaskin av ovan beskrivet slag som noggrant och pålitligt kan styra storleken av de iskuber, som produceras, och därigenom optimera cykeltiderna, reducera antalet cykler, som er- fordras för att fylla behållaren och sålunda minska den totala verksamma tiden för maskinen. Styrsystemet Iflliåt uppfinningen är helt automatiskt och utnyttjar en tids- krets för att kontrollera både frys- och skördecykeln.

Dessutom.styrs tidkretsen i sin tur av temperaturen hos den omgivande luften och inloppsvattnet så att frys- och skördecyklernas tidsperiod varieras därefter. På detta sätt kan likfcrmigheten hos kubernas storlek noggrant styras utan behov av den mer komplicerade och dyrare kubstorlekskontrollapparaten.

Styrenheten enligt uppfinningen omfattar i huvudsak två seriekopplade tidgivare, nämligen en för styrning av fryscykeln och en för styrning av skörde- cykeln. Varje tidgivare har en variabel tidperiod, som förändras efter värdet på resistansen hos ett eller flera temperaturvarierande motstånd, som är anordnade att 7 påverkas av temperaturen hos den omgivande luften och Vhos inloppsvattnet. På så sätt kommer, när temperaturen hos antingen den omgivande luften eller inloppsvattnet 8003534-8 förändras, oykeltiderna hos kyl- och skördecyklerna att förändras i överensstämmelse därmed. Dessutom omfattar den lämpliga utföringsformen av uppfinningen ett extra temperaturkänsligt motstånd, som styr igångsättandet av kondensorfläkten under skördecykeln så att kylgasen, som leds runt iskopparna, hålles vid en hög temperatur för att gynna avfrostningen eller att lösgöra iskuberna från kopparna.

Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen framgår av den detaljerade beskrivningen av en lämplig utföringsform med hänvisning till bifogad ritning, som visar ett kopplingsschema för en styrkrets enligt upp- finningen.

På ritningen visas en styrkrets 10 enligt upp- finningen. Styrkretsen 10 är kopplad till en högspänningskälla 12, vilken krävs för att driva de olika högspänningskom- ponenter i systemet, som utmärkte genom skuggning. Linje- spänningen minskas till 24 volt av nedtransformatorn 26.

De 24 volten på sekundärsidan av transformatorn 26 leds till en kapaoitansstyrkrets 28 för behållarnivån. Kapaci- tansstyrkretsen 28 för behållarnivån är avpassad så att den styr igångsättandet av resten av styrkretsen 10 genom att avge en signal vid sin utgång på linjerna 29, när isnivån i behållaren är lägre än en första, förutbestämd nivå.

Dessutom är kapaoitansstyrkretsen 28 för behållarnivån avsedd att avmagnetisera resten av styrkretsen 10 genom att avlägsna signalen på linjen 29, när ísnivån i behål- laren överstiger en andra, större förutbestämd nivå. Ett kapaoitansstyrsystem för behållarnivàn av detta slag beskrivas i US 3 360 951.

De utgående signalerna på linjerna 29 för kapaci- tansbehållarnivån från styrkretsen förs till en likriktar- krets 30, som omformar växelspänningen på 24 volt till en likströmssignal på 5 volt. Likströmsutsígnalen på 5 V från likriktaren 50 förs via ledningar 51 till basen i en TRIAC 54 genom en LED fotoelektrisk isolator 52.LED-isolatorer används i 8003534-8 hela styrkretsen 10 enligt uppfinningen tillsammans meå varje halvledaromkopplare (tyristorer och TRIACar) för att isolera högspänningen, som leds genom dessa don från låqspänningsdelen av kretsen. Fotoulwktrlskalodare är väl kända sedan tidigare och kommer därför ej att beskrivas närmare. TRIACen 34 är kopplad för att styra igångsättandet av kompressorn 14, pumpen 16.och omröraren eller sprut- stavmotorn 18. Eventuellt kan det vara önskvärt att in- kludera en extra, manuellt manövrerbar omkopplare (ej visad), som är kopplad i serie med endast kompressorn 14 så att, när vatten pumpas genom maskinen för rengöring, kompressorn 14 kan stängas av, så att vattnet ej fryser.

Likströmsutsignalen på 5 volt från likriktaren 30 läggs också på de utgående linjerna 33 till den stora tid- kretsen 35. Tidkretsen 35 innefattar ett par tidgivare 36 och 54. Tidgivaren 36 har sin tidgivande utsignal lagd på ledningarna 38 genom den fotoelektriska isolatorn 42 till basen på TRIACen 44, vilken styr igångsättandet av kondensorfläkten 20. Dessutom läggs tidsignalen från tid- givaren 36 på ledningarna 41 till ingången till en annan tidgivare 40. "Timed-out"- utsignalen från tidgivaren 40 leds genom en andra fotoelektrisk isolator 58 till basen på en tyristor 60, som är kopplad parallellt med kapaci- tansstyrkretsen 28 för behållarnivån.

"Timed«out"-utsignalen från tidgivaren 36 på ledningarna 48 leds till ingången på den andra tidgivaren 54 i den stora tidkretsen 35. Tídsignalen från tidgivaren leds via den fotoelektriska isolatorn 64 till basen på en TRIAC 66, som styr magnetiserandet av vatten- och gas- solenoiderna 22 resp. 24. Dessutom läggs tidsignalen från tidgivaren 54 på linjerna 56 genom den fotoelektriska isolatorn 58 till basen på tyristorn 60.

Var och en av de tre tidgivarna 36, 40 och 54, som används i den beskrivna styrkretsen 10 är astabila sekvenstidgivare och fungerar på"samma sätt. En signal 8003534-3 läggs på tidgivarens tidsutgång, medan tidgivaren går.

När tidgivaren har avgivit sin tidsignal, tas signalen vid tidutgången bort och en signal läggs på "timed-out"- utgången, vilken signal kvarstår, så länge det kvarstår en signal vid dess ingång. Tidgivarna 36 och 54 i den stora tidkretsen 55 är variabla tidgivare, under det att tidgivaren 40 är en fast tidgivare. Vid den lämpliga utföringsform, som här beskrivs, är tidgivaren 56 vald så, att den har en tidperiod som varierar upp till trettio minuter. Tidgivaren 54 är lämpligen vald så, att den har en tidperiod, som varierar upp till fem minuter. Tidgivaren 40 har en fast tidperiod på en minut.

Tidperioderna hos de inställbara tidgivarna 56 och 54 bestäms i överensstämmelse med spänningsfallet, som uppstår över kontrollterminalerna 46 resp. 72. Stor- leken på spänningsfallet är i sin tur bestämd av resi- stansvärdena hos termistorerna 50, 52 och 68. Termisto- rerna 50, 52 och 68 liksom termistorn 70 är temperatur- känsliga don med variabel resistens, vilkas inre resi- stans varierar direkt med temperaturen. Termistorerna 50 och 52 vid den lämpliga utföringsformen är termoposi- tiva (PTO)enheter, medan termistorerna 68 och 70 är termonegatíva (NTC) enheter. Termistorn 50 är anordnad i vattenlinjen för att ange vattnets inloppstemperatur.

Termistorerna 52 och 68 är placerade för att ange den omgivande luftens temperatur. Termistorn 70 är placerad på kondensorenheten för att ange kondensortemperaturen.

Termistorerna 50 och 52 är parallellkopplade och kopplade till kontrollterminalerna 46 på tidgivaren 36 så att tidperioden hos tidgivaren 56 är anpassad att variera i enlighet med variationer i vattnets inlopps~ temperatur och temperaturen hos den omgivande luften.

Eftersom termistorer 50 och 52 är PTC-enheter, kommer tidsperioden hos tidgivaren 56 att öka med ökningar i 8005534-8 temperaturen hos antingen den omgivande luften eller inloppsvattnet. Termistorn 68 är kopplad till kontroll- terminalerna 72 på tidgivaren 54, så att tidperioden hos tidgivaren 54 avpassas för att variera i enlighet med den omgivande luftens temperatur. Eftersom termistorn 68 är en NTC-enhet, kommer tidperioden hos tidgivaren 54 att minska med ökningar i den omgivande luftens temperatur.

Termistorn 70 är kopplad till basen på TRIACen 44, som styr igângsättandet av kondensorfläkten 20 och är inkopplad för att styra igångsättandet av kondensor- fläkten 20 under skördecykeln, vilket kommer att beskrivas i det följande. Potentiometrar P1-P3 ingår för att bidra med medel för att variera den totala resistansen i termistorkretsledningarna, så att omfattningen av frys- och skördecykeltiderna kan varieras för kompensation av kondensenheter av olika storlekar.

Styrkretsen 10 fungerar på följande sätt. När kapacitansstyrkretsen 28 för behållarnivån detekterar ett lågt istillstånd, bildas en utgående signal på ledningarna 29, vilken omformas till en likspänningssignal av en lik- riktare 30. Den omformade likströmssignalen från lik- riktaren 50 leds på ledningarna 51 för att magnetisera LED-isolatorerna 32 och trigga TRIACen 34, och därigenom sätta igång kompresscrn 14, pumpen 16 och omröraren 18.

Den omformade utgångslikströmssignalen från likriktaren läggs också på ledningarna 33 till ingången på den stora tidkretsen 35 för att starta tidgivaren 56, vilket påbörjar frysoykeln. När tidgivaren 36 har igångsatts, bildas en utgångssignal på ledningarna 38, vilken magnetiserar LED-isolatorn 42 och triggar TRIACen 44 att sätta igång kondensorfläkten 20. Tidgivaren 56 bildar också en ut- gående signal på ledningarna 41, vilken leds till ingången på den fixa tídgivaren 40. I den beskrivna lämpliga ut- föringsformen är tidgivarenf4G en enminutstidgivare, så att en minut in i fryscykeln bildas en utgående signal 8003554-3 av tidgivaren 40, vilken signal magnetiserar LED-isola- torn 58 och triggaætyristorn 60. Med tyristorn på- kopplad blir styrkretsen för kapacitansnivån effektivt förbikopplad, så att styrkretsen ej kan avmagnetiseras mitt i fryscykeln även om behâllarnivåstyrkretsen 28 öppnas. Skulle behållarnivästyrkretsen 28 öppna, innan en minut av fryseykeln har förlöpt, kommer styrkretsen att stänga av.

Styrkretsen 10 kommer att förbli i frysoykeln, tills tidgivaren 36 har löpt ut. Såsom har förklarats ovan beror tidperioden hos tidgiveren 36 på resistans- värdena på termistorerna 50 och 52, vilka i sin tur varierar i överensstämmelse med förändringar i tempera- turerna hos den omgivande luften respektive inloppsvattnet.

Vid den lämpliga utföringsformen har följande samband valts mellan den genomsnittliga frystiden och temperaturen: omgivande 58°C vatten 58% omgivande 22°C vatten 1006 18,5 minuters frystid minuters frystid omgivande 10°C vatten 5oC 17,5 minuters frystid Sålunda varierar fryscykeltiden direkt med förändringar hos temperaturen hos den omgivande luften och inloppsvattnet, vilket naturligtvis direkt påverkar tillväxthastigheten hos de iskuber, som tillverkas.

När tidgivaren 56 har löpt ut, är fryscykeln avslutad och en utgångssignal läggs på ledningarna 48 till ingången på tidgivaren 54, vilket startar tidgivaren 54 och påbörjar skördeoykeln. När tidgivaren 54 går, bildas 'en utgångssignal på ledningarna 62, vilken magnetiserar LED-isolatorn 64 och triggar TRIACen 66. Detta magnetiserar i sin tur vatten- och gassolenoiderna 22 och 24, vilka öppnar för att låta varm gas och vatten från kondensoren- heten strömma runt i kopparna, så att iskuberna bringas 8D03534~8 att ramla ur kopparna. En utgående signal bildas också av tidgivaren 54 under skördeoykeln på ledningarna 56, vilket magnetíserar LED-isolatorn 58 för att behålla tyristorn 60 påslagen. På detta sätt hindras styrkretsen från att bortkopplas av kapetitansstyrkrstfiefl 28 för behållarnívån, tills cykeln har slutförts. Detta till- försäkrar,.att iskuber av full storlek produceras hela tiden. , Styrkretsen 10 förblir i skördecykeln, tills tidgivaren 54 har löpt ut. Som tidigare påpekats beror tidperioden hos tidgivaren 54 på resistensvärdet hos termistorn 68, som i sin tur varierar i överensstämmelse med förändringar i temperaturen hos den omgivande luften.

I den lämpliga utföringsformen har följande förhållanden valts mellan skördetid och omgivande temperatur: omgivning 5800 1,75 minuters skördetid omgivning 22°C 3,60 minuters skördetid omgivning 10°C 3,5 minuters skördetid Sålunda varierar skördecykeltiden omvänt mot förändringar i den omgivande luftens temperatur, vilket direkt påverkar avfrostningstiden, som erfordras för att frigöra kuberna från iskopparna.

Dessutom noteras att efter avslutandet av frys- cykeln och igångsättandet av skördecykeln kommer LED-iso- latorn 42 att avmagnetiseras av tidgivaren 36 och därigenom slå ifrån TRIACen 44. Detta i sin tur avmagnetiserar kondensorfläkten 20 så att, under skördecykeln fläkten 20 endast är tillslagen periodiskt i enlighet med kondensor- temperaturen, som styr värdet på resistansen hos termis- torn 70. Termistorn 70 fungerar som en högtrycksstyrning genom att trigga TRIACen 44, närhelst temperaturen hos kondensorn, som är kopplad direkt till tryck, överstiger en förutbestämd nivå. På detta sätt kvarhålls kylgasen vid höga temperaturnivåer under skördecykeln för att under~ lätta avfrostandet eller frigörandet av iskuherna från kopparna. 8Û05534-8 o När tidgivaren 54 har löpt ut och avslutat skördeoykeln, avlägsnas signalen på ledningarna 56, vilken magnetiserar LED-isolatorn 58, och därigenom slås tyristorn 60 av. Vid denna tidpunkt kommer därför, om isnivån i behållaren nu är över full nivå, kapaci- tansstyrkretsen 28 för behållarnivån att avbryta bil- dandet av utgångssignalen till likriktaren 50 på led- ningen 29 och koppla bort hela styrkretsen 10. Är ienivån i behållaren fortfarande under kapaciteten, kummer styrkretsen 10 att på redan beskrivet sätt ga igenom ytterligare cykler, tills behållaren är fylld. Även omuden ovan beskrivna utföringsformen utgör den lämpligaste utföringsformen av uppfinningen, är uppfinningen möjlig att modifiera, förändra och variera inom ramen för efterfäljande krav. . ßfl-...uøà-.fl

Claims (17)

81105534-8 10 P a t e n t k r a v

1. Styrkrets för en maskin, som har en form För is För att ta emot vatten, som skall frysas däri, att frys- system, vilken styrkrets (10) styr fryssystemets funktion, så att det bringar vattnet att frysa i Formarna under frys- cykeln och åstadkommer frigörande av is från formerna under skördecykeln, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att styr- kretsen (10) omfattar ett första temperaturkänsligt organ, som har en elektrisk karakteristik, vilken varierar med temperaturen, och som är så placerat, att det anger om- givningens temperatur, och ett tidgivande kratsorgan (35), som är känsligt För det Första temperaturkänsliga organst, för att styra tidsperioden hos Fryscykeln genom att variera tidsperioden i enlighet med variationer i den elektriska karaktaristikan hos det Första temperaturkänsliga organet.

2. Styrkrats enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att tidskretssn (35) dessutom är anordnad att styra tidsperiodern av skürdecykeln genom att variera tids- perioden i överensstämmelse med variationer i den elektriska karakteristikan hos det första temperatorkänsliga organat (52, sa).

3. Styrkrets enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att tidskretsen omfattar en Första variabel tid- givare (36) För att styra tidsperioden hos nämnda Fryscykel och en andra variabel tidgivare (54) för att styra tids- perioden hos skördecykeln.

4. Styrkrets enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a V, att Fryssystemet omfattar en kondensorenhet ooh en kondensorfläkt (20), och att styrkretsen (10) vidare om- fattar ett temperaturkänsligt organ (70), som har en elektrisk karakteristik, vilken varierar i överensstämmelse med temperaturen, och som är så placerat, att det anger kondensorns temperatur, och Första krotsomkopplarorgan (44) För att styra igângsättandet av Fläkten (20) under skörde- cykeln i enlighet med variationer i den elektriska karak- teristikan hos detta temperaturkänsliga organ (70). 11 8003534-8

5. Styrkrets enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den första variabla tidgivaren (36) är an- ordnad att starta den andra variabla tidgivaren (54), efter det att den Första variabla tidgivaren har löpt ut.

6. Styrkrets enligt kravet 5, k ä n n e t e o k n a d d ä r a v, att det Första temperaturkänsliga organet om- fattar ett första (52) och ett andra (68) temperaturkäns- ligt motstånd, vilka motstånd är anordnade att variera sina resistansvärden i motsvarighet till förändringar i tempera- turen hos den omgivande luften.

7. Styrkrets enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v ett andra temperaturkänsligt organ, vilket har en elektrisk karaktäristik, som varierar med inloppsvattnets temperatur, och i vilket det tidgivande kretsorganet (35) är känsligt för det Första och det andra temperaturkänsliga organet för att styra tidsperioden hos fryscykeln.

8. Styrkrets enligt kravet 7, k ä n n e t e o k n a d d ä r a v, att det andra temperaturkänsliga organet omfattar ett tredje temperaturkänsligt motstånd (50), som är anordnat att förändra sin resistans i enlighet med förändringar i temperaturen hos inloppsvattnet.

9. Styrkrets enligt kravet 8, k ä n n e t e o k n a d d a r a v, att dat första (52) ddh dat tradja (so) tempera- turkänsliga motståndet är parallellkopplade och anslutna till den första variabla tidgivaren (36) för att variera tidsperioden hos tidgivaren i enlighet med Förändringar i resistansvärdet hos det första (52) och det tredje (50) motståndet.

10. Styrkrets enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a V, att det andra temperaturkänsliga motståndet (68) är kopplat till den andra variabla tidsigvaren (54) för att variera tidsperioden hos tidgivaren (54) i enlighet medfürändringar i resistansvärdst hos det andra motståndet (se). 8003534-8 '2

11. Styrkrets enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den vidare omfattar en lagerbehâllare och kontrollorgan för behållarnivån, för att koppla in tids- kretsorganen, när isnivån i förrådsbehållaren understiger - ett första, förutbestämt värde och för att koppla bort tidskretsen, när isnivån i förrådsbehållaren överstiger ett andra, större förutbestämt värde.

12. Styrkrets enligt kravet 11, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att den vidare omfattar kretsorgan, som är påverkbara av tidskretsorganen för att hindra behållar- nivåkontrollorganen att stänga av tidskretsorganen under loppet av fryscykeln och skördecykeln.

13. Styrkrets enligt kravet 12, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v,att kretsorganen omfattar en fast tid- givare (40), som är anordnad att försena funktionen hos kretsorganen en förutbestämd period efter påbörjandet av frysoykeln.

14. Förfarande för framställning av is i ismaskin, vilken ismaskin styrs av en styrkrets enligt något av före- gående krav och vilken ismaskin omfattar en isform för att ta emot vatten, som skall frysas däri och en styr- krets (10) för styrning av funktionen av kylsystemet så att vattnet fryser i formarna under fryscykeln och isen frigöres från formarna under en skördecykel, vilket för- farande kännetecknas av att den omgivande luftens temperatur mätes, tidsperioden hos fryscykeln styres i överensstämmelse med variationer i den omgivande luftens temperatur.

15. Förfarande enligt kravet 14, k ä n n e t e c k- n a t d ä r a v, att skördecykelns tidsperiod styres i överensstämmelse med variationer i den omgivande luftens temperatur. I.) n '8003534-8

16. Förfarande enligt kravet 14, k ä n n e- t e c k n a t d ä r a v, att temperaturen hos konden- sorn mätas och igångsättandet av fläkten (20) styras i överensstämmelse med temperaturen hnß kondensorn under skördecykeln. 7

17. Förfarande enligt kravet 14, k ä n n 9- t e c k n a t d ä r a v, att inloppsvahtnets temperatur mätas uch hidsperioden hos fryscykeln styras i överens- stämmelsm med variationer i den omgivande luftens tem- pæratur och inloppsvattnets temperatur.