Будова і принцип дії побутових електронагрівальних приладів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Побутові прилади

Електронагрівальні прилади одержали широке поширення. Приклади виконання деяких з них показані на рис. 1-4 з єдиною метою пояснити схеми їхнього включення. Розповсюджені побутові електроприлади з ескізами, технічними характеристиками, позначеннями й розшифровкою знаків, нанесених на прилади.

Рис 1. Праска (а), плитки з відкритою (б) і закритою (в) спіралями. Схема нагрівального приладу із двома ступенями нагрівання (г) і трубчастих нагрівальних елементів

У всіх побутових електронагрівальних приладах нагрівається спіраль із жаростійкого дроту або плоскої стрічки (звичайно з ніхрому), коли по ній проходить струм.

У прасці (рис. 1, а) дротова спіраль 7 укладена в порцелянові намиста й покладена в пази 6 підошви праски. Кінці спирали приєднані до штирків 1, на які надягають гнізда приладової розетки 5 знімного шнура 3. В іншій конструкції стрічка 8 навита на пластину 9 з міканіту (склеєні шматочки слюди). Такий нагрівальний елемент містять між двома електроізолюючими пластинами й кладуть на підошву праски. У сучасних конструкціях прасок трубчастий нагрівач незмінюваний - він покладений у підошву праски. У цей час прості праски (рис. 1, а) застосовують рідко. Звичайно праски постачають терморегуляторами, а іноді й увлажнителями.

У плитці на рис. 1, б спіраль 10 покладена в пази керамічної підстави 11. Плитки з відкритими спіралями ще перебувають в експлуатації, але вони далеко не досконалі. До відкритої спіралі легко доторкнутися, а це небезпечно, тому що спіраль перебуває під напругою. Крім того, спіраль легко облити, наприклад киплячим молоком, що значно скорочує строк її служби.

У сучасних плитках одного з виконань (рис. 1, в) спіраль 15 звичайно перебуває в герметично закритій коробці 14, що заповнена матеріалом, що електрично ізолює спіраль від металевого корпуса коробки й сприяє гарній теплопровідності. Приблизно так само влаштовані конфорки багатьох електричних плит. Поширено нагрівальні прилади з декількома ступенями нагрівання. Схема плитки із трьома ступенями нагрівання показана на рис. 1, г. У неї є дві спіралі (або ж одна двосекційна спіраль), які за допомогою перемикача 18 можна або відключити, або включити трьома способами: обидві спіралі включаються послідовно - їхні опори складаються (R+R), струм зменшується вдвічі, а потужність - учетверо; включається одна спіраль (R); включаються дві спіралі, з'єднані паралельно (R/2), і дають подвійну потужність. У плитці на рис. 1, м застосовані трубчасті нагрівальні елементи (ТЕН) 16 й 17. У плитках із трубчастими нагрівальними елементами є сигнальна лампочка 19, що горить, коли плитка включена.

Плитки зі східчастим регулюванням температури за допомогою перемикача витісняються плитками з безступінчастим регулюванням температури. При включенні такої плитки спочатку ручку регулятора повертають до упору, що відповідає найбільшій температурі (потужності). Після закипання їжі ручку переводять у проміжне положення, при якому температура буде автоматично підтримуватися з невеликими коливаннями на певному рівні, причому чим далі від максимальної вставки встановлена ручка, тим температура нижче.

На рис. 2, а показаний електрочайник з герметично схованим нагрівальним елементом 2, виводи від якого на штирки 1 для приєднання шнура ізольовані намистом 3. Чайник має теплоізолючі ніжки 4. Усередині чайника на рис. 2, б є ТЕН 5. У ряді конструкцій електрочайників й електросамоварів є термоограничителі, а також пристрою, що відключають електросамовар при википан води.

Рис 2. Прилади для кип'ятіння води - електрочайники (а й б), заглибний кип'ятильник (в)

Кип'ятильник (рис. 2, в) виконаний із трубчастого нагрівача 7. Включати його можна тільки тоді, коли він повністю занурений у воду, інакше він перегріється й згорить. На рукоятці 6 зроблена напис, наприклад «1000 Вт 220 В, без води не включати» і т.п.

Рис. 3. Опалювальні прилади

В електричному каміні (рефлекторі) спіраль 3 (рис. 3, а) розміщена на порожньому керамічному конусі 4, що закінчується цоколем 2, що угвинчений у патрон 1.

В електричному каміні (рис. 3, б) спіралі 5 й 6 потужністю 400 й 600 Вт відповідно укладені в напівпрозорі кварцові трубки, які збільшують частку випромінювання у звичайному тепловому потоці. Спирали мають роздільні вимикачі (на малюнку не видні). Корпус 7 можна повертати навколо його осі 8.

На рис. 3, у показаний електричний камін, у якому спеціальний пристрій імітує ефект палаючого полум'я. На рис. 3, м видні два нагрівачі 9, клавішні вимикачі 12, лампа 10, що створює підсвіт, і обмотки низькооборотного електродвигуна 11, що приводить у рух фасонні лопати. Світло лампи, проходячи через щілини, утворені при обертанні лопат, створює на декоративній панелі (на ній зображені дрова, вугілля) ефект мерехтіння тліючого вогню, а на вертикальній стінці - мов, що бігають, полум'я.

Потужність нагрівача можна регулювати, включивши або один, або два нагрівачі. Імітуючий пристрій (лампа й електродвигун) включаються або окремо, або разом з першим нагрівачем.

Варто тут же попередити про те, що у квартирах, де напруга 127 В, користуватися електрокаминами не можна, тому що їхня потужність занадто велика.

З рис. 1-3 ясно видно, що всі електронагрівальні прилади незалежно від їхньої конструкції включаються в мережу за допомогою штепсельних розеток і качан. Але в одних конструкціях шнур 3 знімний (див. рис. 1, а). З одного кінця в нього качана 2, а з іншого - гнізда в корпусі 5 з ізолюючого матеріалу (іноді гнізда мають роздільні корпуси). Гнізда надіваються на штирки 1 (рис. 1, а й 2, а), до яких приєднуються кінці нагрівальної спіралі (стрічки). В інших конструкціях, наприклад на мал. 1, 2, шнур 13 приєднаний наглухо.

Зверніть увагу на те, що в уведення в плитку (рис. 1, б) на шнур 13 надіта пластмасова або гумова трубка 12, а на уведенні в приладову розетку 5 (рис. 1, а) надіта дротова пружина 4. Як трубка, так і пружина (застосовується й те, і інше) охороняють шнур від сильних перегинів, запобігаючи обламуванню провідників. Однак дротові пружини є тільки в застарілих конструкціях, тому що дріт сама по собі є провідником електричного струму й, отже, при порушенні ізоляції проведення дотик до дротової пружини небезпечно.

Кухонна стаціонарна електрична плита показана на рис. 4. Кожна конфорка й духова шафа мають кілька щаблів нагрівання (звичайно шість), що досягається перемиканням секцій нагрівального елемента в шести сполученнях.

Рис. 8. Стаціонарна кухонна плита

а - загальний вид (ескіз); б - схема включення в мережу однофазного струму; 1- конфорка; 2 - перемикач для регулювання ступеня нагрівання; три перемикачі для трьох конфорок, четвертий - для жарочної шафи; 3 - сигнальні лампи. Одна з них горить, якщо включено хоча б одна з конфорок; інша горить, коли включений жарочна шафа; 4 - жарочна шафа із заскленим вікном, усередині шафи освітлювальна лампа; 5 - висувний ящик: для сушіння посуду; 6 - штепсельна вилка із заземлюючим контактом; 7 - щиток із затискачами, розташований на задній стінці плити й закритий кришкою

Зверніть увагу на наступне:

1. Корпус стаціонарної електричної кухонної плити повинен бути обов'язково занулений або заземлений.

Розходження між зануленням і заземленням й умови, при яких застосовується кожне з них, розглянуті в цьому ж параграфі нижче. Тому для приєднання плит випускаються спеціальні штепсельні рознімання із захисним (заземлюючим, зануляючим) контактом. Принцип пристрою таких рознімань ілюструє рис. 5.

Не можна одночасно включати всі конфорки й жарочна шафа, тому що це викличе перевантаження мережі й приведе до відключення автомата.

Розміри (і потужності) конфорок різні. Потрібно користуватися тією з них, діаметр якої приблизно дорівнює діаметру каструлі, сковорідки, чайника,

Треба оберігати конфорки від вологи.

5. Електрична плита, на відміну від газової, дуже інерційна. Це значить, що навіть після відключення конфорки остигають повільно. Тому при готуванні злиденні потрібно через якийсь час перемкнути конфорку на більше низький щабель нагрівання, що позбавить їжу від підгоряння, бурхливого кипіння й, крім того, заощадить електроенергію.

2. Під'єднання побутових приладів до мережі

Приєднання побутових приладів до мережі виконується за допомогою штепсельних розеток і качан по одній із двох схем, показаних на мал. 5.

Схема на рис. 5, а - двопровідна - застосовується в тих випадках, якщо конструкцією приладу не передбачається заземлення (занулення) його корпуса. Такі, наприклад, прилади, які показані на рис. 5-7. Ними користуються в сухих опалювальних приміщеннях без підвищеної небезпеки.

Схема на рис. 5, б - трьохпровідна. У ній провода від пластин 1 і 2 вилки 3 є робочими, тобто вони приєднують прилад до мережі. Пластина 4 - захисна (заземлююча або зануляюча): провід, від її приєднаний до корпуса приладу 5. Схема на рис. 5, б застосовується тільки в тих випадках, коли заземлення (занулення) передбачено конструкцією приладу. Приклад побутового приладу, що вимагає заземлення (занулення) корпуса, розглянутий вище (рис. 4),- це стаціонарна кухонна плита.

Зверніть увагу на вилку (рис. 5, б). Це - спеціальна вилка. Захисна (заземлююча, зануляюча) пластина 4 у неї довше й пластини розташовані так, що вилку в розетку можна включити одним-єдинним способом.

Рис. 5. Приєднання до мережі побутових електроприладів:

а - прилад, конструкція якого не передбачає заземлення (занулення) корпуса, приєднується двома проводами; б - прилад, конструкція якого вимагає заземлення (занулення) корпуса, приєднується трьома проводами, один із яких є заземлюючим (зануляючим); в - спеціальна вилка влаштована так, що при її включенні спершу приєднується заземлюючий (зануляючий) провід, а потім робочі провода. При відключенні вилки спершу від'єднуються робочі провода, потім заземлюючий (зануляючий) провід

Попередження. Заземлення (занулення) металевих неструмоведучих корпусів приладів є однієї, але далеко не єдиною мірою, що підвищує безпека. Однак безпека при заземленні (зануленні) корпуса підвищується тільки в тому випадку, якщо воно виконано правильно. При неправильно виконаному заземленні (зануленні) воно із захисної міри може перетворитися в джерело поразки електричним струмом. Тому категорично забороняється:

Прилаштовувати самим заземлюючий (зануляючий) провід, якщо він не передбачений конструкцією приладу.

Ліквідувати наявний у приладі заземлюючий (зануляючий) провід.

Перез'єднувати заземлюючий (зануляючий) провід з однієї пластини (штифта) вилки на іншу (інший).

Перез'єднувати (міняти місцями) провода, що підходять до штепсельної розетки.

Поєднувати один з робочих проводів із заземлюючим (зануляючий).

3. Автоматичне регулювання температури праски

Кожна господарка добре знає, що тонкі тканини не можна гладити дуже гарячими прасками, але чим тканина товще, тим праска повинен бути гаряче. Тому в цей час широко застосовуються електричні праски з автоматичним регулюванням температури на заданому рівні.

Не вдаючись у деталі конструктивного виконання прасок і регуляторів (їх безліч), скористаємося рис. 6, а, що пояснює принцип дії регулятора температури, підкреслює, що повинне бути ізольоване, і показує, як звичайно включається лампочка, убудована, наприклад, у ручку праски для сигналізації про роботу терморегулятора.

Терморегулятор складається із пружних контактних пластин 4 й 5 (у силу своєї пружності пластина 4 давить нагору, а пластина 5 - униз) і біметалічної пластини 3, пригвинченої до підошви 1 праски. Через отвір у пластині 5 проходить стрижень 8, нижній кінець якого впирається в пластину 4.

Якщо повернути лімб 7 регулятора по годинній стрілці, то стрижень 8, угвинчуючись у нерухому гайку 9 (яка укріплена на скобі 10), надавить на пластину 4. Лівий кінець її опуститься, а слідом за ним опуститься лівий кінець пластини 5. Контакт при цьому залишиться замкнутим, але зменшиться зазор між штифтом 6 (зробленим з ізолюючого матеріалу й укріпленим на біметалічній пластині) і лівим кінцем контактної пластини 5. Якщо ж обертати лімб 7 проти вартовий стрілки, то стрижень 8 буде вигвинчуватися й лівий кінець пластини 4 буде підніматися, піднімаючи й пластину 5. У результаті між її лівим кінцем і штифтом 6 зазор збільшиться.

Для завдання потрібної температури повертають лімб регулятора 7 у таке положення, щоб стрілка вказувала назву відповідної тканини (віскоза, шовк, вовна, льон і т.п.). Граничні положення лімба обмежуються упором (на мал. 6 не показаний).

Рис. 6. Автоматичне регулювання температури праски

На рис. 6, б зображене положення регулятора, що відповідає самою низкою, а на рис. 6, а -- найвищій температурі. Порівнюючи ці малюнки, бачимо, що в першому випадку зазор д₁ малий, у другому -- зазор д₂ великий. Виходить, у першому випадку контакт розмикається раніше (при більше низькій температурі), а в другому - пізніше, тому праску сильніше нагрівається.

Деякі електропраски з терморегуляторами мають сигнальну лампочку. Вона загоряється коли спіраль включена, і гасне при відключеній спіралі. По лампочці судять про роботу терморегулятора. Чим нижче задана температура, тим лампочка загоряється рідше. Лампочка 11 (рис. 6, а) приєднана паралельно резистору 12, що відіграє роль шунта. Його опір приблизно 0,6 Ом. Тому при струмі, що проходить через праску, рівному приблизно 4,5 А, спадання напруги на опорі шунта й, отже, і на лампочці становить близько 2,7 В, що й потрібно.

Види прасок

Праска УТА-1000-1,2 (а) з терморегулятором і сигнальною лампочкою; напруга 220 В, потужність 1000 Вт, інтервал температур підошви праски 60-220 єС, час розігріву до максимальної температури 4 хв, маса 1,2 кг.

Праски: УТА-1000-1,2 (а), УГАП-400-0,8 (б), УВСМ-100-0,4 «Маля» (в)

Праска УТП-1000-2 з терморегулятором, сигнальною лампочкою й увлажнителем; напруга 220 В, потужність 1000 Вт, інтервал робочих температур 60-225 °С, час розігріву до 200°С 4 хв, ємність бачка 200 см³, маса 2 кг.

Праска УТАМ-400-0,8 (б) легкий, малогабаритний, компактний зі знімною ручкою й терморегулятором у пластмасовому футлярі; напруга 220 В, потужність 400 Вт, маса 0,8 кг.

Праска УВСМ-100-0,4 «Маля» (в) призначений для розгладження швів і мереживної обробки на блузках і комірцях і глаження верхнього одягу; напруга 220 В, потужність 100 Вт, маса 0,4 кг.

Список літератури

побутовий електронагрівальний автоматичний мережа

1. Айзенберг Ю.Б. Световые приборы. Учебник для электромеханических техникумов. -- М.: Энергия, 1980. -- 484 с.

2. Вайнштейи Л.И. Меры безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. -- М.: Энергия, 1977.-- 176 с.

3. Бытовые нагревательные приборы. А.С. Варшавский, Л.В. Волкова, В.А. Костылев и др. -- М.: Энергоиздат, 1981.-- 328 с.

4. Долин П.А. Действие электрического тока на человека и первая помощь пострадавшему. -- 2-е изд. -- М.: Энергия, 1976.-- 128 с.

5. Квятковский С.Ф. Эксплуатация и ремонт электроплит. -- М." Энергоатомиз дат, 1983. -- 56 с.

6. Лепаев Д.А. Справочник слесаря по ремонту электробытовых приборов. -- 3-е изд.--М.: Легкая индустрия, 1980.--232 с.

7. Лепаев Д.А. Ремонт бытовых пылесосов и полотеров. -- М.: Легкая индустрия, 1974.-- 120 с.

8. Лепаев Д.А., Шехтман А.В. Бытовые приборы (устройство и ремонт.) -- 2-е изд. -- М.: Легкая индустрия, 1972. -- 406 с.

9. Лурье М.Г., Райцельский Л.А., Циперман Л.А. Устройство, монтаж и эксплуатация осветительных установок. -- М.: Энергия, 1976. --264 с.

10. Розенталь Э.С. Электроустановочные изделия. -- 2-е изд.-- М.: Энергия, 1975.-- 168 с.

11. Розенталь Э.С. Электроустановочные изделия для светильников с люминесцентными лампами. -- М.: Энергия, 1977. -- 80 с.

12. Трифонов А.Н., Черноусое А.И. Твой инструмент. -- 3-е изд.--М.: Энергия, 1976. -- 104 с.

13. Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети жилых и общественных зданий. -- М.: Энергоатомиздат, 1983. -- 304 с.

Размещено на Allbest