Пекарный шкаф с программным регулированием температурыПатент на изобретение №: 2056756 Автор: Алферьев Н.Н., Лабинский И.Г. Патентообладатель: Производственное объединение "Вологодский оптико- механический завод" Дата публикации: 27 Марта, 1996 Адрес для переписки: подача заявки10.01.1992 публикация патента27.03.1996 Изображения   Использование: в оборудовании для хлебопечения. Сущность изобретения: шкаф содержит каркас, установленные в нем теплоизолированные рабочие камеры с электронагревателями и датчиками температуры (Т) и блок (Б) управления нагревом в составе Б ввода данных, аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и Б программного регулирования Т, Б индикации и Б усилителей мощности. Закон нагрева и конечная Т задаются Б ввода данных по параметрам кусочно-линейной апроксимации (А) кривой скорости нагрева. Переход на следующий шаг А инициируется элементом сравнения Б программного регулирования Т после сравнения кодов Т и времени, заданных Б ввода данных и поступающих с датчика Т через АЦП. Использование изобретения позволяет улучшить динамические характеристики процесса нагрева и расширить область применения устройства. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. , , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к оборудованию для хлебопечения и может быть использовано на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания. Уровень техники в указанной области характеризуется следующими техническими решениями. Известен жарочный шкаф ПЖЭ-0,51 [1] состоящий из трех отсеков, каждый из которых содержит трубчатые электронагреватели, датчик-реле температуры и сигнальную лампу включенного состояния нагревателей. Недостатком данного устройства является отсутствие регулирования мощности электронагревателей, что не позволяет устанавливать в рабочих камерах температурные режимы, соответствующие различным хлебобулочным и кондитерским изделиям, что снижает функциональные возможности устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является шкаф [2] электропекарни ЭШ-3М, состоящий из трех камер, работающих независимо одна от другой. В нижней и верхней частях каждой камеры установлены электронагревательные элементы, соединенные в две независимые группы. Мощность каждой группы электронагревателей ступенчато регулируется с помощью пакетного переключателя в соотношении 4:2:1. Недостатком этого устройства является малое количество ступеней регулирования, что ограничивает ассортимент выпекаемой продукции, а также отсутствие индикации температурных режимов в рабочих камер. Шкаф пекарный с программным регулированием температуры содержит каркас, жестко установленные в нем теплоизолированные рабочие камеры, каждая из которых снабжена группой электронагревателей и датчиком температуры, и устройство управления нагревом рабочих камер. Последнее содержит блок ввода данных, аналого-цифровые преобразователи (АЦП), блоки программного регулирования температуры, количество которых соответствует количеству рабочих камер, и блоки индикации и усилителей мощности. Выводы датчиков температуры соединены с входами соответствующих АЦП, выходы последних соединены с первыми группами входов соответствующих блоков программного регулирования температуры, вторые и третьи группы входов блоков программного регулирования температуры подключены к выходам данных блока ввода данных, четвертые входы блоков программного регулирования температуры соединены с выходом "Пуск" блока ввода данных, а пятые входы с входом "Сброс" устройства управления нагревом, первая группа входов блока индикации с выходами данных блока ввода данных, выходы блоков программного регулирования температуры связаны с входами блока усилителей мощности, выходы которого подключены к электронагревателям рабочих камер. Каждый из блоков программного регулирования температуры содержит двоичный счетчик, элемент памяти, два элемента сравнения, элементы И и ИЛИ, программируемый таймер и R-S-триггер. Входы данных двоичного счетчика являются входами данных блока программного регулирования температуры, вход записи данных двоичного счетчика и первый вход элемента ИЛИ являются входом "Пуск" блока программного регулирования температуры, вход сброса двоичного счетчика и вход установки в единицу RS-триггера являются входом "Сброс" блока программного регулирования температуры, счетный вход двоичного счетчика и второй вход элемента ИЛИ соединены с выходом элемента И, выходы двоичного счетчика соединены с адресными входами элемента памяти и первой группой входов программируемого таймера. Второй вход программируемого таймера соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход с первым входом элемента И, выходы элемента памяти соединены с первой группой входов первого элемента сравнения, вторая группа входов которого является входами блока программного регулирования температуры и соединена с выходом соответствующего АЦП. Первый вход первого элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И, а второй выход является выходом блока программного регулирования температуры, входы второго элемента сравнения являются входами блока программного регулирования температуры, выход второго элемента сравнения соединен с входом установки на нуль RS-триггера, выходом соединенного с третьим входом элемента И. Программируемый таймер содержит генератор меток времени, RS-триггер, двоичный счетчик, блок сравнения и блок памяти. Выход генератора меток времени соединен с входом записи двоичного счетчика, выходы последнего связаны с первой группой входов блока сравнения, вход установки в нуль RS-триггера является входом программируемого таймера, вход установки в единицу соединен с выходом блока сравнения, первый выход RS-триггера является выходом программируемого таймера, а второй выход подключен к входу сброса двоичного счетчика. Адресные входы блока памяти являются входами программируемого таймера, а выходы соединены с второй группой входов блока сравнения. На фиг. 1 представлена функциональная схема пекарного шкафа с программным регулированием температуры; на фиг. 2 функциональная схема блока программного регулирования температуры; на фиг. 3 функциональная схема программируемого таймера. Шкаф пекарный с программным регулированием температуры содержит каркас 1, рабочие камеры 2, блок 3 управления нагревом рабочих камер, в верхней и нижней частях рабочих камер 2 размещены электронагреватели 4, каждая камера снабжена датчиком 5 температуры. Блок 3 управления нагревом содержит блок 6 ввода данных, АЦП 7i и блоки 8i программного регулирования температуры соответственно количеству рабочих камер, блок 9 индикации, блок 10 усилителей мощности и вход 11 "Сброс". Каждый из блоков 8 программного регулирования температуры рабочих камер содержит двоичный счетчик 12, элемент 13 памяти, первый элемент 14 сравнения, элемент ИЛИ 15, программируемый таймер 16, элемент И 17, второй элемент 18 сравнения и RS-триггер 19. Программиpуемый таймер 16 содержит генератор 20 меток времени, RS-триггер 21, двоичный счетчик 22, блок 23 сравнения и блок 24 памяти. Выходы датчиков 5i температуры соединены с входами АЦП 7i, реализованными, например, на базе микросхем К 1108 ПВI с внутренним тактированием. Выходы АЦП 7i соединены с входами В1, В2,Вn, B1,B2,Bm и В1, В2,Вk блоков 8i программного регулирования температуры и первой группой входов блока 9 индикации, реализованного, например, на базе матричного газоразрядного индикатора типа ИМГ-1-03. Выходы D1, D2,Dn; A2,An; D1,D2,Dm; А1,А2,Аm; D1, D2, Dk; А1,А2,Ак и "Пуск" блока G ввода данных, реализованного, например, в виде наборного поля из программных переключателей типа ПП10-ХПВ, соединены с соответствущими входами блоков 8i программного регулирования температуры и блока 9 индикации. Вход 11 блока 3 управления нагревом соединен со входами сброса блоков 8i. Выходы блоков 8i соединены с входами блока 10 усилителей мощности, реализованных на базе тиристорных преобразователей. Выходы блока 10 подключены к электронагревателям 4i рабочих камер 2. Входы D1,D2,Dn двоичного счетчика 12 являются входами данных блока 8.1 программного регулирования температуры, вход С является входом "Пуск" блока 8.1 и соединен с первым входом элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с входом "+1" счетчика 12 и выходом элемента И 17. Вход R счетчика 12 является входом сброса блока 8.1 и соединен с входом S триггера 19. Выходы 2о.21,2n счетчика 12 соединены с входами А1,А2,Аn элемента 13 памяти и входами программируемого таймера 16. В качестве элемента 13 может быть использовано статическое ПЗУ, например, типа К 505 РЕ 3, не требующее для работы синхронизирующих импульсов. Выход элемента ИЛИ 15 соединен с вторым входом таймера 16. Выходы Q1, Q2,Qn элемента 13 соединены с входами А1, А2,Аn первого элемента 14 сравнения, входы В1, В2,Вn которого являются входами блока 8.1. Выход A<B элемента 14 соединен с первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом таймера 16, третий вход с выходом RS-триггера 19. Выход А>В элемента 14 является выходом блока 8.1, а входы А1, А2,Аn; B1, B2,Bn элемента 18 его входами. Выход А=В элемента 18 соединен с входом RS-триггера 19. Выход генератора 20 соединен с входом С двоичного счетчика 22 таймера 16, вход RS-триггера 21 является входом таймера 16, вход S соединен с выходом А=В элемента 23 сравнения, первый выход является выходом таймера, а второй выход соединен с входом R счетчика 22. Выходы 2о.21,2n счетчика 22 соединены с входами А1, А2,Аn блока 23, входами В1,В2,Вn соединенного с выходами Q1, Q2,Qn блока 24 памяти, реализованного аналогично элементу 13. Входы А1, А2,Аn блока 24 являются входами таймера 16. Шкаф пекарный с программным регулированием температуры работает следующим образом. Закон нагревания и конечная температура нагрева рабочих камер (в зависимости от вида выпекаемого изделия) задаются в блоке 6 ввода данных и отображаются на блоке 9 индикации. Задание закона нагрева основано на кусочно-линейной апроксимации кривой нагрева. Период апроксимации (квантования), температура и время различных скоростей нагрева программируются в элементе 13 и блоке 24 памяти и определяются тепловыми характеристиками выпекаемых изделий и мощностью электронагревателей 4. После подачи сигнала "Пуск" на вход блоков 8 в счетчик 12 заносится начальный адрес первого шага (периода) апроксимации кривой скорости нагрева. Переход на следующий шаг апроксимации инициируется элементом 14 сравнения, на входы А1, А2,Аn которого подаются коды задаваемых температур каждого шага, а на входы В1, В2,Вn коды температуры с датчиков 5i температуры рабочих камер, преобразованные в цифровую форму в АЦП 7i. Если задаваемый код больше принимаемого с датчиков 5i, т.е. АiBi, то на усилитель 10 подается сигнал для включения электронагревателей 4i на полное напряжение. Как только Ai будет меньше Вi, нагрев отключается, сигнал на выходе А>B исчезает и появляется сигнал на выходе А, который поступает на вход элемента И 17. При равенстве сигналов Аi=Bi на входе элемента 14 работа устройства определяется его предшествующим состоянием, при этом возможны два варианта. В первом случае, если равенству Аi=Bi предшествовала ситуация, когда было справедливо неравенство AiBi, т.е. происходил нагрев рабочей камеры, то после наступления равенства Аi=Bi электронагреватель 4i отключается, однако вследствие инерционности тепловых процессов некоторое время температура в рабочей камере будет расти и на выходе A<B элемента 14 появится сигнал, который поступит на вход элемента И 17. Если к этому моменту времени интервал времени, запрограммированный в блоке 24 истек, то на втором входе элемента И 17 присутствует сигнал, поступающий с таймера 16. На выходе элемента И 17 появляется сигнал, который поступает на вход "+1" счетчика 12 и изменяет адрес на его выходе на единицу. Новый адрес со счетчика 12 поступает на входы элемента памяти 13 и блока памяти 24, на выходах которых устанавливается код температуры рабочей камеры в конце очередного шага и код временного интервала этого шага соответственно. В зависимости от значения нового кода температуры на входах Аi элемента 14 нагреватель 4i включается или остается отключенным. Если к моменту появления на выходе элемента 14 сигнала А сигнал на выходе таймера 16 отсутствует, то элемент И 17 остается закрытым и устройство автоматически переходит в режим поддержания температуры до истечения заданного в таймере 16 интервала времени. Во втором случае, если при равенстве Аi=Bi на входе элемента 14 предшествовало состояние Ai, т.е. рабочая камера остывала, электронагреватель 4i был отключен и будет находиться в этом состоянии до появления сигнала A>B. При равенстве кодов конечной (максимальной) температуры нагрева рабочей камеры, заданной в блоке 6 ввода данных и поступающих на блок 18 сравнения, и кода текущего значения температуры, поступающего от АЦП 7i, на выходе А=В элемента 18 появляется сигнал, который опрокидывает триггер 19. Сигнал с выхода триггера 19 запирает элемент И 17 и блокирует прохождение сигналов на вход "+1" счетчика 12. Устройство переходит в режим поддержания температуры. Элемент И 17 предназначен для пропускания сигнала на начало обработки следующего шага по истечении времени предыдущего шага и перевода устройства в режим поддержания температуры рабочих камер. Время каждого шага апроксимации задается в таймере 16, который запускается одновременно с началом обработки каждого шага. Адрес кода времени каждого шага соответствует адресу кода задаваемой температуры для каждого шага. Время периодов (шагов) апроксимации кривой нагрева заносится в блок 24 памяти таймера 16. Коды времени с блока 24 подаются на входы Bi блока 23, на первые входы Аi которого подаются коды со счетчика 22. Сигнал "Пуск" с элемента ИЛИ 15 опрокидывает RS-триггер 21, снимается сигнал сброса со счетчика 22 и он начинает считать метки времени. При совпадении кодов на входах Аi и Bi блока 23 на его выходе появляется сигнал, который опрокидывает триггер 21, при этом счетчик 22 сбрасывается, а элемент И 17 открывается, пропуская сигнал с первого его входа на вход "+1" счетчика 12. Происходит отсчет счетчика 12 на один такт и на его выходе появляется значение кода температуры и времени следующего шага апроксимации. Код конечной температуры нагрева рабочей камеры с блока 6 ввода данных поступает на входы Аi элемента 18. На вторые входы Вi элемента 18 поступает код температуры с датчиков 5i через АЦП 7i. В процессе нагрева рабочей камеры при равенстве задаваемого и получаемого кодов на выходе А=В элемента 18 появляется сигнал, который устанавливает выход триггера 19 в нулевое состояние, запирая тем самым элемент И 17. Устройство переходит в режим поддержания температуры рабочих камер. В этом режиме на входах Аi элемента 14 будет постоянно стоять код конечной температуры нагрева рабочей камеры, а электронагреватель 4i будет периодически включаться при остывании рабочей камеры, т. е. при изменении младшего разряда кода с АЦП 7i. Как только код с АЦП 7i сравняется с заданным, сигнал на выходе А>B элемента 14 исчезает и электронагреватель 4i отключается и т.д. Для перевода устройства в исходное состояние подается сигнал "Сброс", переводящий счетчик 12 в нулевое состояние и опрокидывающий элемент И 17. Использование предлагаемого устройства позволяет расширить область применения пекарного шкафа за счет высоких динамических характеристик устройства управления, т.к. точность обработки заданного закона регулирования и поддержания температуры ограничивается только чувствительностью датчика температуры в зависимости от которой определяется разрядность АЦП и кода задания температуры и программируются температурные и временные интервалы при проведении кусочно-линейной апроксимации температурной кривой.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. ПЕКАРНЫЙ ШКАФ С ПРОГРАММНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий каркас, жестко установленные в нем теплоизолированные рабочие камеры, каждая из которых снабжена группой электронагревателей и датчиком температуры, и устройство управления нагревом рабочих камер, отличающийся тем, что устройство управления нагревом рабочей камеры содержит блок ввода данных, аналого-цифровые преобразователи, блоки программного регулирования температуры, количество которых соответствует количеству рабочих камер, и блоки индикации и усилителей мощности, причем выходы датчиков температуры соединены с входами соответствующих аналого-цифровых преобразователей, выходы последних соединены с первыми группами входов соответствующих блоков программного регулирования температуры, вторые и третьи группы входов блоков программного регулирования температуры подключены к выходам данных блока ввода данных, четвертые входы блоков программного регулирования температуры соединены с выходом "Пуск" блока ввода данных, а пятые входы - с входом "Сброс" устройства управления нагревом, первая группа входов блока индикации соединена с выходами аналого-цифровых преобразователей, вторая группа входов блока индикации - с выходами данных блока ввода данных, выходы блоков программного регулирования температуры связаны с входами блока усилителей мощности, выходы которого подключены к электронагревателям рабочих камер, при этом каждый из блоков программного регулирования температуры содержит двоичный счетчик, элемент памяти, два элемента сравнения, элементы И и ИЛИ, программируемый таймер и RS-триггер, входы данных двоичного счетчика являются входами данных блока программного регулирования температуры, вход записи данных двоичного счетчика и первый вход элемента ИЛИ являются входом "Пуск" блока программного регулирования температуры, вход сброса двоичного счетчика и вход установки в "1" RS-триггера являются входом "Сброс" блока программного регулирования температуры, счетный вход двоичного счетчика и второй вход элемента ИЛИ соединены с выходом элемента И, выходы двоичного счетчика соединены с адресными входами элемента памяти программируемого таймера, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с первым входом элемента И, выходы элемента памяти соединены с первой группой входов первого элемента сравнения, вторая группа входов которого является входами блока программного регулирования температуры и соединена с выходом соответствующего аналого-цифрового преобразователя, первый выход первого элемента сравнения соединен с вторым входом элемента И, а второй выход является выходом блока программного регулирования температуры, входы второго элемента сравнения являются входами блока программного регулирования температуры, выход второго элемента сравнения соединен с входом установки в "0" RS-триггера, выходом соединенного с третьим входом элемента И. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что программируемый таймер содержит генератор меток времени, RS-триггер, двоичный счетчик, блок сравнения и блок памяти, причем выход генератора меток времени соединен с входом записи двоичного счетчика, выходы последнего связаны с первой группой входов блока сравнения, вход установки в "0" RS-триггера является входом программируемого таймера, вход установки в "1" соединен с выходом блока сравнения, первый выход RS-триггера является выходом программируемого таймера, а второй выход подключен к входу сброса двоичного счетчика, при этом адресные входы блока памяти являются входами программируемого таймера, а выходы соединены с второй группой входов блока сравнения.Популярные патенты: 2099929 Почвенная растительная смесь для культурных газонов и способ их создания ... вводят каменистый материал с фракцией 3 10 мм, например мраморную крошку, а упомянутые компоненты берут в следующем соотношении в мас. Супесчаная или суглинистая почва или чернозем 60 80 Торф 20 5 Каменистый материал 2,5 10 Песок Остальное Почвенная растительная смесь для выращивания газонов готовится следующим образом. Все работы по подготовке почвенной растительной смеси должны быть начаты еще на подготовительном этапе строительства газона. На отдельном участке, лучше с асфальтированным покрытием, просевают через грохоты с ячейками до 12 мм заблаговременно завезенные на этот участок чернозем и торф. Это необходимо для того, чтобы создать нужную структуру почвенного ... 2167648 Средство для защиты от укусов кровососущих насекомых (варианты) и способ его получения ... липофильного эмульгатора оно содержит вещество из группы: соли стеариновой, олеиновой, лауриновой кислот со щелочноземельными металлами, глицерином, полиэтилен - и полипропиленгликолями или смеси, содержащие не менее двух из вышеуказанных веществ. 8. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве стабилизатора эмульсии репеллента оно содержит вещество из группы: стеариновая кислота, стеарин, ацетостеарин, этилцеллюлоза, этилбутилцеллюлоза, каолин, пчелиный воск. 9. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ароматизирующие и косметические добавки, а также антимикробные консерванты в количестве 0,5 - 5 мас.%. 10. Средство для защиты от уксусов ... 2200377 Сельскохозяйственный агрегат ... самоходными энергонасыщенными транспортными средствами. Сельскохозяйственный агрегат содержит навешенный на самоходное энергонасыщенное транспортное средство многокорпусной плуг с хребтовой балкой. На балке установлены плужные корпуса и расположенные в горизонтальной плоскости с возможностью поворота вокруг и перестановки вдоль своих продольных осей передний и задний брусья. На бороздных концах брусьев установлены с возможностью поворота вокруг и перестановки вдоль осей стойки с прикрепленными к ним соединительными узлами концов свободно вращающегося цепного модуля с рыхлящими зубьями на звеньях цепи. Передний брус прикреплен к хребтовой балке с возможностью колебания в ... 2394414 Соединительное устройство для сельскохозяйственной машины ... крепления болта.Указанное тело и/или указанная контропора могут быть приварены пробочным швом в главной части балки и удлинительной части соответственно.Между указанным телом и указанной контропорой может быть расположена направляющая, снабженная по меньшей мере одним сквозным отверстием.Указанная направляющая может быть приварена пробочным швом в главной части балки и/или удлинительной части.Торцевые поверхности главной части балки и/или удлинительной части, которые обращены друг к другу и могут быть сдвинуты с созданием контакта между ними, могут иметь взаимно совместимую форму, для подсоединения удлинительной части.Предпочтительные варианты осуществления изобретения имеют ... 2154940 Способ получения, содержания и хранения живого корма для биологических объектов птиц и рыб ... площадки 76. Затем с помощью электрического тока того же напряжения стряхивают гусениц в емкость для сбора конечного продукта - 75. После наполнения емкости - 75 гусеницами 5 возраста, емкость - 75 устанавливают в холодильнике при тех же температурных условиях, что и паразитированные яйца. При получении гусениц 6 возраста отродившихся гусениц выращивают на порошкообразном - 7, жидком - 67 и вязком безагаровом корме (БП- 10) - 24 в течение 40-50 суток, после чего с помощью электрического тока перегоняют на безопасные площадки 76. Затем с помощью электрического тока того же напряжения стряхивают гусениц в емкость для сбора конечного продукта - 75. После наполнения емкости - 75 ... |
Еще из этого раздела: 2450505 Порционное устройство для вытирания семян трав 2201663 Устройство для ориентированной посадки лука 2160533 Способ профилактики и коррекции транспортного стресса у крупного рогатого скота 2415570 Искусственное роение и борьба с естественным роением пчелиных семей 2092004 Композиционный состав для обработки растений и их органов 2027346 Лесозаготовительная машина 2262826 Способ сташевского и.и. переработки навоза личинками синантропных мух и устройство для его осуществления 2157068 Способ управления роением в пчеловодческом хозяйстве 2455825 Пестицидная аэрозольная композиция 2438305 Способ выращивания цыплят-бройлеров |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||