ТЕРМОСТАТ Российский патент 2006 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в вихревых термостатах.

Известен термостат, содержащий термостатируемую камеру в виде полого замкнутого цилиндра, на наружной поверхности которого помещен нагреватель. Внутри камеры расположен стержень, на котором имеется дополнительный нагреватель, здесь же расположен датчик температуры (а.с. СССР №414574, М.Кл. G 05 D).

Недостатком этого устройства является невозможность получения и регулирования отрицательных температур.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является термостат, в котором используется свойство вихревой трубы создавать как холодный, так и горячий поток воздуха. Термостат содержит термоизолированный корпус, в котором размещен противоточный спирально-трубчатый теплообменник, имеющий входной патрубок для подачи сжатого воздуха, вихревую трубу для разделения входящего в нее воздуха на холодный и горячий потоки, термостатическую камеру, омываемую потоком воздуха, выходящим из вихревой трубы, эжектора для отсоса в атмосферу из теплообменника обработанного воздуха, краны для изменения направления потоков воздуха при смене режима работы термостатической установки. Изменение температурного режима установки осуществляется вручную изменением массовых долей холодного и горячего потоков за счет изменения площади проходного сечения сопла при перемещении его регулировочной иглы (А.П.Меркулов. Вихревой эффект и его применение в технике. М.: Машиностроение, 1969, с. 122).

К недостаткам такого регулирования относится невозможность автоматического поддержания в термостатической камере заданной температуры, которая может изменяться из-за ряда причин: неидеальная термоизоляция, нестабильное давление и расход сжатого воздуха на входе в вихревую трубу и др.

Задачей изобретения является автоматическое поддержание в термостатической камере заданной температуры.

Поставленная задача достигается тем, что в термостате, содержащем теплоизолированный корпус, в котором размещен противоточный спирально-трубчатый теплообменник, имеющий на входе патрубок для подачи сжатого воздуха, а на выходе вихревую трубу для разделения потока сжатого воздуха на холодную и горячую части, краны для изменения направления потоков воздуха, термостатическую камеру, межстенное пространство которой омывается потоком воздуха из вихревой трубы, эжектор для отсоса из теплообменника в атмосферу отработанного воздуха с регулировочной иглой, регулировочная игла эжектора соединена с валом реверсивного электродвигателя, связанного с усилителем, на входы которого подключен холодный спай термопары, находящейся своим горячим спаем в термостатической камере.

В термостат введен новый признак: регулировочная игла эжектора соединена с валом реверсивного электродвигателя, связанного с усилителем, на входы которого подключен холодный спай термопары, находящейся своим горячем спаем в термостатической камере.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема термостата.

Термостат содержит теплоизолированный корпус 1, подводящий патрубок 2 с редуктором 3, соединенный со спирально-трубчатым теплообменником 4 и вихревой трубой 5, для разделения потока сжатого воздуха на холодную и горячую части, краны 6, 7 и 8 для изменения потоков воздуха, термостатическую камеру 9, межстенное пространство которой патрубком 10 соединено через кран 6 с холодным концом вихревой трубы 5, донным патрубком 11 - с теплообменником 4, а патрубком 12 - с краном 7, термопару 13, горячий спай которой находится в термостатической камере 9, а холодный спай через двухпозиционный переключатель 14 для установления нужной полярности термопары подключен к усилителю 15, эжектор 16 для отсоса в атмосферу из теплообменника 4 отработанного воздуха, имеющий регулировочную иглу 17, на хвостовике которой жестко установлен ведомый блок 18 с рукояткой 19, при этом ведомый блок 18 соединен пассиком 20 с ведущим блоком 21, закрепленным на валу электродвигателя 22.

Работает термостат, например, на охлаждение следующим образом.

Осушенный сжатый воздух из внешней магистрали через патрубок 2 и редуктор 3 поступает в межтрубное пространство противоточного спирально-трубчатого теплообменника 4, предварительно охлаждается в нем и проходит в вихревую трубу 5. Выходящий из вихревой трубы холодный поток через кран 6 и патрубок 10 поступает в межстенное пространство термостатической камеры 9, охлаждает ее, а затем через донный патрубок 11 идет во второй контур (спиральные трубки) теплообменника 4, откуда через кран 8 отсасывается эжектором 16 в атмосферу. Эжектор 16 работает на горячем потоке воздуха вихревой трубы 5, поступающем к нему через кран 7. Во всем тракте до сопла эжектора 16 горячий воздух сохраняет повышенное давление, которое и используется в эжекторе. Для работы на подогрев краны 6, 7 и 8 переключаются таким образом, что горячий поток через кран 7 идет по патрубку 12 в межстенное пространство термостатической камеры 9, омывает ее, а затем через донный патрубок 11 поступает в трубки теплообменника 4 для подогрева сжатого воздуха и через кран 8 подается в сопло эжектора 16.

В режиме подогрева холодный поток через краны 6 и 8 отсасывается эжектором 16 в атмосферу.

Получение и последующее поддержание заданной температуры в термостатической камере 9 производится следующим образом. При выключенных усилителе 15 и реверсивном электродвигателе 22 с помощью рукоятки 19 регулировочной иглой 17 эжектора 16 в термостатической камере 9 устанавливается заданная температура. Затем двухпозиционным переключателем 14 цепи термопары 13 устанавливается ее полярность, соответствующая знаку температуры в термостатической камере 9, после чего включаются усилитель 15 и реверсивный электродвигатель 22. При отклонении температуры в термостатической камере 9 от заданной изменяющаяся термоэлетродвижущая сила, развиваемая термопарой 13, усиливается в усилителе 15 и подается на реверсивный электродвигатель 22, который через блок 21, пассик 20 и блок 18 увеличивает или уменьшает расход воздуха через эжектор 16, автоматически поддерживая тем самым заданную температуру в термостатической камере 9.

Предлагаемый термостат более совершенный, так как в нем имеется возможность поддержания заданной температуры за счет автоматического изменения расхода сжатого воздуха через межстенное пространство термостатической камеры.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического поддержания в термостатической камере заданной температуры. Заявлен термостат, содержащий термоизолированный корпус, в котором размещен противоточный спирально-трубчатый теплообменник, имеющий на входе патрубок для подачи сжатого воздуха, а на выходе вихревую трубу для разделения потока сжатого воздуха на холодную и горячую части. Термостат также содержит краны для изменения направления потоков воздуха, термостатическую камеру, межстенное пространство которой омывается потоком воздуха из вихревой трубы. Устройство также содержит эжектор для отсоса из теплообменника в атмосферу отработанного воздуха с регулировочной иглой. Регулировочная игла эжектора соединена с валом реверсивного электродвигателя, связанного с усилителем, на входы которого подключен холодный спай термопары, находящейся своим горячим спаем в термостатической камере. Технический результат: повышение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

Термостат, содержащий термоизолированный корпус, в котором размещен противоточный спирально-трубчатый теплообменник, имеющий на входе редуктор и патрубок для подачи сжатого воздуха и на выходе вихревую трубу для разделения потока сжатого воздуха на холодную и горячую части, краны для изменения направления потоков воздуха, термостатическую камеру, межстенное пространство которой омывается потоком воздуха из вихревой трубы, эжектор для отсоса из теплообменника в атмосферу отработанного воздуха с регулировочной иглой, отличающийся тем, что регулировочная игла эжектора соединена с валом реверсивного электродвигателя, связанного с усилителем, на входы которого подключен холодный спай термопары, находящейся своим горячим спаем в термостатической камере.