Устройство для регулирования температуры жидкости Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в электронной промьштенности при изготовлении ИС и ВИС.

Известно устройство для регулирования температуры жидкости, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, нагреватель и регулятор, вход которого соединен с датчиком температуры, а выход - с нагревателем. Датчик температуры размещен в перегородке, разделяющей-входной и выходной патрубки, и связан теплопроводом (втулкой) с обоими патрубками Cl3

Однако устройство имеет значительную инерционность в установках проточной нагреваемой среды с незначительным перепадом температур на входе и выходе (). Недостаточный уровень сигнала, вырабатываемого датчиком при изменении температуры среды в пределах единиц градусов, обусловливает необходимость повышения чувствительности схемы регулятора и усложнения схемы что, в свою очередь, может привести к дополнительным ошибкам вследствие разброса параметров элементов схемы в процессе работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство , ,для регулирования температуры жидкости, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, в полости которого размещены подключенньй к регулятору и связанный с датчиком температуры нагреватель с установленной на нем теплоизоляционной втулкой, имеющей со стороны нагревателя сквозной канал t2.

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности поддержания температуры жидкости. Это объясняется следующим. При включени нагревателя происходит нагревание всего объема жидкости, проходящей через устройство Для регулирования температуры, а также нагревание теплоизоляционной втулки с датчиком те.мпературы и стенок корпуса. При отключении нагревателя (после достижения заданной температуры жидкости происходит медленное охлаждение датчика температуры, так как он охлаждается вместе с теплоизоляционной втулкой и жидкостью, находящейся в ней. А так как при отключенном нагревателе движение жидкости в канале теплоизоляционной втулки прекращается (при включенном нагревателе оно осуществлялось главньм образом конвекцией), то возможно только его медленное диффузионное охлаждение. Это ведет к запаздыванию сигнала на включениеИ отключение нагревателя.

Цель изобретения - повышение точности поддержания температуре: жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры жидкости, содержащее корпус с входным и выходным патрубками и расположенной в нем теплоизоляционной втулкой, в полости которой с зазором установлен нагреватель, подключенньй к регулятору, соединенному с датчиком температуры, введен смеситель, внутри которого установлена перегородка, образующая две камеры, соединенные между собой отверстиями, выполненными в перегородке, причем первая камера с установленным в ней датчиком температуры соединена с полостью теплоизоляционной втулки и выходом смесителя,-. а вторая камера - с выходным йатрубком корпуса и выходом смесителя.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для регулирования температуры жидкости.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, нагревателя 4, теплоизоляционной втулки 5 со сквозным каналом 6, смесителя 7, имеющего две сообщающиеся посредством отверстий 8 и 9 камеры 10 и 11, датика 12 температуры, регулятора 13 температуры, трубопроводов 14 и 15 и дросселя 16. Посредством трубопровода 14 вход камеры 10 смесителя 7 соединен со сквозным каналом 6 теплоизоляционной втулки 5, а посредством трубопровода 15 выходной атрубок 3 корпуса 1 соединен с входным отверстием камеры 11.

Устройство работает следующим образом.

При наличии жидкости включается нагреватель 4. Изменения температуры фиксируются датчиком 12 температуры. Регулятор 13 температуры поддерживает необходимую температуру жидкости на выходе из камеры 11 смесителя 7, выключая нагреватель 4 и вновь включая его. Расход жидкости регулируется дросселем 16,

Регулирование температуры жидкости осуществляется следующим образом.

При включении нагревателя 4 жидкость, находящаяся в канале 6 теплоизоляционной втулки 5, нагревается и путем конвекции поднимается вверх. Далее по трубопроводу 14 она поступает в камеру 10 смесителя 7. Омывая датчик 12 температуры, жидкость через отверстия 8 и 9 поступает в камеру 11, где смешивается с более холодной жидкостью, поступанщей в эту камеру из корпуса 1 через трубопровод 15, и поступает через выходное отверстие камеры 11 к потребителю. Устойчивое поступление жидкости из камеры 10 в камеру 11 обеспечивается тем, что давление жидкости-в камере 10 больше, чем в камере 11 на величину, определяемую конвективным движением жидкости в канале .6 теплоизолирующей втулки 5.

При достижении заданной температуры датчик 12 подает сигнал на регулятор 13, который отключает нагреватель 4.

При отключенном нагревателе 4 даление в камерах 10 и 11 смесителя 7 выравнивается, так как прекращается конвективное движение жидкости в канале 6 и теплоизоляционной втулке 5. При этом часть жидкости, поступающей в камеру 11 из корпуса 1, попадает через отверстие 8 в камеру 10 и далее, омывая датчик

12 температуры вновь попадает в камеру через отверстие 9. Происходит интенсивное охлаждение датчика 12 температуры жидкостью, поступающей из корпуса 1 и имеющей более низкую температуру, чем жидкость, поступающая в камеру 10 из канала 6 теплоизоляционной втулки 5. При охлаждении жидкости, омьшающей датчик 12, до температуры ниже заданной подается сигнал на регулятор 13, который включает нагреватель. Цикл повторяется.

Расположение датчика температуры в отдельной камере способствует интенсивному его омьшанию нагретой жидкостью. При включенном нагревателе холодная вода на него не попадает, так как давление в камере, где он расположен, в данный момент больше, чем в наружной камере, где происходит смешивание горячего и холодного потоков жидкости. При отключенном нагревателе давление в камерах выравнивается и холодный поток жидкости попадает через отверстия 8 и 9 в камеру, где расположен датчик 12 температуры. Таким образом, интенсивное охлаждение датчика температуры, позволяет включать и выключать нагреватель с высокой частотой при-относительно высоком градиенте температуры, котора:я задается датчиком, что обусловливает повышение точности поддерживания температуры устройства.

Вследствие повышения точности поддержания температуры технологической жидкости выход годных изделий увеличивается на 2-3%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОСТИ, содержащее корпус с входным и выходным патрубкаьш и расположенной в нем теплоизоляционной втулкой, в полости которой с зазором установлен нагреватель, подключенный к регулятору, соединенному с датчиком температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно снабжено смесителем, внутри которого установлена перегородка, образующая две камеры, срединенные между собой отверстиями, выполненными в перегородке, причем первая камера с установленными в ней датчиком температуры соединена с полостью теплоизоляционной втулки с выходом смесителя, а вторая камера соединена с выходным патрубком корпуса и выходом смесителя.