Устройство для термостатирования Советский патент 1986 года по МПК G05D23/30 

«

Изобретение относится к технике термостатирования и кондиционирования, а именно к устройствам термостатирования объектов.

Цель изобретения - упрощение устройства и повьппение надежности.

На чертеже изображена схема устройства для термостатирования.

Устройство для термостатирования содержит термостатируемую камеру 1, внутреннюю 2 и внешнюю 3 стенки теплоизоляционной рубашки 4. Объем между стенками 2 и 3 заполнен фазо- чувствительной средой 5, имеющей границу 6 раздела фаз, находящуюся в расчетном режиме теплообмена посередине между стенками 2 и 3. В объеме между стенками 2 и 3 находятся контакты 7-9, расположенные так, что контакт 8 находится на границе 6 раздела фаз для расчетного режима теплообмена, а контакты 7 и 9 - по разные стороны от границы 6 раздела фаз на расстоянии, определяемом в зависимости от амплитуды колебания внешнего теплового потока и тепловой инерционности устройства для термостатирования. К внутренней 2 и внешней 3 стенкам посредством переключателя 10, срабатьгоанщего в зависимости от состояния контактов 7-9, под- ключе источник 11 питания. Управляющие входы 12 переключателя 10 соединены с контактами 7-9.

Устройство работает следующим образом.

В расчетном режиме теплообмена параметры устройства подбираются таким образом, чтобы граница раздела фаз 6 находилась посередине слоя, образованного внутренней 2 и внешней 3 стенками и фазочувствительной средой 5. При изменении теплового потока на стенке 2 тепло за счет теплопроводности и излучения передается близлежащим слоям фазочувствительной среды 5, изменяя ее температуру. Этот процесс продолжается до тех пор, пока распределение тем- ператур по толщине среды не изменится таким образом, что начнет двигаться граница 6 раздела фаз, т.е. процесс фазового перехода происходит с выделением или поглощением тепла согласно принципа Jlc Шателье. Температура внутренней стенки остается постоянной, так как изменение внешнего теплового потока полностью компенси57625

руется количеством тепла, идущим на изменение температуры теплоизоляции и фазоньгй переход. В этот момент устройство работает как пассивная 5 система термостатирования.

При достижении фазовой границы

6контактов 7 или 9 переключатель 0 подключает источник I1 питания таким образом, что выделение или поглоще10 ние тепла вследствие термоэлектрических эффектов на границе раздела фаз металл - полупроводник при протекании электрического тока через нее компенсирует изменение внешнего теп15 лового потока, заставляя границу фазового перехода смещаться в противоположную ее первоначальному движению сторону. При смещении границы 6 раздела фаз обратно в пространство сре20 ды 5 между контактами 7 и 9 источник И посредством переключателя Ю отключается от внутренней 2 и внешней 3 стенок. Б случае устойчивого изменения внешнего теплового потока описзн25 ный процесс повторяется.

Отличия в работе устройства при нагреве и охлаждении наружной стенки 3 относятся в основном к работе пере30 ключателя 10, назначение которого - подключить источник 1I питания к внутренней 2 и наружной 3 стенкам в определенной полярности. При нагреве границы 6 раздела фаз смещается в

сторону внутренней стенки, достигая контакта 7. Среда 5 между контактом

7и контактом 8 переходит в фазу металл, замыкая тем самъм эти контакты. Вследствие чего переключатель 10

др подключает источник 11 питания так, что к внутренней стенке 2 подсоединен - источника, а к наружной стенке 3 - Ч.

При охлаждении граница 6 раздела фаз чсм щается в сторону стенки 3, достигая контакта 9. Материал 5 между контактами 8 и 9 из фазы металл переходит в фазу полупроводник - изолятор, размыкая контакты 8 и 9. Вслед50 ствие этого переключатель 10 подключает источник I1 питагтя так, что к внутренней стенке 2 подсоединен + источника, к наружной - -. В тот момент, когда граница 6 раздела фаз

55 находится между контактами 7 и 9, не достигая их, переключатель 10 отключает источник 11 питания от стенок теплоизоляционной рубашки

31

Переключатель tO конструктивно вьтолняется на основе двух реле, одно из которых имеет нормально замкнутые контакты, а другое - нормально разомкнутые контакты, или в виде электронного переключателя.

При локальном или несимметричном нагреве во избежание теплового пробоя среды 5 электрические контакты следует вьтолнять не в виде точечных контактов, а в виде эквидистантных внешней и наружной стенкам электропроводных поверхностей.

Формула изобретения

1. Устройство для термостатирова- ния, содержащее термостатируемую камеру, окруженную теплоизоляционной рубашкой, заполненной фазочувстви- тельной средой, с размещенными в ней контактами, источник питания и переключатель, отличающееся

O

5

0

576254

тем, что, с целью упрощения устройства, в качестве фазочувствитсльной среды использован материал, имеющий фазовый переход металл-полупроводник, в рабочем диапазоне температур, а контакты расположены между стенками теплоизоляционной рубашки, причем один из контактов расположен на границе фазового перехода при рабочей температуре, а другие - по разные стороны от границы фазового перехода и соединены с управляющими входами переключателя, вход которого соединен с источником питания, а выход подключен к внешней и внутренней стенкам теплоизоляционной рубашки. 2. Устройство по п.1. о т л и - чающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства при локальном нагреве, контакты выполнены в виде электропроводных поверхностей, эквидистантных стенкам теплоизоляционной рубашки.

Изобретение относится к технике термостатирования и кондиционирования объектов. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности при локальном нагреве. Устройство содержит термостатируе- мун) камеру, внутреннюю и внешнкно стенки теплоизоляционной рубашки. Объем между стенками заполнен фаэочувствительной средой с границей раздела фаз. В объеме между стенками размещены контакты. Цель изобретения достигается тем, что в качестве фазо- чувствительной среды использован материал, имеющий фазовый переход металл - полупроводник в рабочем диапазоне температур, а контакты расположены так, что о/щн контакт расположен на границе фазового перехода при рабочей температуре, а дру гйе - по разные стороны от границы фазового перехода и соединены с управляющими входами переключателя, вход которого соединен с источником питания, а выход подключен к внешней и внутренней стенкам теплоизоляционной рубашки, кроме того, контакты выполнены в виде электропроводных « поверхностей, эквидистантных стенкам теплоизоляционной рубашки. I з.п. ф-лы, 1 ил. (Л к О1 М О) tsd 01

Лгтгт:- TT:--- V.1

Составитель Н.Мирная Редактор А.Лежнина Техред И.Попович

Заказ 4956/47 Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор О.Луговая