Термостат Советский патент 1992 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для прецизионного термостатирования электронных устройств.

Известен термостат, содержащий теп неизолированный корпус, в котором размещена металлическая камера с нагревателем, установленным на ее боковой стенке. Между нагревателем и теплоизолированным корпусом с зазором установлены закрепленные на торцовых стенках металлической камеры теплопроводные пластины ll.

Недостатком термостата является низкая точность поддержания температуры, связанная как с работой системы регулирования, так и с неравномерностью обогрева боковых и торцовых поверхностей металлической камеры, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является термостат, содержащий теплоизолированный корпус, рабочую камеру с крышкой, нагреватель и терморегулятор. Термостат снабжен дополнительной камерой, в которой расположены терморегулятор и рабочая камера, выполненная в виде цилиндрического стакана, установленного внутри дополнительной камеры с зазором между ее днищем и нижним торцом рабочей камеры. Нагреватель расположен на наружной стенке дополнительной камеры г.

Недостатками этого термостата являются неравномерность температурного поля по поверхности камеры точного термостатирования, обусловленная наличием различной величины термических сопротивлений со стороны нагревателя терморегулятора крышки и днища дополнительной камеры, а также наличие температурных колебаний в рабочей камере, обусловленных работой нагревателя в режиме регулирования, так как между нагревателем и рабочей камерой имеется непосредственный тепловой контакт через стенку дополнительной камеры. I

Цель изобретения - повышение точности и экономичности термостата.

Указанная цель достигается тем, что в термостате, содержащем термоизолированный корпус, образующий первую камеру, в которой размещены терморегулятор с первым нагревателем вторую камеру в виде цилиндрического стакана с крышкой, размещенного в пе

IS

20

, «

735830 .

вой камере, и второй нагреватель, первая камера выполнена цилиндрической и снабжена теплоизоляционными прос-; тавками/ на которых установлены с зазором между собой и относительно стенок первой камеры цилиндрический стакан и регулятор температуры, который расположен под цилиндрическим . IQ стаканом, причем первый нагреватель расположен непосредственно на поверхности терморегулятора, а второй нагг реватель - на поверхности цилиндрического стакана, при этом тепловыделяющие элементы регулятора температуры расположены на радиаторе, который размещен в нижней части первой камет ры, а цилиндрический стакан с крышкой выполнен из теплоемкого теплопроводного материала, например меди.

Расположение второй камеры, терморегулятора и радиатора с зазором между этими элементами и первой камерой позволяют организовать естествен- 25 ную циркуляцию теплоносителя (например, воздуха) в первой камере таким образом, что вторую камеру будет всегда омывать теплоноситель, температура которого близка к температуре регулирования. При этом терморегулятором будет учитываться и теплота, выделяемая тепловыделяющими элементами регулятора температуры.

Размещение нагревателя на поверхности терморегулятора позволяет по- лучито в термостате источник теплоты с температурой, близкой к температуре термостатирования.

Дополнительное размещение под терморегулятором с нагревателем регулятора температуры с тепловыделяющими элементами, расположенными на радиаторе, позволяет повысить экономич-., ность работы термостата (уменьшить мощность, потребляемую нагревателем) и уменьшить перегрев тепловыделяющих элементов, а также термостатировать тепловыделяющие элементы.

Выполнение второй камеры с крышкой из теплоемкого и теплопроводного материала позволит увеличить точность термостатирования за счет уменьшения амплитуды температурных колебаний.

30

35

40

45

50

На фиг,1 показан термостат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез на фиг,1.

Термостат содержит теплоизолированный корпус 1 с крышкой 2, первую

камеру 3, выполненную цилиндрической и снабженную теплоизоляционными прос тавками А, на которых установлены с зазором между собой и относительно стенок первой камеры вторая камера, выполненная в виде цилиндрического стакана 5 с крышкой 6 и вторым нагрвателем 7 и терморегулятор 8 с размещенным непосредственно на его поверхности первым нагревателем 9. Термостат снабжен также регулятором температуры с радиатором 10, на котором расположены тепловыделяющие элементы 11 регулятора. Теплопроводные проставки k, служащие для крепления стакана 5, терморегулятора 8 и радиатора 10, также предотвращают непосредственный тепловой контакт межд первой камерой 3 и находящимися в ней элементами 5, 8 и 10.

Для удобства вывода проводов из термостата в крышке 6 стакана 5 и крышке 2 теплоизолированного корпуса 1 предусмотрены теплоизоляционные пробки 11 и 12, Для контроля температуры внутри цилиндрического стакана 5 установлен датчик 13 температуры. Для уменьшения температурных колебаний, связанных с процессом регулирования, стакан 5 и крышка 6 выполнены толстостенными из теплоемкого и теплопроводного материала, например-меди. Тепловыделяющие элементы 11 крепятся на радиаторе 10 посредством теплопроводной пасты или теплопроводного компаунда и не требуют большой точности термостатиро- вания. При этом за счет радиатора 1 температура тепловыделяющих элементо 11 снижается до значений, близких к температуре статирования.

Термостат работает следующим образом, i

Включается нагреватель 9 и темпе,- ратура терморегулятора 8 доводится до необходимой температуры регулирования, после чего нагреватель 9 выключается (или уменьшается его мощность) и снова включается при падении температуры терморегулятора 8 ниже допустимого значения. При этом поддерживается с определенной точностью значение температуры терморегулятора 8 (например, биометаллического датчика или контактного термо-ч. метра). Хороший тепловой контакт между терморегулятором 8 и нагревателем 9 позволяет снизить термическое

сопротивление между ними и повысить чувствительность терморегулятора.

Теплоноситель, нагреваемый до тем- . пературы, близкой к температуре тер- мостагирования, от нагревателя 9 и терморегулятора 8, поднимается вверх и омывает стакан 5 в режиме разогрева, отдавая ей тепло и тем самым ее ра0 зогревая, а в стационарном режиме поддерживая температуру второй камеры, близкой к температуре термостатирова- ния. Затем, охлаждаясь от стенок первой камеры 3 теплоноситель опусj кается вниз, подогревается от радиатора 10, доводится до температуры . термостатирования на поверхности терморегулятора 8 с нагревателем 9 и снова омывает поверхность стакана 5

0 (второй камеры).

Формула изобретения

1. Термостат, содержащий тепло- 5 изолированный корпус, образующий первую камеру, в которой размещены терморегулятор с первым нагреваje- лем, вторую камеру в виде цилиндрического стакана с крышкой, размещенного в первой камере, и второй нагреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и экономичности термостата, он содержит дополнительно регулятор температуры, нагревательные элементы которого расположены на радиаторе, размещенном в нижней части первой камеры, которая выполнена цилиндрической и снабжена теплоизоляционными проставками, причем цилиндрический стакан, терморегулятор и радиатор установлены на теплоизоляционных проставках с зазорами между собой и относительно стенок первой камеры, при этом терморегулятор расположен под цилиндрическим стаканом, первый нагреватель расположен непосредственно на поверхности терморегулятора, а второй нагреватель - на поверхности цилиндрического стакана.

2. Термостат по п.отличающийся тем, что цилиндрический стакан с крышкой выполнен из теплоемкого теплопроводного материала.

0

5

0

5

0

S5

3. Термостат по п.2, отличающий с я тем, что цилиндрический стакан с крышкой выполнен из меди.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для прецизионного термостатирования электронных устройств. Цель изобретения - повышение точности и экономичности термостата. Термостат содержит теплоизолированный корпус 1 с крышкой 2, образующие первую камеру 3, теплоизоляционные проставки 4, на которых установлены с зазором между собой и относительно стенок первой камеры вторая камера, выполненная в виде цилиндрического стакана 5 с крышкой 6 и нагревателем 7, терморегулятор 8 с размещенным непосредственно на его поверхности нагревателем 9 и регулятор температуры с радиатором 10, на котором расположены тепловыделяющие элементы 11 регулятора. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. (Я оэ ел оо со Фиг.1

Фиг. 2