Термостат Советский патент 1976 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к области хфибо ростршния, а также может исвольэоааться в злектро шой, металлургической, опшч ской кромышяенности и отраслдх наро ного хозяйства, Известны конструкции высокогемператур ных печей термостатов в которых для целей выр ййвайия температурного поля в рабочем объеме используются коакси альные геШ1ОЕЬ1й трубы различных консТрукций.Ко аксиальные тепловые трубы используются в качестве :изотермических оболочек высокой теплопроводности, которые помещаются Энутрь печей-термос татов, что позволяет осушвствлягь выранщвание высококачественных кристаллов, отйдаг и вь(раш ивание дояу- ПРОБОЙНИКОВ. Однако такие конструкции имеют малый рабочий объем ограниченщ.гх возможностей изотермических оболочек. Известен также термостат, содерхсашйй теплоизолированную камеру с нагревателем, внутри которой соосно размещены рабочая камера и изотермическая оболочка, меящу стенками которой разметен теплоноситель. Недостатками такого термостата являются ог|райиченная высота (10-20 см) рабочегч объема и его инерционность, изза которой переход or одного температурного уроаш К другому требует большого времейи (десйтки минут или часы). Цеяь изобретения - повышение точности поддержания температуры термостата. Это достигается тем, что изотермичес;кая оболочка выполнена подвижной, а между ее стенками наклонно установлены перфорировашые в верхней части перемычки. На фиг. 1 показана конструкция предла- термостата, продольный разрез; На фкг. 2 - конструкция термостата со сферической изотермической оболочкай, продольный разрез. Неподвижно расположенная рабочая камера 1 с рабочим веществом, окружена вращающейся вокруг оси изотермической оболочкой 2 с двойнЬтми стенками. Внутренняя стенка оболочки 3 связана с внеишей стенкой 4 с помощью перфорированных перемычек 5, являюишхся ребрами жесткости к СОЗДйющими мостики для отекания жидкое- |ги от стении 3 к ггенкк 1. причем у стен ки 4 образуются карман5), где скапливает ся жидксюгь. когдй прекращается врашенне; оболочки 2. )рацйй выполнена в верх ; ней части перемычек 5.: Простра ютво внутри оболочки 2 между стенками 3 и 4 заполнено парами промё жуточного теплоноси1«ля, например нагркй, кроме того, данный теплоноситель в виде тонкой пленки жидкости находатся на стен. ках 3 и 4 во время врвшения оболочки 2. Зазор 6 между камерой 1 и оболочкой 2 заполнен..теплообменным газок например; гэ лием. Внутри камеры 1 коияержнваегся Hyjsfa ная газовая среда или вакуум с помощью системы насосов, которые откачивают газ из камеры 1 через трубу 7. Снизу к оболоч« ке 2 жестко присоединена врашаюшаяся тру,ба 8, через которую при необходимости производится впуск теплообменного газа в зазор 6„ Оболочка 2 в верхней части связана с неподвижной трубой 7 через подшипник 9. Снаружи устройства расположена теплоизоля ция 1О. Нагрев оболочки 2 осуществляется :газовымиторелками (не показаны), или с помощью источников теила, например электронагревателей. Термостат работает следующим образом. Камера, в которой находится обрабатыва leMoe вещество, окружена оболочкой, враша. ющейся вокруг- своей оси. Внешняя стенка оболочки нагревается источниками тепла. например, газовыми горелками. Под действи ем теплового потока происходит испарение плежи жидкости на внешней стенке, перенос пара к более холодной внутренней стенке. его конденсация и разбрызгивание капель жидкости под действием центробежного поля Капли жидкости попадают на внешнюю стенку оболочки и образуют пленку, которая вновь испаряется, поглощая тепло. Конден сация пара на внутренней стенке оболочки позволяет создавать условия изотермичное,- ти камеры, в которой находится вещество, подвергаемое термической обработке. В камеру 1 помещается рабочее вешест- во, через трубу 7 вводится нужная газовая среда. С помощью привода осуществляется вращение оболочки 2. Пленка жидкости, образующаяся при вращении и нагреве оболочки, начинает испаряться, поглощая тепло. Образующийся пар движется от стенки 4 к стенке О, конденсируясь там и нагревая ее. Пленка конденсата на стеюсе 3 срывается центробежным полем и разбрызтивается в виде капель, которые вновь попадают на стенку 4, охлаждаяя ее и испаряясь. При этом возннкяет очень высокая нмтспсипност теплонбмрна как на стенке -1, гак п ira стек ке 3. Г ог:ла Kaj-pat a до Hywiofl г- мнера уры сте1-1ки 3 оболочки 2, когда п юмексугсп. ный теплоноситель внутри обологки 2 дсзсгИ гнеГ;оптимальной температуры (например для натрия 700 -80О°С), в зазор 6 вво.Д)Т1сй пзпяообмеиный газ и происходит нагрев камеры 1, В стадионарных условиях работь устройства перепад температуры в верхней и нижней части камеры 1 не превьииаег деситых допей градуса, что является кеобхо- дкмым, например, для выра 1Швания высоко--.качественных кристаллов. При выкл мении нагрева к сстэнсгяо врйша ош1ейС Е йоймо ася 2 перэмьг жи 5 поз Еоляют собрать геплоноснтель Ебякзн cj-e:fs.. кн 4 в карманах, образуемых керемычкими 5 н ст-енкой 4 и, таким образом, рзвноыерно расдредеинть его по высоте оболочнн 2. йвобходк.ло для цоспец;/ютего быстро.гр запуска термостата. В ряае случаев рабочее вещество мож1-:о помешать не-косредственко во врйшаюшуласк изотермическую оболочку 2 без камеры 1. Это возможно тогда, когда допускается вращение рабочего тела. Предлагаемая KOHCTPJKUHH термостата поз воляет с точностью до десятых долей граду- са поддерживать постоянство температуры во всем объеме и быстро, в течение i-2 W ми1}ут, переходить от одного температурно го уровня к другому. Принцип работы термосгата (фиг. 2) со сферической изотермичной оболочкой,, нмс ющей двойные стенки аналогичен указанна 35 му выше. Применение предложенной конструкции термостата-для изготовления теплофизичеоких приборов по определению теплофизичес- ких свойств ;Вешеств, камер для термообработки термочувствительных материалов, вы ращивания монокристаллов полупроводников, и т. д. может дать экономический эффект в несколько сотен тысяч рублей в год, так как реализация его дает возможность cyine. ственно снизить себестоимость продукции при обеспечении высокой степени изотерми. чности боковых стенок камеры, что важно для повышения качества изделия, причей нагрев камеры можно осушесгвлягь дешевы. ми источниками энергии, например, газом. Высота камеры, сконсгр ированной на принципе предлагаемого ппобрегения. МОЖЕТ сос тавлять два и более метра. Формула изобретення Термостат, соцержаиий гепло;(.: олироь ан™ ную камеру с нагрепатепем, в гутри которой соогно размешеяы рлбочгзя камиоа и изо тог-,..,

мичная оболочка, между ст&-таыи которой рвзмещвщ. , теплоноситель, отличаю™

щ к И с я тем, что, с целью пойь/шеяи ; Т01ШОСТИ . поддержания темдерату11Н ,изо-.

чщи шчная оболочка выполнена подвижной, а между ее стенкакга наклонно установлены

иеррарированные в верхней пасти первмыч4 кк