Термостат Советский патент 1977 года по МПК G05D23/30 

(54) ТЕРМОСТАТ

Изобретение относится к области точных теплофизических измерений, в частности к приборам, предназначенным для поддержанщ постоянных температур.

Известны высокотемпературные термостаты, предназначенные для регулирования температуры в Схемах охлаждения и -нагрева

Наиболее близок к изобретению термостат,

содержащий теплоизолированный корпус, заполненный термостатирующей жидкостью, термостатируемую камеру и нагреватель 2.

Регулирование в этих термостатах осуществляется посредством датчиков (контактный термометр, термопара, термометр сопротивления и т. д.), сигнал от которых передается на собственно регулирующий прибор, а от него- к исполнительным органам регулирования, например включение или выключение нагревателя.

Недостатком такого термостата является необходимость установки локального датчика (при неравномерном температурном поле это может привести к ошибке при поддержании заданной температуры), а также усилителя и регулятора, что усложняет и удорожает конструкцию термостата, снижает его эксплуатационные характеристики и надежность и повышает инерционность регулирования температуры.

Цель изобретения - повышение надежности термостата.

Для этого корпус разделен перегородкой с расположенным в ней нагревателем на две сообщающиеся полости, одна из которых заполнена инертным газом, а в другой размещены термостатируемая кам-ера и капилляр с установленным в нем контактным исполнительным элементом.

На чертеже схематически изображен описываемый термостат.

Внутри корпуса 1 размещена концентрически по отношению к боковым стенкам ко)пуса перегородка 2. В перегородке монтируются нагреватели 3. Полость 4 между перегородкой н боковой стенкой корпуса заполняется инертным газом. Термостатирующая жидкость 5, в качестве которой целесообразно применять жидкий легкоплавкий металл (например, олово, свинец, сплав Вуда, а при более высоких температурах-алюминий и др.), находится в центральной части корпуса, ограниченной перегородкой 2. В верхней части корпуса термостата имеется капилляр 6, в котором установлен изолированный от корпуса контакт 7, входящий в контактный исполнительный элемент, уплотненный сальником 8. Термостатируемая камера 9 располол ена в термостатирующей жидкости и закрыта теплоизолированной крышкой 10. Инертный газ

подводится к термостату и отводится из него через гребенку, снабженную двумя вентилями 11 для выпуска и впуска газа. Корпус термостата покрыт теплоизолирующим материалом 12.

Как видно из чертежа, перегородка 2 разделяет внутренний объем полости термостата на две части: центральную 13 с термостатируемой камерой 9 и термостатирующей жидкостью 5 и периферийную 4 между корпусом и перегородкой, где находится инертный газ. Термостат заполняется жидким металлом или гранулами через штуцер 14 контакта 7. Так как центральная и периферийная -полости сообщаются через термостатирующую жидкость, то она после заливки устанавливается в обеих полостях на одном уровне (давление инертного газа в начальный момент равно атмосферному).

После заливки штуцер контакта 7 уплотняется и посредством подачи инертного газа через один из вентилей 11 термостатирующая жидкость частично выдавливается из дополнительной полости в основную и ее уровень поднимается к контакту 7.

Когда температура термостатирующей жидкости доходит при включенных нагревателях до заданного уровня посредством регулировки давления газа в дополнительной полости и перемещением контакта в капилляре 6, замыкается электрическая цепь: термостатирующая жидкость - контакт 7 и выключаются нагреватели.

При выключенных нагревателях происходит постепенное охлаждение термостата и термостатирующей жидкости. Объем жидкости уменьшается, цепь: контакт 7 - термостатирующая жидкость размыкается и включаются нагреватели.

Повышению чувствительности и уменьшению инерционности регулируемой системы способствует то обстоятельство, что инертный

газ примыкает непосредственно к поверхностям, отдающим и подводящим тепло в объем. Таким образом, его охлаждение и нагревание происходит, в первую очередь, как благодаря непосредственному примыканию к теплопередающим поверхностям, так и за счет сравнительно малых значений его массы и теплоемкости. Нагревание и охлаждение газа приводит к изменению его объема и перемещению термостатирующей жидкости в капилляре. Следовательно, контакт замыкается и размыкается не только в результате расщирения и сжатия термостатирующей жидкости при нагревании и охлаждении, но и из-за изменекия, температуры инертного газа, что повышает общую чувствительность и быстродействие всей регулируемой системы.

Объем инертного газа может быть расположен не только так, как это показано на чертеже, но и в дополнительной рубашке вокруг всей наружной поверхности термостатируемого корпуса.

Формула изобретения

Термостат, содержащий теплоизолированный корпус, заполненный термостатирующей жидкостью, термостатируемую камеру и нагреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности термостата, в нем корпус разделен перегородкой с размещенным в пей нагревателем на две сообщающиеся полости, одна из которых заполнена инертным газом, а в другой размещены термостатпруемая камера и капилляр с установленным в нем контактным исполнительным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР №206868, кл. G 05D 23/30, 1966.