Термостат Советский патент 1979 года по МПК G05D23/30 

;(54) ТЕРМОСТАТ Термостат содержит термостатируеKiyjo камеру 1, оболочку 2, основной тер моисточник 3, основную оболочку 4, теп лоизоляционную оболочку 5, дополнительный термоисточник 6, сосуд 7, дополнительную оболочку 8,.датчик температуры 9, стержень 10, пружину 11, кольцо 12, пружину 13, регулятор 14 тепло вого потока, состоящий из теплопровода 15, теплообменника 16, ребер 17, тепл изоля,ционных оболочек 18, 19,-источник холода 20. Термоисточник может быть как источником холода, так и источником тепла. ТермостатируемаяКамера 1 окружена оболочкой 2, соединенной с теплопоглощающей стороной основного термоисточника 3, тепловыделяющая сторона которой присоединена к основной оболочке 4. Эта оболочка окружает -теплоизоляционную оболочку 5 уермостатируемой камеры 1. К основной оболочке 4 присоедйнена тепловыделяющая сторона допблнительного термоисточника 6, охлаждающая сосуд 7 с жидкостью, частично находящейся в твердой фазе. Сосуд 7, теплоизоляция которого окружена дополнительной оболочкой, снабжен датчиком температуры 9, дно которого соединено со стержнем 10 из мало теплопроводного материала. СтерженьЮ прижимается пружиной 11 к кольцу 12, которое прижато болэе сильной пружиной 13 к втулке Подвижного теплопро вода 15 регулятора 14 теплового потока. Регулятор 14 включает в себя не- подвижную стенку основной оболочки 4 и теплообменник 16. Подвижной теплопровод 15 отделен от основной оболочки 4 зазором переменной величины, который служит регулируемым теплобым сопротивлением, а от теплообменника 16 - низким малоизменяющимся тепловым сопротивлением, .например; в .виде входящих друг в друга ребер 17. Теплопередающие зазоры в регуляторе теплового потока 14 с целью их увеличения, могут быть заполнены жидкостью с высокой теплопроводностью. Для герметизации ее используются обо лочки 18 и 19 из малотеплОпроводного маТериапа. ; Для умеяьшейНй {ЬааМвров регулято ра 14 теплового-потока и упрощения fpeooBamnr к точности его изготовления система теплообмена с внешней/средой может содержать источник холода 2 О. Основной, термоисточник 3, дополнительный термоисточник 6, источник холода 20 могут быть выполнены в виде термоэлектрических батарей, электрическ х нагревателей, преимущественно с большой величиной положительного, i т.к.с. (позисторов) и т. п. Оболочка 2 и основная оболочка 4 . могут быт-Ь выполнены двухстенными с заполнением жидкостью или в виде тепловых труб для обеспечения большей равномерности температуры по их поверхности. Если вещество, заполняюСцее сосуд 7, затвердева:ет при температуре, ниже окружающей среды, и расширяемся при затвердевании, то в выключенном термостате подвижная стенка датчика температуры 9 растянута, и теплопровод 15 прижат к основной оболочке 4. При этом стержень 10 не касается кольца 12 и сжимает пружину 11. После включения основного и дополнительного термоисточников 3, 6, охлаждения жидкости в сосуде 7 и образования в льда, дно подвижной стенки датчика температуры 9 перемещается вместе со стержнем 10. После опоры стержня 10 н& кольцо 12 оно перемещается как одно целое с теплопроводом 15) так как прижато к нему пружиной 13. При этом зазор между основной оболочкой 4 и теплопроводом 15 увеличивается, что приводит к увеличеник теплового сопротиншения его и повышению температуры .тепловыделяющей стороны дополнитель«ого источника холода 6 до равновесно го состояния, при котором холодопроизводительность его равна теплопритокам через теплоизоляцию. j В том случае, если вещество; заполняющее сосуд 7, затвердевает с уменьшением объема, то регулятор теплового потока необходимо перевернзгть. Данный термостат может также использоваться В режиме нагрева, для этого источники холода должны быть заменены иб очнйками тепла. Так как основной термоисточник холода 3 имеет отдельное электропитание, тоустановкой тока на определенной величине можно получить в термостатируемой камере 1 любую необходимую температуру. При понижении ниже максимальной температуры окружающей .среды , или установке температуры оболочки 2 на меньшую величину путем изменения тока питания основного источника холода . 3 происходят охлажпение основной оболочки 4 и увеличение холодопроизводительности дополнительного термоисточ41ика 6 вследствие уменьшения темпера туры его тепловыделяющей стороны. Количество льда в сосуде 7 и, соответственно. Зазор между основной оболочкой 4 и теплопроводом 15 увеличиваются, 4Toi приводит к последувэщёму повышению температуры основной обс)лочки 4 до нового равновесного состояния. Если в результате какого-чпибо откло нения внешних условий от расчетных про изойдет полное замерзание жи йкости в сосуде 7, то при упоре теплопровода 15 на теплообменник 16 стержень 10, преодолевая усилие пружины 13, отодвинет кольцо 12 от втулки теплопровода 15, чт предотвратит поломку. Дайнай конструкция термостата увеличивает надежность термостатирования и уменьшает потребляемую мощность те мостата при заданной температуре ввиду отсутствия дополнительных элементов, включающих и выключающих основной и дополнительный термоисточники 3, 6, а также ввиду отсутствия термоударов в источниках при их регулировке. Предлагаемый термостат может быть использован в лабораторной практике при научных исследованиях для испытаний различных материалов, узлов, приборов 6 широком интервале температур. Формула из; обретения Термостат, содержащий термостатируемую камеру, соединенную с основным термоисточником, датчик температуры в виде сильфона с наполнителем в двухфазном состоянии, соединенный с дополнительным термоисточником, теплообменник и регулятор теплового потока, о т ли.чающийся тем, что, с целью ;повышения надежности и уменьшения потребляемой мощноститермостата, он содержит основную оболочку, к которой присоединены термоийточнйки, и дополнительную оболочку, в которой расположен датчик температуры, а термостатируеМая камера расположена в оснЬвной оболочке, соединенной с Tennoo6MeHHHKONf через регулятор теплового потока, связанный с датчиком температуры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № Г64447, кл. G О5 D 23/ОО, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 297О36, кл. GO5D 23/ЗО, 1969.

L

/7 /J

20

/3 2 И