Терморегулятор Советский патент 1979 года по МПК G05D23/02 

(54) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к регуляторам температуры прямого действия, применяе мым в различных системах термостабили зации, в частности в микрокриогенных системах. Известен терморегулятор, содержащий чувствительный элемент, связанный чере исполнительный механизм с регулирующим органом i. Чувствительный элемент в этом датчике изготовлен из материала с коэффициентом термического расширения большим, чем у материала корпуса и установ лен в корпусе с входным и выходным каналами. При изменении температуры чувствительный элемент, расширяясь, йзм няет проходное сечение регулирующего органа, выполненного в виде элемента сопло-заслонка. Заслонка установлена на чувствительном элементе, а сопло выполнено в корпусе. Однако чувствительность такого регулятора ограничена разностью коэффидиентов линейного теплового расширения материалов, из которых изготовлен чувствительный Элемент и корпус. Известен также терморегулятор содержащий корпус, выполненный в виде стакана, в котором размещен чувствительный элемент, привод регулирующего органа типа сопло-заслонка, и каналы подвода и отвода рабочего тепа 2. В этом терморегуляторе чувствительный элемент выполнен в виде сильфона и установлен в холодной зоне теплообменника. Изготовление такого миниатюрного чувствительного элемента представляет сложную технологическую задачу. В то же время, мнкросильфон развивает незначительное перестановочное усилие, поэтому питающее отверстие в трубке с газом высокого давления приходится делать малого размера. Сборка и наладка такого микроплана, состоящего из многих деталей сложны, в работе он ненадежем, Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности терморегулятора. Это достигается тем, что привод регулирующего органа выполнен в виде концентричного стакана, в полости которого установлен чувствительный элемент, а заслонка регулирующего органа выполнена в виде выступа днища стакана привода, при этом чувстБИте/гьный элемент состоит из пакета термодисков, например из алюминиевой бронзы, между которыми размещены прокладки. На фиг, 1 изображен терморегулятор в состоянии Открыто } на фиг, 2 - то же, в состоянии Закрыто. Корпус терморегулятора выполнен в виде тонкостенного стакана 1, снабженного штуцером 2, в котором размещен канал 3 подвода для подсоединения к источнику газа высокого давления, например к теплообменнику (на чертеже не показан). Внутри корпуса 1 соосно с ним расположен концентричный стакан 4, который при работе имеет возможность осе вого перемещения относительно корпуса 1. Термочувствительный пакет, образованный термодисками 5 и обычными прокладками 6, расположен в стакане 4, ко дну которого пакет поджимается винтом 7. Притертые по ториам друг к друхУ выступ 8 с газовым каналом н заслонка 9 выполнены соответственно в дне на ружного и внутреннего кo щeнтpичнoгo стаканов и образуют узел регулирования (дроссель), известный в литературе под названием сопло-заслонка. Каналы .10 служат для отвода хладагента из корпуса 1. Настройка регулятора осуществляется винтом 7 и заключается в установке щели определенного размера между выступами 8 и 9, обеспечивающей необходимо количество хладагента при пуске (см„ фкг. 1) При этом хладагент, например Б виде сжатого газа, устремляется в щели между выступами 8 и 9, охлаж- дается и поступает к объекту охлаждения (на чертеже не показан). Естественно, что температура всех деталей конструкции, в том числе и термодисков 5, понижается. Как только термодиски 5 охлаждаются до заранее заданной температуры Tpc,j,Ha их поверхности появляется мар, тенситный рельеф, в результате чего термочувствительный пакет как бы вспу хает, т. е. увеличивается его высота, Это явление вызьшает перемещение внут реннего концентричного стакана 4 по на правлению к каналу подвода, выступы 8 и 9 сближаются и заслонка 9 закрьюае сопло (см. фиг. 2) При повышении температуры до значения Т Tpcic5- мартенситный рельеф на пове/ххности термоэле ментов 5 исчезает, и под действием газового потока стакан 4 отходит от сопла, открывая подводной канал, В образовавщейся щели вновь будет дросселироваться хладагент, вызывая охлаждение конструк-ции регулятора и об-ьекта охлаждения и т. д. Высота образующихся на поверхности термоэлементов мартенситных игл, формирующих рельеф на диске толщиной 1,О-1,5 мм, в среднем составляет 0,05-0,1 или 10%, что сравнимо с ходом гибких чувствительных элементов (сильфонов, и на три порядка больше, чем деформация активного элемента дилатометра. Это обстоятельство гарантирует надежное перекрытие питающего канала, сообщающегося с источником сл атого газа. Прокладка 6 из обычного материала позволяет усилить эфсЬект вспухания термопакета, так как контакт термодисков не-посредственно один с другим мог бы вызвать в отде;1ьных случаях взаимопроникновение (взаимоутопление) возникающих, рельефов. Диапазон температур, в котором происходит возникновение и исчезновение рельефа, составляет ,- что обеспечивает высокую точность поддержания заданного температурного режима. Формула изобретения 1. Терморегулятор, содержащий корпус, выполненный в виде стакана, в котором размещен чувствительный элемент, привод регулирующего органа типа соплозаслонка, и каналы подвода и отвода рабочего тела, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности терморегулятора, привод регулирующего органа выполнен в виде концентричного стакана, в полости которого установлен чувствительный элемент, а заслонка регулирующего органа выполнена в виде выступа дншца стакана привода, 2. Терморегулятор по п. 1, о т л и чающийся тем, что чувствительный элемент состоит из пакета термодисков, например, из алюминиевой бронзы, между которыми размешены прокладки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 205394, кл. (S 05 JJ 2-3/00, 1970. 2.Патент СЩА № 326140, кл, 62-233, 1970 (прототип).

0ut.1

Фиг. г