Устройство для термостатирования Советский патент 1980 года по МПК G05D23/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ

I

Изобретение относится к экспериментальной физике и химии, в частности к устройствам стабилизации и широкодиапазонного регулирования температуры образца, исследуемого в приборе для определения диэлектрических характеристик.

Известно устройство для регулирования отрицательных температур,содержащее герметически закрытый сосуд Дьюара с погруженным в жидкий азот трубопроводом, на другом конце которого размещены нагреватель и исследуемый образец, и автоматический регулятор температуры.

Регулятор температуры обеспечивает необходимое давление в сосуде Дьюара, которое выдавливает жидкий хладагент по трубопроводу к исследуемому образцу. Стабильность температуры образца обеспечена необходимым уровнем кипения хладагента за счет изменения, давления в сосуде Дьюара l .

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает непрерывного термостатирования в течение длительного времени. После выработки всего объема жидкого хладагента из сосуда Дьюара необходимо долить

в него хладагент или сменить сосуд, в процессе чего температура образца значительно изменяется, что в большинстве случаев недопустимо. Хотя устройство снабжено приспособлением для переливания жидкого хладагента из дополнительного сосуда Дьюара/ это не обеспечивает стабильности температуры образца из-за интенfOсивного кипения хладагента при переливании, после чего требуется длительное время для восстановления температурного режима. Кроме того, при переливании значительная часть хладtsагеита теряется за счет испарения.

Наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому - устройство для термостатирования, содёржа20 щее связанный с основным датчиком Уровня хладагента основной резервуар хранения хладагента с основным исполнительным элементом, установленным на его выходном трубоп15оводе,

25 связанным с термостатируемой камерой, в которой размещен датчик температуры, выход которого связан со входом регулирующего блока 2.

Недостаток устройства - цикличность процесса термостатирования. Целью изобретения является обейпечениё непрерывности процесса термос татирбванйя . Для достижения указанной цели уст ройство для термостатй рованИМ содержит дополнительный резервуар хранени хладагента с дополнительным датчиком уровня хладагента и исполнительным элементом, последовательно соединенные первый инвертор, элемент И и первьй ключевой элемент, а: также второйинвертор, триггер и второй ключевой элемент, первый вход которого соединён с выходом первого ключевого , первый и второй выхо да - со входами, основного и дрпрлни т ельнрго исполнительных элементов, а второй вход - с ваходом триггера, первый и второй входы которого свя Здны соответственно с выходами основного и дополнительного датчиков уровня хладагента и входами Первого инвертора и второго инвертора, выV хой которого подключен ко второму входу элемента И, а дШблнй ёльныЙ испс1Л,нительный элемент установлен на с в я 3 а №НОм с тёрйбс т атйруёМой к амерой выходном трубопроводе дополни тельного резервуара хранения хладагента . На чертеже иэображена функционал . ;ная схема устройства термостатирова . Устройство содержит связанный с основным датчиком 1 уровня хйсЩаГёй та основной резервуар 2 хранения хладагента с основным исполнительным элементом 3, установленным на его выходном трубопроводе 4, связанном с термостатируемой камерой 5, в которой размещен датчик 6 температуры, выход которого связан со входом регулируещего блока 7, дополнительный резервуар 8 хранения хладагента с дополнительным датчиком 9 уровня хладагента и исполнительным элемен , последователь;1О соединённыё первый инвертор 11, элемент И 12 и первый ключевой элемент 13, а также второй инвертор 14, триггер 15 и вт рой ключевой элемент 16. Устройство работает следующим об ра;зом. В исходном состоянии основной и дополнительный резервуары 2 и 8 для хранения хладагента наполнены жидким хладагентом и на выходах основн го и дополнительного датчиков 1 и 9 уровня хладагента присутствуют сигналы, соответсвующие лргич ск ой На выходЪ триггера 15, выхадах пёрв го и второго инверторов 11 и 1.4 „и ---- ffimtr-:fSfj«gSrr rT2Trpiicyi элементы 13 и 16 выключены ключевые тлйЗа а При включений рёгулйруеще1го блок 7 на его выходе пОявля ется регулиру щий сигнал , включающий нагреватель электромагнитный клапан оснОвногой йрлйителтэногоЭлемента 3, с выхода

781785 которого жидкий хладагент через тройник поступает в термостатируемую камеру 5. В процессе работы уровень жидкого хладагента в основном резервуаре 2 хранения хладагента постоянно, снижается . При достижении хладагентом определенного уровня на выходе основногодатчика 1 уровня хладагента появляется логический , а на выходе триггера 15 - логическая . Второй ключевой элемент 16 включаетсяуПосле чего регулирующий блок 7 стабилизирует температуру в термостатируемой камере 5 через дополнительный резервуар 8 хранения хладагента. После этого основной резервуар 2 хранения хладагента заменяется полным. При выработке хладагента в дополнительном резервуаре 8 хранения хладагента на выходе дополнительного датчика 9 уровня хладагента появляется логический 6, на выходе триггера 15 также логический второй ключевой элемент 16 выключается, и дальнейшая работа происходит как было описано выше. В случае, если один из резервуаров 2 или 8 хранения хладагента не был вовремя заменен, .а в другом хладагент кончился, на выходах основного 1 и дополнительного 9 датчиков уровня хладагента появляется логическийна входах и выходе элемента И 12 - логическая.Ч, первый ключевой элемент 13 включается, вьислючая цепь питания основного и дополнительного резервуаров 2 и 8 хранения хладагента, и включает сигнальную лампу. Предлагаемое устройство для термостатирования обеспечивает непрерывное термостатированйе в течение длительного времени мгновенным переключением, регулирования с основного резервуара 2 устройства хранения хладагента на дополнительный, что позволяет заменить использованный резервуар хранения хладагента, не нарушая режима тер мостатирования. Кроме того, npjbttiiae тс я бе з о пас нос т ь работы с устройством при замене резервуара хранения хладагента и постепенного сброса избыточногоодавления остатка газообразного хладагента. Формула изобретения Устройство для термостатирования, содержащее связанный с основным датчиком уровня хладагента рсновной резервуар хранения хладагента с основнь1м испрлнит§льнь1М элементом, установленн.ым на его выходном трубопроводе, связанным с термостатируемой камерой, в которой размещен датчик температуры, выход которргр связан со входом регулирующего блока, отличающ е е с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса термостатирования, устройство содержит дополнительный резервуар хранений УЛ агента с дополнительным датчиком урОвня хладагента и исполнительным элементом, последовательно соединеинаё- первый инвертор,элемент И,первый ключевой элемент, а также второй инвертор, триггер и второй ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, первый и второй выходы - соответственно со входами основного и дополнительного исполнительных элементов, а второй вход - с выходом триггера, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходами основного и дополнительного датчиков уровня хладагента и входами

первого инвертора и второго инвертора, выход которого подключен ко второму входу элемента И, а дополнительный исполнительный элемент установлен на связанном с термостатируемой камерой выходном трубопроводе дополнительного резервуара хранения хладагента.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 451Q06, кл. G 01 N 27/78, G 05 D 23/30, 1970.

2.Термокриостат ВТК-400 5 К 1 331,001 ТУ. Госреестр 3230-73 (прототип).