Термостат Советский патент 1981 года по МПК G05D23/30 

(54)

ТЕРМОСТАТ

Изобретение относится к приборостроению, преимущественно к технологическим средствам для контроля температурных характеристик датчиков-реле температуры. Датчики-реле температуры в процессе производства неоднократно настраиваются, контролируются и испытываются на соответствие заданных температурных характеристик. Контроль температурных параметров занимает значительную долю труда в технологическом процессе, поэтому эффективность и качество теплового оборудования существенно влияет на себестоимость продукции. Основными требованиями к термостатам является: равномерность температурного поля в рабочей среде, точность поддержания температуры, больщая теплоемкость и высокая теплопроводность. Скорость передачи температуры от рабочей среды термостата к испытываемому датчику, определяемая временем прогревания датчика, определяет также временные затраты в процессе настройки и контроля приборов. В настоящее время применяются термостаты с жидкой рабочей средой, которая обладает большой теплоемкостью и позволяет механическое перемещивание для создания равномерных температур во всем объеме термостата. При термостатировании отрицательных температур в качестве рабочей среды применяют смесь керосина и спирта, для положительных температур до 200°С используют различные минеральные масла 1. Недостатком жидкостных термостатов является смачивание рабочей жидкостью датчиков приборов, перенос жидкостей и загрязнение рабочих мест, вредные испарения и пожароопасность. Для термостирования температур выше 200°С применяются воздушные термостаты, недостатком которых является низкая точность, малая теплоемкость и теплопроводность воздуха. Использование в термостатах нагреваемого твердого тела также не позволяет точно поддерживать температуру во всем объеме и из-за невозможности плотного контакта датчика с твердым телом по всей поверхности процесс теплообмена занимает много времени и протекает не стабильно. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является термокамера, которая содержит термоизолированный корпус с нагревателями и рабочую камеру с отверстиями для ввода испытуемых датчиков. Отверстия закрыты заслонками, а рабочая камера до необходимого уровня заполнена сынучей средой из ферромагнитных частиц. В верхней части камеры расположен сердечник электромагнита, катушка которого подключена в цепь питания через контакт выключателя функционально связанного с наружной заслонкой камеры. Данная термокамера позволяет ускорить теплообмен между сыпучей средой и объектом нагрева, увеличивает производительность контроля гфиборов и особенно эффективна для термостатирования высоких температур порядка 300°С и выше 2. Однако эта термокамера является сложным устройством, сыпучая среда не позволяет применять порошок из материала с наибольшей термостойкостью и теплопроводностью, например из меди, так как эта среда должна быть ферромагнитной. Цель изобретения - упрошение конструкции термокамеры. Поставленная цель достигается тем, что термостат, содержащий теплоизоляционный корпус с теплопередающей жидкостью и нагревателем и рабочую камеру, частично заполненную сыпучей средой из теплопровод ного материала, в нем рабочая камера установлена в теплоизоляционном корпусе с возможностью вращения, причем, на одной стен ке рабочей камеры закреплена теплоизоляционная втулка, установленная в выполненном в теплоизоляционном отверстии. На фиг. 1 изображен тер.мостат, продольный разрез; на фиг. 2 - термостат с размещенным в нем объектом испытания. Термостат (фиг. 1) содержит теплоизоляционный корпус 1. Внутри него размещена рабочая камера 2, заполненная сыпучей средой 3 из материала с высокой теплопроводностью (например медные опилки). Рабочая камера 2 установлена в теплоизоляционном корпусе 1 с возможностью вращения, с этой целью на стенке 4 рабочей камеры 2 закреплена теплоизоляционная втулка 5, установленная в отверстии 6 теплоизоляционного корпуса 1. Теплоизоляциойная втулка 5 снабжена отверстием 7 для ввода испытуемых объектов в рабочую камеру 2 и заслонкой 8.-Между теплоизоляционной втулкой 5 и теплоизоляционным корпусом 1 установлено уплотнительное кольцо 9. На стенке 10 закреплена ось 11, установленная в тепло 1золяционном корпусе 1, который заполнен теплопередающей жидкостью 12, которая нагревается нагревателем 13 (или охлаждается, в зависимости от необходимости значения температуры). Объект испытания 14 (фиг. 2) подается в рабочую камеру 2 через отверстие 7, после чего ручкой 15 теплоизоляционная втулка 5 с камерой 2 поворачивается на 180°, и объект 14 оказывается внутри сыпучей среды 3. Благодаря большой теплоемкости и теплопроводности сыпучей среды объект 14 быстро воспринимает температуру окружающей среды термостата, что ускоряет процессы контроля испытания. Для изъятия объекта теплоизоляционная втулка 5 с рабочей камерой 2 поворачиваются в исходное положение (фиг. 1), сыпучая среда 3 освобождает пространство с верхней части камеры 2 и объект 14 свободно удаляется из камеры через отверстие 7. Поворотная заслонка 8 служит для уменьщения конвекционного теплообмена через отверстие 7 в промежутках между пропусканием через отверстие объекта испытания. Технико -экономическая эффективность изобретения заключается в упрощении конструкции термостата и его способности быстро передавать испытуемому объекту температуру среды за счет применения медных и других ферромагнитных порошков с большой теплоемкостью и теплопроводностью, что ускоряет процесс контроля параметров различных терморегулирующих приборов в условиях массового производства. Кроме того, конструкция термостата исключает загрязнение воздушной среды на производстве испарениями жидкостной среды термостата. Данный термостат особенно эффективен для термостатирования при температурах от О до 200°С и ожидаемая экономия получится за счет ускорения теплообмена и увеличения производительности контрольных операций, отказ от средств очистки воздушной среды, экономии электроэнергии и рабочих жидкостей. Не менее важным является также исключение контакта операторов с вредными жидкостями, применяемыми в жидкостных термостатах (керосин, антифриз, спирт). Формула изобретения Термостат, содержащий теплоизоляционный корпус с теплопередающей жидкостью и нагревателем и рабочую камеру, частично заполненную сыпучей средой из теплопроводного материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции термостата, в нем рабочая камера установлена в теплоизоляционном корпусе с возможностью вращения, причем, на одной стенке рабочей камеры закреплена теплоизоляционная втулка, установленная в выполненном в теплоизоляционном корпусе отверстии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР № 497562, кл. G 05 D 23/30, 1975. 2Авторское свидетельство СССР по заявке № 2556804, кл. G 05 D 23/30, 1977 (прототип).