Жидкостной термостат для установкиизМЕРЕНия КОэффициЕНТА ТЕплОпРОВОд-НОСТи жидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК G05D23/30 

(54) ЖИДКОСТНОЙ ТЕРМОСТАТ ДЛЯ УСТАНОВКИ ИЗ 5ЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОЮДНОСТИ ЖИДКОСТИ Недостатком данного устройства является невысокое качество термостатирования, связанное с образовани ем центров конвекции, в узком цилинд рическом слое исследуемой жидкости вследствие вибраций, возникаккдих при жестком креплений мзиалки с приводом к крышке корпуса, отклонения от вертикального положения размещаемого в термостате автоклава с измерительной ячейкой, из-за отсутствия элемен тов для установки термостата в строг вертикальное положение, отсутствия, компенсации электрических полей, возникающих из-за соленоидного расп ложения витков нагревателей. Цель изобретения - повышение качестна термостатирования и надежности. Поставленная цель достигается тем что жидкостной термостат для установ ки измерения коэффициента теплопрово ности жидкости, содержашйй заполненный термостатирующей жидкостью ци линдрический корпус, с крышкой, коаксиально расположенный в нем стакан мешалку с приводом, нагреватели, оди из которых размещен на цилиндрическо корпусе, а другой - в полости между цилиндрическим корпусом и стаканом, термопары, установленные в стакане, и сосуд с испытуемой жидкостью, он содержит установленную соосно цилинд ричеекому корпусу фигурную втулку с тремя фланцами, на первом из которых закреплен сосуд с испытуемой жидкостью, второй фланец является дном кор пуса, а третий фланец кинематически связан с опорной плитой. При этом нагреватели выполнены в виде бифиляр но намотанных цилиндрических спиралей, а маналка выполнена трехзаходной. Кроме того, устройство содержит компенсатор волновых колебаний жидкости, выполненной в виде соединенного со стаканом посредством разъемного соединения диска с центральным отверстием, на верхней и ниж ней поверхностях которого радиально установлены сдвинутые на угол 120 вертикальные лопатки, причем лопатки, расположенные на нижней поверхности диска, размещены в прорезях выполненных в основании стакана. На фиг. 1 дан жидкостной термост общий вид, разрез; на фиг. 2 - жидкостной термостат с компенсатором волновых колебаний; на фиг. 3 - ком пенсатор волновых колебаний. Термостат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с ксялакой и коаксисшьно размещенный в нем ста кан 3 с центральным отверстием 4 в основании 5. К последивь жестко прикреплены три выступающие за его периферию пластины б, расположенные под углом 120® друг к другу, В верхней части цилиндрического корпуса 1 на двух разных уровнях о три в каждом жестко прикреплены онсоли 7 с крепежным приспособлением для закрепления на верхнем ровне крышки 2. Цилиндрический корпус 1 снабжен установленной соосно с ним фигурной втулкой 8 с тремя фланцами 9-11.Верхний фланец 9 служит для закрепления подачи испытуемой жидкости, помещенной в те змостат перед началом опыта и закрепляемой на фланце 9 с помощью болтов. Второй фланец 10 по периферии жестко прикреплен к цилиндрическому корпусу 1 и служит собственно дном корпуса 1. Третий фланец 11 кинематически связан с опорной плитой 13. С этой целью на третьем фланце 11 жестко прикреплены три шарообразные опоры 14, расположенные под углом 120°и размещенные в установочных стаканах 15, снабженных резьбой, которые установлены в соответствующих резьбовых отверстиях 16 опорной плиты 13. Такое соединение обеспечивает поступательное перемещение термостата по вертикали с целью установки его перед работой в строго вертикальное положение. Внутри фигурной втулки 7 размещен с зазором патрубок 17 сосуда 12 с испытуемой жидкостью, служащий для вывода проводов из последней. Зазор между внутренней поверхностью втулки 8 и патрубком 17 снизу закрыт уплотнительным приспособлением, включающим фланец 18 и медную прокладку 19, расположенную в кольцевой выточке,выполненной во фланце 11.Во втором фланце 10 выполнено смещенное относительно его оси отверстие 20, соединенное с патрубком 21, жестко прикрепленным снизу к фланцу 10 и предназначенным для слива термоной жидкости.. В крышке 2 выполнено отверстие 22, соосное с отверстием 4 стакана 2. Через отверстие 2, установлена цилиндрическая мешалка 23, которая соединена соединительной муфтой 24 с приводом 25, Вал мешалки 23 установлен в подшипнике (на чертеже не показан), который охлаждается при помощи холодильника 26. Привод 25 и холодильник 26 жестко прикреплены к подвижной вертиксшьной опоре, смонтированной вне корпуса 1 термостата. Снаружи цилиндрического корпуса 1 размещен нагреватель 27 в виде бифилярно намотанных на него цилиндрических спиралей, соединенных последовательно. Между корпусом 1 и стаканом 3 размещен второй нагреватель 26, выполненный также в виде бифилярно намотанных спиралей, соединенных последовательно. Концы нагревателя 28 через изоляцию в крышке выведены наружу. Мощности нагревателей 27 и 28 могут изменяться от О до их расчетных максимальных значений. В стакане 3 установлены три термопары 29, спаи которых размещены на уровне центральной части сосуда 12 с испытуемой жи костью. Концы термопар 29 подключены через блок холодных спаев, размещен ных в сосуде Дырара, к системе авто матического регулирования температу ры (на чертеже не показана). Через крышку 2 и основание стакана 3 выв дены трубки 30-32 с вентилями, кот рые служат для заполнения сосуда 1 Компенсатор коллектора волновых колебаний жидкости (фиг.2 и 3) выполней в виде соединенного со стаканом 3 посредством винтов 33 диска 3 с центральным отверстием 35. На вер ней и нижней поверхности диска 34 радиально установлены сдвинутые на 120 вертикальные лопатки 36 и 37, причем лопатки 37 размещены в прорезях 38, выполненных в основании стакана 3. Диаметр диска 34 не превышает диаметра основания стакана 3, а диаметр центрального отверстия 35 диска 34 больше диаметра соосного с ним отверстия 4 стакана 3. Лопатки 36 и 37 выполнены в виде прямоугольных пластин, каждая из которых имеет высоту в 1,5-2 раза меньше длины, которая составляет 0,6-0,7 ра диуса основания стакана 3. Компенсатор волновых колебаний термостатной жидкости позволяет ликв дировать волновые колебания термостатной жидкости, возникающие при интенсивном перемешивании последней Термостат работает следуквдим оОразом.. , В начале на фланце 9 размещается и закрепляется сосуд 12 с испытуемой жидкостью, затем устанавливается стакан 3 и крышка 2. Термостат заполняется термостатИРУющей жидкостью и устанавливается в строго вертикаль ное положение с помсяцью элементов 11-15 и уровномера. Затем через отверстия 22 и 4 внутрь стакана 3 вводится мешалка 23 и центрируется относительно отверстия 4 с помсхцью подвижной вертикальной опоры.. Исследуемая жидкость подается в сосуд 12 по трубке 30. Для получения сплошного слоя жидкости создается неразрывность потока жидкости за счет непрерывной циркуляции ее в прямом и обратном направлении. Температура жидкости в термостате поддерживается с точностью -0,02°С.при по,мощи нагревателей 27 и 28 и автоматического регулирования температуры. При установившемся стационарном тепловом режиме, когда температура в сосуде 12 уравнивается с температурой термостатируквдей жидкости, производят измерения параметров, необходи1иых для расчета коэффициента теплопроводности. Обеспечение вертикального положения термостата, достигаемое в предложенной конструкции путем снабжения его. индивидуальной опорой с установочными элементами, компенсация воздействия электрических полей путем выполнения нагревателей в виде бифилярно намотанных спиралей, устранение вибраций путем размещения опоры мешалки вне корпуса термостата устраняет возможность возникновения конвекции в узком цилиндрическом слое исследуемой жидкости в ячейке, что повышает качество термостатирования,и следовательно, точность измерений коэффициента теплопроводности жидкости. Кроме того, возможность индивидуального крепления мешалки с приводом позволяет использовать в предлагаемом термостате высокопроизводительную трехзаходную мешал(:у, что также повышает качество термостатирования за счет более равномерного распределения температур по объему термостатирующей жидкости при ее более интенсивном перемешивании. Формула изобретения 1.Жидкостной термостат для установки измерения коэффициента теплопроводности жидкости, содержшций заполненный термостатирующей жидкостьй цилиндрический корпус с крышкой, коаксиально расположенный в нем стакан, мешалку с приводом, нагреватели, один из которых размещен на цилиндрическом корпусе, а другой в полости между цилиндрическим корпусом и стаканом, термопары, установленные в стакане, и сосуд с испытуемой жидкостью, отличающийс я тем, что, с целью повьшения качества термостатирования, он содержит установленную соосно цилиндрическому корпусу фигурную втулку с тремя фланцами, на первом из котбрых закреплен сосуд с испытуемой жидкостью, второй фланец является дном корпуса, а третий фланец кинематически связан. с опорной плитой. 2. Жидкостной термостат по n.l, отличающийся тем, что нагреватели выполнены в виде бифиляр-: но намотанных цилиндрических спиралей. 3.Жидкостной термостат по . 1, отличающийся тем, то мешалка выполнена трехза- . рдной. 4.Жидкостной термостат по п.1, тличающийся тем, что, с елью повышения надежности термотата, он содержит компенсатор волноых колеб аний жидкости, выполненный 9 виде соединенного со стаканом юсредством разъемного соединения диска с центральным отверстием, да верхней и нижней поверхностях которого радиально установлены сдви тые на 120° вертикальные лопатки, причем лопатки расположенные на нижней поверхности диска/ размещены в прорезях, выполненных в основании стакана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Теплоэнергетика, 1977, № б, с, 78. 2. Теплоэнергетика, 1969, М 3, с. 82 (прототип).

Л

,

Т 77/ Г/

J7