Термостат Советский патент 1981 года по МПК G05D23/30 

I

Изобретение относится к термостатированию и может быть использовано при создании устройств стабилизации температуры в локальных объемах термостатах, например, для стабилизации холодных спаев термопар.

Известны термостаты, содержащие теплоизолированную камеру, сильфон, неподвижное дно которого закреплено на камере, а подвижное соединено со штоком } .

Недостатком этого устройства является высокая степень тепловой инерции, наличие нескольких типов источников энергии, например электроэнергии и воды.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является термостат, содержащий источник получения холода - термобатарею, термоиэолированную камеру, сильфон, датчики температуры. Заданная температура поддерживается термобатареями. При изменении температуры происходит уменьшение или увеличение объема жидкости, в результате перемещается подвижное дно сильфона с закрепленным на нем штоком. При этом изменяется сугнал на батареях-тепломерахи подается регулирующее воздействие на управление режимом работы термобатареи 21.

Недостаток известного термостата заключается в том, что он обладает

10 высокой тепловой инерцией. Инерционность вызвана величиной коэффициента теплопередачи от жидкости в рубашке камеры к воздуху термостатируемого объема. Известно, что термическое со-

15 противление передачи тепла через разделительную стенку определяется наибольшим значением составляющих термических сопротивлений. В известном устройстве таким узким местом явля20ется процесс передачи тепла за счет свободной конвекции от внутренней поверхности стенок камеры к воздуху, заключенному в ней. Кроме того, пита 3 ние термобатарей требует, высокоста-г бильного источника постоянного тока. Цель изобретения - уменьшение теп лоинерционности термостата и сокраще ние времени выхода на режим. Поставленная цель достигается тем что в термостате,содержащем корпус с крышкой и установленную в нем рабочую камеру, О1):руженную рубашкой, Сое диненной с источником холода, и датчик температуры, рабочая камера выпол нена в виде сильфона, заполненного термостатирующей жидкостью. Кроме того,крышка корпуса выполнена с цилиндрической перегородкой, разделяюш;ей полость рубашки на две соединенные между собой полости. На фиг. схематично изображен те мостат, общий вид; на фиг. 2 --раз рез А-А на фиг. J. Термостат состоит из рабочей каме ры 1, выполненной в виде сильфона, з полненного термостатирующей жидкостью изменяющей свой объем при изменении фазового перехода например, водой, корпуса 2, крышки 3, подставки 4, вихревой трубы 5, являющейся источни ком холода. Рабочая камера 1 крепится- резьбовым фланцем к крьШ1ке 3, ее подвижное дно соединено со штоком 6 с установленным на конце постоянным магнитом 7, необходимым для создания управляющего сигнала магнитоуправляе мых контактов 8 через усилитель мощности 9 Hd клапан 10 с электромагнит ным управлением для регулирования по дачи сжатого, воздуха на питание вихре-ОЙ трубы 5. Крышка 3 состоит из двух частей, соединенных неподвижно. Вну.ри крышки 3 выточена кольцевая канавка (фиг. 2), по которой через систему отверстий и штуцер 11 происходит передача холодного воздуха из диафрагмы вихревой трубы 5 в рубашку 12 между рабочей камерой 1 и корпусом 2. Сверху на крышке 3 установлен вводы 13 для термопар и имеется отверстие для заливки жидкости, например воды, закрытое-пробкой 14. Для уменьшения теплопритока крьшжа 3 снабжена цилиндрической перегородкой 15, которая заставляет холодный воздух двигаться петлеобразно. Отработавший воздух через отверстия (не по казаны) в боковых стенках корпуса 2 выбрасывается в атмосферу. Термостат работает следующим образом. 8 Холодный воздух из диафрагмы вихревой трубы 5 через отверстие в крьш1ке 3 поступает в рубашку 12, отдает . часть своего хладоресурса через стенку камеры 1. Охлаждение воды происходит до тех пор, пока она не изменит агрегатное Состояние. При фазовом переходе увеличение объема воды растягивает сильфон 1 и приводит в движение шток 6 с закрепленным на нем постоянньм магнитом 7. При этом магнитоуправляемые контакты В, попадая в магнитное поле магнита 7, замыкаются и через усилитель мощности 9 подают управляющий сигнал на маг.нитоуправляемый клапан 10, который перекрывает магистраль сжатого воздуха. При переходе воды в жидкое состояние шток 6 с магнитом 7 поднимается., контакты 8 размыкаются, срабатывает клапан 10 и сжатый воздух подается в вихревую трубу 5. Технико-экономический эффект термостата предложенной конструкции заключается в его значительно меньшей тепловой инерции, что обеспечивается выполнением камеры в виде сильфона, который одновременно выполняет две функции: камеры и чувствительного элемента. Если в известном термостате сильфон имеет низкую чувствительность при фазовом переходе рабочей жидкости из-за удаленности его от зоны охлаждения, что способствует большой инерционности и времени выхода термостата на режим порядка 2 ч, то для предлагаемого термостата оно составляет 0,5 ч. Формула изобретения 1.Термостат, содержащий корпус с крьш1кой и установленную в нем рабочую камеру, окруженную рубашкой; соединенной с источником холода, и датчик температуры, отличающийся тем, что, с целью уменьшения теплоинерционности и сокращения времени выхода на режим, в нем рабочая камера выполнена в виде сильфона, заполненного термостатирующей жидкостью. 2.Термостат по п. 1, о т л и чающ-ийся тем, что в нем крьш ка корпуса вьтолнена с цилиндрической перегородкой, разделяющей полость

рубашки на две соединенные между собой полости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 551621, кл. G 05 D 23/30, 1975.

2,Авторское свидетельство СССР № 504186, кл. G 05 D 23/30, 1974

(прототип).

SJA W