Установка для термостатирования Советский патент 1982 года по МПК F25D3/10 F25D29/00 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области криогенной техники, а именно к установке для термостатирования преимущественно образцов с целью определения их диэлектрических характеристик. Известно устройство для термостатирования содержащее сосуд Дьюара с нагревателем жидкого хладагента и трубопроводом для подвода хладагента к термостатируемому объ ту, электромагнитный клапан и релейный регулятор, управляющий работой нагревателя и клапана 1 . К недостаткам этого устройства относятся большие непроизводительные потери хладагента, поскольку каждый раз при выключении электромагнитного клапана и нагревателя избыточное давление паров хладагента сбрасывается в атмосферу. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемоглу результату является установка для термостатирования, включающая сосуд Дьюара для хранения и выдачи жидкого хладагента с размещенным внутри него нагревателем, электромапштный клапан, установленный на горловине сосуда Дьюара, трубопровод, герметично закрепленный на горловине и подсоединенный к термокамере, блок сравнения, один вход которого подсоединен к термокамере, и последовательно соединенные с блоком сравнения фазочувствнтельный усилитель и пороговое устройство, выход которого подключен к обмотке электромагнитного клапана, и эадатчик температуры, соединенный со вторым входом блока сравнения 2. Однако в известной установке имеют место значительные потери хладагента через предохранительный клапан. Цель изобретения - сокращение расхода жидкого хладагента. Эта цель достигается тем, что установка для термостатирования, включающая сосуд Дьюара для хранения и выдачи жидкого хладагента с размещенным внутри него нагревателем, электромагнитный , установленный иа горловине сосуда Дьюара, трубопровод, герметично закрепленный на горловине и подсоединенный к термокамере, блок сравнения. 39 один вход которого I подсоединен к: термокамере, и последовательно соединенные с блоком сравнения фазочувствительный усилитель и пороговое устройство, выход которого подключен к обмотке электромагнитного клапана, и задатчик температуры, соединенный со вторым входом блока сравнения, снаб жена дополнительным пороговым устройством источником опорного напряжения, двумя клю чами и функциональным Лреобразователем, при этом вход функционального преобразователя подключен к выходу задатчика температуры, выход - к входу источника опорного напряжения, а выходы последнего соединены с переключающими контактами ключей, причем размыкающий контакт первого ключа и замыкающий контакт второго ключа подключены к выходу фазочувствительного усилителя, замыкающий контакт первого ключа и размыкающий контакт второго ключа соединены с входом дополнительного порогового устройства, а управляющие входы ключей подключены к выходу основного порогового устройства. На чертеже схематически изображена предлагаемая установка, общий вид. Установка для термостатирования содержит трубопровод I, герметично укрепленный на горловине сосуда Дьара 2 электргомагнитный клапан 3 и нагреватель 4, размещенный в нижней части внутренней его полости, трубопровод 1 подключен к термокамере 5 с объектом термостатирювания. Кроме того, установка содержит регулятор температуры, состоящий из последовательно соединенных блока 6 сравнения, фазочувствительного усил теля 7 и основного порогового устройства 8 к выходу которого подключена обмотка электромагнитного клапана 3. В регулятор температуры входят также задатчик 9 температуры, дополнительное пороговое устройство 10, источник 11 опорного напряжения, функциональный преобразователь 12 и ключи 13 14. Выход термокамеры 5 подключен к одному из входов блока 6 сравнения, ко второму входу которой подсоединен задатчик 9 температуры, связанный со входом функционального преобразователя 12. Выход последнего подключен к управляющему входу источника 11 опорного напряжения, выходы ко торого соединеы с переключающими контакТЕМИ ключей 13, 14. Замыкающий контакт ключа 13 и размьжающий контакт ключа 1 соединены с входом дополнительного порого вого устройства 10, выход которого подключен к нагревателю 4. Размыкающий кон такт ключа 13 и замыкающий контакт клю ча 14 соединены с выходом фазочувствительного усилителя 7, а управляющие входы ключей связаны с выходом порогового устройства 8. Предлагаемая установка работает следующим образом. При равенстве сигналов на входах блока 6 сравнения сигнал на выходе фазочувствительного усилителя 7 равен нулю, сигнал на выходе порогового устройства 8 равен логическому нулю, вследствие чего электромагнитный клапан 3 и ключи 13 и 14 выключены. На вход дополнительного порогового устройства 10 с источника 11 опорного напряжения подано опорное напряжение открывающей для него полярности, но недостаточное по величине, чтобы открыть дополннтельное пороговое устройство 10, на выходе которого напряжение отсутствует. Давление в сосуде Льюара 2 равно атмосферному, поскольку цток электромагнит-ного клапана 3 закрывает выход трубопровода 1 в термокамеру 5 и открывает его в атмосферу. При повыи1ении температуры в термокамере 5 относительно заданной задатчиком 9 на выходе фазочлвствительного усилителя 7 появляется сигнал, включенный последовательно с опорным напряжением и при некотором его значении, меньшем, чем порог срабат шания порогового устройства 10, последнее открывается и на нагреватель 4 подается напряжение. В результате этого давление паров хладагента в сосуде Дьюара 2 возрастает, но температура в термокамере 5 продолжает повышаться, так как клапан 3 закрыт. Сигнал на вь1ходе усилителя 7 продолжает увеличиваться и при некотором его значении открывается пороговое устройство 8 и включает электромагнитный клапан 3 и ключи 13 и 14. При этом опорное напряжение с выхода источника 11 опорного напряжения включается встречно сигналу с выхода усилителя 7. После включения электромагнитного клапана 3 хладагент поступает в термокамеру 5, температура в которой начинает понижаться. Сигнал на выходе усилителя 7 начинает уменьшаться и при некотором его значении, большем, чем порог срабатывания дополнительного порогового устройства 10, последнее закрывается, выключая нагреватель 4. За счет накопленного избыточного давления паров хладагент прюдолжает поступать в термокамеру 5, сигнал на выходе усилителя 7 продолжает уменьшаться и при его значении, близком к нулю, основное пороговое устройство 8 закрывается, выключая электромагнитный клапан 3. Избыточное давление в сосуде Дьюара 2 к этому моменту практически уже отсутствует. Далее процесс регулирования температуры с опережаюишм включением и выключением нагревателя 4 относительно моментов включения и выключения электромагнитного клапана 3 повторяется. При изменении заданной температуры задатчиком 9 функциональный преобразователь 12 изменяет выходное напряжение источника 11 опорного напряжения, изменяя время опережения включения и выключения нагревателя 4.

Предлагаемая установка позволяет сократить по сравнению с известной непроизводительные потери хладагента в 3-4 раза, что позволяет увеличить время непрерывной работы устройства без замены сосуда Дьюара в 1,2-1,3 раза. Кроме того, повышается безопа ность работы установки, так как из.бьггочное давление в сосуде Дьюара не накапливается, а сбрасывается практически до нуля во время каждого цикла регулирования.

Формула изобретения

Установка для термостатирования, включающая сосуд Дьюара для хранения и вьщачи жидкого хладагента с размещенным внутри него нагревателем, злектромагннтный клапан, установленный на горловине сосуда Дьюара, трубопровод, герметично закрепленный на горловине и подсоединенный к термокамере, блок сравнения, один выход которого подсоединен к термокамере, и последовательно соединенные с блоком сравнения фазочувствительный усилитель и пороговое устройство, выход которого подключен к обмотке электромагнитного клапана, и задатчик температуры, соединенный с вторым входом блока сравнения, отличающаяся тем, что, с целью сокращения расхода жидкого хладагента при термостатировании, установка снабжена дополнительным пороговым устройством, источником onojpHoro напряжения, двумя ключами и функциональным преобразователем, при этом вход функционального преобразователя подключен к выходу задатчика температуры, выход - к входу источника опорного напряжения, а выходы последнего соединены с переключающими контактами ключей, причем размьпсающий контакт первого ключа и замьпсающий контакт второго ключа подключены к выходу фазочувствительного усилителя, замыкающий контакт первого ключа и размыкающий контакт второго ключа соединены с входом дополнительного порогового устройства, а управляющие входы ключей подключены к выходу основного порогового устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации термокриостата ВТК-400. Ангарск 1976 (протйтип).