Устройство для термостатирования

Устройство для термостатирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ , содержащее связанные с основным и дополнительным датчиками уровня хладагента основной и дополнительный резервуары хранения хладагента с основньм и дополнительные исполнительными элементами, установленными на их выходных трубопроводах , связанных с териостатируемой камерой/ в которой размещен связанный с входом регулирующего блока датчик температуры RS-триггер, элемент И и два ключевых элемента, отличаю «щ ее с я тем, что, с целью повышения -надежности устройства , в него дополнительно .введеног три элемента И и два кнопочных выключателя, причем выход регули« руквдего блока подключен к переключающим контактам первого и второго ключевьвс элементбв, замыкающие контакты которых подключены соответственно ко входам основного и дополнительного исполнительных элементов, выходы основного и дополнительного датчиков уровня хладагента подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента И, к в-входу R6-триггера и через замкнутые контакты первого кнопочного вы- , ключателя - ко второму входу первого элемента И, выход второго элемен (/ С та И подключен к первому входу четвертого элемента И, к R-входу RSтриггера и через замкнутые контакты второго кнопочного выключателя - ко Q второму.входу второго элемента И, С выходы Q HQRS -триггера подключены соответственно ко ттсоуяли входам третьего и четвертого элементов И, вы ходы которых подключены ко входам пер .вого и второго ключевых элементов соответственно.

„.SUÄÄ 1018111. А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Д(5(> G 05 D 23/30; G 05 D 23 19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ6ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3364442/18-24 (22) 11.12.81 (46) 15.05.83. Бюл. Р 18 (72) В.С.Барабаш, О.В.Лончаков, М.В.Мясников и Ю.В.Подгорный (53) 621.646(088.8) (56) 1. Термокриостат ВТК-400м

Туб-79 5Kl. 331.001 ТУ. Госреестр

М 3230-73.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 781785р кл. G 05 D 23/30, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ, содержащее связанные c ос- - новным и дополнительным датчиками . уровня хладагента основной и дополнительный резервуары хранения хлад-: агента с основным и дополнительным исполнительными -элементами, установленными на их выходных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой размещен связанный с входом регулирующего бло« ка датчик температуры, RS-триггер, элемент И и два ключевых элемента, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него дополнительно введев три элемента И и два кнопочных выключателя, причем выход регулирующего блока подключен к переключающим контактам первого и второго клю" чевых элементов, замыкающие контакты которых подключены соответственно ко входам оснбвного и дополнительного исполнительных элементов, вы- ходы основного и дополнительного датчиков уровня хладагента подключены соответственно к первьа4 входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента И, к В=входу R6 -триггера и через замкну.тые контакты первого кнопочного выключателя - ко второму входу перво- 9

ro элемента И, выход второго элемен- та И подключен к первому входу четвертого элемента И, к R -avoay RSтриггера и через замкнутые контакты второго кнопочного выключателя — ко второму входу второго элемента И, выходы Q и QRS -триггера подключены соответственно ко вторьм входам третьего и четвертого элементов И, вы- ieaaL

: ходы которых подключены К0 входам пер.вого и второго ключевых элементов соответственно. Вявй

1О1З111

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 термостатирования, содержащее связанный резервуар хранения хладагента (сосуд

Дьюара) с исполнительным элементом, установленным на его выходном трубо-. проводе, связанным с термостатируемой камерой, в которой размещен датчик температуры, выход которого связан со входом регулирующего блока, выход регулирующего блока подключен ко входу исполнительного элемента (1 ).

Недостаток устройства - цикличность процесса термостатирования, $0 так как после выработки всего объема жидкого хладагента из сосуда

Дьюара необходимо долить в него хладагент или сменить сосуд, в про". цессе чего температура образца зна- р5 чительно изменяется, что в большинстве случаев недопустимо.

Наиболее близким по технической> сущности к предлагаемому является устройство для термостатирования, содержащее связанные с основным и дополнительным датчиками уровня ос.новной и дополнительный резервуары хранения хладагента с основным и дополнительным исполнительными элементами, установленными на их выходных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой размещен,связанный со входом регули рующего блока датчик температур.

Кроме того, устройство содержит 40 последовательно соединенные первый инвертор, элемент И и первый ключевой элемент, а также второй инвертор, RS-триггер и второй ключевой элемент, первый вход которо- 45

ro соединен с выходом первого ключевого элемента, первый и второй вы- .

-.ходы — со входами основного и дополнительного исполнительных элеменрой вход — с выходом триг 50 гера, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходами основного и дополнительного датчиков уровня хладагента и входами пер вого инвертора и второго инвертора, выход которого подключен ко второму входу элемента И, а первый вход первого ключевого элемента связан с выхо.дом регулирующего блока f2).

Устройство обеспечивает непрерывное термостатирование в течение дли- 60 тельного времени эа счет мгновенного переключения регулирования с основ- ного резервуара хранения хладагента на дополнительный при выработке хладагента из основного резервуара.

Указанное устройство ха1 актериэуется низкой надежностью и недостаточным удобством обслуживания, обусловленными следующими обстоятельствами.

Во-первых, после выработки хладагента из основного резервуара может произойти сбой в работе из-за того, что остаток хладагента в основном резервуаре охлаждает датчик за счет теплопроводности трубопровода, спирали и каркаса нагревателя исполнительного элемента. Вырабатывать же хладагент ниже определенного уровня нельзя, так как для обеспечения заданной точности термостатирования необходимо, чтобы спираль нагревателя была погружена в хладагент не менее, чем наполовину.

Таким образом, если оператор не заметил кратковременного (0,5-1 мин) включения сигнальной лампы и переключения устройства на дополнительный резервуар и своевременно не заменил основной резервуар после выработки хладагента из дополнительного резервуара, устройство снова переключается на основной резервуар, в результате чего процесс термостатирования нарушается.

Во-вторых, из-за высокой чувствительности датчиков уровня хладагента при смене сосуда Дьюара на выходах датчиков возникают наводки, вызывающие иногда сбои в работе устройства. Поэтому при смене сосуда

Дьюара бывают случаи, когда включается тот исполнительный элемент, резервуар которого заменяют, а в результате процесс термостатирования нарушается °

Цель изобретения - повышение надежности устройства и повышение удобства его обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее связанные с основным и дополнительным датчиками уровня хладагента основной и дополнительный резервуары хранения хладагента с основным и дополнительным исполнительными элементами, установленными на их выходных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой размещен связанный со входом регулирующего блока датчик температуры, RS-триггер, элемент И и два ключевых элемента, дополнительно введены три элемента И и два кнопочныХ выключате-. ля, причем выход регулирующего блока подключен к переключающим контактам первого и второго ключевых элементов, замыкающие контакты которых . подключены соответственно ко входам основного и дополнительного исполнительных элементов, выходы основного и дополнительного датчиков уровня

1018111 хладагента подключены соответственно к первьм входам первого и второго элементов И, выход первого из которых подключен к первому входу третьего элемента И, к S-входу RS-триггера и через замкнутые контакты первого кнопочного выключателя - ко второму «W, первого элемента И, а выход второго— к первому входу четвертого элемента

И, к R-входу RS-триггера и через замкнутые контакты второго кнопоч30 ного выключателя — ко второму входу второго элемента И, выходы Q u Q

RS-триггера подключены соответственно ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены ко входам первого и второго ключевых элементов соответственно.

Введение первого и второго элементов И и кнопочных выключателей в 20 совокупности обеспечивает блокирование выходного сигнала датчика уровня хладагента после первого его выключения и разблокирование сигнала после замены пустого резервуара хра- 25 нения хладагента. !

Введение третьего элемента И в Совокупности с именлцнмся в устройстве четвертью элементом И обеспечивает создание приоритета од.ному из исполнительных элементов или их выключение в зависимости от сочетания выходных сигналов датчиков уровня хладагента.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для термостатирования.

Устройство содержит связанный с основным датчиком 1 уровня хладагента основной резервуар 2 хладагента 49 с основньм исполнительным элемен- том 3, установленным на его выходном трубопроводе 4, связанном с термостатируемой камерой 5, в которой размещен датчик 6 температуры, вы- . 45 ход которого связан со входом регулирукщего блока 7, дополнительный резервуар 8 хранейия хладагента с дополнительным датчиком 9 уровня хладагента и исполнительннч элементом 10, RS-триггер 11, элементы

И 12-15, кнопочные выключатели 16, 17 и ключевые элементы 18 и 19, переключающие контакты которых связаны . с выходом регулирукицего .блока 7, а замыкающие подключены ко входам исполнительных элементов 3 и 10 соответственно. Первый вход элемента

И 12 подключен к выходу датчика 1 уровня хладагента, а выход — к первому входу элемента И 14, к S-входу 60

RS-триггера 11 и через замкнутые контакты кнопочного выключателя 16 ко второму входу элемента И 12.

Первый вход элемента И 13 подключен к выходу датчика 9 уровня

65 хладагента, а выход - к первому входу элемента И 15, к R-входу RS-триггера и через замкнутые контакты кнопочного выключателя 17.ко второму входу элемента И 13.

Выходы Q u Q RS-триггера ll подключены соответственно ко вторым входам элементов И 14 и 15, выходы которых подключены соответственно ко входам ключевых элементов 18 и 19.

-Устройство работает следующим . образом.

В исходном состоянии основной и дополнительный резервуары 2 и 8 для хранения хладагента наполнены жидким хладагентом и на выходах основного и дополнительного датчиков 1 и 9 уровня хладагента и на выходах элементов И 12 и 13 присутствуют сигналы, соответствукщие логической 1 ° На выходе RS-триггера 11 присутствует сигнал, соответствующий логическому 0, а на выходе Q, логическая l . На выходе элемента И 14 присутствует логическая 1, так как на двух его входах присутствуют логические 1, а на выходе элемента И 15 присутствует логический 0, так как на его втором входе, связанном с выходом

RS-триггера 11, присутствует логический 0 . В результате ключевой элемент 18 включен, а ключевой элемент 19 выключен.

При включении регулирующего бло:.ка 7 на его выходе появляется регулирукщий сигнал, включающий нагреватель и электромагнитный клапан основного исполнительного элемента 3, с выхода которого жидкий хладагент поступает в камеру 5. В процессе работы уровень жидкого хладагента в основном резервуаре 2 постоянно снижается. При достижении хладагентом определенного уровня на выходе основного датчика 1 уровня хладагента и, как следствие, на выходе элемента И

12 появляется логический 0, триггер ll опрбкидывается,.íà его выходе Q появляется логическая 1, а на выходе Q — логический 0 . В результате ключевой элемент 18 выключается, а ключевой элемент 19 включается, после чего регулирующий блок 7 стабилизирует температуру в камере 5 через дополнительный резервуар 8 хранения хладагента. Через 0,5-1 мин на выходе основного датчика 1 уровня хладагента появляется логическая 1, обусловленная охлаждением датчика 1 остатком хладагента за счет теплопроводности тру- бопровода, спирали и каркаса нагревателя основного исполнительного элемента 3. На выходе элемента И 12 остается логический 0, так как на его втором входе присутствует

1018111

ВНИИПИ Заказ 3543/47 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 логический 0 . Затем основной резервуар 2 хранения хладагента за-. меняется полным, после чего включается выключатель 16. При включении кнопочного выключателя 16 на втором входе и, как следствие, на выходе элемента И 12 появляется логическая . 1, восстанавливая исходное состояние первого канала регулирования с той разницей, что ключевой элемент 18 выключен, так как на выходе триггера 11 присутствует логичесKHA 0, В том случае, если основной резервуар 2 вовремя не заменен и кнопочный выключатель 16 не включался (т.е. 15 на выходе элемента И 12 остается логический О ),а в дополнительном резервуаре 8 хладагент кончился, т.е. на выходе элемента И 13 появился логический 0, независимо от 2п состояния триггера 11 ключевые элементы 18 и 19 выключены, таk как на первых входах элементов И 14 и 15 присутствуют логические 0 .

Предлагаемое устройство для термостатирования по сравнению с базовым объектом (термокриостатом ВТК-400) обеспечивает непрерывное термостати-, рование в течение длительного времени мгновенным переключением выхода регулирующего-блока с основного резервуара хранения хладагента на дополнительный и обратно, что позво" ляет заменить использованный резервуар, не нарушая режима термостатирования. При этом замена резервуара не вызывает сбоев в работе устройства за счет блокирования выходного сигнала датчика уровня хладагента после первого выключения, причем повышается удобство обслуживания устройства.