Устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных уровнях

Устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных уровнях

Реферат

Изобретение относится к средствам термостабилизации объектов и может использоваться для одновременной стабилизации температуры нескольких объектов, имеющих разные оптимальные рабочие температуры.

Прототипом предлагаемого устройства является прибор, описанный в [1]. Прибор содержит термоэлектрическую батарею, питаемую электрическим током от источника электрической энергии, холодным спаем приведенную в тепловой контакт с тонкостенной металлической емкостью, заполненной термостабилизирующим веществом, а горячим с радиатором. Металлическая емкость разделена перегородками на отсеки по числу объектов термостабилизации, заполненные разными термостабилизирующими веществами, температуры плавления которых совпадают с оптимальными рабочими температурами объектов термостабилизации, установленных на верхней поверхности отсеков таким образом, чтобы оптимальная рабочая температура каждого объекта термостабилизации совпадала с температурой плавления термостабилизирующего вещества, заполняющего данный отсек

Недостатком устройства является низкое значение коэффициента теплоотдачи на границе холодный спай термоэлектрической батареи - металлическая емкость из-за наличия на границе только кондуктивного теплообмена, следствием чего является недостаточная интенсивность теплоотвода от термостабилизирующего вещества и недостаточная надежность функционирования термостабилизирующего устройства.

Целью изобретения является повышение интенсивности теплоотвода от металлической емкости с термостабилизирующим веществом и, следовательно, повышение надежности функционирования термостабилизирующего устройства.

Цель достигается тем, что каждая металлическая емкость с термостабилизирующим веществом, с которой сопряжен объект термостабилизации, приведена в тепловой контакт с теплообменником, выполненным в виде тонкостенного металлического трубопровода, по которому протекает посредством компрессора охлаждающая жидкость. При этом очередность сопряжения трубопровода с металлическими емкостями такова, что первой с теплообменником приводится в тепловой контакт емкость с термостабилизирующим веществом, имеющим наименьшую температуру плавления, далее с теплообменником сопрягается емкость с термостабилизирующим веществом, имеющим более высокую температуру плавления, и так далее в порядке возрастания температуры плавления термостабилизирующих веществ. Причем теплообменник имеет основной участок теплосброса, где осуществляется отвод теплоты от нагретой жидкости и ее охлаждение тем или иным методом, и участки дополнительного промежуточного теплосброса теплообменника - между металлическими емкостями.

Конструкция устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из ряда тонкостенных металлических емкостей 1 с термостабилизирующими веществами 2 по числу объектов термостабилизации 3, приведенных с ними в хороший тепловой контакт. Температура плавления каждого термостабилизирующего вещества 2, находящегося в какой-либо металлической емкости 1, совпадает с необходимой температурой соответствующего объекта термостабилизации 3. Каждая металлическая емкость 1 с термостабилизирующим веществом 2 приведена в тепловой контакт с теплообменником 4, выполненным в виде тонкостенного металлического трубопровода, по которому протекает охлаждающая жидкость. При этом очередность сопряжения трубопровода 4 с металлическими емкостями 1 такова, что первой с теплообменником 4 приводится в тепловой контакт емкость 1 с термостабилизирующим веществом 2, имеющим наименьшую температуру плавления, далее с теплообменником 4 сопрягается емкость 1 с термостабилизирующим веществом 2, имеющим более высокую температуру плавления и так далее в порядке возрастания температуры плавления термостабилизирующих веществ 2. Теплообменник 4 имеет основной участок теплосброса 5, где осуществляется отвод теплоты от нагретой жидкости и ее охлаждение тем или иным методом, и участки дополнительного промежуточного теплосброса 6 теплообменника 4 - между металлическими емкостями. Циркуляция жидкости в теплообменнике осуществляется посредством компрессора 7. Теплоизоляция 8 применяется для снижения до минимума влияния колебаний температуры окружающей среды на объект термостабилизации.

Устройство работает следующим образом.

Тепло, поступающее от объектов термостабилизации 3, передается металлической емкости 1 и через поверхность соприкосновения термостабилизирующим веществам 2. Далее одновременно происходит прогрев термостабилизирующих веществ 2 до температуры плавления и процесс плавления. Температура объектов термостабилизации 3 будет поддерживаться при постоянном значении, равном температуре плавления термостабилизирующих веществ 2 до полного проплавления последних.

Циркулирующая в теплообменнике 4 за счет действия компрессора 7 жидкость отводит избыток тепла от термостабилизирующих веществ 2, сохраняя при этом оптимальную рабочую температуру объектов термостабилизации 3 до конца их работы. На участке 5 теплообменника 4 производится основное охлаждение нагретой жидкости, а на участках 6 между емкостями 1 от нее осуществляется дополнительный промежуточный теплоотвод.

Литература

1. Патент РФ на изобретение №2236034. Устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных уровнях / Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Аминов Г.И., Юсуфов Ш.А.

Устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных уровнях, содержащее тонкостенные металлические емкости с термостабилизирующими веществами по числу объектов термостабилизации, приведенных с ними в хороший тепловой контакт, причем температура плавления каждого термостабилизирующего вещества, находящегося в какой-либо металлической емкости, совпадает с необходимой температурой соответствующего объекта термостабилизации, отличающееся тем, что каждая металлическая емкость с термостабилизирующим веществом приведена в тепловой контакт с теплообменником, выполненным в виде тонкостенного металлического трубопровода, по которому протекает посредством компрессора охлаждающая жидкость, при этом очередность сопряжения трубопровода с металлическими емкостями такова, что первой с теплообменником приводится в тепловой контакт емкость с термостабилизирующим веществом, имеющим наименьшую температуру плавления, далее с теплообменником сопрягается емкость с термостабилизирующим веществом, имеющим более высокую температуру плавления, и так далее в порядке возрастания температуры плавления термостабилизирующих веществ, причем теплообменник имеет основной участок теплосброса, где осуществляется отвод теплоты от нагретой жидкости и ее охлаждение тем или иным методом, и участки дополнительного промежуточного теплосброса теплообменника - между металлическими емкостями.