Термокриостат
Иллюстрации
Реферат
исесОьОз нР,я
5А Гъ. й;с, l, Г "1 г;, -.1
ОПИСАЙИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
407I58
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 18.Xl.1971 (№ 1715608/23-26) с присоединением заявки №
l1риоритет
Опубликовано 21.XI.1973. Бюллетень ¹ 46
Дата опубликования описания 2.11 .1974
М. Кл. Г 25d 3/10
G 050 23/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий
УДК 621.59(088.8) Ав I Opal изобретения
В. Ф. Ижнин и А. М, Бондаренко
Заявитель
ТЕРМОКРИОСТАТ
Изобретение относится к технике низких гемператур, в частности к области тепловых испытаний радиоэлектронной аппаратуры при низких температурах.
Известен термокриостат для тепловых испытаний радиоэлектронной аппаратуры, содержащий теплоизолированный корпус с перфорированными полками для испытуемых изделий, трубопровод с распылительным соплом для хладагепта и центробежный вентилятор для циркуляции охлаждающей среды, в котором крыльчатка вентилятора выполнена в виде горизонтально расположенной конусообразной чаши с радиальными прорезями и направляющими лопатками на боковой поверхности.
Распылительное сопло трубопровода установлено внутри чаши для распыла хладагента прп помощи лопаток, а к всасывающей сторо«е вентилятора подключена цилипдроконическая трубчатая вставка для создания в камере направленной циркуляции хладагента. Однако указанное устройство»е исключает влияния металлических деталей на испытуемую радиоаппаратуру. Кроме того, па этом устройстве нельзя проводить испытания при температуре выше 0 С.
Предложенный термокриостат обеспечивает более широкий диапазон тепловых испытаний и полностью исключает влияние металлических деталей на радиоэлектронную аппаратуру.
Это достигается тем, что выполненные нз обычных материалов рабочие узлы термокрпостата, обеспечивающие необходимую температуру теплоносителя и его направленную циркуляцию, вынесены за пределы камеры и смонтированы в отдельный теплоизолированный блок, соединенный с объемом камеры всасывающим и нагнетательным каналами.
Выполнение камеры без применения металj0 лических частей и соответствующей Ilo объему количеству и размерам испытуемых изделий позволяет свести до минимума длину выводов измерительных обмоток изделий. В связи с тем, что камера в предлагаемом термо1 крностате ие содержит никаких рабочих узлов н связана с температурным блоком лишь двумя каналами, конструкция ее существенно упрощается, появляется возможность выполнить камеру легкосъемной, провести ши20 рокую унификацию узлов термокриостата и иметь для одного температурного блока и терморегулятора набор сменных камер, различных по пазначсшпо и объемам.
Необходимое перемешивание потока тепло25 носителя в объеме самой камеры для уменьшения перепада температур по объему (которое в известных термокриостатах создается размещением в объеме камеры вентилятора н установкой различных по конструкции ци30 лнндров-обтекателей), обеспечивается в пред407158
65 лагаемом термокриостате тем, что нагнетательный канал в камере является раздвоенным с входами отдельных каналов в объем, расположенными с разных сторон объема и по его краям и направленными по касательной к внутренней цилиндрической поверхности камеры.
На фиг, 1 схематично показан описываемый термокриостат; на фиг. 2 — то же, вид по стрелке А на фиг, 1 (стрелками указано направление движения газовых потоков в рабочем объеме камеры) .
Термокриостат состоит из камеры 1, температурного блока 2, автоматического регулятора температуры 3 и используемых при работе в области температур, ниже температуры окружающей среды, питателя 4 и сосуда Дюара
5 типа СД-15 с хладагентом, преимущественно жидким азотом. Камера собрана из шести пластин из теплостойкого пенопласта 6 с предварительно выполненными в них отверстиями и выемками, образующими рабочий объем камеры и каналы для входа и выхода потоков. Пластины помещены в сварной кожух 7 из винипласта. В температурном блоке расположены центробежный вентилятор 8 с приводом 9, всасывающим патрубком 10 и нагнетательным патрубком 11. Во всасывающем патрубке размещены нагреватель 12 и трубка
13 со штуцером для соединения с питателем.
В нагнетательном патрубке находится датчик температуры 14 (термопара градуировки
X = К) . Выводы от электродвигателя вентилятора, термопары и нагревателя связаны с регулятором температуры. В качестве тепловой изоляции температурного блока использована минеральная вата. Выступающие из температурного блока концы патрубков для соединения с камерой входят в соответствующие отверстия камеры. Питатель снабжен нагревателем 15, уплотнительной втулкой 16 и для соединения со штуцером температурного блока гайкой 17. Рабочий объем камеры закрыт крышкой 18 из теплостойкого пенопласта, на которой может быть закреплен держатель образцов.
Термокриостат работает следующим образом.
Для работы в области температур, выше температуры окружаюшей среды, после загрузки в камеру измеряемых образцов и установки на регуляторе температуры требуемой температуры производят включение термокриостата. При этом подается напряжение на электродвигатель вентилятора и нагреватель
12. Вентилятор непрерывно засасывает воздух . из камеры, который подогревается нагревателем, перемешивается вентилятором и через два входящих по краям касательно к внутренней цилиндрической поверхности камеры канала непрерывно подается в камеру. Образующиеся при этом два сходящихся навстречу друг другу спирально закрученных в разные стороны потока интенсивно перемешиваются, что сводит к минимуму перепады тем5
15 го
25 зо
4 пературы в объеме камеры. После достижения требуемой температуры регулятор температуры по сигналу датчика температуры уменьшает напряжение на нагревателе до величины, достаточной для компенсации тепловых потерь устройства.
Для работы в области температур, ниже температуры окружающей среды, после загрузки в камеру измеряемых образцов требуется посредством питателя подключить к температурному блоку сосуд Дюара с хлад агентом. Для этого нижний конец питателя опускается в сосуд Дюара, горловина сосуда
Дюара уплотняется резиновой втулкой, гайка питателя соединяется со штуцером температурного блока, и затем производится соединение выводов нагревателя питателя с регулятором температуры. Далее устанавливается требуемая температура и включается термокриостат. При этом подается напряжение на электродвигатель вентилятора и нагреватель
15 питателя. Под действием тепла, выделяемого на нагревателе питателя, хладагент в сосуде Дюара испаряется, давление паров хладагента растет, в результате чего хладагент в жидком и парообразном состояниях через отверстия в нижнем конце и в средней части трубки питателя по трубке 13 поступает во всасывающий патрубок вентилятора, разбрызгивается, засасывается вентилятором, перемешивается и попадает в камеру. В связи с тем, что большая часть жидкой фракции хладагента испаряется в патрубках и вентиляторе, отпадает необходимость установки змеевика. Сбрасывание избыточного давления изза подачи и испарения в термокриостате хладагента осуществляется через трубку небольшого диаметра, соединяющую всасывающий патрубок с окружающей средой. После достижения требуемой температуры регулятор температуры по сигналу датчика температуры уменьшает напряжение на нагревателе питателя до величины, при которой подаваемого в камеру хладагента достаточно для компенсации теплопритока в устройство извне. Переход на другие значения температур осуществляется на регуляторе температуры.
Предлагаемый термокриостат, в котором камера и ее рабочее пространство не имеют металлических деталей, позволяет производить высокочастотные измерения температурного коэффициента ферритов и других радиодеталей. Прп этом точность поддержания температуры в диапазоне от плюс 150 С до 0 С составляет t-0,2 С, а от 0 С до минус 150 С она равна +-0,5 С. Перепад температур между изделиями не превышает 1 С.
Предмет изобретения
1. Термокриостат, содержащий выполненную из теплоизоляционного материала — диэлектрика рабочую камеру для испытуемых изделий, центробежный вентилятор для усреднения температуры и создания направленной
407158 камеры всасывающим и нагнетательным каналами.
2. Термокриостат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, рабочая камера выполнена из отдельных, помещенных в неметаллический кожух пластин из теплоизоляционного конструкционного материала — диэлектрика с выполненными в них отверстиями и выемками, образующими при
10 сборке рабочий обьем камеры и каналы для входа и выхода теплоносителя.
Составитель И. Соседов
Техред Т. Ускова
Редактор Н. Корченко
Корректор Н. Стельмах
Заказ 716!14 Изд. № 2004
ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и
Москва, Ж-35, Раушская
Типография, пр. Сапунова, 2 циркуляции теплоносителя, распылительное сопло и питатель для подачи хладагента, нагреватель и терморегулятор с датчиком температуры, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности проведения высокочастотных испытаний изделий и унификации конструкции, центробежный вентилятор и размещенные в его патрубках распылительное сопло, нагреватель и датчик температуры смонтированы в отдельный от камеры теплоизолированный блок, соединенный с объемом
Тирана 576 Подписное
Совета Министров СССР открытий наб,, д. 45