Термостат

Термостат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

иалистичес

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено05.02.75 (Я) 2102239124 (5I) М. Кл.

605,. 13 23130 грисоеднненнр р ааявки РР; (23) Приоритет

Цвудврвтввянвф !.,ðùóðó

Соаата Венетрвв COO в} делам мзвбратеикй и втнрцтий (53) УДК В21-555,8 (088.8) (43) Онубликовано15.08.76.Бюллетень % 30 (45) Дата опублйконания описания 03.11.76 (72) Я вт ор ивобретеиня

Л. Л. Васильев

Ордена Трудового Красного Знамени институт те и массообмена AH Белорусской ССР (54) ТЕРМОСТАТ

Изобретение относится к области нрибо-.Ф. ростроения, а также може использоваться в зжатронной, металлургической, onõè÷eñкой промышленности и других отраслях народногэ хозяйства. б

Известны конструкции высокотемпературных нечей. термостатов в которых для целей выравнивания температурного поля в рабочем объеме используются кааксиальные тепловые трубы различных конструкций.Ко аксиальные тепловые трубы используются в качестве:изотермических оболочек высокой теплопроводиости, которые помещаются внутрь печей-термостатов, что позволяет осуществлять выращивание высококачествен- 5 ных кристаллов, отжиг и выращивание полу п ровс дников, Однако такие конструкции имеют малый рабочий объем из-за ограничеинт. х возможностей изотермических оболочек. 26

Известен также термосгат, содержащий теплоизолированную камеру с нагревателем, внутри которой соосно размещены рабочая камера и изотермическаи оболочка, между стенками которой размещен теплоноситеаь.

Недостатками такого термостата являются ограниченная высота (10-20 см) рабочего объема и его инерционность, изза которой переход от одного температурного уровня к другому требует большого време ни (десятки минут илн часы).

Бель изобретения - повышение точности поддернсанни i температуры термостата, Это достигается тем, что изотермическая оболочка выполнена подвижной, а между ее стенками наклонно установлены перфорированные в верхней части перемычки.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого термостата, продольный разрез; йа фиг. 2 — конструкция термостата со сферической изотермической оболочкой, продольный разрез.

Неподвижно расположенная рабочая камера 1 с рабочим веществом, окружена вращающейся вокруг оси изотермической оболокой 2 с двойными стенками. Внутренняя стенка оболочки 3 связана с внешней стенкой 4 с помощью перфорированных перемычек 5, являющихся ребрами жесткости ц создаюшими мостики для стекания жиуц<осги Ог стенки 3 х стенке 4. причем у стен1 ки 4 образуются карманы, где скаплнваег- ся жидкость. когда прекращается врашение: оболочки 2. Перфорация выполнена в Верх-, ней частя перемычек 5.

Пространство внутри оболочки 2 между стенками 3 и 4 заполнено парами проме To÷íÎÃÎ теплоносителя, например натрия, кроме того, данный теплоноситель в виде тонкой пленки жидкости находится на стен ц . 1 ках 3 и 4 во время вращения оболочки 2.

Зазор 6 между камерой 1 н оболочкой 2

I заполнен теплообменным газом, например, ге:.—.: лием. Внутри камеры 1 поддерживается нуж:-: ная газОВая среда нли Вакуум с ПОМОшью )5 системы насосов, которые откачивают газ из камеры 1через трубу 7. Снизу к Оболоч-( ке 2 жестко присоединена вращающаяся тру;= ба 8, через которую принеобходимостипроиз-„ водится впуск теплообменного газа в зазор 6. фа

Оболочка 2 в Верхней части связана с неподвижной трубой 7 через подшипник 9.

Снаружи устройства расположена геплоизоля=. ция 10. Нагрев оболочки 2 Осуществляется

:газовыми горелками (не показаны), или с 25 помощью других источников тепла, например электронагревателей.

Термостат работает следующим образом.

Камера, в которой находится обрабатываГ мое вещество, окружена оболочкой, враша- Ю юшейся вокруг- своей оси. Внешняя стенка оболочки нагревается источниками тепла, например. газовыми горелками. Под действием теплового потока происходит испарение пленки жидкости на внешней creme, перенос ЗО пара к более холодной внутренней стенке, его конденсация и разбрызгивание капель жидкости под действием центробежного поля.

Капли жидкости попадают на внешнюю стенку оболочки и образуют пленку, которая вновь испаряется, поглощая тепло. Конденсация пара на внутренней стенке оболочки позволяет создавать условия изотермичносги камеры, В которой находится вещество, подвергаемое термической обработке.

В камеру 1 помещается рабочее вещество, через трубу 7 вводится нужная газовая среда. С помощью нрнвода осуществляется вращение Оболочки 2. Пленка жидкости, образуюшаяся при вращении и нагреве оболоч- M ки, начинает испаряться, поглощая тепло. I

Образующийся пар движется Ог стенки 4 к стенке 3, конденснруясь там и нагревая ее.

Пленка конденсата на стенке 3 срывается центробежным полем и разбрызгиваегся в виде капель, которые вновь попадают на стенку 4, охлаждаяя ее и испаряясь. При этом Возникас т очень Высокая интенсивность геплопбменл Kàê иа cråíêe 1, гак и иа стея(fUf и ИЯ.P 1 0 jlo 0 æ 1 >й ры стенки 3 ОболОчк и ", когда л ролзе жу го 4ный теплоносигель внутри Оболочки 2 досги гие г сцтимальной гемпературьi (например для натрия 7ОО-HUO С. ), В зазор 6 вводи"= ся теплообмеиный газ и происходит нагрев камеры 1. В стационарных условиях работ; устройства перепад гемперагуры В Веря<. ;::;: и нижней части камеры 1 не превыша-:-:г де= сягых долей градуса, что является необхо. димым, например, для Выращивания высоко-:. качественных KpBctегоloB.

При Выклкучении нагрева и (стз:. с! .и =." Вращающейся оболочки 2 перемычки 5 по=;.вопиют собрать reéIlohoc i re."l Вй,"гизи "r:=:;: » ° ки 4 в карманах„образуемых перемыч,с ми.

5 и стенкой 4:;», таким образом, равномер-но распределить его ио вь;са;":-; Оболз;1;» 2

Это иеобхОдимО для послед; юшегО быстр0го запуска термосгага.

B ряде случаев рабочее Ваш.=:ствс мсжи0 помешать иецОсредсгвениО ВО эра(1!Вюяую;к изотермическую оболочку 2 без камеры 1.

Это Возможно гогда, когда допускается Вра-. щение рабочего гела.

Предлагаемая конструкция гермосгата по: воляет с точностью до десятых долей градуса поддерживать постоянство температуры во всем объеме и быстро, в течение 1-2 минут, переходить or одного температурного уровни к другому.

Принцип работы гермосгага (фиг, 2} со сферической изотермнчной Оболочкой,, нме= юшей двойные степки аналогичен указаннс му выше.

Применение предложенной конс грукции гермостата" для изготовления теплофнзическнх приборов по определению теплофизических свойств вешесгв, камер для термообработки гермочувсгвигельных материалов, выращивания монокристаллов полупроводников, и т. д. может дать экономический эффект

В несколько сотен тысяч рублей В год, гак как реализация его дает воэможность существенно снизить себестоимость продукции пря обеспечении высокой степени нзогермичности боковых стенок камеры, что важно для повышения качества изделия, причем нагрев камеры можно Осушесгвляг; дешевыми источниками энергии, например, газом.

Высота камеры, сконсгрунрованиой иа прин=ципе предлагаемого изобретения. может составлять два и более метра, Формула изобретения

Термос гаг, colleðæàièè и геплпи;,олироваи-.ную камеру с нагревателем, Внутри которой сооснп размещены радо ия камепч и нзг гп