Термостат

Термостат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ю74 6466

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260478 (21) 2608205/28-24 (1)рд, Кл.2 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

G 05 D 23/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070780. Бюллетень М9 25

Дата опубликования описания 070780 (53) УДК 621,. 555. 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. H. Стадниченко и И. И. Науменко-Бондаренко

Институт физики Земли имени Ц.Ю.Шмидта

Академии наук СССР (71) Заявитель (54) TEPNOCTAT

Изобретение относится к области

-:приборостроения, предназначено для длительной стабилизации температуры чувствительных систем прецизионных приборов, например, гравиметров, резонаторов и т.п.

Известны термостаты, содержащие стакан из материала с высокой теп.лопроводностью, укрепленный на стакане ртутный контактный термометр, обмотку обогрева, теплоиэоляционный корпус, источник питания и электрическую схему, реалиэующую релейный закон регулирования тока в обмотке обогрева (1) .

Известные термостаты не позволяют получить высокую точность термостатирования иэ-эа большой информационности ртутных контактных термометров, существенного гистерезиса (разности температур замыкания и разьыкания контакта), недостаточной стабильности температуры контактирования мениска ртути с неподвижным контактом, а также иэза неоднородности температурного поля в термостатируемом объеме.

Известны также термостаты (криостаты), представляющие собой стакан с двойныки стенками и двойным днищем, во внутренней полости которого находится двухфазная система жидкость — твердое тело, устройство для его нагрева (охлаждения), датчик физической величины,-существенно изменяющейся при изменении фазового состояния вещества, например, датчик объема йлй йроэрачности вещества, и электронную схему управления подводом (отводом) тепла.

К ним относится, например, криостат с двухфазной системой (дистиллированная вода — лед) с датчиком объема в виде сильфона, на днище которого укреплен подвижный контакт цепи уп равле ния P) .

Поскольку ожимаемость воды пренебрежимо мала по сравнению с сжимаемостью сильфона, то последний служит датчиком объема, его упругие качества практически не оказывают влияния на точность работы прибора.

Недостатком подобных криостатов (термостатов) является то, что они работают лишь при одном значении температуры — при температуре фазового перехода (в приведенном при30 мере при 0 С) 74б466

Кроме того, в этих приборах отсутствует эффективное уравнивание температуры по поверхности термостатируемого объема, поэтому высокая точность статирования достигается лишь при малой величине термостатируемого объема.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является термостат, содержащий выполненную в форме стакана с двойными стенками и двойным днищем тепловую трубу с размещенной на ней обмоткой обогрева, подключенной к регулятору тока 31 .

Исследования показали, что замена медного стакана тепловой трубкой указанной формы улучшает работу термостата, но не позволяет резко увеличить точность стабилизации температуры из-за недостатков ртутных контактных термометров (большая инерционность, значительный гистерезис характеристики, низкая стабильность температуры контактирования). р5

Целью изобретения являются повы"шение точности термостата и расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что на ннутренней поверхности наружного днища тепловой трубки установлен. заполненный газом сильфон, во внутренней, полости которого размещен снабженный вентилем патрубок ввода газа, причем на дйище сильфона и патрубке ввода газа установлены замыкающие контакты, включенные во входную цепь регулятора тока.

На чертеже изображен предлагаемый термостат. 40

Термостат состоит из верхней крышки 1, верхнего уплотнительного кольца 2, внутренней стенки тепловой трубы 3, фитильной ткани 4, наружной стенки тепловой трубы 5, 45 днища б, нижнего уплотнительного кольца 7,нижней крышки 8,патрубка 9, ввода газа, втулки 10, отростка 11, гайки 12, втулки 13, сильфона 14, замыкающихся контактов 15-16, обмотки 17 обогрева, отверстия 18, вентиля, установленного на патрубке ввода газа, и регулятора тока (на чертеже не показан), наружного днища тепловой трубы 19.

Тепловая труба выполнена н виде стакана с двойными стенками, которые образованы медными трубами 3 и 5.

Труба 5 изнутри покрыта слоем пропитанной эфиром фитильной ткани 4, Ь снаружи на ней имеется обмотка 17 Щ обогрева. Верхняя крышка 1 с отверстием 18 для метастатического термометра и нижняя крышка 8 также изготовлены иэ меди и служат для уравнивания температур на торцах стакана. Стакан помещен в теплоизоляционный корпус (на чертеже не показан).

На наружное днище стакана изнутри напаян сильфон 14. Через днище проходит патрубок ннода газа в виде трубки 9, имеющей в верхней части отверстие и изолированной от днища втулками 13. Для герметизации внутренней полости сильфона втулки 13 поджимаются гайкой 12, длина заходящей внутрь сильфона части трубки

9 такова, что при недеформиронанном сильфоне расстояние между замыкающими контактами 15 и 1б очень мало (порядка 0,1 мм) . Отросток 11 служит для откачки воздуха из сосуда и последующей заливки эфира, после чего он запаивается. При комнатных температурах давление паров эфира много меньше атмосферного давления, поэтому если трубка 9 при этом открыта, то сильфон растянут до упора, образованного днищем б.

Работает термостат следующим образом.

Трубка 9 резиновым шлангом сообщается с СОСУДОМ, Н КОтОрОМ СОЗдают давление, равное давлению па- ров эфира при заданной температуре статирования. После этого включают нагрев термостата. Давление паров эфира возрастает и сильфон. начинает сжиматься. Когда контакты замкнутся, регулятор отключает нагрев термостата. При этом ведется контроль за температурой статирования, которую корректируют, несколько изменяя давление в задающем сосуде. После того, как установится заданное значение температуры статирования, шланг, соединяющий трубку 9 с задающим сосудом, пережимают, а сам сосуд отсоединяют.

Таким путем можно устанавливать различные температуры статиронания в широком диапазоне значений.

Зазор между замыкающими контактами юстируется так, чтобы при отсутствии перепада давления на манометрическом чувствительном элементе расстояние между ними было предельно мало, при этом замыкание— размыкание контактов происходит при очень малом перепаде давлений, т.е. при очень малой деформации чувствительного элемента.

Постоянство температуры термостата при равенстве давления газа и протинодавления насыщенного пара, т.е. при наличии компенсации, обеспечивается лишь при условии равенства температур газа и пара, что достигается размещением полости с газом ннутри тепловой трубы.

Формула изобретения

Термостат, содержащий ныполненную в форме стакана с днойными стен746466

10!

ЦНИИПИ Заказ 3942/37 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ками и двойным днищем тепловую трубу с размещенной на ней обмоткой обогрева, подключенной к регулятору тока, о т л и. ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, в нем на внутренней поверхности наружного днища тепловой трубы установлен заполненный газом сильфон, во внутренней полости которого размещен снабженный вентилем патрубок ввода газа,причем на днище сильфона и патрубка ввода газа установлены замыкающие контакты, включенные ва входную цепь регулятора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Веселов К.E., Сагитов М.У.

Гравиметрическая разведка "Недра", 1968, с. 100-106.

2. Коленко E.À. Термоэлектрические охлаждающие приборы, 1967, Л-д, с. 85.

3. Авторское свидетельство СССР

9 318022,кл. G 05 D 23/30, 19. 12.69 (прототип).