Термостат

Термостат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик оо798760

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 15 ° 12.78 (21) 2696939/18-24 (сЗ)М К 3 с присоединением заявки Йо

С 05 D 23/275

Государствеииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2301,81. Бюллетень Но 3 (53) УДК621. 525 (088. &) Дата опубликованияописания 23.01.81 (72) Авторы изобретения

А, Н. Воронин и И. В. Зорин

Специальное конструкторское бюро Ордена Ленина физико-техничеокого института им. A. Ф. Иоффе АН СССР (71) Заявитель (5 4 ) TEPNOCTAT

Изобретение относится к системе регулирования температуры с помощью чувствительных элементов, изменяющих свой объем в зависимости от температуры.

Известны термостаты, содержащие систему электроавтоматики, включающую и выключающую питание охладителя термостатируемой камеры в зависимос- ® ти от сигнала изменения соотношения количеств жидкой и твердой фазы в датчике температуры (1) . . Недостатком этих термостатов является пониженная надежносгь, визы» ваемая наличием цепи электроавтомати ки, а также термоударными нагрузками на охладитель при включении и выклю" чении его, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетоя термастат без элементов электроав,томатики, в котором термостатирование осуществляется путем изменения зазора, служащего тепловым сопротивлением между термостатируемой камерой и основанием тепловыделяющей стороны охладителя, причем регулировка зазора происходит за счет деформации гибкой стенки, укрепленной на термостатируемом сосуде с двухфазным наполнителем типа лед-вода 121.

Недос*атком такого термостата является наличие гибкой стенки, что ограничивает. срок службы, понижает надежность и усложняет конструкцию..

Цель изобретения — повьхаение надежности и упрощение термостата.

Поставленная цель достигается тем, что термостат, содержащий корпус с установленной в нем теплоиэолированной рабочей камерой, связанной с источником тепловой энергии и заполненной двухфазной средой, на одной из стенок которой выполнено отверстие, в котором установлена втулка, полость которой частично заполнена жидкОй фазой рабочей камеры, С целью повышении точности термостатирования, отверстие в стенке теплоизолированной рабочей камеры выполнено коническим, а во втулке установлена коническая пробка.

На фиг. 1 показан предлагаеьый термостат, разрез) на фиг. 2 - вариант выполнения элементов термостата.

Термостат содержит источник 1 тепловой энергии, например термоэлектрическую батарею, охлаждающий теплоизолированную рабочую камеру 2 со стенка798760 ми из высокотеплопроводного материала. Камера 2 заполнена двухфазной средой 3 и окружена слоем 4 теплоизоляции. 8 стенке 5 камеры 2 выполнено отверстие 6, в котором установлена втулка 7, частично заполненная жидкой фазой двухфазной среды 3.

Слой жидкого наполнителя 3, находящийся в глухой втулке 7 и ограни-.

В ченный ею от растекания, служит подвижным элементом регулятора теплопри- О тока, меняя тепловое сопротивление зазора между теплоизолированной рабочей камерой 2 и стенкой 8 корпуса 9, Втулка 7 при выполнении ее малотеплопроводной соединена со стенкой

8. При этом втулка 7 герметизирует пространство над свободной поверхностью среды 3.

Тепловыделяющая сторона источника 1 присоединяется K стенке 10 для обеспечения теплообмена с окружающей средой. Отверстие в стенке 5 камеры 2 выполнено коническим 11 (фиг. 2) и в нем с зазором установлена коническая пробка 12.

Термостат работает следующим образом.

После включения источника 1 холода в теплоизолированной рабочей камере 2 образуется двухфазная среда, состоящая из твердой и жидкой фаз среды 3, причем часть жидкой фазы наполнителя находится во втулке 7.

При поиижении температуры окружающей среды количество твердой фазы среды

3 увеличивается и часть жидкой фазы его выталкивается во втулку 7. Так как теплопроводность жидкости выше, 35 чем газа над ее поверхностью, то теплоприток к верхней части рабочей камеры 2 от с генки 8 увеличивается до достижения теплового равновесия.

При повышении температуры окружающей среды происходит обратный процесс.

Так как в камере 2 во всех случаях1 сохраняется наличие обеих фаз наполнителя, то достигается высокая точность термостатирования.

Пространство над свободной поверхностью среды 3 может быть вакуумировано, что позволяет получить тройную

Ясли температура окружающей среды ниже, чем температура плавления, то охлаждение камеры 2 специальным источником 1 холода не требуется. В этом случае от источника 1 холода необточку вещества наполнителя и приблизить температуру термостатирования к эталонной.

Выполнение термостата по фиг. 2 позволяет улучшить точность термостатнрования за счет устранения выбросов температуры при, резких изменениях внешней температуры, так как толщина слоя жидкости в зазоре значительно уменьшена, что сильно уменьшает тепловую инерционность регулировки в выбросы температуры, связанные с ней, Щ ходима только его тепловыделяющая сторона, роль которой может исполнять обычный электрический нагреватель, предпочтительно с возможно большим положительным температурным коэффициентом сопротивления.

Термостат наиболее рационально применять в качестве контура точного термостатирования внутри контуров грубого термостатирования простой конструкции, например внутри поэисторных термостатов.

По сравнению с известным предлагаемый термостат имеет значительно повышенную надежность, так как в нем исключены гибкие элементы конструкции, которые крайне трудно получить имеющими достаточную надежность при больших прогибах и малых поперечных размерах н толщине, что практически не позволяет осуществить микромиииатюрную конструкцию термостата по известному (например, для элементов микроэлектроники) .

Еще большие преимущества имеет предлагаемый термостат при применении металлических плавящихся наполнителей. (например, галлия, висмута и т.д.) .

Эти наполнители требуют наличия защитных слоев на элементах конструкции, Такие слои сильно увеличивают жесткость гибких элементов s известном, что ухудшает эксплуатационные качества его. 8 предлагаемом термостате такие защитные слои должны на носиться только на подвижные детали (например, эмаль на стенки медного сосуда), что не вызывает затруднений и позволяет значительно увеличить точность термостатирования вследствие высокой теплопроводности наполнителя.

Формула изобретения

1. Термостат, содержащий корпус с установленной в нем теплоизолированной камерой, связанной с источником тепловой энергии и заполненной двухфазной средой, на одной из стенок которой выполнено отверстие, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения термостата, он содержит втулку, установленную в отверстии теплоизолированной рабочей камеры, полость которой частично заполнена жидкой фазой рабочей камеры.

2. Термостат по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности термостата, отверстие в стенке теплоизолированной рабочей камеры выполнено коническим, а во втулке установлена коническая пробка.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Приборы и техника эксперимента, 1961, 9 44, с. 181, 2. Авторское свидетельство СССР

В 360651, кл. G 05 D 23/275, 1962 (прототип) .

12

Составитель Н. Мирная

Редактор Л. Кеви Техред С.Мигунова - Корректор,"М. Шароши

Закаэ 10029/63 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4