Термостат
Патент 935891
Авторы
Классы МПК
Термостат
Иллюстрации
Реферат
Союз Советсиик
Социалистичесиик
Рес публии
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (5l )NL. Кл. (22) Заявлено 28.10.80 (2l ) 2999263/18-24 с присоединением заяпки МG 05 D 23/30
9кударетеееыН квинтет
СССР ае аеаап нэебретеннй н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15.06,82. Бюллетень Юе 22
Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УД К 621. 555 (088.8) (72) Авторы изобретения
В,В, Пушков, Ю.Е. Тетеля, В.П. Усенко и Н.Я. Недбаев
Институт прикладной физики АН Молдавской CCP и Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердотельной электроники Института прикладной физики АН Молдавской CCP (7! ) Заявители (54) TEPNOCTAT
Изобретение относится к теплотехнике, точнее к устройствам для термостатирования различных объектов и основано на воздействии электрического поля на дислерсную среду, Известно устройство, в котором на параллельные горизонтальные л астины подается высокое напряжение, а в межэлектродиое пространство вводится электропроводный порошок. Под действием
1О электрического поля. частицы порошка приходят s автоколебательное движение между пластинами, Регулирование теплопередачи между пластинами осушествпяется изменением частоты колебаний часlS тиц между пластинами, которая является функцией приложенного напряжения 31).
К недостаткам этого технического решения относится невысокая надежность и узкая область применения, поскольку устройство весьма чувствительно к ориентации в поле силы тяжести..
Наиболее близким решением к изобре тонию явлиеФся устройство, содержащее диэлектрический корпус, в котором раэмешены ппоскопаралпепьные эпектроды, а межэлектродное пространство .частично заполнено электролроводным порошком, электроды подключены к источнику питания, соединенному с блоком управления, связанному с датчиком температуры и электростатическим уравнемером блокирующего сигнала 2 ;
К недостаткам этого технического решения следует отнести чувствительность к ориентации и необходимость системы стабилизации по горизонтали, что весьма ограничивает область применения.
Бель изобретения - повышение стабиль ности работы термостата при изменении ориентации термостата в гравитационном попе и повышение экономичности.
Поставленная пель достигается тем что термостат, содержащий термостатируемый объект, два электрода, образуюших полость, частично заполненную электропроводным порошком, и подключенных и последовательно соединенным блоку ул3 9358 равления, блоку питания и термодатчику, в нем один электрод выполнен s виде сферы, в которой расположен второй электрод, выполненный в виде шара в котором размещен термостатируемый объект; тем что полость между шаром и сферой ваку уми рова на.
Полость между шаром и сферой может быть заполнена парами низкокипящей жид кости, 30
Выполнение корпуса и электрода в виде коаксиальных сфер обеспечивает работоспособность термостата при изменении ориентации в поле силы тяжести, Вакуумирование или заполнение полос- ти между корпусом и электродом парами жидкостей с низкой температурой кипения и высокой пробивной напряженностью обеспечивает низкое энергопотребление термос тата. ао
На чертеже приведена схема предлагаемого термостата.
Он состоит из электрода, выполненного в виде сферы 1, в которй на изолирующих распорках 2 установлен второй электрод, выполненный в виде шара 3, выполненного из материала с большим коэффициентом теппопроводности, например меди или алюминия. В электроде 3 установлен термостатируемый объект 4, например кристалл генератора второй гармоники. Торцы кристалла изолируются от полости и окружающей среды соответствующими оптическим окнами 5, На ша- ре 3 размещены нагреватель 6 и термодатчик 7, соединенный с блоком 8 уп3$ равпения, подключенные к блоку 9 питания.
Полость между сферой 1 и шаром 3 частично заполнена эпектропроводным по40 рошком 10 и вакуумирована или заполнена парами жидкости с низкой температурой кипения и высокой пробивной напряженностью (например, $F ипи СС Р при давлении 0,025-0,22 ат.
Предлагаемое устройство работает
45 следующим образом.
При подаче напряжения между сферой
1 и шаром 3 частицы порошка 10 приходят в автокоаебательное движение, причем при гтолкновении с корпусом и элек» тродбм частицы соответственно охйаждаются или нагреваются, обеспечивая таким образом, перенос тепла от шара 3 к сфере 1.
Поскольку частота втопкновений явля« ется функцией приложенного напряжения, переносимый тепловой поток также функ-1 ционапьно зависит от напряжения.
Блок 9 питания, управляемый бпоком, 8 регулирования температуры, меняет напряжение между сферой 1 и шаром 3 таким образом, чтобы температура шара 3 поддерживалась постоянной.
Поскольку силы электрического поля в данной конструкции имеют только радиальные составляющие, то частицы порошка 10, находящиеся не на вертикальной оси термостата, действуют скатывающие силы, концентрирующие частицы s нижнем участке полости. Таким образом, теплоперенос через сферический зазор происходит, в основном, в нижней части, устройства. При изменении ориентации термостата в попе силы тяжести область теплопереноса перемешается по поверхности шара 3. Однако, в силу сферической симметрии, условия теппопереноса при этом сохраняются. Достигаемая точность термос тати рования опреде ляется перепадом температур между термостатируемым объектом 4 и сферой 1, а также условиями теплоотдачи с поверхности сферы 1. При наличии в термостатируемом объекте собственного тепловыделения его можно использовать как нагреватель. При отсутствии собственного тепловыделения, а также для быстрого вхождения в режим, шар
3 снабжается дополнительным нагревателем 6, Уцравцение тепловыделения в этом нагревателе при помощи блока 8 регулирования температуры позволяет дополнительно улучшить точность и надежность термостатирования, Чтобы обеспечить требуемое автоколе- бательное движение частиц электропроводного порошка в электрическом поле в у повиях пониженного давления, требуется весьма высокий вакуум, создание которого сопряжено с определенными техническими трудностями. Избежать их можно,, заполнив объем сферической полости парами специально подобранных низкокипящих жидкостей или их смесями.
Формула изобретения
1. Термостат, содержащий термостатируемый объект, два электрода, образующих полость, частично заполненную эпектропроводным порошком, и подключенных к последовательно соединенным блоку питания, блоку управления и термодатчику, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения стабильности работы термостата при изменении его ориентации в гравитационном поле, в нем один элек935891 6 рой ром и сферой заполнена парами низкокиниый пяшей жидкости.
5 трод выполнен в виде сферы, в кото расположен второй электрод, выполне в виде шара, в котором размещен термостатируемый объект.
2. Термостат по и. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения экономичности термостата, в нем полость между шаром и сферой вакуумирована.
3. Термостат по п. 1, о т л и ч а - 0 ю ш и и с я тем, чго полость между шаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 438863, кл. 8 28 F 13/16, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2838850/18 24, кл. С 05 0 23/30, 1979 (прототип).
ВНИИПИ Заказ 4208/49 Тираж 914 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4