Термостат

 

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЮЛЬСТВУ

< >849163 (61) Дополнительное к авт, свид-ву « (я)м. к„.з (22) 36%®ëeио 021>,7g (21) 2840074/18-24 с присоединением заявки Hо

G 05 0223/30

Государственный комнтет СССР но делам изобретений . н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 230781 бюллетень Н9 27

Дата опубликования описания 230781 (53) УДК, 821 ° 555 (088.8) Ордена Ленина институт физики Земан им, О,Ю,Шмидта и Институт геофизики им, С,И,Субботина (71) Заявителве (54) TEPMOCTAT .

Изобретение относится к приборост-. роению и предназначено для длительной прецизионной стабилизации температуры чувствительных систем прибо" ров. .Известны термостаты, содержащие корпус, камеру, термодатчик, электронную схему управления, с бмотку обогрева и источник питания 1 .

Однако в этих термостатах в качестве термодатчика используются ртутные термоконтакторы„ которые имеют невысокую стабильность температуры контактирования, большую инерционность, повышенную чувствительность к вибрациям и наклонам.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тер-. мостат, содержащий камеру, представляющую собой тепловую трубу, выполненную в форме стакана с двойными стенками и двойным дном, термодатчик, электронную. схему управления, обмотку обогрева и источник питания.

Внутри тепловой трубы размещена герметичная полость с газом, а чувствительным элементом двухпозиционной схемы регулирования тока нагрева служит манометрический контактный дат- ЗО чик разности давлений в тепловой трубе и полости с газом (df.

Известные термостаты имеют невысокую точность вследствие применения электроконтактных датчиков перемещений. Для повышения точности следует заменить эти датчики бесконтактными, обладающими более высокой стабильностью, а также повысить давление пара.в тепловой. трубе, так как с ростом давления цара изотермичность парового объема внутри трубы улучшается. Однако при большом увеличении давления внутри тепловой трубы значительно усложняется регулировка температуры статирования и устройства датчика разности давления из-за необходимости введения ограничителей деформации упругого элемента.

Цель изобретения — повышение точи ности термостата и упрощение его конструкции.

Указанная цель достигается теме что термостат, содержащий; выполненную в форме стакана с двойными стенками и двойным днищем тепловую трубу нагреватель, подключенный к ре-. гулятору тока, в нем наружная и внутренняя стенки стакана и днища тепло849163 вой трубы выполнены йз материалов с различными коэффициентами теплового расширения, а между днищами установлен закрепленный на них эластичный элемент, образующий камеру, в которой установлены жестко связанные с-днищами контактные элементы, включенные во входную цепь регулятог ра тока.

На чертеже представлена схема предлагаемого термостата.

Термостат содержит тепловую тру ® бу выполненную в форме стакана с двойными стенками - наружными 1 и внутренними 2. Стенки 1 и 2 и днища 3 и 4 стакана имеют раэличные коэффициенты теплового расширения (KTP}.. 15

При этом верхние торцы стаканов соединены фданцем. Из внутренней полости 5 удален воздух, а ее стенки покрыты слоем вещества с капиллярными свойствами, пропитанного низкокипя- Щ щей жидкостью, например фреоном. Эластичный элемент 6, закрепленный на днище 3 и на втулке 7, закрепленной на днище 4, образует камеру 8, в которрй установлены контактные элементы 2

9 и 10, жестко связанные соответственно с днищами 3 и 4. Эластичный элемент б изолирует эти контактные элементы от воздействия рабочего вещества тепловой трубы, Контактные элементы 9 и 10 включены в цепь регулятора тока (на чертеже не показан), который управляет нагревателем.

Устройство работает следующим о6разом. . При изменении температуры вследст- З5 вие различного теплового расширения стенок 1 и 2 элементы 9 и 10 смещаются на различные расстояния от .места соединения этих стенок, т.е. от фланца. Изменение расстояния между кон- 40 тактными элементами 9 и 10 преобразуется в электрический сигнал, управляющий нагревом термостата (мостовая электрическая схема преобразования и схема управления током нагрева 4 на чертеже не показаны).

В предлагаемом термостате сочетают тепловую трубу и дилатометрический термодатчик. В Результате этого обеспечивается высокая изотермичность конструкции, а следовательно, повышается стабильность и точность работы устройства.

При изменении температуры длины наружной стенки трубы L< и внутренней стенки Lg изменяют на величины S5

Ы - QL,а; Ю..1- (, Ьт; Ы.„-Ы. =(, „аЦ- ) 4т где eL и d, — коэффицйенты теплового расширения наружной и внутренней труб, 1 дт — изменение температу-

PH ° таким образом, при изменении температуры расстояние между свободными концами труб также изменяется. Величина д „ -а преобразуется в электрический сигнал, соответственно.регулирующий нагрев термостата..

Например, если наружную трубу изготовить из инвара (L„=0,9.10 6 1/град а внутреннюю из меди (16,5. 1(Г

1/град); 1, =250 мм, =230 мм, то

=3,6 мкм/град, .

4 4Ь, Если чувствительность устройства порядка 0,001 С,то при этом необходимо регистрировать перемещение преобразователя с точностью около 3,6 мкм

Предлагаемый термостат обладает не только упрощенной конструкцией по сравнению с известным, но и позволяет увеличить изотермичность всего рабочего объема за счет применения в нем в качестве рабочего вещест-. ва более высокотемпературных жидкостей, что в результате дает возможность повысить точность. статирования.

Формула изобретения

Термостат, содержащий выполненную в форме стакана с двойными стенками и двойным днищем тепловую трубу, нагреватель, подключенный к регулятору тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции термостата, в нем наружная и внутренняя стенки стакана и днища тепловой трубы выполнены из материалов с .различными коэффициентами теплового расширения, а между днищами установлен закрепленный на них эластичный элемент, образую. щий камеру, в которой установлены жестко связанные с днищами контактные элементы, включенные во входную цепь. регулятора тока.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кейн В.М. Конструирование терморегуляторов. М., "Советское радио", 1971, с.74-77.

2. Авторское свидетельство СССР йо заявке Р 2608205/18-24. кл. G 05 0 23/30, 1978 (прототип).

849163

Составитель И.Мирная

Техред Т.Матоочка Корректор E.Pîøêî

Редактор С.Родикова

Подписное

Филиал ППП "Патент"; г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 6091/61 Тираж 94/

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113935, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5