Термостат

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении и поверке термостатов. Термостат содержит корпус с помещенным в нем цилиндрическим резервуаром с нагревателем, охладителем и термодатчиком в основании, крышку с закрепленной на ней платформой и выравниватель температуры теплоносителя , установленный на стойках во втулках корпуса осевого нагнетателя и совмещенный с последним, причем выравниватель выполнен в виде вала с расположенными по всей его длине направляющими элементами в виде вертикальных лопаток, выполненных суглома, равным 2...3° от основания лопатки к ее началу, на нижней части вала установлен осевой нагнетатель, на верхней - дисковый направляющий отражатель, а сам вал закрыт состоящим иэГдвух сеток цилиндрическим кожухом, в верхней части которого помещена регулирующая заслонка. Техническим результатом устройства является повышение точности термостатирования в,широком диапазоне температур. 3 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 05 О 23/185

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ (21) 5019579/24 .(22) 28.12.91 (46) 07.02.93. Бюл, N. 5 (71) Самостоятельное конструкторско-технологическое бюро по проектированию приборов и аппаратов из стекла (72) Е,В.Еремеев и С.И.Базанов (73) Самостоятельное конструкторско-технологическое бюро по проектированию приборов и аппаратов из стекла (56) 1. МИНИ САБЗЕРО MC-71. Камеры ТАБАЙ ЕСПЕК КОРП. — инструкция по эксплуатации.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 1508108, кл. G 01 К 15/00, 1989. (54) TEPMOCTAT (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении и поверке термостатов. Термостат содержит корпус с помещенным в нем циИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении и поверке термостатов, Известен воздушный термостат (камера), состоящий из корпуса и крышки, в корпусе расположены внешний резервуар и внутренний рабочий резервуар,.разделенные теплоизоляционным материалом. На внутренней стенке резервуара расположены вентилятор с приводом от мотора, термодатчик, между резервуарами расположены нагревательный элемент и охладитель, соединенный с холодильником, во внутреннем резервуаре имеется полка для установки термостатируемых элементов, имеется окно для визуального наблюдения за ними. На крышке расположен задатчик температуры (1).

„„. Ы„„1794257 АЗ линдрическим резервуаром с нагревателем, охладителем и термодатчиком в основании, крышку с закрепленной на ней платформой и выравниватель температуры теплоносителя, установленный на стойках во втулках корпуса осевого нагнетателя и совмещенный с последним, причем выравниватель выполнен в виде вала с расположенными по всей его длине направляющими элементами в виде вертикальных лопаток, выполненных с углом а, равным 2„.3 от основания лопатки к ее началу, на нижней части вала установлен осевой нагнетатель, на верхней— дисковый найравляющий отражатель, à сам вал закрыт состоящим из двух сеток цилиндрическим кожухом, в верхней части которого помещена регулирующая заслонка.

Техническим результатом устройства является повышение точности термостатирования в широком диапазоне температур. 3 ил.

Принцип работы следующий: с помощью вентилятора теплоноситель (воздух) прокачивается через нагреватель и охладитель соответственно при нагреве и охлаждении и попадает в замкнутый внутренний ЬЭ резервуар. где температура контролируется (Я термодатчиком, 3

Однако термастат описанной выше конструкции не позволяет производить термостатирование с высокой точностью. Поток воздуха в камере распределен неравномерно как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, так как вентилятор прокачивает воздух, но не выравнивает его по объему.

Известен также жидкостный термостат, содержащий корпус с помещенным в нем цилиндрическим резервуаром, крышку, на которой закреплены нагреватель, термодат1794257

55 чик, мешалка с приводом от мотора, вращалощаяся платформа с приспособлением для крепления термостатируемых элементов, причем в центре рабочей части резервуара термостата на стойках закреплен выравниватель температуры теплоносителя в виде вала с расположенными по всей его длине на одинаковом расстоянии друг от друга лопатками, а на внешней стороне плиты выравнивателя помещены направляющие пластины равного радиуса кривизны, размещенные с зазором относительно стоек, Жидкостный термостат не позволяет производить термостатировэние с высокой точностью и в широком диапазоне температур, поскольку в нем выравнивание температуры происходит в основном в радиальном направлении по всей высоте цилиндрического столба жидкости, а при движении жидкости снизу вверх вы равниватель создает гидравлическое сопротивление, что приводит к уменьшению напора в результате потери его на пребдоление гидросопротивления выравнивателя и к увеличению перепада температур в вертикальной плоскости.

В щелевидный зазор в eûðàâíèâàòåëe между пластинами равного радиуса кривизны и стойками возможно попадание стеклобоя, что может привести к поломке лопаток и двигателя, термостатируемых элементов, нарушению самого процесса выравнивание температуры, Задачей изобретения является создание такого термостата, который бы позволил производить термостатирование с высокой точностью и в широком диапазоне температур.

Согласно изобретению термостат содержит корпус с помещенным в нем цилиндрическим резервуаром с нагревателем, охладителем и термодатчиком в основании, крышку с закрепленной на ней платформой и выравниватель температуры теплоносителя, установленный на стойках во втулках корпуса осевого нагнетателя и совмещенный с последним, причем выравниватель выполнен в виде вала с расположенными по всей его длине направляющими элементами в виде вертикальных лопаток, выполненных с углом а, равным 2...3 от основания лопатки к ее началу, на ни>кнеи части вала установлен осевой нагнетатель, на верхней — дисковый направляющий отражатель, а сам вал закрыт состоящим из двух сеток цилиндрическим кожухом, в верхней чэсти которого помещена регулирующая заслон;

V3.

Часть воздушного термостата содержит корпус с размещенным в неь", цилиндрическим резервуаром с нагревателем, охлад 5

50 телем, термодатчиком, помещенным под охладителем, и термодатчиком, помещенным под обечайкой осевого нагнетателя. и сам осевой нагнетатель, предохранительная сетка является подготовительной частью резервуара, так как в ней осуществляется предварительная подготовка теплоносителя.

Прокачиваемый осевым нагнетателем воздух попадает на выравниватель температуры теплоносителя, установленный на стойках во втулках корпуса осевого нагнетателя и совмещенный с последним, т.е, находится на одном валу с лопатками выравнивателя, выполененными с углом а, равным 2..,3 от основания лопатки к ее началу, т.е, ширина лопаток к периферии уменьшается, с тем чтобы циркуляция воздуха по длине лопаток оставалась постоянной.

На верхней части вала установлен направляющий отражатель, с тем чтобы поток воздуха с выравнивателя направить в рабочую часть резервуара через регулирующую заслонку, предназначнную для регулировки расхода теплоносителя, протекающего «ереэ двойные сетки цилиндрического кожуха, в случае полного перекрытия заслонки поток теплоносителя будет весь направлен через микродиффуэоры, образованные двойной сеткой цилиндрического кожуха.

Термостатируемые элементы (например, термометры) устанавливаются в приспособлении на платформе, закрепленной в крышке термостата на необходимуlo глубину погру>кения, для каждого вида термометров их корпуса обдуваются теплоносителем, прокачанным через сетки цилиндрического кожуха и каналы заслонки, Поток воздуха прокачивается через подготовительную часть резервуара осевым нагнетателем и направляется на выравниватель.

При прохождении подготовительной части резервуара поток воздуха обтекает вначале охладитель, при ре>киме охлаждения и быстро нагревается при режиме нагрева, а затем проходит регулировочный нагреватель, где происходит предварительная подготовка теплоносителя, при прокэчивании через осевой нагнетатель теплоноситель перемешивается, что ведет к усреднению температурных пиков в прокачиваемом теплоносителе.

Воздух попадает на выравниватель температуры, где при вращении осевых лопаток теплоноситель закручивается как,в спиральном кожухе относительно ячеек внутренней сетки и протекает через вторую. внешнюю сетку с увеличенным размером ячеек, так и через микродиффузоры, установленные аз спиральным кожухом, При этом динамическое давление скорости эакру «ивэния преобразуется в стати1794257

20

30

50 честное, что соответственно играет роль фильтра, выравниваются скорости неравномерного потока, температурные пики сгла>киваются, уравниваются и, следовательно, повышается точность заданной температуры на периферии, тем самым улучшается горизонтальный градиент температуры теплоносителя, где находятся термостатируемые элементы, Цилиндрический кожух выполнен из сеток с разным размером ячеек и диаметром проволоки, Они подобраны так, что обеспечивают максимальное количество правильно раскрытых микродиффузоров из сетки, при этом сохраняя основной осевой поток воздуха для создания замкнутой циркуляции, ибо из рабочей зоны идет откачивание потока воздуха осевым нагнетателем.

При этом скорость потока только увеличивается, так как осевой нагнетатель и осевые лопатки помещены на одном валу, а значит, они работают синхронно, потери по скорости потока как таковой не наблюдаются, а следовательно, это приводит к улучшению вертикального градиента температуры воздушной массы, повышая тем самым точность термостатирования.

Применение в качестве теплоносителя воздуха дает возможность расширить температурный интервал термостатирования в доволь lo широком значении от температур порядка минус 150 С до температур+800 С, обусловленных материалами изготовления стальных деталей конструкции и химико-физическими свойствами теплоносителя при данных температурах с соблюдением экологической чистоты процессов термостатирования.

На фиг.1 изображен общий вид термостата; на фиг.2 — выравниватель температуры теплоносителя; на фиг.3 — разрез А — А на фиг,2 — расположение лопаток выравнивателя и цилиндрического кожуха, выполненного из двойной сети.

Вид Б дает увеличенное изображение лопатки с углом а, равным 2...3, На фиг,1 изображен термостат, который содержит корпус 1, помещенный в нем цилиндрически резервуар 2, изолированный от корпуса теплоизоляцией 3, крышку 4, Часть резервуара 2, в основании которого закреплены нагревательные элементы 5, термодатчик 6, охладитель 7, обечайка 8 осевого нагнетателя 9, предохранительная сетка 10, является подготовительной частью резервуара, так как в ней осуществляется предварительная подготовка теплоносителя.

Над верхней рабочей частью резервуара на крышке помещена вращающаяся платформа 11. На ней установлено приспособление 12 для крепления термостатируемых элементов 13, В центре рабочей части резервуара на стойках 14, жестко связанных с плитой 15, закреплен выравниватель 16 температуры теплоносителя.

Управление нагревательными элементами 5 через термодатчик 6 осуществляется электронной схемой, размещенной в пульте

17. здесь же находится вывод информации в градусах с точностью до одной сотой С на электронное табло.

Для наблюдений за термостатируемы ми элементами (например, термометрами) являются смотровое окно 18, фонарь 19 подсветки, увеличиватель 20, для циркуляции воздуха имеются нижний канал и верхний канал, регулируемый цилиндрической заслонкой 21. Рабочая зона цилиндрического резервуара закрывается теплоизолированной плитой 22.

Выравниватель температуры теплоносителя (фиг.2) в резервуаре воздушного термостата состоит из реверсивного привода

23, закрепленного в корпусе 24, защищенном кожухом 25, установленным на плите

15. Последняя установлена на стойках 14, вал 26 выравнивателя соединен с приводом

23 муфтой 27. На валу выравнивателя расположены на одинаковом расстоянии друг от друга осевые лопатки 28, на нижней части вала выравнивателя установлен осевой нагнетатель 9, а на верхней — направляющий отражатель 29, на внешней стороне плиты и крестовины 30 (фиг.3) установлен цилиндрический кожух, выполненный из сток 31 и 32.

Воздушный термостат работает следующим образом.

Термостатируемые элементы 13 устанавливают в приспособление 12 для их крепления на глубину, необходимую для контроля через смотровое окно 18. Включение выравнивателя 1.6, нагревателей 5 при положительных температурах и охладителя

7 при отрицательных температурах подготавливает теплоноситель и прокачивает его через нижний канал резервуара в виде цилиндрической обечайки 8 осевым нагнетателем 9, Теплоноситель направляется через осевой нагнетатель 9 на выравниватель 16 снизу вверх.

При прохождении теплоносителя через выравниватель температуры теплоносителя (фиг,2) воздух попадает на выполненные вертикально с небольшим углом наклонаа примерно 2...3 лопатки 28, расположенные по всей длине вала 26 на одинаковом расстоянии друг от друга, закручивается и, получая дополнительный напор от лопаток, работающих в одном режиме с осевым на1794257

55 гнетателем, прокачивается снизу вверх.

Часть воздуха также увлекается от центра К периферии лопатками, проходит через цилиндрический кожух, выполненный из двух сеток.

При прохождении через кожух скорость потока выравнивается и воздух прокачивается от центра к периферии с более равномерной температурой, распределенной выравнивателем по всей высоте цилиндрического столба в центре резервуара 2 и с более высоким напором, создаваемым направляющим отражателем 29, прокачивается через верхний канал, регулируемый цилиндрической заслонкой 21, в рабочую зону резервуара, отсасывается осевым нагнетателем 9, при этом режим регулируется заслонкой, Этот терморегулируемый поток воздуха при вращении осевых лопаток закручивается и из центральной зоны резервуара, фильтруется через сетки цилиндрического кожуха, доставляя в рабочую зону равномерно распределенное по высоте тепло {холод) как в результате интенсивного фильтрования потоков теплоносителя, так и конвенции, Термостатируемые элементы (например термометры), находящиеся в приспособлении для их крепления ближе к периферии резервуара, обдуваются отрегулированным выровненным слоем воздуха, Теплопередача от выравнивателя происходит плавно по всей высоте цилиндрического столба теплоносителя, дополнительно равномерно распределяясь при прохождении через цилиндрический кожух, выполненный из двух сеток, при этом в результате выравнивания скорости распространения потоков теплоносителя, его конвенции, температурные пики сглаживаются. Наличие осевых лопаток 28 с небольшим углом наклона от основания к началу лопатки, равным примерно 2 — 3, в выравнивателе температуры теплоносителя обеспечивает создание дополнительного напора и выталкивание теплоносителя из центра воздушного потока, ограниченного цилиндрическим кожухом, выполненным в данном случае из двойной сетки.

Цилиндрический кожух выравнивателя выполнен из сеток 0,04 - 0,03, никелевая, Формула изобретения

Термостат, содержащий корпус с помещенным в нем цилиндрическим резервуаром с нагревателем, охладителем и термодатчиком в основании, крышку с закрепленной на ней платформой и выравни10

ГОСТ 6613--86, с номинальным размером стороны ячейки в свету 0,04 мм, диаметром проволоки 0,03 мм, 0,045 — 0,036, никелевая, ГОСТ 6613 — 86, с номинальным размером стороны ячейки в свету 0,045 мм, диаметром проволоки 0,036 мм.

Выбор сделан из условия максимального сопротивления при протекании воздуха в горизонтальной плоскости и соответственно максимально возмо>кного сохранения вертикального потока воздуха в выравнивателе, т.е. его протекания со значительной скоростью, создаваемой осевым нагнетателем, При вращении осевых лопаток поток теплоносителя закручивается так >ке, как в спиральном кожухе относительно ячеек внутренней сетки и протекает через вторую, внешнюю сетку с увеличенным размером ячеек. как через микродиффузоры, установленные за спиральным кожухом.

При этом динамическое давление скорости закручивания преобразуется в статическое, что соответственно играет роль фильтра, выравниваются скорости неравномерного потока, температурные пики сглаживаются, уравниваются и, следовательно, повышается точность заданной температуры на периферии, тем самым улучшается горизонтальный градиент температуры теплоносителя, где находятся термостатируемые элементы.

Цилиндрический кожух выполнен из сеток с разным размером ячеек и диаметром проволоки. Они подобраны так, что обеспечивают максимальное количество правильно раскрытых микродиффузоров из сетки, при этом сохраняя основной осевой поток воздуха для создания замкнутой циркуляции, ибо из рабочей зоны идет откачивание потока воздуха осевым нагнетателем. При этом скорость потока только увеличивается, так как осевой нагнетатель и осевые лопатки помещены на одном валу, а значит. они работают синхронно, потери по скорости потока как таковой не наблюдается, а следовательно, это приводит к улучшению вертикального градиента температуры воздушной массы, повышая тем самым точность термостатирования, ватель температуры теплоносителя, установленный на стойках во втулках корпуса осевого нагнетателя, совмещенный с последним и выполненный в виде вала с расположенными по всей его длине направляющими элементами. отличающийся тем, что

1794257

10 направляющие элементы выполнены в виде вертикальных лопаток, закрепленных основанием к валу со скосами каждой из боковых сторон каждой из лопаток от ее основания к началу, равными 2 — 3 . осевой нагнетатель установлен на нижней части вала, на верхней части которого установлен дисковый направляющий отражатель. при этом вал с лопатками закрыт состоящим иэ двух сеток цилиндрическим кожухом, в верхней части которого помещена регулирующая заслонка.

1794257

Составитель Е,Еремеев

Техред М,Моргентал Корректор О.Густи

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 533 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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