Устройство стабилизации температуры

 

Использование: автоматическое поддержание температуры с заданной точностью. Устройство стабилизации температуры содержит сообщенные между собой камеру термостабирования 1, испарительную камеру 3, конденсатор 5 и соединенную с его полостью герметичную емкость 6, заполненную неконденсирующимся газом. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системам нагрева и охлаждения либо поддержания температуры нетермостабильных устройств и деталей, и может быть использовано, например, в оборудовании для переработки полимерных материалов, где требуется поддержание заданной температуры.

Известно устройство регулирования температуры экструдера, в котором корпус выполнен полым и заполнен охлаждающей жидкостью, снаружи корпуса установлены нагреватели, а охлаждающая полость соединена с конденсатором, охлаждаемым проточной высокотемпературной жидкостью, расход которой регулируется соленоидным клапаном. Устройство снабжено датчиком температуры корпуса, регулятором мощности электронагревателя и регулятором расхода охлаждающей жидкости. Устройство имеет следующие недостатки: необходимость использования приборов измерения и регулирования температуры, которые в свою очередь обладают иногда значительными погрешностями, а также применения для охлаждения высокотемпературных жидкостей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство стабилизации температуры, содержащее сообщенные между собой камеру термостатирования, испарительную камеру, конденсатор и соединенную с его полостью емкость.

Недостатком устройства является невозможность автоматически поддерживать заданную температуру.

Техническим результатом изобретения является создание простого, компактного устройства, способного автоматически поддерживать температуру с заданной степенью точности в процессе работы, что позволило бы применять его автономно на устройствах с минимальными затратами на обслуживание либо и вовсе без них.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве стабилизации температуры емкость, соединенная с конденсатором, выполнена герметичной и заполнена конденсирующимся газом.

Устройство поясняется чертежом, где изображена его схема.

Устройство стабилизации температуры содержит камеру термостатирования 1, смонтированную на корпусе экструдера 2, к которой присоединена испарительная камера 3 с нагревателем 4, конденсатор 5, установленный на испарительной камере 3 и герметичную емкость 6, заполненную неконденсирующимся газом (НГ) и соединенную с конденсатором 5. Испарительная камера 3 заполнена жидким теплоносителем, например водой, а в качестве НГ использован, например, азот. Точность поддержания температуры выполняется при условии превышения объемом емкости 6 объема конденсатора 5. Температура в камере термостатирования 1 определяется давлением ненасыщенных паров теплоносителя, и изменение этого давления зависит от соотношения рабочего объема конденсатора 5 и объема камеры 6 с НГ.

Устройство работает следующим образом.

До начала работы устройства азот заполняет весь объем до жидкого теплоносителя. В стартовом режиме нагреватель 4, установленный в испарительной камере 3, разогревает жидкий теплоноситель. Образовавшийся пар, вытесняя азот, поступает в камеру термостатирования 1 и разогревает при этом корпус экструдера 2. Избыток пара теплоносителя поступает в конденсатор 5, где конденсируется. Конденсат возвращается в камеру термостатирования 1, где, в случае повышения температуры корпуса экструдера 2 выше заданной, частично испаряется на нем и охлаждает его. Оставшаяся часть конденсата возвращается в испарительную камеру 3. В процессе работы отвод избыток тепловой энергии осуществляется частью поверхности конденсатора 5. Изменение количества потребляемой тепловой энергии вызывает изменение количества пара и давления в устройстве, следовательно, изменение объема азота. При этом соответственно меняется поверхность конденсации и соответственно обратно изменяется количество пара, чем достигается стабилизация температуры. При достаточном объеме емкости 6 изменение давления, а следовательно, изменение температуры будет незначительным.

Таким образом, устройство способно автоматически без применения специальных измерительных и регулирующих приборов поддерживать заданную температуру с необходимой точностью. Устройство автономно, его можно применять с наименьшими затратами на обслуживание. Отсутствие измерительных приборов и следящих систем значительно снижает его стоимость, габариты и металлоемкость, повышая при этом его надежность. Устройство вследствие своей автономности и автоматической работы широко применимо, его можно использовать для регулирования и поддержания температуры любых нетермостабильных объектов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее сообщенные между собой камеру термостатирования, испарительную камеру, конденсатор и соединенную с его полостью емкость, отличающееся тем, что емкость выполнена герметичной и заполнена неконденсирующимся газом.

РИСУНКИ

Рисунок 1