Термокриостат

 

< п 494573

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16,07.73 (21) 1945915/23-26 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет

Опубликовано 05.12.75. Бюллетень Хо 45

Дата опубликования описания 02.02.76 (51) М Кл F 25d 3/10

Государственный комитет

Совета Нинистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62 59(0SS.S) (72) Автор изобретения

В. Ф. Ижнин (71) Заявитель (54) ТЕРМОКРИОСТАТ

Предлагаемый термокриостат предназначен для использования преимущественно в электронной и радиотехнической промышленности, он может найти применение для измерения температурного коэффициента индуктивности ферритовых сердечников и температурных коэффициентов различных радиодеталей, Известен термокриостатдля создания и поддержания положительных и отрицательных температур при измерении температурных коэффициентов радиодеталей, содержащий установленную на основании теплоизолированную разъемную камеру, в верхней части которой смонтированы приборы контроля и регулирования, размещенные на камере держатель-кассету для испытуемых изделий и переключатель для поочередного подсоединения изделий к измерительным приборам, расположенные в камере распылительное сопло, нагреватель, датчик температуры и центробежное колесо, снабженное приводом вращения, а также соединенное с соплом устройство для подачи хладагента.

Общепринятая цилиндрическая или кубическая форма полости камер термокриостатов с расположенным в ней датчиком температуры позволяет путем установки осевых или центробежных колес вентиляторов и различных по конструкции устройств для создания направленной циркуляции теплоносителя получать в полости незагруженных изделиями камер достаточно высокую однородность распределения температур. Однако при загрузке камер изделиями режим течения теплоносите5 ля в рабочем пространстве нарушается. Изделия, расположенные в разных точках полости камер на разном расстоянии от датчика температуры, обдуваются теплоносителем по-разному, что, учитывая изменение температуры

10 потока теплоносителя при прохождении его через зазоры между изделиями, приводит к существенным перепадам температур между ними. Так, в известном термокриостате при точности поддержания температуры в зоне

15 датчика температуры 0,5 Ñ перепад температур в полости незагруженной камеры составляет 2 С. При загрузке же камеры изделиями перепад температур между ними достигает 8 — 10 С, что существенно влияет на ре20 зультаты измерений.

Предлагаемый термокриостат обеспечивает при измерении параметров изделий перепад температур между ними в пределах точности поддержания температуры в зоне датчика

25 температуры. Это достигается тем, что в предлагаемом термокриостате полость камеры выполнена в виде тороида и в верхней части камеры выполнены тангенциальные каналы, соединяющие полость камеры со всасывающим

30 отверстием колеса, причем камера с кассе494573 той для изделий закреплена на основании с возможностью вращения вокруг вертикальной оси от привода прерывистого вращения. Кроме того, переключатель выполнен в виде подпружиненных контактов, закрепленных против датчика температур, кассета — кольцевой формы с контактными штырями для присоединения выводов изделий и установлена между верхней и нижней частями камеры, а для обеспечения вращения камеры она смонтирована на полом валу, внутри которого размещены полый вал центробежного колеса и пропущенная через него трубка с распылительным соплом.

На фиг. 1 изображен общий вид термокриостата (стрелками показано направление движения потока теплоносителя); на фиг. 2— вид по стрелке А на фиг. 1.

Термокриостат содержит смонтированную на основании 1, в нижней части которого расположен терморегулятор 2, теплоизолированную разъемную камеру, включающую нижнюю 3 и верхнюю 4 части, кассету 5, а также используемое для работы в области температур ниже температуры окружающей среды устройство 6 для подачи хладагента из сосуда

Дьюара 7 в камеру и кнопку 8 дистанционного включения привода вращения камеры. Камера выполнена из теплоизоляционного материала, например теплостойкого пенопласта, с каналами 9 в верхней части ее, сообщающими полость 10 камеры, представляющую собой тороид, с всасывающим отверстием центробежного колеса 11. Глубина каналов 9 линейно уменьшается к верхней части камеры.

Кассета 5 выполнена кольцевой формы, снабжена расположенными по наружной поверхности контактами 12, электрически соединенными со штырями на внутренней поверхности для присоединения выводов изделий.

Камера закреплена на полом валу 13, установленном в подшипниках на втулке 14 основания. Во внутренней полости втулки смонтирован подшипниковый узел вала 15 центробежного колеса, соединенного ременной передачей с электродвигателем 16. Внутри вала

15 пропущена трубка 17 для хладагента, один конец которой соединен со штуцером для присоединения устройства для подачи хладагента, другой конец на выходе во всасывающее отверстие колеса имеет распылительное сопло с радиально выполненными в нем отверстиями для хладагента. В трубку герметично впаяны две трубки меньшего диаметра для прокладки выводов нагревателя 18 и датчика температуры 19.

Нагреватель представляет собой керамическое кольцо с натянутой на него проволочной спиралью, например из нихрома, установленное на проволочной подставке, укрепленной на торце распылительного сопла, во всасывающем отверстии колеса.

Снизу на корпусе камеры закреплено кольцо 20 с цевками, количество которых определяет число остановок камеры за полный ее

25 зю

4 оборот и тем самым количество одновременно испытуемых изделий. Для обеспечения вращения с остановками камера снабжена закрепленным на основании приводом 21, включающим малогабаритный электродвигатель с встроенным редуктором, на выходном валу которого установлены взаимодействующее с цевками ведущее колесо 22 с ребордами, соединенными между собой винтовой перемычкой, и кулачок 23. Последний взаимодействует с рычагом 24, шарнирно закрепленным на кожухе основания и соединенным свободным концом с изоляционной планкой, на которой смонтированы подпружиненные контакты 25, замыкающиеся на контакты кассеты. Контакты 25 гибкими проводниками соединены с разъемом 26 для подключения измерительных приборов.

Привод 21 вращения камеры содержит также микровключатель для отключения электродвигателя после того, как выходной вал его редуктора сделает полный оборот. Электродвигатель привода, микровключатель и кнопка 8 электрически связаны между собой и элементами схемы привода, расположенными в терморегуляторе. Выводы электродвигателя центробежного колеса, нагревателя и датчика температуры соединены с терморегулятором.

Для подачи хладагента в камеру термокриостат содержит устройство 6, выполненное в виде изогнутой трубки 27 с отверстием в боковой стенке, расположенными выше уровня хладагента в сосуде Дьюара. Один конец трубки снабжен накидной гайкой 28 для соединения со штуцером термокриостата, а на другом конце размещен нагреватель 29, выводы которого соединены с терморегулятором.

Герметизация ввода устройства в сосуд

Дьюара осуществляется резиновой втулкой 30.

При проведении испытаний изделия располагают на внутренней цилиндрической поверхности кассеты равномерно в ряд, выводы изделий соединяют с контактными штырями, после чего кассету устанавливают в камеру.

Для работы в области температуры выше температуры окружающей среды после установки на терморегуляторе требуемой температуры включают термокриостат. При этом подается напряжение на электродвигатель центробежного колеса и на нагреватель 18.

Воздух, засасываемый колесом из полости камеры, омывает спираль нагревателя, перемешивается и выбрасывается в полость тангенциально ее поверхности, равномерно омывая расположенные в ней изделия. По достижении требуемой температуры по сигналу датчика терморегулятором уменьшается напряжение на нагревателе до величины, достаточной для компенсации тепловых потерь.

При работе в области температур ниже температуры окружающей среды устройство для подачи хладагента опускают в сосуд

Дьюара с хладагентом, причем ввод его уплотняют резиновой втулкой, накидную гайку сое494573

20 диняют со штуцером термокриостата, выводы нагревателя 29 подключают к терморегулятору. 11осле установки на терморегуляторе требуемои температуры включают термокриостат. 11ри этом подается напряжение на электродвигатель центробежного колеса и на нагреватель 29.

За счет тепла, выделяемого на нагревателе, хладагент в сосуде Дьюара испаряется, увеличивается давление его паров, в результате чего хладагент в жидком и газообразном состоянии через отверстия в нижнем конце и в боковой стенке трубки 27 по трубке 17 поступает в распылительное сопло, где разбрызгивается, засасывается центробежным колесом, перемешивается и выбрасывается в полость камеры.

Сброс избыточного давления из-за подачи в полость хладагента осуществляется через кольцевой зазор между трубкой 17 и внутренней поверхностью вала центробежного колеса. По достижении требуемой температуры по сигналу датчика терморегулятором уменьшается напряжение на нагревателе 29 до величины, при которой количество подаваемого в камеру хладагента достаточно для компенсации теплопритока извне.

Для измерения параметров изделий измерительные приборы подключают к разъему

26, а кнопку 8 располагают рядом с измерительными приборами. Производят измерение параметров первого изделия. Нажатием на кнопку включают электродвигатель привода вращения камеры, выходной вал которого делает полный оборот, после чего срабатывает микровыключатель привода, и электродвигатель отключается. При этом кулачок 23, поворачивая рычаг 24, отводит его контакты от контактов кассеты, соединенных с выводами первого изделия, ведущее колесо 22 поворачивает камеру на шаг, равный угловому шагу расположения цевок на кольце 20, после чего кулачок 23, поворачивая рычаг 24, замыкает его контакты на контакты кассеты, соединенные с выводами следующего изделия. Снимают показания измерительных приборов, нажатием кнопки подключают к измерительным приборам следующее изделие и т. д. После измерения параметров всех изделий переходят к измерениям при другой температуре, и операции повторяют.

Тороидальная форма полости камеры, наличие тангенциальных каналов, кассеты кольцевой формы — все это обеспечивает достаточно высокую однородность температуры изделий. Выполнение камеры с кассетой для изделий вращающейся относительно неподвижно установленного в полости датчика температуры и расположенных напротив не25

ЗО

55 го контактов, соединенных с измерительными приборами, позволяет измерять параметры всех испытуемых изделий в одной и той же зоне рабочего пространства, а именно в зоне датчика температуры. 1 аким образом, для измерения параметров изделия его последовательно помещают в зону расположения датчика температуры, где поддерживают требуемую для испытаний температуру, которая может изменяться в таких пределах, при которых обеспечивается терморегулятором точность ее поддержания.

В этих же пределах может отличаться и температура одного изделия от температуры другого. Благодаря высокой точности поддержания температуры, обеспечиваемой известными терморегуляторами, предлагаемый термокриостат позволяет обеспечить столь же высокую однородность температуры изделий при измерении их параметров.

Предмет изобретения

1. Термокриостат для температурных испытаний радиодеталей, содержащий закрепленную на основании теплоизолированную разъемную камеру и нагреватель, распылительное сопло, соединенное трубкой с устройством для подачи хладагента, датчик температуры, центробежное колесо, снабженное приводом вращения, размещенные в камере, кассету для испытуемых изделий, терморегулятор и переключатель для поочередного подсоединения выводов изделий к измерительным приборам, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перепада температур между изделиями в процессе измерения их параметров, полость камеры выполнена в виде тороида и в верхней части камеры выполнены тангенциальные каналы, соединяющие полость камеры со всасывающим отверстием центробежного колеса, причем камера установлена на основании, снабженном приводом прерывистого вращения.

2. Термокриостат по п. 1, о т л и ч а ю щ и йся тем, что переключатель выполнен в виде подпружиненных контактов, закрепленных на основании против датчика температур.

3. Термокриостат по пп. 1 и 2, отл ич ающий тем, что кассета выполнена кольцевой формы, снабжена контактными штырями для присоединения выводов изделий и установлена между верхней и нижней частями камеры.

4. Термокриостат по пп. 1, 2 и 3, отл и ч аю шийся тем, что камера установлена на полом валу, внутри которого размещены полый вал центробежного колеса и пропущенная через него трубка с распылительным соплом.

494573

Составитель Г. Зльшанская

Техред М. Семенов

Редактор Л. Ушакова

Корректор Т. Миронова

Типографии, ир. Сапунова, 2

Заказ 31)16 Изд. Мв 63 Тира>к 619 Подписное

ЦНИИПИ Государствс1и:ого комитета Совета Министров СССР по доля,1 изоорсте1и:й t! открытий

113035, Москва, )К-35, Раушскаи пв1в, д. 4 5