PL12572B3 - Urzadzenie termostatowe. - Google Patents

Description

Najdluzszy czas trwania patentu do 20 kwietnia 1944 r.

W patencie Nr 10323, podano opis u- rzadzenia termostatowego, w którem sta¬ losc temperatury osiaga sie regulacja ci¬ snienia w parze nasyconej i jej cieczy.

Regulacje te przeprowadz? sie zapomoca manometru sprezynowego lub dzialajace¬ go na zasadzie cisnienia slupa cieczy, za¬ zwyczaj rteci. Wada manometru sprezy¬ nowego jest niepewnosc dzialania spre¬ zyny, wada zas manometru rteciowego jest jego wysokosc, osiagajaca przy wyz¬ szych cisnieniach wartosci bardzo wiel¬ kie. Celem niniejszego wynalazku jest skrócenie tej wysokosci, przy zachowaniu wszelkich zalet (manometru rteciowego, jak brak mechanizmów oraz pewnosc i precyzyjnosc dzialania.

Zasada wynalazku opiera sie na za¬ stosowaniu zjawisk kompresji gazów i par. Mianowicie rurka stanowiaca mano¬ metr a napelniona rtecia (lub inna cie¬ cza), posiada ponad koncem górnym slu¬ pa tej cieczy nie próznie, lecz gaz (pare).

Skutkiem tego1 rtec podnoszac sie spreza ten gaz, powodujac znaczny wzrost ci¬ snienia. Azeby jednak kazdej wysokosci slupa rteci, odpowiadalo zawsze to samo cisnienie, musi istniec jeszcze scisly i sta¬ ly zwiazek miedzy tern cisnieniem a tem¬ peratura gazu. W tym celu ustawia siecaly manometr, wewnatrz termostatu, skutkiem tego, temperatury pary i cie¬ czy w termostacie samym oraz gazu w manometrze, musza byc zawsze równe.

W chwili równowagi tericostatu, cisnienie p gazu w manometrze, a okreslone dla gazów doskonalyeh równaniem p v=R.'T, jest zawsze scisle oznaczone, poniewaz: R jest stala gazowa, v = objetosci gazu,, która okreslona jest przestrzenia konca rurki manometrycznej, przy tern poloze¬ niu konca slupa rt^bi; wktórym slup ten przerywa prad ogrzewajacy termostat lub doplyw paliwa. Pozostale dwie wielkosci: cisnienie p i temperatuara absolutna gazu T zwiazane ze soba równoczesnie innem równaniem, trudnem do wyrazenia mate- maityclztneisp, lecz empirycznie doskonale znanem, a mianowicie krzywa zaleznosci cisnienia i temperatury pary nasycone'], znajdujacej sie w tertmosfacie. Temperatu¬ ry gazu w manometrze oraz pary i cieczy w termostacie sa ibowiem sobie równe, a cisnienie w termostacie jest wieksze od cisnienia w manometrze o scisle okreslo¬ na wysokosc slupa rteci. Inaczej mówiac: wielkosci p i T sa. jednoznacznie okreslo¬ ne przecieciem sie dwóch krzywych (w ukladzie spólrzednych pi T): krzywej na¬ sycenia pary termostatu i krzywej spre¬ zenia gazu. Tern punlkt zalezy juz tylko od poczatkowego pumMu sprezania, t. j. od tego cisnienia i temperatury, przy któ¬ rych termostat i manometr, byly napel¬ niane* Przy konstrukcji t^go rodzaju, pod¬ niesienie sie isjujpa rteci w manometrze, o 1 milimetr, daje o wiele wiekszy wzrost cisnienia niz takie samo podniesienie sie jago w manometrze z próznia ponad rte¬ cia. Do ciezaru slupa rteci dodaje sie bo¬ wiem wzrost cisnienia komprymowanfcgo gazu. Cierpi na tem dokladnosc regulacji temperatury. Azeby uzyskac poprawe te¬ go stanu rzeozy, zweza sie, zreszta dosc szeroka rurke manometru;, do wymiarów kapilary, w tem miejscu, w którem znaj¬ duje sie kontakt regulujacy, wzglednie in¬ ne urzadzienie, zaipomoca którego silupek rteci przerywa ogrzewanie termostatu.

Ponizej i ponad tem miejscem rurka ma- nometryczna pozostaje znacznie szersza.

Dzieki temu, w okolicy regulacji wlasci¬ wej, ruchy silupa rteci dawac musza tak male zmiany objetosci gazu, ze sa one równe zeru wobec objetosci jes^zcze pozo¬ stalej w górtaeij czesci rurki. Wizrost ci¬ snienia gazu bedzie wiec praktycznie za¬ leznym juiz tylko od wzrostu temperatury, «. t. j. przebiegac bedzie wedle prawa Boyle- Majr!iottela, a wiec wedle prostej bardzo niewiele nachyilonej do osi temperatur.

Innemi slowy: przyrost cisnienia na kaz¬ dy milimetr' podniesienia isie slupa rteci w tej okolicy [i. j. w kapilarze) jest nie¬ mal równy przyrostowi spowodowanemu tylko wzrostem ciezaru slupa rtleci.

Ponizej opisana konstrukcja stanowi przyklad wykonania.

Na zalaczonym rysunku, litera A oznacza sciane zewnetrzna termostatu. B jest wewnetrzna rura. Pomiedzy A a 5 znajduje sie przestrzen pierscieniowa, wypelniona rtecia C. D jeist uzwojeniem prowadzacem prad zmienny, wytwarzaja¬ cy w rteci C silne, wtórne prady ogrze¬ wajace termostat, E oznacza drucik kon¬ taktowy,, F — czesc górna manometru skrócfonego, G jego kapiilare a H cziesc dolna. 1 jest poziomem cieczy a 2 pozio¬ mem rteci w termostacie, 3 zas poziomem tej ostatniej w manometrze w pewnej chwili, np. przy rozruchu. Litera I ozna¬ cza przekaznik z kontaktami K i L. M za¬ ciski sieci elektrycznej, Od chwili przedstawionej poziomami 1, 2, i 3, rozpoczynamy ogrzewanie termo¬ statu. Temperatura pocznie wzrastac, poziomy 1 i 2 musza obnizac sie w miare 'wzrotstu cisnienia w termostacie a poziom 3 podnosic sie bedzie, sprezajac gaz iza- nkniety w manometrze. Gdy poziom 3 q- — 2 —siagnie kapilare G, wówczas sprezanie, praktycznie biorac, zmiknie i tylko, nie¬ wielki juz zreszta, wzrost temperatury podnosi nieco cisnienie gazu. Skoro rtec dotknie drucika E, przekaznik M, który dotad laczyl ze soba kontakty L, podnie¬ sie sie, przerywajac prad ogrzewajacy, a równoczesnie dokonujac zwarcia cewki D przez kontakty K, celem unikniecia prze¬ piec wywolanych samoindukcja, Gdy temperatura nieco opadnie, a wraz z nia i rtec w kapilarze G, nie opuszczajaca jed¬ nak jeszcze tej kapilary, wówczas prze¬ kaznik znowu wlaczy prad ogrzewajacy i podnoszenie sie rteci rozpocznie sie na nowo, Dzieki temu urzadzeniu mozna u- zyskac, nawet przy najwiekszy oh cisnie¬ niach, czulosc i dokladnosc regulacji ta¬ ka, jak w manometrze z próznia ponad rtecia, a wiec dokladnosc i ponad + 0,001 stopnia Cels. Prizy zastosowaniu kontaktu regulujacego E9 napelnia sie ma¬ nometr gazem chemicznie neutralnym wo¬ bec cieczy w manometrze.

Termostatu wedlug wynalazku uzyc mozna jako manometru do wykazywania wysokich cisnien. Mianowicie do termo¬ statu szklanego wstawia sie widoczny przez szklo, manometr skrócony, budowy powyzej opisanej, zaopatrujac ranke szersza dolna i kapiilare jego w skale ci¬ snien. Manometr ten laczy sie z cisnie¬ niem mierzonem, a nie z wnetrzem ter¬ mostatu. Jezeli uzyto termostatu z mano¬ metrem skróconym do utrzymania stalej temperatury gaz.u komprymowanego, Wów¬ czas termostat 'do mierzenia cisnien miec bedzie 2 manometry skrócone: regulujacy, polaczony z wnetrzem termostatu i mie¬ rzacy, polaczony z cisnieniem mierzonem.

Oba umiesfziczone sa we wnetrzu termo¬ statu. Poziom rteci w rurce dolnej, wzgled¬ nie kapilarze manometru mierzacego, ma¬ jacego te cziesci, w których rtec spreza gaz, umieszczone w stalej temperaturze termostatu, zalezy tylko od cisnienia ba¬ danego. Jak dlugo rtec znajdowac sie be¬ dzie w rurce 'dolnej, tak dlugo wznoszenie sie jej i opadanie nie sa proporcjonalne do cisnienia badanego i duzym zmianom cisnienia tego odpowiadaja male zmiany wysokosci .slupka rteci, a to z powodu kompresiji gazu. Dopiero, gdy rtec wej¬ dzie do kapilary, wskazania te staja sie proporcjonalne do zmian cisnienia, bo kompresja równa sie niemal zeru. Wska¬ zania te sa bardzo dokladne i uzyskujemy moznosc pomiaru cisnien bardzo wyso¬ kich, z! dokladnoscia np. milimetra slupa rteci.

Zamiast odczytywania wskazan mano¬ metru mierzacego przez szklana'---sciane, mozna umiescic w nim np. drucik oporo¬ wy elektryczny, wlaczany przez rtec, tak ze opór -elektryczny tej jego czesci, która w rteci nie jest zanunzona, bedzie wprost proporcjonalny do stanu rteci. Mierzenie cisnienia uskutecznimy wówczas pomia¬ rem tego oporu np. zapomoca instrumen¬ tu z cewka krzyzowa.

Zasi rzezenia pa tentów e. 1. Urzadzenie termostatowe wedlug patentu Nr 10323, znamienne tern, ze do regulacji temperatury zapomoca cisnie¬ nia, uzyto rurki mianometrycznej napel¬ nionej ciecza, ponad która znajduje sie gaz, lub para albo para i jej ciecz, tak,-ze ruchy cieczy pierwszej, cisnienie mierza¬ cej, sprezaja albo odprezaja medjum po¬ nad nia lezace, przez co potrzebna wyso¬ kosc manometru ulega znacznej redukcji. 2. Urzaidzenie wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne tern, ze rurka manometryczna u- mieszczona jest wewnatrz termostatu. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tern, ze rurka manómetryczna zrobiona jest czesciowo w postaci kapila* ry, a to w celu usuniecia na ocwnej prze¬ strzeni wplywu sprezania ga 4. Urzadzenie termostatowe wedlug — 3 —zastrz. 1, 2 i 3a, znamiennie lem, ze rurfka przez ciecz manometru, tak ze opór elek- imaWometryczna zrobiona jest z materjalu trydzfciy jego czesci wolnej jest wprost przejrzystego zie skala do odczytywania proporcjonalny do stanu rteci, cisnien albo tez umieszcza, sie w niej dru¬ cik: oporowy wlaczany na roznej dlugosci Kazimierz Heller, Druk L. Boguslawskiego, Warszawa.