SU1483434A1

SU1483434A1 - Thermostat-controlled volume

Info

Publication number: SU1483434A1
Application number: SU874185275A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Дьяченко; Сергей Иванович Лабжинский; Валерий Петрович Шварц
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1989-05-30

Abstract

Изобретение относитс к системам регулировани , в частности, температуры с помощью термочувствительных элементов и может быть использовано при создании термостатирующих приборов. Цель изобретени - повышение точности термостатировани за счет уменьшени теплового сопротивлени между кассетой и контуром термостатировани . Термостат содержит рабочую камеру 1 термостатировани , заполненную термостатирующей жидкостью, кассету 10 дл размещени объектов 11 термостатировани , термочувствительный элемент 7 и источник тепла (холода) 9. Новым вл етс образование полости с эластичной мембраной 5 наружной поверхностью кассеты 10 и внутренней поверхностью рабочей камеры 1 и заполнение ее термостатирующей жидкостью 6 с температурой замерзани , равной температуре статировани , а рабоча камера 1 св зана с термочувствительным элементом 7 и заполнена термостатирующей жидкостью 3 с температурой замерзани , на 0,05-0,2 К ниже заданной температуры статировани . 1 ил.The invention relates to control systems, in particular, temperature using temperature-sensitive elements and can be used to create thermostatic devices. The purpose of the invention is to improve the accuracy of thermostating by reducing the thermal resistance between the cassette and the thermostating circuit. The thermostat contains a working thermostat chamber 1 filled with a thermostatic liquid, a cassette 10 for accommodating thermostat objects 11, a temperature-sensitive element 7 and a heat source (cold) 9. A new cavity is formed with an elastic membrane 5 by the outer surface of the cassette 10 and the inner surface of the working chamber 1 and filling it with a thermostatic liquid 6 with a freezing temperature equal to the temperature of setting, and the working chamber 1 is connected with a temperature-sensitive element 7 and is filled with a thermostatic liquid 3 with a freezing temperature, 0.05-0.2 K below the set temperature of the stat. 1 il.

Description

СОЮЗ СОВЕТСНИХUNION OF ADVISORS

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХSOCIALIST

РЕСПУБЛИН ,₁₉₎sy₍„, 1483434 А1REPUBLIN, ₁₉₎ sy ₍ „, 1483434 A1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТSTATE NOMINATION

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМBY INVENTIONS AND DISCLOSURES

ПРИ ГННТ СССРAT GNST USSR

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУTO AUTHOR'S CERTIFICATE

(21) 4185275/24-24 (22) 21.01.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро научного приборостроения производственного объединения «Львовприбор» (72) А. Н. Дьяченко, С. И. Лабжинский и В. П., Шварц (53) 621.555 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1097978, кл. G 05 D 23/30, 1979.(21) 4185275 / 24-24 (22) 01/21/87 (46) 05/30/89. Bull. No. 20 (71) Special Design and Technological Bureau of Scientific Instrument Making of the Lvivpribor Production Association (72) A.N. Dyachenko, S.I. Labzhinsky and V.P., Schwartz (53) 621.555 (088.8) (56) Copyright certificate USSR No. 1097978, class G 05 D 23/30, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 830355, кл. G 05 D 23/30, 1981.USSR copyright certificate No. 830355, cl. G 05 D 23/30, 1981.

(54) ТЕРМОСТАТ (57) Изобретение относится к системам регулирования, в частности температуры с помощью термочувствительных элементов и может быть использовано при создании термостатирующих приборов. Цель изобрете- ния — повышение точности термостатирования за счет уменьшения теплового сопротивления между кассетой и контуром термостатирования. Термостат содержит рабочую камеру 1 термостатирования, заполненную термостатирующей жидкостью, кассету 10 для размещения объектов 11 термостатирования, термочувствительный элемент 7 и источник тепла (холода) 9. Новым является образование полости с эластичной мембраной 5 наружной поверхностью кассеты 10 и внутрнней поверхностью рабочей камеры 1 и заполнение ее термостатирующей жидкостью 6 с температурой замерзания, равной температуре статирования, а рабочая камера 1 сгязана с термочувствительным элементом 7 и заполнена термостатирующей жидкостью 3 с температурой замерзания на 0,05—0,2 К ниже заданной температуры статирования. 1 ил.(54) THERMOSTAT (57) The invention relates to control systems, in particular temperature using heat-sensitive elements, and can be used to create thermostatic devices. The purpose of the invention is to increase the accuracy of thermostatting by reducing the thermal resistance between the cartridge and the thermostat circuit. The thermostat contains a thermostatic working chamber 1 filled with thermostatic liquid, a cassette 10 for accommodating thermostatic control objects 11, a heat-sensitive element 7 and a heat source (cold) 9. The formation of a cavity with an elastic membrane 5 on the outer surface of the cassette 10 and the inner surface of the working chamber 1 and filling its thermostatic liquid 6 with a freezing temperature equal to the temperature of stating, and the working chamber 1 is associated with a thermosensitive element 7 and is filled with a thermostatic liquid bone 3 with a freezing temperature of 0.05-0.2 K below the specified temperature of stating. 1 ill.

Изобретение относися к системам регулирования, в частности, к регулированию температуры с помощью термочувствительных элементов и может быть использовано при создании термостатирующих приборов.The invention relates to control systems, in particular, to temperature control using heat-sensitive elements and can be used to create thermostatic devices.

Цель изобретения — повышение точности термостата.The purpose of the invention is improving the accuracy of the thermostat.

На чертеже представлен термостат.The drawing shows a thermostat.

Термостат содержит рабочую камеру 1, рубашку 2, первую термостатирующую жидкость 3, полость 4, эластичную мембрану 5, вторую термостатирующую жидкость 6, термочувствительный элемент 7, выполненный в виде сильфона и микропереключателя, блок 8 регулирования и исполнительный элемент 9. В камере 1 установлена кассета 10 с отверстиями для размещения объектов 11 термостатирования. На наружной поверхности рабочей камеры 1 установлен исполнительный элемент 9 в виде источника тепла (холода) —термоэлетрической батареи, питание батареи осуществляется с помощью источника 12 питания через· блок 8 регулирования. Для съема тепла с горячих спаев термобатареи 9 установлен радиатор 13. Для теплоизоляции рабочей камеры 1 и кассеты 10 предусмоттены вкладыши 14 и теплоизоляционный кожух 15. Объекты термостатирования размещены в отверстиях 16 кассеты 10. Зазоры между объектами термостатирования и стенками отверстий вкладышей 14 заполнены теплопроводной жидкостью — 3%-ным водным раствором NaCl.The thermostat contains a working chamber 1, a jacket 2, a first thermostatic fluid 3, a cavity 4, an elastic membrane 5, a second thermostatic fluid 6, a heat-sensitive element 7 made in the form of a bellows and a microswitch, an adjustment unit 8 and an actuating element 9. A cassette is installed in the chamber 1 10 with holes for accommodating thermostatic control objects 11. On the outer surface of the working chamber 1, an actuating element 9 is installed in the form of a heat source (cold) —the thermo-electric battery; the battery is powered by the power source 12 through the regulation unit 8. A radiator 13 is installed to remove heat from the hot junctions of the thermopile 9. Inserts 14 and a heat-insulating casing 15 are provided for thermal insulation of the working chamber 1 and cassette 10. 3% aqueous solution of NaCl.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении термостата с источника 12 питания подается напряжение на термобатарею 9, которая охлаждает рабочую камеру 1. Термостатирующая жидкость 3 (0,6%-ный раствор глицерина в дистиллированной воде) охлаждается й при температуре фазового перехода (0,12°С) замерзает, в ней появляются кристаллы новой фазы—льда. При этом объем термостатирующей жидкости 3 увеличивается, термочувствительный элемент (сильфон с микропереключателем) 7 выдает сигнал о достижении температуры фазового перехода, который поступает на блок 8 регулирования, отключающий источник12 питания термобатареи 9. При увеличении температуры часть льда плавится, объем термостатирующей жидкости 3 уменьшается, термочувствительный элемент 7 через блок 8 регулирования и источник 12 питания включает термобатарею 9, охлажденную рабочую камеру 1, таким образом в рабочей камере 1 постоянно поддерживается двухфазное состояние термостатирующей жидкости 3 и температура, равная температуре ее фазового перехода (0,12°С).When the thermostat is turned on from the power supply 12, voltage is supplied to the thermopile 9, which cools the working chamber 1. The thermostatic liquid 3 (0.6% solution of glycerol in distilled water) is cooled and freezes at the phase transition temperature (0.12 ° C), crystals of a new phase — ice — appear in it. At the same time, the volume of thermostatic liquid 3 increases, the temperature-sensitive element (bellows with a microswitch) 7 gives a signal about the achievement of the phase transition temperature, which is supplied to the control unit 8, which turns off the power source 12 of the thermopile 9. When the temperature increases, part of the ice melts, the volume of thermostatic liquid 3 decreases, the temperature-sensitive element 7 through the control unit 8 and the power source 12 includes a thermal battery 9, a cooled working chamber 1, thus in the working chamber 1 is constantly supported alive thermostatting liquid two-phase state 3 and the temperature is equal to its temperature of phase transition (0,12 ° C).

Термостатирующая жидкость (дистиллированная вода), имеющая температуру фазового перехода (0°С), равную заданной температуре статирования, и находящаяся в непосредственном контакте с раоочей камерой 1 и кассетой 10, переохлаждается от рабочей камеры, имеющей температуру ниже температуры кристаллизации воды, и нагревается от кассеты 10, которая, в свою очередь нагревается от объектов 11 термостатирования. Суперпозиция этих противодействующих факторов поддерживает термостатирующую жидкость 6 в двухфазном состоянии (вода—лед), при котором ее температура равна температуре фазового перехода, в этом случае, несмотря на значительное натекание теплоты по объектам термостатирования 11, их температура близка к заданной температуре статирования.The thermostatic liquid (distilled water), having a phase transition temperature (0 ° С) equal to the set statization temperature, and in direct contact with the working chamber 1 and cassette 10, is cooled from the working chamber, which has a temperature below the crystallization temperature of water, and is heated from cassette 10, which, in turn, is heated from thermostatic objects 11. A superposition of these opposing factors keeps the thermostatic liquid 6 in a two-phase state (water – ice), at which its temperature is equal to the phase transition temperature, in this case, despite the significant leakage of heat through thermostating objects 11, their temperature is close to the set statization temperature.

Изменение внешних условий (температуры окружающей среды, напряжения питания, загрузки термометрии и т. д.) приводи': к изменению соотношения твердой и жидкой фаз (льда и воды) в термостатирующей жидкости 6 и не приводит к изменению ее температуры.Changes in external conditions (ambient temperature, supply voltage, loading of thermometry, etc.) lead to: a change in the ratio of solid and liquid phases (ice and water) in a thermostatic liquid 6 and does not change its temperature.

При работе термостата изменение объема термостатирующей жидкости 6 компенсируется эластичной мембраной 5, защищающей термостатирующую жидкость от воздействия внешней среды.During operation of the thermostat, the change in the volume of the thermostatic liquid 6 is compensated by an elastic membrane 5, which protects the thermostatic liquid from the external environment.

Поддержание в двухфазном состоянии первой термостатирующей жидкости 3, претерпевающей фазовый переход при температуре статирования, обепечивает заданную температуру статирования. Вторая термостатирующая жидкость 6 обеспечивает переохлаждение первой термостатирующей жидкости для поддержания ее в двухфазном состоянии, требования к точности поддержания температуры, равной температуре фазового перехода второй термостатирующей жидкости, контуром термостатирования снижаются, это приводит к упрощению конструкции и электрической схемы контура термостатирования.Maintaining in a two-phase state the first thermostatic liquid 3, which undergoes a phase transition at a temperature of stating, provides a predetermined temperature of stating. The second thermostatic liquid 6 provides subcooling of the first thermostatic liquid to maintain it in a two-phase state, the accuracy requirements for maintaining the temperature equal to the phase transition temperature of the second thermostatic liquid are reduced by the thermostatic circuit, this simplifies the design and electrical circuit of the thermostatic circuit.

Claims

Claim

A thermostat containing a working chamber surrounded by a jacket filled with a first thermostatic fluid, a cavity with an elastic membrane filled with a second thermostatic fluid, a temperature-sensitive element connected through an adjustment unit with an actuator, characterized in that, in order to improve the accuracy of thermostating, there is a cavity with elastic membrane formed by the outer surface of the working chamber and the inner surface of the shirt and filled with a second thermostatic liquid with a temperature of frozen It is equal to the temperature of temperature, and the first temperature-controlled liquid has a freezing point of 0.05-0.2 K below the temperature of temperature.