SU378817A1

SU378817A1 - TEMPERATURE REGULATOR

Info

Publication number: SU378817A1
Application number: SU1499024A
Authority: SU
Inventors: Б. Р. Аптекарь И. М. Блинчевский
Original assignee: Авторы изобретени витель
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1970-11-16
Publication date: 1973-04-18

Description

1one

Известны терморегул торы, содержащие чувствительный элемент в виде манометрического термодатчика, св занного через исполнительный механизм с регулирующим органом .Thermoregulators are known that contain a sensing element in the form of a manometric temperature sensor connected via an actuator to a regulator.

Предложенный терморегул тор отличаетс тем, что чувствительный элемент выполнен в виде теиловой трубки, представл ющей собой герметич.ную полость, внутренние стенки которой покрыты капилл рным слоем, насыщенным легко испар ющейс жидкостью.The proposed thermostat is characterized in that the sensing element is designed as a teily tube, which is a sealed cavity, the inner walls of which are covered with a capillary layer saturated with easily evaporating liquid.

Благодар использованию тепловой трубки вместо манометрического термодатчика может быть существенно увеличено изменение давлени в трубке и тем самым усилие, действующее на регулирующий орган, соответствующее заданному изменению температуры. Вследствие этого достаточное усилие можег быть получено без использовани рычагов. Кроме того, предлагаемое устройство имеет меньшую тепловую инерцию по сравнению с манометрическим датчиком, так как тенло через стенку оболочки передаетс к жидкости, а не к газу, имеющему большое тепловое сопротивление .By using a heat pipe instead of a manometric temperature sensor, the pressure change in the pipe can be significantly increased and thus the force acting on the regulator corresponding to a given temperature change. As a result, sufficient force can be obtained without using levers. In addition, the proposed device has a lower thermal inertia compared to a manometric sensor, since the tenlo through the wall of the envelope is transmitted to the liquid, and not to gas having a high thermal resistance.

На фиг. 1 изображен предлагаемый терморегул тор с гибким элементом в виде манометрической трубки; на фиг. 2 - то же, в качестве гибкого элемента использован сильфон; на фиг. 3 - то же, с измен емым диапазоном FIG. 1 shows the proposed thermostat with a flexible element in the form of a manometric tube; in fig. 2 - the same, as the flexible element used bellows; in fig. 3 - the same, with a variable range

регулировани .regulation.

Оболочка тепловой трубки терморегул тора состоит из жесткого участка /, воспринимающего тепло от среды или стенки объекта, тепловой режим которых регулируетс , и гибкого участка 2, выполненного в виде манометрической трубки (стрелки у стенок оболочки показывают направление теплового потока). Внутренн полость оболочки выложена капилл рным телом 3. Капилл рное тело насыщено рабочей жидкостью, котора выбираетс в зависимости от рабочего диапазона температур. При изменении температуры тепловоспринимающего участка оболочки тепловой трубки увеличиваетс температура и, следовательно , давление рабочего тела и манометрическа трубка 2 изгибаетс , перемеща с помощью рычажной системы 4 орган управлепи регулируемого объекта 5 (в данном случае клапан).The shell of the heat pipe of the thermostat consists of a rigid area / that receives heat from the medium or the wall of the object, the thermal regime of which is regulated, and a flexible section 2, made in the form of a manometric tube (arrows at the walls of the shell show the direction of heat flow). The internal cavity of the shell is lined with a capillary body 3. The capillary body is saturated with a working fluid, which is selected depending on the operating temperature range. When the temperature of the heat-receiving area of the heat pipe shell changes, the temperature increases and, consequently, the pressure of the working fluid and the manometric tube 2 bends, displacing the control of the adjustable object 5 (in this case, the valve) with the help of the lever system 4.

В качестве гибкого элемента в терморегул торе дл регулировани объекта 6, охлаждаемого потоком воздуха, использован сильфон 7 (см. фиг. 2), вакуумплотно соединенный с жесткой частью оболочки тепловой трубки S. Внутренние стенки жесткой части оболочки выложены капилл рной структурой 9, насыщенной рабочей жидкостью. Теплова трубка частичпо заполнена неконденсирующимс газом , который собираетс в холодной частиA bellows 7 (see. Fig. 2) vacuum-tightly connected to the hard shell part of the heat pipe S is used as a flexible element in the thermostat to regulate the object 6 cooled by the air flow. The inner walls of the hard shell part are lined with a capillary structure 9 saturated with fluid. The heat pipe is partially filled with non-condensable gas that collects in the cold part

оболочки тепловой трубки, и между ним и паром рабочего тела образуетс сравнительно четка граница раздела. Так как газ плохо проводит тепло, за границей раздела газ-пар температура резко падает. Количество неконденсирующегос газа выбрано таким, что во всем диапазоне регулировани внутренн полость сильфона заполнена неконденсирующимс газом. Таким образом, в этом регул торе гибкий элемент работает в услови х невысоних температур, даже если температура тепловоспринимающей части тепловой трубки очень высока.the shell of the heat pipe, and between it and the vapor of the working medium, a relatively clear interface is formed. Since the gas conducts heat poorly, the temperature drops sharply outside the gas-vapor interface. The amount of non-condensing gas is chosen such that throughout the entire control range the inner cavity of the bellows is filled with non-condensing gas. Thus, in this regulator, the flexible element operates at low temperature conditions, even if the temperature of the heat-receiving part of the heat pipe is very high.

При изменении температуры охлаждаемого объекта 6 измен етс температура св занного с этим объектом в тепловом отношении терморегул тора , а следовательно, и давление рабочего тела в нем, равное давлению неконденсирующегос газа. Изменение давлени вызывает раст жение или сжатие сильфона, который перемещает орган управлени регулируемого объекта 10 (в данном случае открывает или прикрывает клапан, через 1который к охлаждаемому объекту подаетс воздух). Рабочее тело тепловой трубки дл терморегул тора подбираетс таким, чтобы малому изменению температуры соответствовало значительное изменение давлени рабочего тела. Если тепловые параметры среды, в которую подаетс тепло тепловой трубкой, не измен ютс во времени, то на термическое сопротивление между теплоотдающей поверхностью оболочки тепловой трубки и тепловоспринимающей средой не накладываютс особые ограничени . Если же параметры тепловоспринимающей среды во времени измен ютс , то это изменение может сказатьс на характеристиках регулировани . Чтобы избежать этого, следует в качестве терморегул тора использовать трубку, у Которой термическое сопротивление передаче тепла от теплоотдающей среды к тепловой трубке значительно меньще термического сопротивлени теплопереносу от тепловой трубки к тепловоспринимающей среде. В этом случае температура тепловой трубки будет близкой к температуре теплоотвод щей среды, и вли ние изменени тепловых параметров тепловоспринимающей среды на температуру тепловой трубки будет сказыватьс слабо.When the temperature of the cooled object 6 changes, the temperature of the thermostat connected with this object changes and, consequently, the pressure of the working fluid in it is equal to the pressure of the non-condensing gas. A change in pressure causes the bellows to stretch or contract, which moves the control of the controlled object 10 (in this case, opens or closes the valve through which air is cooled to the object to be cooled). The working body of the heat pipe for the thermostat is selected so that a small change in temperature corresponds to a significant change in the pressure of the working body. If the thermal parameters of the medium into which heat is supplied by the heat pipe do not vary with time, then there are no special restrictions on the thermal resistance between the heat-giving surface of the heat-pipe shell and the heat-receiving medium. If the parameters of the heat-receiving medium change with time, then this change may be said to be characteristic of the regulation. To avoid this, you should use a tube in which the thermal resistance of heat transfer from the heat-transfer medium to the heat pipe as the thermostat is much lower than the thermal resistance to heat transfer from the heat pipe to the heat-receiving medium. In this case, the temperature of the heat pipe will be close to the temperature of the heat-removing medium, and the effect of a change in the thermal parameters of the heat-receiving medium on the temperature of the heat pipe will have a weak effect.

Увеличение термического сопротивлени между теплоотдающим участком оболочки тепловой трубки может быть достигнуто уменьшением площади теплоотдающей поверхности либо с помощью тепловой изол ции между теплоотдающим участком оболочки тепловой трубки и тепловоспринимающей средой.An increase in thermal resistance between the heat transfer section of the heat pipe shell can be achieved by reducing the area of the heat transfer surface or by using thermal insulation between the heat transfer section of the heat pipe shell and the heat receiving medium.

Дл терморегул тора с измен емым диапазоном регулировани использована теплова трубка, частично заполненна неконденсирующимс газом с гибким элементом в виде сильфона // (см. фиг. 3). Тепловоопринимающа часть жесткого участка оболочки 12 трубки погружена в среду, температура которой регулируетс . Тепло, прощедшее через тепловую трубку, отдаетс во внешнюю среду. Ко дну сильфона 11 жестко прикреплены орган управлени регулируемого объекта 13 и втулка 14 с наружной резьбой. С помощью гайки 15 можно изменить предварительное нат жение пружины 16 и, благодар этому, изменить перемещение органа управлени регулируемого объекта 13, соответствующее изменению давлени (температуры) в тепловой трубке.A heat pipe partially filled with a non-condensing gas with a flexible element in the form of a bellows // is used for a thermostat with a variable control range (see Fig. 3). The heat receiving portion of the rigid portion of the tube sheath 12 is immersed in a medium whose temperature is regulated. The heat passed through the heat pipe is transferred to the external environment. To the bottom of the bellows 11, the control body of the adjustable object 13 and the sleeve 14 with an external thread are rigidly attached. With the help of the nut 15, it is possible to change the preload of the spring 16 and, thereby, change the movement of the control element of the controlled object 13, corresponding to the change in pressure (temperature) in the heat pipe.

При соответствующем подборе рабочих тел тепловой трубки терморегул тор может быть использован дл различных диапазонов температур: от минусовых до температур пор дка 2000°С. Использование предлагаемого терморегулировани в схемах теплового автоматического регулировани и сигнализации существенно упрощает эти схемы и повышает их надежность .With appropriate selection of the working fluids of the heat pipe, the thermostat can be used for various temperature ranges: from subzero to temperatures of the order of 2000 ° C. The use of the proposed temperature control in thermal automatic control and signaling circuits greatly simplifies these circuits and increases their reliability.

Предмет изоб|ретени Subject matter

Терморегул тор, содержащий чувствительный элемент, св занный через исполнительный механизм с регулирующим органом, отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции и повышени точности работы регул тора, чувствительный элемент выполнен в виде тепловой трубки. Q A thermostat containing a sensing element connected through an actuator to a regulating authority, characterized in that, in order to simplify the design and increase the accuracy of the regulator, the sensing element is designed as a heat pipe. Q