SU746466A1

SU746466A1 - Thermostat

Info

Publication number: SU746466A1
Application number: SU782608205A
Authority: SU
Inventors: Виктор Николаевич Стадниченко; Игорь Ильич Науменко-Бондаренко
Original assignee: Институт Физики Земли Им. О.Ю.Шмидта Ан Ссср
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1978-04-26
Publication date: 1980-07-07

Description

1one

Изобретение относитс к области приборостроени , предназначено дл длительной стабилизации температуры чувствительных систем прецизионных приборов , например, гравиметров , резонаторов и т.п.The invention relates to the field of instrumentation, and is intended for the long-term stabilization of the temperature of sensitive systems of precision instruments, for example, gravimeters, resonators, and the like.

Известны термостаты, содержащие стакан из материала с высокой теп .лопроводностью, укрепленный на стакане ртутный контактный термометр, обмотку обогрева, теплоизол ционный корпус, источник питани и электрическую схему, реализующую релейный закон регулировани тока в обмотке обогрева 1 .Thermostats are known that contain a glass made of a material with high heat conductivity, a mercury contact thermometer mounted on the glass, a heating winding, a heat insulating body, a power source, and an electrical circuit that implements the relay law of current regulation in the heating winding 1.

Известные термостаты не позвол ют получить высокую точность термостатировани из-за большой информационности ртутных контактньпс термометров, существенного гистерезиса (разности температур замыкани и размыкани контакта), недостаточной стабильности температуры контактировани мениска ртути с неподвижным контактом, а также изза неоднородности температурного пол в термостатируемом объеме.The known thermostats do not allow to obtain high accuracy of thermostatic control due to the large informational character of mercury contact thermometers, significant hysteresis (difference between the closing and opening contact temperatures), insufficient stability of the contact temperature of the mercury meniscus with fixed contact, and because of the non-uniformity of the temperature field in the temperature-controlled volume.

Известны также термостаты (криостаты ), представл ющие собой стаканThermostats (cryostats) are also known, which are a glass

с двойньми стенками и двойным днищем , во внутренней полости которого находитс двухфазна система жидf кость - твердое тело, устройство дл его нагрева (охлаждени ), датчик физической величины,- сутцественно измен к цейс при изменении фазового состо ни вещества, например, датчик |гГ о бъёма ЖЯй прОЭрачнбсти вещества, и электронную управлени подводом (отводом) тепла.with double walls and a double bottom, in the inner cavity of which there is a two-phase liquid-solid system, a device for heating (cooling) it, a physical quantity sensor, changes its value when the phase state of the substance changes, for example, a sensor | SHOOTING THE ENVIRONMENT OF MATTER, and electronic control of the heat supply (removal).

К ним относитс , например, криостат с двухфазной системой (дистиллированна вода - лед) с датчиком These include, for example, a cryostat with a two-phase system (distilled water - ice) with a sensor.

15 объема в виде сильфона, на днище которого укреплен подвижный контакт цепи управлёнй 2 .15 volume in the form of a bellows, on the bottom of which the moving contact of the control circuit 2 is strengthened.

Поскольку ожимаемость воды пренебрежимо мала по сравнению с сжимае20 мостью сильфона, то последний служит датчиком объема, его упругие качества практически не оказывгиот вли ни на точность работы прибора.Since the water reducibility is negligible compared to the compressibility of the bellows, the latter serves as a volume sensor, its elastic properties have almost no effect on the accuracy of the instrument.

Недостатком подобных криостатов The disadvantage of such cryostats

25 ( термостатов) вл етс то, что они работают лишь при одном значении температуры - при температуре фазового перехода (в приведенном примере при ОС).25 (thermostats) is that they operate only at one temperature value — at the phase transition temperature (in the example shown in the case of OC).

30thirty

Кроме того, в этих приборах отсутствует эффективное уравнивание температуры по поверхности термостатируемого объема, поэтому высока точность статировани достигаетс лишь при малой величине термо статируемого объема.In addition, in these devices there is no effective temperature equalization over the surface of the thermostatically controlled volume; therefore, a high accuracy of statisation is achieved only with a small value of the thermostatically controlled volume.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс термостат, содержащий выполне|нную в форме стакана с двойными стенками и двойным днищем тепловую трубу с размещенной на ней обмоткой обогрева, подключенной к регул тору тока 3 , .The closest solution to the technical essence and the achieved result to the invention is a thermostat containing a heat pipe made in the form of a cup with double walls and a double bottom with a heating winding placed on it connected to the current regulator 3,.

Исследовани показали, что замена медного стакана тепловой трубкой указанной формы улучшает работу термостата, но не позвол ет резко увеличить точность стабилизаии температуры из-за недостатков тутных конта ктных термометров (больша инерционность, значительный гистерезис характеристики, низка стабильность температуры контактировани ) . . , . ,Research has shown that replacing a copper cup with a heat tube of the specified form improves the thermostat's performance, but does not allow a sharp increase in temperature stabilization accuracy due to the shortcomings of multiple contact thermometers (large inertia, significant hysteresis, low contact temperature stability). . , ,

Целью изобретени - вл ютс повыёние точности термостата и расширение области применени .The aim of the invention is to increase the accuracy of the thermostat and the expansion of the field of application.

Поставленна цель достигаетс тем, что на внутренней поверхности наружного днища т епловой трубки установлен.заполненный газом силь-. фон, во внутренней .полости которого размещен снабженный вентилем патрубок ввода газа, причем на днище сильфона и патрубке ввода газа установлены замыкающие контакты, включенные во входную цепь регул тора тока .The goal is achieved by the fact that on the inner surface of the outer bottom of the thermal tube is installed. Filled with gas is strong. a background in the internal cavity of which a gas-inlet pipe fitted with a valve is placed, with closing contacts included in the input circuit of the current regulator on the bottom of the bellows and gas inlet pipe.

На чертеже изображен предлагаемый термостат.The drawing shows the proposed thermostat.

Термостат состоит из верхней крышки 1, верхнего уплотнительного кольца 2, внутренней стенки тепловой трубы 3, фитильной ткани 4, наружной стенки тепловой трубы 5, днища 6, нижнего уплотнительного кольца 7, нижней крышки 8, патрубк а ввода газа, втулки 10, отростка 11, гайки 12, втулки 13, сильфона 14, замыкающихс контактов 15-16, обмотки 17 обогрева, отверсти 18, вентил , установленного на патрубке ввода газа, и регул тора тока (на чертеже не показан), наружного днища тепловой трубы 19.The thermostat consists of the upper cover 1, the upper sealing ring 2, the inner wall of the heat pipe 3, the wick cloth 4, the outer wall of the heat pipe 5, the bottom 6, the lower sealing ring 7, the lower cover 8, the gas inlet fitting, the sleeve 10, the process 11 , nuts 12, bushings 13, bellows 14, closing contacts 15-16, heating windings 17, holes 18, a valve installed on the gas inlet, and a current regulator (not shown), the outer bottom of the heat pipe 19.

Теплова труба выполнена в виде стакана с двойными стенками, которые образованы медными трубами 3 и 5. Труба 5 изнутри покрыта слоем пропитанной эфиром фитильной ткани 4, Ё1 снаружи на ней имеетс обмотка 17 обогрева. Верхн крышка 1 с отверстием 18 дл метастатического термометра и нижн крышка 8 также изготовлены из меди и служат дли уравнивани температур на торцах стакана . Стакан помещен в теплоизол ционный корпус (на чертеже не показан). На наружное днище стакана изнутри апа н сильфон 14. Через днище проодит патрубок ввода газа в виде рубки 9, имеющей в верхней части тверстие и изолированной от днища втулками 13. Дл герметизации внутренней полости сильфона втулки 13 поджимаютс гайкой 12, длина захо щей внутрь сильфона части трубки 9 такова, что при недеформированном сильфоне рассто ние между замыкаюими контактами 15 и 16 очень мало (пор дка 0,1 мм). Отросток 11 служит л откачки воздуха из сосуда и последующей заливки эфира, после чего он запаиваетс . При комнатных температурах давление паров эфира много меньше атмосферного давлени ,поэтому если трубка 9 при этом отрыта , то сильфон раст нут до упора , Образованного днищем 6.The heat pipe is made in the form of a glass with double walls, which are formed by copper pipes 3 and 5. The pipe 5 is internally covered with a layer of wicked fabric 4 impregnated with ether, Ø1 outside it has a heating winding 17. The top cover 1 with a hole 18 for a metastatic thermometer and the bottom cover 8 are also made of copper and serve to equalize the temperatures at the ends of the glass. The glass is placed in a heat insulating body (not shown). On the outer bottom of the cup there is a bellows 14. From the bottom, a gas inlet in the form of a cabin 9, having a hole in the upper part and insulated from the bottom with sleeves 13, passes through the bottom. The tube 9 is such that, with an undeformed bellows, the distance between the closing contacts 15 and 16 is very small (on the order of 0.1 mm). Scion 11 serves to pump air from the vessel and then pour ether, after which it is sealed. At room temperatures, the vapor pressure of the ether is much less than the atmospheric pressure, so if tube 9 is open at the same time, the bellows will expand to the stop formed by the bottom 6.

Работает термостат следующим образом.The thermostat works as follows.

Трубка 9 резиновым шлангом собщаетс с сосудом, в котором создают давление, равное давлению паров эфира при заданной температуре статировани . После этого включают нагрев термостата. Давление . паров эфира возрастает и сильфон начинает сжиматьс . Когда контакты замкнутс , регул тор отключает нагрев термостата. При этом ведетс контроль за температурой статировани , которую корректируют, несколько измен давление в задающем сосуде . После того, как установитс заданное значение .температуры статировани , шланг, соедин ющий трубку 9 с задающим сосудом, пережимают , а сам сосуд отсоедин ют.The tube 9 with a rubber hose communicates with a vessel in which a pressure is created equal to the pressure of ether vapor at a given temperature of statisation. After that, turn on the heating thermostat. Pressure the ether vapor increases and the bellows begins to shrink. When the contacts are closed, the regulator turns off the heating of the thermostat. In this case, the control over the temperature of the setting, which is corrected, is somewhat changed by changing the pressure in the master vessel. After the setpoint temperature is set, the hose connecting the tube 9 to the reference vessel is clamped and the vessel is disconnected.

Таким путем можно устанавливать различные температуры статировани в широком диапазоне значений.In this way, it is possible to set different temperature settings in a wide range of values.

Зазор между замыкающими контактами юстируетс так, чтобы при отсутствии перепада давлени на манометрическом чувствительном элементе рассто ние между ними было предельно мало, при этом замыкание - размыкание контактов происходит при очень малом перепаде давлений, т.е. при очень машой деформации чувствительного , элемента.The gap between the closing contacts is adjusted so that, in the absence of a pressure drop across the gauge sensing element, the distance between them is extremely small, while the closure — the opening of the contacts occurs at a very small pressure drop, i.e. with very deformation of the sensitive element.

Посто нство температуры термостата при равенстве давлени газа и противодавлени насыщенного пара, т.е. при наличии компенсации, обеспечиваетс лишь при условии равенства температур газа и пара, что достигаетс размещением полости с газом внутри тепловой трубы.The condition of the thermostat temperature with equal gas pressure and saturated vapor back pressure, i.e. in the presence of compensation, it is provided only if the gas and steam temperatures are equal, which is achieved by placing a cavity with gas inside the heat pipe.

формула изобретени invention formula

Термостат, содержащий выполнен 5 У в форме стакана с двойными стенA thermostat containing a 5 U shaped glass with double walls

Claims

Claim

A thermostat containing a heat pipe in the form of a cup with double walls and 746466 double bottom with a heating coil placed on it, connected to a current regulator, characterized in that, in order to increase accuracy and expand the scope, it has a thermal surface on the inner surface of the outer bottom a gas-filled bellows is installed in the pipe, in the internal cavity of which there is a gas inlet nozzle equipped with a valve, and on the bottom of the bellows and the gas inlet nozzle, closing contacts included in the inputs dnuyu circuit current regulator.