SU859776A1

SU859776A1 - Apparatus for temperature controlling of object

Info

Publication number: SU859776A1
Application number: SU792874395A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Пренцлау; Владимир Дмитриевич Бобрышев; Николай Александрович Кучерявенко
Original assignee: Физико-Технический Институт Низких Температур Ан Укрсср
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1981-08-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ (54) DEVICE FOR THERMOSTATING

II

Изобретение относитс к термостатирующим устройствам и может использоватьс дл термостабилизации различных объектов тающим веществом, например льдом.The invention relates to thermostatic devices and can be used to thermostabilize various objects with a melting substance, such as ice.

Известно устройство дл термостатировани объектов, содержащее теплоизолированную емкость с расположенной в ее нижней части камерой и крышкой 1.A device for thermostating objects containing a heat-insulated container with a chamber and a lid 1 located in its lower part is known.

Недостаток такого устройства заключаетс в большом теплопритоке к объекту по теплоизол ции как емкости, так и крыщки.The disadvantage of such a device lies in the large heat supply to the object from the heat insulation of both the container and the lid.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл термостатировани объекта, содержащее две теплоизолированные емкости, установленные одна в другой с зазором дл охлаждающего вещества, размещенную во внутренней емкости камеру дл объекта и теплоизолированную крыщку 2.Closest to the proposed technical entity is a device for thermostating an object, containing two heat-insulated containers installed one inside the other with a gap for the cooling substance, a chamber for the object placed in the internal container and a heat-insulated lid 2.

По сравнению с устройством (2) теплопритоки к объекту в нем снижены, однако, они еще существенны по теплоизол ции устройства и особенно по теплоизол ции крыщки .Compared with the device (2), the heat inflow to the object in it is reduced, however, they are still significant in the thermal insulation of the device and especially in the thermal insulation of the lid.

Цель изобретени - уменьщение теплопритоков к объекту. ОБЪЕКТАThe purpose of the invention is to reduce heat leakage to the object. OBJECT

Дл достижени этой цели в устройстве дл термостатировани объекта, содержащем две теплоизолированные емкости, установленные одна в другой с зазором дл охлаждающего вещества, размещенную во - внутренней емкости камеру дл объекта и теплоизолированную крыщку, камера установлена в верхней части внутренней емкости с образованием между их стенками и днищем полости дл охлаждающего вещества, при этом горловины емкостей представл ют fO собой обечайки, а крыщка выполнена в виде стакана с центральным вертикальным стержнем и установлена так, что стенки охватывают наружную горловину, а стержень размещен во внутренней горловине.To achieve this goal, in the device for thermostating of an object, containing two heat-insulated containers installed one inside the other with a gap for a cooling substance, a chamber for the object placed in the inner container, and a heat-insulated lid, the chamber is installed in the upper part of the inner container with formation of their walls and the bottom of the cavity for the coolant, with the necks of the containers being fO of the shell, and the lid is made in the form of a glass with a central vertical rod and installed As the walls cover the outer throat, and the core is located in the inner throat.

Устройство снабжено установленными с 15 возможностью контакта теплопроводными элементами, один из которых размещен в зазоре между горловинами емкостей, а другой между стенками крыщки и стержнем.The device is equipped with heat-conducting elements installed with 15 contact possibilities, one of which is placed in the gap between the container necks, and the other between the walls of the lid and the rod.

На чертеже изображено устройство дл термостатировани объекта.The drawing shows a device for thermostating an object.

2020

Устройство дл термостатировани объекта содержит две теплоизолированные емкости .The device for thermostating the object contains two heat-insulated containers.

Внутренн емкость 1 с горловиной 2 расположена в наружной емкости 3 с горловиной 4 с зазором. Горловины 2 и 4 выполнены в виде обечаек, которые соедин ют теплопроводный элемент 5, расположенный в зазоре между ними.The inner container 1 with the neck 2 is located in the outer tank 3 with the neck 4 with a gap. The necks 2 and 4 are made in the form of shells, which connect the heat-conducting element 5 located in the gap between them.

Внутренн емкость 1 и наружна емкость 3 теплоизолированы и заполнены охлаждающим веществом 6, например льдом. При этом в наружной емкости 3 заполн етс зазор между внутренней и внешней емкост ми 1 и 3. В месте соединени внутренней емкости 1 с горловиной 2 расположена камера 7 дл размещени термостатируемого объекта 8. Крышка 9 устройства выполнена в виде стакана с центральным вертикальным стержнем 10 и установлена так, что внутренн стенка 11 охватывает наружную горловину 4, а стержень 10 размещен во внутренней горловине 2. Между стенками 11 крыщки и стержнем 10 размещен теплопроводный элемент 12. Стержень 10 выполнен в виде теплоизолированной полости , при этом полость 13 крышки соединена с полостью 14 стержн 10. Теплопроводный элемент 12 взаимосв зан с теплопроводным элементом 5. Через крышку 9 проходит лини св зи 15, соедин юща термостатируемый объект 8 с внешними устройствами. Крышка 9 соединена с горловиной 4 фланцевым соединителем 16. Лини св зи 15 соединена с теплопроводным элементом 12 теплопроводным стаканом 17. Устройство загружаетс охлаждающим веществом через патрубки 18 и 19.The inner tank 1 and the outer tank 3 are insulated and filled with coolant 6, for example ice. At the same time, in the outer tank 3, there is a gap between the inner and outer tanks 1 and 3. At the junction of the inner tank 1 with the neck 2, there is a chamber 7 for accommodating a thermostatted object 8. The lid 9 of the device is designed as a glass with a central vertical rod 10 and installed so that the inner wall 11 covers the outer neck 4, and the rod 10 is placed in the inner neck 2. Between the walls 11 of the lid and the rod 10 is placed a heat-conducting element 12. The rod 10 is made in the form of a heat-insulated cavity , The cavity 13 of the lid is coupled with the cavity 14 of the rod 10. Thermally conductive element 12 is interconnected with the heat conductive member 5. Through lid 9 runs a communication link 15 connecting the temperature-controlled object 8 with external devices. The cover 9 is connected to the neck 4 by a flange connector 16. The communication line 15 is connected to the heat-conducting element 12 by a heat-conducting glass 17. The device is charged with a coolant through the pipes 18 and 19.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

Емкости 1 и 3 загружаютс охлаждающим веществом (например льдом). При этом теплопроводные элементы 5 и 12 охлаждаютс до температуры та ни вещества . Поскольку разность температур между внутренней емкостью 1 и замкнутой поверхностью , ограниченной наружной емкостью 3 и теплопроводными элементами 5 и 12, близка к нулю, то теплоприток к внутренней емкости 1 незначителен. Поэтому скорость та ни вещества во внутренней емкости 1 также незначительна, так как почти вс теплова мощность из окружающей среды расходуетс на та ние вещества в зазоре между наружной емкостью 3 и внутренней емкостью 1. После окончани процесса та ни вещества в этом зазоре температура жидкости в ней также близка к температуре вещества в твердом состо нии. Поэтому теплоприток к внутренней емкости 1 и в этом случае незначителен, а теплоприток из внешней среды расходуетс на нагрев жидкости в зазоре между наружной емкостью 3 и внутренней емкостью 1, и по мере нагрева ее повышаетс теплоприток к емкости 1. Тот факт, что нагрев жидкости в зазоре происходит медленно, определ ет и медленное та ние вещества во внутренней емкостиThe containers 1 and 3 are charged with a coolant (for example, ice). The heat-conducting elements 5 and 12 are then cooled to the temperature of the substance. Since the temperature difference between the inner tank 1 and the closed surface bounded by the outer tank 3 and the heat-conducting elements 5 and 12 is close to zero, the heat gain to the inner tank 1 is insignificant. Therefore, the speed of the substance in the inner tank 1 is also insignificant, since almost all the thermal power from the environment is spent on melting the substance in the gap between the outer tank 3 and the inner tank 1. After the process of melting down the substance in this gap, the temperature of the liquid in it also close to the temperature of the substance in the solid state. Therefore, the heat influx to the inner container 1 is still insignificant, and the heat influx from the external environment is spent on heating the fluid in the gap between the outer capacitance 3 and the inner capacitance 1, and as it heats up the heat influx to the reservoir 1. The fact that the heating of the fluid in The gap occurs slowly, and the slow melting of the substance in the inner container

1. Таким образом, твердое вещество в зазоре нагреваетс , а после его та ни жидкость вл етс экраном, поглощающим тепловую мощность, подводимую из окружающей среды к веществу во внутренней емкости 1. Наличие такого экрана приводит к снижению скорости та ни вещества в емкости 1. Расположение камеры 7 дл размещени термостатируемого объекта 8 в верхней части внутренней емкости 1, с одной стороны , приводит к возможности выполнить линии св зи 15 короткими, что иногда необходимо . С другой стороны, размещение камеры 7 в верхней части емкости 1 приводит к повышению эффективности термостатировани объекта 8. Это св зано с тем, что по мере та ни вещества нижн часть емкости заполн етс жидкостью, твердое же вещество всплывает на поверхность. Поэтому камера всегда находитс в среде тающего вещества до полного его та ни , в то врем как слой жидкости в нижней части внутренней емкости 1 имеет градиент температур. Теплоприток к теплопроводному элементу осуществл етс по материалу стенки 11 крышки 9 и материалу горловины 4. Теплоприток излучением к внутренней емкости 1 через теплоизол цию крышки 9, а также по линии св зи 15, снимаетс теплопроводным элементом 12. После та ни вещества в зазоре между наружной емкостью 3 и внутренней емкостью 1 теплоприток к веществу внутренней емкости 1 осуществл етс по материалу горловины 2, стержню 10 и линии св зи 15, и по излучению через вакуумную полость крышки 9. Таким образом, механизм теплопритоков к емкости 1 по материалам конструктивных элементов подобен механизму обычной длинной горловины, длина которой складываетс из последовательного соединени параллельно соединенных стенки 11, горловины 4 и стержн 10, горловины 2. При этом к месту последовательного соединени горловины 2 и 4 подсоединен экран в виде теплопроводного устройства. Концентрическое расположение горловин при их последовательном соединении позвол ет выполнить линии св зи 15 короткими. Поскольку горловина 4 вл етс частью горловин устрюйства, полость 13 крышки 9 вл етс изол тором теплопритока к ней. Полость 14 снижает теплоприток к внутренней емкости 1 по пазу горловины 2 при повышении температуры устройства после та ни вещества в зазоре между наружной емкостью 3 и внутренней емкостью 1.1. Thus, the solid in the gap is heated, and after it the liquid is a screen that absorbs the thermal power supplied from the environment to the substance in the inner container 1. The presence of such a screen leads to a decrease in the rate of melting of the substance in the container 1. The arrangement of the chamber 7 for placing the temperature-controlled object 8 in the upper part of the inner container 1, on the one hand, makes it possible to make the communication lines 15 short, which is sometimes necessary. On the other hand, placing the chamber 7 in the upper part of the container 1 leads to an increase in the efficiency of thermostating of the object 8. This is due to the fact that as the substance decreases, the lower part of the container is filled with liquid, while the solid material floats to the surface. Therefore, the chamber is always in the environment of the melting substance until it is completely melted, while the liquid layer in the lower part of the inner container 1 has a temperature gradient. The heat influx to the heat-conducting element is carried out through the material of the wall 11 of the cover 9 and the material of the neck 4. The heat-influx of radiation to the inner container 1 through the heat insulation of the cover 9, as well as through the communication line 15, is removed by the heat-conducting element 12. After the substance is lost in the gap between the outer with a capacity of 3 and an internal capacity of 1 to the substance of the internal container 1 is carried out on the material of the neck 2, the rod 10 and the communication line 15, and on the radiation through the vacuum cavity of the cover 9. Thus, the mechanism of heat leakage to the container 1 in m materials under the structural elements similar to the mechanism of conventional long neck length is folded from the series connection connected in parallel wall 11 of the neck 4 and the stem 10, the neck 2. In this case, to place the neck of the series connection of 2 and 4 connected screen in heat-conducting device. The concentric arrangement of the necks when connected in series allows the communication lines 15 to be short. Since the neck 4 is part of the mouths of the device, the cavity 13 of the cover 9 is an insulator of heat flow to it. The cavity 14 reduces the heat input to the internal container 1 along the groove of the neck 2 when the temperature of the device rises after the substance melts in the gap between the external container 3 and the internal container 1.

Теплопроводный элемент 5, во-первых, охлаждает элемент 12, и, во-вторых, снижает теплоприток излучением к горловине 2.The heat-conducting element 5, firstly, cools the element 12, and, secondly, reduces heat gain by radiation to the neck 2.

Такое конструктивное выполнение устройства дл термостатировани объекта позволило снизить теплоприток по изол ции устройства в 2 раза и дополнительно по крышке в несколько раз.Such constructive implementation of the device for thermostating of an object allowed to reduce the heat leakage by isolating the device by 2 times and additionally by the cover several times.

Claims

Claim

1. The device for temperature control of the object, containing two thermally insulated containers installed one in the other with a gap for the cooling substance, a chamber for the object and a thermally insulated lid located in the inner container, characterized in that, in order to reduce heat inflow to the object, the camera is installed in the upper part internal capacity with the formation between their walls and the bottom of the cavity for the coolant, while the neck of the containers are shells, and the lid is made in the form of a glass with a central tikalnym rod and installed so that the outer wall covers the neck, the rod disposed in the inner throat.

2. The device according to π. 1, characterized in that it is provided with heat-conducting elements installed with the possibility of contact, one of which is placed in the gap between the neck of the containers, and the other between the walls of the lid and the rod.