Термостат

Союз Соаетскиз Социалистических Республик(22) Заявлено Сь;ц 179 (2) 2840074/18-24 с присоединением заявки Йо С 05 0223/30 Государственный комнтет СССР но делам изобретений . н открытнй(088.8) Ордена Ленина институт физики Земан им, О,Ю,Шмидта и Институт геофизики им, С,И,Субботина(54) ТЕРМОСТАТЕ Изобретение относится к приборост-. роению и предназначено для длительной прецизионной стабилизации температуры чувствительных систем прибо" ров..Известны термостаты, содержащие корпус, камеру, термодатчик, электронную схему управления, обмотку обогрева и источник питания11.Однако в этих термостатах в качестве термодатчика используются ртутные термоконтакторы которые имеют невысокую стабильность температуры контактирования, большую инерционность, повышенную чувствительность к вибрациям и наклонам,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тер; мостат, содержащий камеру, представляющую собой тепловую трубу, выполненную в Форме стакана с двойными стенками и двойным дном, термодатчик, электронную. схему управления, обмотку обогрева и источник питания. Внутри тепловой трубы размещена герметичная полость с газом, а чувствительным элементом двухпозиционной схемы регулирования тока нагрева служит манометрический контактный дат чик разности давлений в тепловой трубе и полости с газом Г 21Известные термостаты имеют невысокую точность вследствие применения электроконтактных датчиков перемещений. Для повышения точности следует заменить эти датчики бесконтактными, обладающими более высокой стабильностью, а также повысить давление пара.в тепловой. трубе, так как с ростом давления цара изотермичность парового объема внутри трубы улучшается, Однако при большом увеличении давления внутри тепловой трубы значительно усложняется регулировка температуры статирования и устройства датчика разности давления из-за необходимости введения ограничителей деформации упругого элемента.Цель изобретения - повышение точи ности термостата и упрощение его конструкции.Указанная цель достигается теме что термостат, содержащий;выполненную в форме стакана с двойными стенками и двойным днищем тепловую трубу нагреватель, подключенный к регулятору тока, в нем наружная и внутренняя стенки стакана и днища тепловой трубы выполнены йз материаловс различными коэффициентами теплового расширения, а между днищамиустановлен закрепленный на них эластичный элемент, образующий камеру,в которой установлены жестко связанные с днищами контактные элементы,включенные во входную цепь регулятора тока,На чертеже представлена схемапредлагаемого термостата.Термостат содержит тепловую тру . обу выполненную в Форме стакана с двойными стенками - наружными 1 и внутренними 2. Стенки 1 и 2 и днища 3и 4 стакана имеют раэличные коэффициенты теплового расширения (КТР) 15При этом верхние торцы стаканов соединены Фданцем. Из внутренней полости 5 удален воздух, а ее стенки покрыты слоем вещества с капиллярнымисвойствами, пропитанного низкокипя- Яощей жидкостью, например фреоном. Эластичный элемент 6, закрепленный наднище 3 и на втулке 7, закрепленнойна днище 4, образует камеру 8, в которРй установлены контактные элементы 29 и 10, жестко связанные соответственно с днищами 3 и 4. Эластичный элемент б изолирует эти контактные элементы от воздействия рабочего вещества тепловой трубы, Контактные элементы 9 и 10 включены в цепь регуляторатока (на чертеже не показан), который управляет нагревателем.Устройство работает следующим образом.. При изменении температуры вследст- З 5вие различного теплового расширениястенок 1 и 2 элементы 9 и 10 смещаются на различные расстояния от .местасоединения этих стенок, т,е.от Фланца. Изменение расстояния между кон-4 Отактными элементами 9 и 10 преобразуется в электрический сигнал, управляющий нагревом термостата (мостовая электрическая схема преобразования и схема управления током нагрева 4 эна чертеже не показаны).В предлагаемом термостате сочетают тепловую трубу и дилатометрический термодатчик. В Результате этогообеспечивается высокая изотермичностьконструкции, а следовательно, повы- ффшаетсястабильность и точность работы устройства.При изменении температуры длинынаружной стенки трубы . и внутренней стенкиизменяют на величиныИЬ,( фЕ, Я Р Д 31 сЩ.ДТ; Ы., -Ы.= (Ю 1.- сЦ.)атгде д, и с 6 - коэффицйенты теплового расширения наружной и внутреннейтруб,дт - изменение температу-ры,таким образом, при изменении температуры расстояние между свободнымиконцами труб также изменяется. Величина Л-д преобразуется в электрический сигнал, соответственно.регулирующий нагрев термостатаНапример, если наружную трубу изготовить из инвара (=0,9 106 1/града внутреннюю из меди (су 16,5 1(Г1/град); 1, =250 мм,1. =230 мм,то3,6 мкм/град, .М дЬЕсли чувствительность устройствапорядка 0,001"С,то при этом необходимо регистрировать перемещение преобразователя с точностью около 3,6 мкмПредлагаемый термостат обладает нетолько упрощенной конструкцией посравнению с известным, но и позволяет увеличить изотермичность всегорабочего объема за счет примененияв нем в качестве рабочего вещества более высокотемпературных жидиос"тей, что в результате дает возможность повысить точность статирования.Формула изобретенияТермостат, содержащий выполненную в Форме стакана с двойными стенками и двойным днищем тепловую трубу, нагреватель, подключенный к регулятору тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции термостата, в нем наружная и внутренняя стенки стакана и днища тепловой трубы выполнены из материалов с .различными коэфФициентами теплового расширения, а между днищами установлен закрепленный на них эластичный элемент, образую щий камеру, в которой установлены жестко связанные с днищами контактные элементы, включенные во входную цепь. регулятора тока.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Кейн В.М. Конструирование терморегуляторов. М., "Советское радиоф,1971, с.74-77.2. Авторское свидетельство ГССРйо заявке Р 2608205/18-24,кл. 6 05 0 23/30, 1978 (прототип),Тираж 949 Подписно Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Рауаская наб., д.4/5 г.ужгород, ул,Проектная илиал ППП "Па Составитель И.Мирнаяактор С.Родикова Техред Т,Матоочка Коррект