Устройство для термостатирования

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Э 23/30; О 23 19 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯСНОМ ЕТЕ У Рф с, ".ьгг 41 Р АУдй У СВИД ПЬСТВ ТОР 3364442/18-2411.12.8115.05.83. Бюл. ВВ,С,Барабаш, О.В.ясников и Ю,В.Под621.646(088.8)1. Термокриостат9 5 К 1. 331.001 ТУ0-73,Авторское свидете785 р кл.6 05 Р 23отип).ьство ССС30, 1979 6ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ, содержащее связанные с основным и дополнительным датчиками . уровня хладагента основной и дополнительный резервуары хранения хлад- агента с основным и дополнительным исполнительными элементами, установ ленными на их выходных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой размещен связанный с входом регулирующего бло ка датчик температуры, К-триггер, элемент И и два ключевых элемента, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него дополнительно введев три элемента И и два кнопочныхвыключателя, причем выход регули-рующего блока подключен к переключаю-. щим контактам первого и второго ключевых элементов, замыкающие контакты которых подключены соответственно ко входам оснбвного и дополнительного исполнительных элементов, вы- ходы основного и дополнительного датчиков уровня хладагента подключены соответственно к первьа 4 входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента И; к Я-входу )16 -триггера и через замкну.тые контакты первого кнопочного выключателя - ко второму входу перво- В го элемента И, выход второго элемен- та И подключен к первому входу четвертого элемента И, к к -входуЙЯ - триггера и через замкнутые кОнтакты второго кнопочного выключателя - ко второму входу второго элемента И, С выходыи Ц КВ -триггера подключены соответственно ко вторьм входам третьего и четвертого элементов И, вы- Мейходы которых подключены ко входам пер.вого и второго ключевых элементовсоответственно. ФейИзобретение относится к экспериментальной изике и химии, в частностик устройствам стабилизации и широкодиапазонного регулирования температуры образца, исследуемого в приборе для определения диэлектрическиххарактеристик.Известно устройство для термостатирования, содержащее связанный резервуар хранения хладагента (сосудДьюара) с исполнительным элементом,установленным на его выходном трубо-.проводе, связанным с термостатируемой камерой, в которой размещендатчик температуры, выход которогосвязан со входом регулирующего блока, выход регулирующего блока подключен ко входу исполнительногоэлемента 1 3Недостаток устройства- цикличность процесса термостатирования, 20так как после выработки всего объема жидкого хладагента из сосудаДьюара необходимо долить в негохладагент или сменить сосуд, в про".цессе чего температура образца зна- р 5чительно изменяется, что в большинстве случаев недопустимо,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для термостатирования,содержащее связанные с основным идополнительным датчиками уровня основной и дополнительный резервуарыхранения хладагента с основным и дополнительным исполнительными элементами, установленными на их выход" З 5ных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой размещен,связанный со входом регулирующего блока датчик температур,Кроме того, устройство содержит 40последовательно соединенные первыйинвертор, элемент И и первый ключевой элемент, а также второй инвертор, ВЯ-триггер и второй ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, первый и второй вы- .ходы - со входами основного и дополнительного исполнительных элементов, а второй вход - с выходом триггера, первый и второй входы которогосвязаны соответственно с выходамиосновного и дополнительного датчиков уровня хладагента и входами пер вого инвертора и второго инвертора,выход которого подключен ко второмувходу элемента И, а первый вход первого ключевого элемента связан с выходом регулирующего блока ( 2).Устройство обеспечивает непрерывное термостатирование в течение дли тельного времени эа счет мгновенногопереключения регулирования с основ-ного резервуара хранения хладагентана дополнительный при выработке хладагента из основного резервуара. 65 Указанное устройство характеризуется низкой надежностью и недостаточным удобством обслуживания, обусловленными следующими обстоятельствами.Во-первых, после выработки хлад- агента из основного резервуара может произойти сбой в работе из-за того, что остаток хладагента в основном. резервуаре охлаждает датчик за счет теплопроводности трубопровода, спирали и каркаса нагревателя исполнительного элемента. Вырабатывать же хладагент ниже определенного уровня нельзя, так как для обеспечения заданной точности термостатирования необходимо, чтобы спираль нагревателя была погружена в хладагент не менее, чем наполовину.Таким образом, если оператор не заметил кратковременного (0,5-1 мин) включения сигнальной лампы и переключения устройства на дополнительный резервуар и своевременно не за" менил основной резервуар после выработки хладагента из дополнительного резервуара, устройство снова переключается на основной резервуар, в результате чего процесс термостатирования нарушается.Во-вторых, из-за высокой чувствительности датчиков уровня хладагента при смене сосуда Дьюара на выходах датчиков возникают наводки, вызывающие иногда сбои в работе устройства. Поэтому при смене сосуда Дьюара бывают случаи, когда включается тот исполнительный элемент, резервуар которого заменяют, а в результате процесс термостатирования нарушаетсяЦель изобретения - повышение надежности устройства и повышение удобства его обслуживания.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее связан" ные с основным и дополнительным датчиками уровня хладагента основной и дополнительный резервуары хранения хладагента с основным и дополнительным исполнительными элементами, установленными на их выходных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой размещен связанный со входом регулирующего блока датчик температуры, 8-триггер, элемент И и два ключевых элемента, дополнительно введены три элемента И и два кнопочныХ выключателя, причем выход регулирующего блока подключен к переключающим контактам первого и второго ключевых элементов, замыкающие контакты которых подключены соответственно ко входам основного и дополнительного исполнительных элементов, выходы основного и дополнительного датчиков уровняхладагента подключены соответственнок первьм входам первого и второго элементов И, выход первого из которых подключен к первому входу третьего элемента И, к 8-входу ВЯ-триггера и через замкнутые контакты первого кнопочного выключателя - ко второму вход 1 , первого элемента И, а выход второго - к первому входу четвертого элемента И, к В-входу ВЯ-триггера и через замкнутые контакты второго кнопоч 30 ного выключателя - ко второму входу второго элемента И, выходы 0 и 0 ВЯ-триггера подключены соответственно ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены ко входам первого и второго ключевых элементов соотетственно.Введение первого и второго элементов И и кнопочных выключателей в 20 совокупности обеспечивает блокирование выходного сигнала датчика уровня хладагента после первого его выключения и разблокирование сигнала после замены пустого резервуара хра нения хладагента.Введение третьего элемента И в Совокупности с имеющимся в устройстве четвертью элементом И обеспечивает создание приоритета од.ному из исполнительных элементов или их выключение в зависимости от сочетания выходных сигналов датчиков уровня хладагента.На чертеже изображена Функцио- З 5 нальная схема устройства для термостатирования.Устройство содержит связанный с основным датчиком 1 уровня хладагеита основной резервуар 2 хладагента 40 с основньм исполнительным элемен- том 3, установленным на его выходном трубопроводе 4, связанном с термостатируемой камерой 5, в которой размещен датчик б температуры, вы ход которого связан со входом регулирукщего блока 7, дополнительный резервуар 8 хранейия хладагента с дополнительным датчиком 9 уровня хладагента и исполнительннч элементом 10, ВЯ-триггер 11, элементы5 И 12-15, кнопочные выключатели 1 б, 17 и ключевые элементы 18 и 19, переключающие контакты которых связаны . с выходом регулирующего .блока 7, а замыкающие подключены ко входам ис" полнительных элементов 3 и 10 соответственно. Первый вход элемента .И 12 подключен к выходу датчика 1 уровня хладагента, а выход - к пер" вому входу элемента И 14, к 8-входу 60 ВЯ-триггера 11 и через замкнутые контакты кнопочного выключателя 16 ко второму входу элемента И 12.Первый вход элемента И 13 подключен к выходу датчика 9 уровня б 5 хладагента, а выход - к первому входу элемента И 15, .к В-входу ВЯ-триггера и через замкнутые. контакты кнопочного выключателя 17 ко второму входу элемента И 13.Выходы 0 и 0 ВЯ-триггера 11 подключены соответственно ко вторым входам элементов И 14 и 15, выходыкоторых подключены соответственно ко входам ключевых элементов 18 и 19.:Устройство работает следующим . образом.В исходном состоянии основной и дополнительный резервуары 2 и 8 для хранения хладагента наполнены жид" ким хладагентом и на выходах основного и дополнительного датчиков 1 и 9 уровня хладагента и на выходах элементов И 12 и 13 присутствуют сиг" калы, соответствующие логической 11 фНа выходе ВЯ-триггера 11 присутствует сигнал, соответствующий логическому 101, а на выходе 0 - ,логическая ф 1 ф. На выходе элемента И 14 присутствует логическая 1, так как на двух его входах присутствуют логические ф 1 ф, а на выходе элемента И 15 присутствует логический фО, так как на его втором входе, связанном с выходом ВЯ-триггера 11, присутствует логический ффОф. В результате ключевой элемент 18 включен, а ключевой элемент 19 выключен.При включении регулирующего бло:,ка 7 на его выходе появляется регулирующий сигнал, включающий нагреватель и электромагнитный клапан основного исполнительного элемента 3, с выхода которого жидкий хладагент поступает в камеру 5, В процессе работы уровень жидкого хладагента в основном резервуаре 2 постоянно снижается. При достижении хладагентом оп" ределенного уровня на выходе основного датчика 1 уровня хладагента и, как следствие, на выходе элемента И 12 появляется логический 01, триггер 11 1 опрбкидываетсяф,.на его выходе 0 появляется логическая 1, а на выходе 0 - логический фО, В результате ключевой элемент 18 выключается, а ключевой элемент 19 включается, после чего регулирующий блок 7 стабилизирует температуру в камере 5 через дополнительный резервуар 8 хранения хладагента. Через 0,5-1 мин на выходе основного датчика 1 уровня хладагента появляется логическая ф 1 ф, обусловленная охлаждением датчика 1 остатком хлад- агента за счет теплопроводности тру-бопровода, спирали и каркаса нагревателя основного исполнительного элемента 3, На выходе элемента И 12 остается логический О, так как на его втором входе присутствует1018111 4 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектна логический 0. Затем основной резервуар 2 хранения хладагента заменяется пОлным, после чего включается выключатель 16. При включении кнопочного выключателя 16 на втором входе и, как следствие, на выходе элемента И 12 появляется логическая ,1, восстанавливая исходное состояние первого канала регулирования с той разницей, что ключевой элемент 18 выключен, так как на выходе триггера 11 присутствует логический 0.В том случае, если основной резервуар 2 вовремя не заменен и кнопочный выключатель 16 не включался 1 т.е. 15 на выходе элемента И 12 остается логический О),а в дополнительном резервуаре 8 хладагент кончился, т.е. на выходе элемента И 13 появился логический О, независимо от 2 п состояния триггера 11 ключевые элеВНИИПИ Заказ 3543/47 Тир менты 18 и 19 выключены, так какна первых входах элементов И 14 и 15присутствуют логические О. Предлагаемое устройство для термостатирования по сравнению с базовым объектом (термокриостатом ВТК) обеспечивает непрерывное термостати-, рование в течение длительного времени мгновенным переключением выхода регулирующего. блока с основного резервуара хранения хладагента на дополнительный и обратно, что позво" ляет заменить использованный резервуар, не нарушая режима термостатирования. При этом замена резервуара не вызывает сбоев в работе устройст" ва за счет блокирования выходного сигнала датчика уровня хладагента после первого выключения, причем повышается удобство обслуживания устройства.