Устройство для регулирования температуры (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4 00502322 СЕИеЗнуГ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. У 30Ю.А,Смирнов,С.В.Прокопьева8,8)свидетельство СССР05 1) 23/221 1976идетельство СССР05 В 23/22, 1982,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07 НРЦТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯТЕМПЕРАТУРЫ (ЕГО ВАРИАНТЫ).(57) 1,Устройство для регулирования температуры, содержащее оребренный цилиндрический корпус свходным и выходным каналами, между которыми расположен регулируюорган на внутренней поверхности корпуса размещена термобатарея,термоэлементы которой образуют электромагнитную обмотку, замкнутую черезоребренный цилиндрический корпус,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвоэможностей устройства, регулирующий орган выполнен в виде подпружиненной втулки, эагрушенной содного конца, на котором выполненырадиальные отверстия, а на цилиндрическом корпусе выходные каналывыполнены рядами, совпадающими с радиальными отверстиями подпружиненнойвтулки, причем 26 - й., гдерасстояние между выходными каналами врядах цилиндрического корпуса; Йдиаметр радиальных отверстий подпружиненной втулки.117339 б 2 Устройство по п.1, о т л и ч ею щ е е с я тем, что,с целью предотвращения перекоса и заклинивания подпружиненной втулки, в ней радиальные отверстия выполнены центрально-симметричными в количестве пуЗ.3,Устройство для регулирования температуры , содержащее оребренный цилиндрический корпус с ребрами, с входным и выходным каналами, меж" ду которыми расположен регулирующий орган, на внутренней поверхности кор пуса размещена термобатарея, термомоэлементы которой образуют электромагнитную обмотку, замкнутую через оребренный цилиндрический корпус, отличающееся тем, что с целью расширения функциональных возможностей устройства, регулируюший орган выполнен в виде барабана,установленного с возможностью вращения в расширенной части цилиндрического корйуса так, что канал основной части совмещен с выполненным в барабане сквозныи каналом, выход котоИзобретение относится к автоматическим регуляторам температуры жидких сред и предназначено для контроля и управления различными технологическими процессами, пре имущественно в химической технологии, холодильной технИке, теплотехнике с рабочим диапазоном температур текучих сред от -1 ОО до +100 С,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности его использования в схемах с неизменным массовым расходом среды.Достижение цели обеспечивается 15 распределением потока в различные линии и теплообменники в зависимости от мгновенной температуры среды, что, в свою очередь, достигается конструктивныи выполнением регули рующего органа , корпуса и взаимосвязью элементов устройстваКонечным экономическим эффектом в зависимости от конкретного применерого со стороны противоположноготорца расширенной части корпуса расположен с эксцентрнситетом относительно оси барабарана, а на упомянутом торце выполнены отверстия поокружности с радиусом, обеспечивающим совпадение канала барабана приего вращении с каждым из отверстийна торце корпуса, причем расширен- .ная часть корпуса размещена в зазоре постоянного магнита, барабанснабжен электропроводящей рамкой,размещенной в плоскости, перпендикулярной плоскости канала в барабане,и соединенной последовательно стермобатареей в электрическую цепь,а 12 - 61, где 12 - расстояние1между отверстиями в торце корпусабарабана; 6 - диаметр канала вбарабане,4. Устройство по п.3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения сопротивления при вращении барабана, барабан установлен в корпусе на подшипниках,2ния устройства является повьппение качества получаемого продукта, повьппение надежности технологической схемы, повышение точности выполняемых операций техпроцесса, упрощение обслуживания и эксплуатации схемы.На фиг,1 изображено устройство, общий вид, в разрезе, первый вариант; на фиг.2 - устройство, второй вариант; на фиг.З - разрез А-А на фиг,2; на фиг.4 - схема включения устройства в технологическую цепь.Устройство для регулирования температуры по первому варианту содержит оребренный цилиндрический корпус 1,на внутренней поверхности которого размещена термобатарея 2 так, что одна группа спаев ее элементов находится в тепловом контакте с окружающей средой, а другая - со средой внутри корпуса, а саин элементы скоммутированы между собой так, что образуют электромагнитную обмоткуво173396 4ществует перепад температур АТ, поддействием которого термобатарея генерирует в своей замкнутой обмотке электрический ток, величина которого пропорциональна лТ. Сила токаобмотки определяет величину втягивающей силы соленоида, действующейна втулку 3 (6); В зависимости отвеличины этой силы втулка втягнва ется в зазор соленоида больше илименьше, преодолевая сопротивлениепружины 4(7). При этом ее радиальные отверстия совмещаются с выход- .ными каналами 7-9 (10-12), обеспе чивая проход среды в одну из линий,т.е. в один из теплообменников 11(2). Поскольку в большинстве случаев температуру окружающей среды можно считать постоянной, а ее колеба ния пренебрежимо малы по сравнениюс колебаниями температуры текучей среды, то устанавливается однозначнаязависимость положения втулки оттемпературы среды на входе в.регуля тор. В результате на изменение температуры среды на входе регуляторреагирует изменением положения втулки. Так, при реализации процесса охлаждения среда с повышенной температурой направляется в теплообменникс большей поверхностью теплообмена,при понижении температуры среда направляется через другой теплообменникс меньшей поверхностью. Отмеченные 35поверхности У связаны .с температурой Т среды в различные моментывремени следующим соотношением: з 1 круг втулки З,замкнутую через корпус регулятора, Втулка установлена в корпусе с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения иподпружинена с одного торца пружиной 4, упирающейся в глухой торец 5 корпуса, На противоположном торце корпус имеет входное отверстие, сообщающее канал втулки с входным патрубком 6, а выходные каналы 7-9 расположены на цилиндрической поверхности корпуса параллельными рядами. Втулка с подпружиненного конца заглушена, и в ней выполнены радиальные отверстия для образова-. ния сквозного прохода для текучей среды, Число рядов каналов в корпусе совпадает с числом радиальных отверстий во втулке. Втулка блокирована от вращательного движения жесткой связью с пружиной 4. С целью .устранения перекоса и заклинивания втулки под действием реактивной составляющей силы потока среды радиальные отверстия во втулке выпол-: нены центрально-симметричными с количеством пЪ 3 (на фиг.1 п=4). С целью предотвращения перетечек среды между соседними каналами 7-9 и затекания ее в полость, где установлена пружина, зазор между втулкой и корпусом выбран минимальным с учетом вяэкостных свойств среды, Расстояние между рядами каналов в корпусе должно обеспечивать беспрепятственный проход среды из втулки в один или два смежных канала при любом положении втулки. Поэтому указанное расстояние удовлетворяет неравенству 2 4 й где й - диа 1 ф40 метр радиальных отверстий во втулке.Устройство работает следующим образом.В регулятор через патрубок 6 входит поток среды переменной во вре 45 мени температуры, которую необходимо стабилизировать. Регулятор 10 включен в технологическую цепь (фиг. 4), Группы 7-9 выходных каналов регулятора подсоединены к теплообменникам 50 111 или другим технологическим аппаратам с различной поверхностью тепло- обмена. Выходные линии теплообменников 11 связаны между собой. Средняя температура среды на входе в регуля тор отличается от температуры окружаю щей среды (воздуха). В силу этого между спаями термобатареи 2 сугТ РЭТзоТов где п - число линий на выходе из ре 1 гулятора (на фиг.(3) п=.3, на фиг,4 (1) п=5).Соотношение (1) получено из уравнения теплового баланса для условия постоянства расхода и температуры ,на выходе из теплообменников. Точность стабилизации температуры определяется дифференциапом п.В том случае, когда втулка занимает положение, при котором ее радиальные отверстия располагаются между соседними каналами корпуса, поток распределяется в две смежные линииЭ при этом соотношение расходов в линиях пропорционапьно его температуре, и с учетом обратного смешивания потоков после теппообменников условие (1) все равно выполняется, 1173396Пусть требуется стабилизировать температуру потока на выходе на уровне +30 С если на входе температура потока закономерно или слу - чайно меняется в известном диапазоне 50-60 С. Этот диапазон может быть разбит на 5 интервалов Т 1 =50-52 С, Т 52-54 С, , Т / 58-60 С, При снижении температуры потока до уровня Т он направляется регулятором в воздушный теплообменник с наименьшей поверхностью Р , при повышении температуры до уровня Т - в теплообменник с поверхностью Рзи т,д. Таким образом осуществляется регулирование температуры потока.Устройство для регулирования температуры по второму варианту содержит оребренный цилиндрический корпус 1, в котором установлена термобатарея 2, оребренная с наружной стороны корпуса, аналогично первому варианту.Корпус 1 имеет расширенную часть 12 большего диаметра, в которой на подшипниках 13 установлен барабан 14, Барабан имеет сквозной канал 15 для прохода среды. Со стороны основной части корпуса 1 канал расположен по оси барабана, а с противоположной стороны - с эксцентриситетом относительно оси, В торце 16, выполнен ряд отверстий 17, центры которых размещены по радиусу г, равным эксцентриситету с целью обеспечения совпадения этих отверстий со сквозным каналом в барабане при его поворотеРасширенная часть корпуса размещена в зазоре постоянного магнита 18, а барабан снабжен электропроводящий рамкой 19, вмонтированной в его тело по периметру так, что плоскость рамки перпендикулярна плоскости оси сквозного канала. Выводы рамки размещены на внутренней поверхности сквозного канала со стороны корпуса 1 и соединены с выводами термобатареи изолированными гибкими шинами 20 с обраэованием замкнутой электрическойцепи. Барабан связан с торцом корпуса центрирующей пружиной 21. Как и впервом варианте устройства диаметротверстий в торце 16 равен диаметрусквозного канала в барабане, а расстояние между отверстиями 17 не превышает половины их диаметра.1 О Устройство работает следующим образом.При протекании через устройствопотока среды термобатарея 2 генерирует ток, проходящий по рамке 19,Прин цип поворота барабана основан наизвестном законе ориентации рамки стоком в магнитном поле. Магнитные силы,преодолевая сопротивление пружины21, работающей на скручивание, стре-.20 мятся ориентировать рамку и вместес ней весь барабан 14 перпендикулярно силовым линиям магнита 18 (фиг.2),Угол поворота прямо пропорционаленвеличине тока рамки, следовательно, 25 устанавливается однозначная зависимость между положением барабана и температурой потока. Приповороте барабана происходит совмещение каналав нем и одного из отверстий 17 в тор це и направление потока в одну из линий технологической схемы (фиг3).Работа устройства практически независит от давления прокачиваемойсреды, поэтому регулятор может использоваться как в вакуумированныхсистемах, так и под давлением. Привысоких давлениях предпочтительнееиспользовать второй вариант устройства, так как в нем требуются меньшиеусилия для изменения положения регулирующего органа. Отсутствие внешнихисточников питания, схем преобразования управляющего сигнала, полнаягерметичность, постоянство расхода 45 контролируемой среды, малоинерционность, простота конструкции выгодноотличают предлагаемое устройство(его варианты) от регуляторов аналогичного назначения.1173396 4Составитель С.филинТехред О.Неце Корректор Л,Пилипенко Редактор Е.Копча Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 5052/47 Тираж 863 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5