Термосистема с жидкостным заполнением

399835

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.V11.1971 (№ 1678345/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Х.1973. бюллетень Л" 39

Дата опубликования описания 18.11.1974

М. Кл. G 054 23 02

Государственный комите1

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 62-555.6(088.8) Автор изобретения

Г. С. Гельмонт

Заявитель

Львовский лесотехнический институт

ТЕРМОСИСТЕМА С ЖИДКОСТНЫМ ЗАПОЛНЕНИЕМ

Изобретение относится к приборостроению и средствам автоматизации.

Предлагаемое устройство может найти применение в тех случаях, когда требуется повысить точность измерения температуры жидкостным дистанционным термометром или точность дистанционного регулятора емпературы прямого действия.

Известны термосистемы с жидкостным заполнением, содержащие термобаллон, ди- 10 станционный капилляр и исполнительный механизм.

Известные устройства позволяют в лучшем случае компенсировать постоянную состав- 15 ляющую температурой погрешности.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что для компенсации температурной погрешности оно содержит дополнительный термобаллон, соединенный с гидрав- 20 лическим элементом компенсации, выполненным в виде двух концентрично расположенных сильфонов, с общим основанием, один из сильфонов которого соединен с дистанционным капилляром основного термобаллона. 25

Причем дополнительный термобаллон заполнен жидкостью с коэффициентом расширения большим, чем коэффициент расширения жидкости основного термобаллона.

На фиг. 1 изображена принципиальная 30 схема устройства; на фиг. 2 и 3 — статическая характеристика системы.

Схема содержит основной термобаллон 1, вспомогательный термобаллон 2, соединительный капилляр основной термосистемы 3, соединительные капилляры вспомогательной термосистемы 4 и 5, сильфонный исполнительный механизм 6, камеру расширения элемента компенсации 7, камеру компенсации элемента компенсации 8, возвратную пружину 9, корпус 10.

Оба термобаллона 1 и 2 находятся в измерительной среде с температурой 4; исполнительный механизм и элемент компенсации расположены в окружающей среде с температурой t».

Основная термосистема наполнена рабочей жидкостью с коэффициентом объемного расширения Pi, а вспомогательная жидкость с коэффициентом Р, причем р2) ь

Дополнительные объемы жидкости, поступающие из 1 и 2 термобаллонов по капиллярам, при повышении можно определять по формулам: лг, = v,-„р, — з, ) -(, —,)

ЛУ;. = V;„(, — 3, ) (t, — 3,), где а — коэффициент линейного расширения материала баллона, 3

ы термобаллонов 1

V;,, и V;„— объем и 2.

Эффективные площади сильфопов камер 7 и 8 равны. Элемент композиции представляет собой вычитающее гидравлическое устройство и поэтому при t =const (кривая а на фиг. 2) статическая характеристика системы представляет собой разностную характеристику двух встречно-включенных термосистем (кривые б, в, фиг. 2).

Рассмотрим работу компенсационного элемента при изменении температуры 4, при

t — — — const.

Столб рабочей жидкости в камере 7, благодаря тому, что р.: ч имеет большее удельное удлинение па 1 С изменения 4, чем столб жидкости в камере 8.

В силу этого свойства при повышении 4, при одновременном и равномерном прогреве жидкости в камерах 7 и 8, в результате упреждающего удлинения камеры 7, в камере 8 появляется свободный объем, который будет заполняться излишком жидкости, образующимся в исполнительном механизме и капилляре в результате нагрева.

Возвратная пружина 9 предназначена для преодоления силы внутреннего давления в термосистеме, наличис которого вызвано упругостью сильфона и исполнительного механизма и усилием на штоке.

Рассмотрим совместное действие температур 11 и 4. Элемент компенсации, если его рассматривать отдельно от вспомогательной термосистемы, может обеспечить компенсацию расширения только вполне определенного заданного объема жидкости, который находится в исполнительном механизме при определенном положении штока. В реальных условиях изменение t< пе связано с изменением 4 и поэтому настройки элемента на компенсацию определенного постоянного объема недостаточно. Поэтому для компенсации постоянной и переменной составляющей погрешности необходимо обеспечить автоматическую перестройку характеристики элемен399835 та компенсации. Для этого используется вспомогательная термосистема 2.

На фиг. 3, а изображены характеристики— кривые б, в — расширение жидкости в каме5 рах 7, 8 и разностная характеристика-кривая а изменения компенсирующего объема при

/1 — — 1, . В случае повышения температуры t> до величины t характеристики примут вид

3, б. Крутизна разностной характеристики на фиг. 3 в этом случае больше. Поэтому при соответствующем соотношении $ и р2, V;„è

V;, и эффективных площадей сильфонов с учетом перепада температур 1, и t2 можно получить полную компенсацию постоянной и переменной составляющих температурной погрешности исполнительного механизма.

Необходимо обеспечить равенство температурных режимов баллонов 1 и 2, соединительных капилляров 3 и 4, исполнительного механизма и элемента компенсации.

Предлагаемое устройство может быть использовано в регуляторах с любым типом исполнительного механизма, а также в жидкостных и монометрических термометрах с любым типом чувствительного элемента или в температурных реле-датчиках температуры и сигнализаторах.

Предмет изобретения

30 Термосистема с жидкостным заполнением, содержащая основной термобаллоп, установленный в рабочем объеме и соединенный дистанционным капилляром с исполнительным механизмом, отлича ощаяся тем, что, с целью

35 повышения точности работы устройства, она содержит дополнительный термобаллон, заполненный жидкостью с коэффициентом расширения, большим коэффициента расширения жидкости основного термобаллона, уста40 новленный в рабочем объеме и соединенный с гидравлическим элементом компенсации, выполненным в виде двух концентричных сильфонов с общим основанием, один из сильфонов которого соединен с дистанционным

45 капилляром основного термобаллона.

399835

Составитель Н. Гондаксазова

Техред Л. Грачева Корректор А. Дзесова

Редактор Е. Гончар

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 266 !О Изд. № 44 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПК Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5