Солевой генератор влажного воздуха

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()785831

ИЗЬБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (5l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 15.0l.79 (2l ) 2714505/l8-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опублнковано07;l2.80. Бюллетень J%45

Дата опубликования описания 0д 2.8р (51)М. Кл.

G 0l%/ l/ll

Гесударственный камитет

СССР

Ilo делам изобретений и открытий (53) УДК621.3l7.. 39: 5 43. 275 Л .08 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. 1рнднев и В. М. Белоножко (71) Заявитель (54) СОЛЕВОЙ ГЕНЕРАТОР ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытания и градуировки различных типов гигрометров.

Известны гигростаты, в которых уменьшение разности температур раствора соли и воздуха осуществляется применением в кассете экраннрующей перегородки, отделяющей основную массу раствора соли от полезного объема рабочей камеры

В этом случа в установлении гигротермического равновесия участвует только незначительная часть раствора. Поэтому в условиях монотонно изменяю15 щейся .температуры воздуха в рабочей камере гигростата. температура раствора практически выравнивается с температурой циркулирующего в гигростате воздуха и, в зависимости от типа применяемого раствора соли, находится в пределах 0,03-0,4 С. Уменьшению разности температур также способствует понижение скорости роста температуры воздуха

2 до 0.4Ч:/час, достигнутое благодари применению теплоизоляции рабочей камеры (пассивное термостатирование) .

В таких гигростатах насьппенные растворы соли готовятся при температуре окружаккпего воздуха, а затем помекпаются в рабочуй» камеру гигростага, которая может иметь более высокую температу ру. Так как в этом случае растворимость соли увеличивается, то в гигростате возникает погрешнос1ь, вызванная. пере ходом раствора в ненасыщенное состоя- ние.

Известны солевые гигростаты с вынесенными кассетами, s которых сохранение насыщенного состояния раствора обеспечивается путем его интенсивного перемешивания(21. Очевидно, что в таких гигростатах появляется необходимость измерения с высокой точностью разности температур паровоздушной смеси на выходе из кассеты и в рабочей камере.

3 7858

В этом случае погрешность измерения разности температур будет определяться классом (точностью) используемых средств измерения температуры.

4олевые гигростаты с вынесенными кассетами являются сложными устройствами.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является солевой генератор, содержащий 10 термостатируемую рабочую камеру с воэдуховодом, средство для перемешивания воздуха и съемную кассету с раствором соли f3).

Известный генератор (гигростат) обладает рядом существенных недостатков: кассета выполнена из теплоизоляционного материала, что, в сочетании со зна» чительной массой раствора, имеющего высокую теплоемкость, является причиной большой инерционности протекающих в гигростате гигротермических процессов, а следовательно, и появления разности температуры раствора соли и воздуха; 25 кассета с насыщенным раствором соли установлена непосредственно на дно рабочей камеры, что при наличии постоян ной разности температур стенок (дна) рабочей камеры и воздуха также обуслав- 30 ливает появление недопустимой по величине разности температур раствора соли и воздуха, циркулирующего в рабочей камере гигростата; реверсирование циркулирующего в

"рубашке гигростата потока воздуха, применяемого для устранения градиента температур по ходу его движения, в также перемешивание воздуха в полезном объеме рабочей камеры путем скрещивания40 воздушных потоков, движущихся у ее боковых стенок, существенно усложняет конструкцию гигростата и не обеспечиввает необходимой равномерности поли температур в рабочей камере ввиду теп ловой инерционности стенок рубашки" камеры и недостаточной чувствительности первичных преобразователей температуры регулятора.

Целью изобретения является исключе50 ние ..разности температур раствора соли и воздуха и обеспечение высокой равномерности поля температур в полезном объеме рабочей камеры гигростата.

С целью исключения разности температур воздуха и раствора соли, кассе та, установлена в воздуховоде на его боковых стенках, теплоиэолирована

31 4 от них и с нижней стороны снабжгна продольными металлическими ребрами.

Зля исключения погрешности, обусловленной переходом раствора соли в ненасыщенное состояние при повышении его температуры, в предлагаемом гигростате раствор используется в виде тонкого слоя увлажненных кристаллов соли. В этом случае, с повышением растворимости соли, изменяется лишь соотношение кристаллов соли и раствора, а раствор соли благодаря молекулярной диффузии восстанавливает свое насьппенное состояние.

В предлагаемом гигростате кассета установлена в воздуховоде внутри полезного объема, имеющего высокую равномерность поля температуры и скорости воздушного потока. При таком положении кассеты сохраняются одинаковые условия теплообмена во всех точках ее поверхности, что обеспечивает высокую равномерность температуры активной поверхности раствора соли.

Применение ребер позволило развить поверхность кассеты и интенсифицировать ее теплообмен с циркулирующим в рабочей камере воздухом. Благодаря тому, что кассета изготовлена из тонкого металлического листа, теплоизолирована от воэдуховода и вместе с раствором соли имеет малую теплоемкость, ее температура, а следовательно, и температура раствора, практически совпадает с температурой воздуха, обдувающего кассету.

Поэтому в предлагаемом гигростате значение разности температур воздуха и раствора соли в основном определяется величиной неравномерности поля температур воздуха в полезном объеме рабо-, чей камеры.

Высокая равномерность поля температур воздуха, циркулирующего в полезном объеме рабочей камеры, в предлагаемом гигростате достигается благодаря применению пластины, с установленным на ней электронагревателем. Пластина расположена между задней стенкой рабочей камеры и холодным спаем термобатареи и изготовлена из металла высокой теплопроводности. Применение пластины с электронагревателем, имеющей тепловой контакт с холодным спаем термобатареи, позволило суммировать тепловые потоки (выделяемой электронагревателем и поглощаемой термобатареей) и получить в месте ее контакта со стенкой рабочей камеры равномерное температурное поле с темпера2$

$$

5 7858 турой, практически равной заданной температуре термостатирования. Равенство температур пластины и температуры термостатирования исключает возникновение температурных градиентов вдоль стенок рабочей камеры и тем самым, при установившемся тепловом режиме, устраняет источник неравномерности поля температур воздуха в ее полезном объеме.

Приведенные существенные отличия 10 дают возможность довести разность температур раствора соли и воздуха до пренебрежимо малой величины, а также обеспечить равномерное поле температуры в полезном объеме рабочей камеры t$ гигрос тат а.

На чертеже изображены общий вид предлагаемого гигростата (фиг, 1) и разрез А-А (фиг.2).

ГЪ гростат представляет собой термо- 20 статируемую рабочую камеру l, в полезном объеме которой помещается кассета 2. Кассета изготовлена из тонкого металлического листа, на нижней стороне которого расположены продольные ребра 3, а внутренняя сторона покрыта тонким слоем, увлажненных кристаллов соли 4. Увеличение поверхности кассеты эа счет применения ребер позволило интенсифицировать теплообмен кассеты 30 с воздухом и тем самым обеспечить выравнивание ее температуры с температурой циркулирующего воздуха. Кассета установлена на направляющие 5, изготовленные из теплоизоляционного материала и расположенные внутри полезного объема на стенках воздуховода 6. Воздуховод обеспечивает направленное движение циркулирующего в гигростате потока воздуха. 40

Для перемешивания воздуха в рабочей камере гигростата применен вентилятор 7, приводимый в движение электродвигателем 8.

На задней стенке рабочей камеры закреплена металлическая пластина 9 с установленным на ней электронагревателем 10. Электронагреватель подключен к автоматическому регулятору температуры 11.

Термостатирование в гигростате осу. ществляется регулированием мощности электронагревателя при постоянной хо— лодопроизводительности генератора холода. В качестве генератора холода использована термобатарея 12, установлен ная на внешней стороне пластины. При таком расположении электронагревателя

31 6 и термобатареи температура пластины устанавливается практически равной тем пературе термостатирования гигростата, что позволяет исключить градиенты температур вдоль стенок рабочей камеры.

Принудительный отвод тепла с горячих спаев термобатареи осуществляется радиатором 13, обдуваемым вентилятором 14.

Рабочая камера гигрос тата снабжена съемной дверцей 15. Уплотнение рабочего объема гигростата осуществляется с помошью резиновой прокладки и винтов 16.

Конструкция винтов обеспечивает надежный тепловой контакт внутренней стенки дверцы со стенками рабочей камеры. Дл подключения поверяемых гигрометров на дверце рабочей камеры установлены клем мы 17. Первичные преобразователи гигрометров 18 размещаются на полке 19, закрепленной на внутренней стороне дверцы. В нижней части дверцы находится уплотняемое крышкой 20 окно, через которое осуществляется замена кассеты без снятия дверцы. Благодаря этому смена кассет практически не оказывает влияния на установившийся температурный режим гигростата.

Измерение температуры в рабочей камере производится с помощью термометра 21.

Предлагаемый гигростат работает следующим образом.

Исследуемые первичные преобразователи гигрометров 18 при открытой дверце 15 устанавливаются на полке 19, а их коммутационные провода подсоединяют ся к клеммам 17. Затем в полезный объем рабочей камеры помещается кассета 2 с насыщенным раствором соли, тип которой определяется требуемым значением относительной влажности или точки росы.

Далее рабочий объем уплотняется дверцей, после чего включаются схема термостатироваиия и устройство для перемешивания воздуха. ° Необходимая стабильность температуры воздуха в гигрос тате поддерживается с помощью автоматических регуляторов температуры 11.

После достижения гигротермического равновесия цо термометру 21 определяется температура воздуха, циркулирующего в рабочем объеме гигростата. Значение влажности, устанавливаюшейся в гигростате, определяется по измеренной температуре и графикам зависимости равно.

7 78583 весной влажности от температуры для используемого типа раствора соли.

Для получения нового значения влажности в рабочую камеру через окно, уплотняемое крышкой 20, устанавливается кассета с другим раствором соли.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 2970l7, кл. Я Ol Ж 1/11; l97l

2. Авторское свидетельство СССР № 30l l06, кл. Ц04. % l/l 1, l97l.

3. Авторское свидетельство СССР № 257078, кл. Q Ol 9(l/ll, 1969, (прототип) .

Ж

5 (7 формула изобретения

l, "Солевой генератор влажного воздуха, содержащий термостатируемую рабочую камеру с воздуховодом, средство для леремешивания воздуха и съемную кассету с раствором соли, о тл и ч. а ю шийся тем, что, с пелью повышения точности получаемой влажности, кассета установлена в воздуховоде на его боковых стенках, теплоизолирована от них и с нижней сторо1 8 ны снабжена продольными металлическими ребрами.

2. Солевой генератор влажного воздуха по и. l, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что на внутренней стенке рабочей камеры установлена пластина из металла высокой теплопроводности, с одной стороны которой закреплен электронагреватель, а с другой — термобатарея.

ВНИИПИ Заказ 8838/51

Тираж46 8 Подписное филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4