ТЕРМОСТАТ

Термостат.
Полезная модель относится к устройствам, обеснечивающим поддержание в рабочих камерах с высокой степенью изотермичности заданного режима термостатирования как при повышенных, так и при пониженных температурах внешней среды.
Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству относится термостат, содержащий теплоизолированный корнус с размещенной в нем рабочей камерой с образованием внутри нее воздушных каналов, в которых размещены охладители, нагреватели и крыльчатки вентиляторов, датчики температуры, задатчик температуры, блок регулирования первого типа, выходами подключенный к цени электропитания охладителя, первым управляющим входом соединенный с датчиком температуры первого типа, размещенном на охладителе, вторым управляющим входом соединенный с первым выходом задатчика, блок регулирования второго типа, выходами подключенный к цени электропитания нагревателя, первым управляющим входом соединенный с датчиком температуры второго типа, размещенном в потоке воздуха, поступающего в рабочую камеру из воздущного канала, вторым управляющим входом соединенный со вторым выходом задатчика (см. патент Российской Федерации 20076350 С1, МПК 7 G 05 D 23/30, 27.03.1997).
Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем невозможно обеспечить высокую степень изотермичности по обьему рабочей камеры. Это обусловлено тем, что в известном устройстве обеспечивается заданная точность поддержания температуры в месте расположения датчика температуры, обычно размещаемого либо в центре симметрии рабочего объема, либо в центре симметрии одной из его стенок.
Вследствие этого температура в точках рабочей камеры, далеко отстоящих от места расположения датчика температуры, например, около дна или потолка рабочей камеры, оказывается существенно отличной от температуры датчика, что и определяет такой технический показатель термостата, как степень неизотермичности по рабочему объему.
Задачей полезной модели является обеспечение заданной степени изотермичности но рабочему всему объему рабочей камеры термостата.
Указанный технический результат достигается тем, что термостат содержит теплоизолированный корпус с размещенной в нем рабочей камерой с образованием внутри нее воздушных каналов, в которых размещены охладители, нагреватели и крыльчатки вентиляторов, датчики температуры, задатчик температуры, блок
Iг ;-vj- 3 ,
МПК 7 G 05 D 23/30.
регулирования первого типа, выходами подключенный к цени электронитания охладителя, первым управляющим входом соединенный с датчиком температзфы первого типа, размещенном на охладителе, вторым управляющим входом соединенный с первым выходом задатчика, блок регулирования второго типа, выходами подключенный к пепи электропитания нагревателя, первым управляющим входом соединенный с датчиком температуры второго типа, размещенном в нотоке воздуха, поступающего в рабочую камеру из воздушного канала, вторым управляющим входом соединенный со вторым выходом задатчика, кроме того, в термостат, дополнительно введены несколько блоков регулирования второго типа, несколько нагревателей и несколько датчиков температуры второго типа, не менее, чем количество вентиляторов, каждый из блоков регулирования второго типа выходами подключен к цепи электропитания одного из нагревателей, первым управляющим входом соединен с одним из датчиков температуры второго типа, вторым управляющим входом соединен со вторым выходом задатчика температуры, при этом охладитель размещен на задней стенке рабочей камеры и во всех воздушных каналах, нагреватели размещены на теплопроводных экранах, установленных на стойках, вдоль задней стенки камеры, после теплопроводных экранов с нагревателями установлена панель с образованием нескольких воздушных каналов, на панели перед каждым нагревателем вьшолнены отверстия для ввода крьшьчаток вентиляторов в воздушные каналы и отверстия для выброса или засоса воздуха, прокачиваемого через канал, каждый из датчиков температуры второго типа установлен в потоке воздуха, поступающего в рабочую камеру из воздушного канала, посредством блока регулирования первого типа температуру охладителя по сигналам, поступающим с установленного на нем датчика температуры первого типа и с первого выхода задатчика температуры, поддерживают на уровне, меньшим температуры статирования, а посредством блоков регулирования второго типа температуры потоков воздуха, поступающих в рабочую камеру из воздушных каналов, по сигналам датчиков температуры второго типа и сигналу со второго выхода задатчика температуры поддерживают на уровне, соответствующем заданной температуры статирования.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг. 1 схематично изображен вид спереди предложенного термостата, на фиг. 2 вид сбоку термостата, на фиг. 3 - структурная электрическая схема.
Термостат (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, теплоизоляцию 2, рабочую камеру 3, воздушные каналы 4, охладитель 5, установленный на задней стенке 6 рабочей камеры 3 и размещающийся во всех воздушных каналах 4, нагреватели 7, размещенные на теплопроводных экранах 8, установленных на стойках 9, датчик температуры первого
типа 10, установленный на охладителе 5, вентиляторы 11, установленные на нанели 12, крыльчатки 13, которые введены в воздушные каналы 4, датчики температуры второго тина 14, размещенные в нотоке воздуха, поступающего в рабочую камеру 3 из воздушных каналов 4.
На панели 12 выполнены отверстия 15 для выброса или засоса воздуха, прокачиваемого вентиляторами 11 через воздушные каналы 4.
В состав электрической схемы термостата входят также (фиг.З), блок регулирования первого типа 16, выходами подключенный к сети электропитания охладителя 5, одним управляющим входом соединенный с датчиком температуры первого типа 10, установленным на охладителе 5, а вторым управляющим входом соединенный с первым выходом задатчика температуры 17, блоки регулирования второго типа 18, каждый из которых подключен своими выходами к сети электропитания соответствующих нагревателей 7, одним управляющим входом соединен с датчиком температуры второго типа 14, а вторым управляющим входом соединен со вторым выходом задатчика темнературы 17.
Предложенный термостат работает следующим образом:
После включения термостата в сеть электропитания, манипулируя кнопками или рукоятками переключателей на панели управления (на чертежах не показаны) производят установку режима термостатирования Тот, в котором предполагается функционирование термостата. Тем самым определяют параметры сигналов, выходящих из первого и второго выходов задатчика температуры 17 и поступающих на вторые управляющие входы блоков регулирования 16 и 18 первого и второго типа.
Для определенности рассмотрим работу термостата при поддержании в рабочей камере температуры статирования Тст4- Т2, меньшей температуры внешней среды. Здесь Т2 - реализуемая точность поддержания температуры в рабочей камере.
При работе термостата после выхода на заданный режим термостатирования происходит следующее:
1. По сигналу, поступающему с датчика температуры первого типа 10 и на основании сигнала, поступающего с первого выхода задатчика температуры 17, блок регулирования первого типа 16 обеспечивает поддержание температуры охладителя 5 на уровне, меньшим 7, иными словами, в термостате обеспечивается поддержание температуры охладителя на уровне (Тст - )Т)± Т1.
Поток воздуха, прокачиваемый вентиляторами 11 через воздушные каналы 4, охлаждается, нри этом интенсивность охлаждения зависит от значений текущей температуры охладителя 5, находящейся в интервале (Тст - )Т- Т1), (Тот - )Т + Т1).
Значения текущей температуры охладителя 5 определяют и значения тепловой мощности соответств}тощего нагревателя 7, вьщеляемой в потоке воздуха: понижения температуры охладителя 5 приводит в 1-й момент к понижению температуры потока воздуха до некоторых значений, находящихся в интервале (Тст; Т - ). В свою очередь, блок регулирования второго типа 18 по сигналу соответствующего датчика температуры второго типа 14, регулируя мощности соответствующего нагревателя 7, увеличивает ее; при более высоких значениях температуры охладителя 5, близких к Тст - )Т1 + Т1, блоки регулирования второго типа 18 по сигналам датчиков температуры второго типа 14 обеспечивают более низкие значения тепловых мощностей, вьщеляемых нагревателями 7 в потоках воздуха, прокачиваемых через воздушные каналы 4.
Вышеописанным образом обеспечивается баланс тепловых мощностей, одновременно подводимых к каждому воздушному потоку в канале 4 и отводимых от него, и поддержание температуры каждого из датчиков второго типа 14 на одном и том же уровне, соответствующем Тст.
В итоге, в каждой из точек рабочей камеры, где размещены датчики температуры второго типа 14, обеспечивается поддержание заданной температуры статирования Тст; при наличии же нескольких воздушных потоков, поступающих в рабочую камеру из воздушных каналов при одной и той же температуре, гарантируется достижение заданной степени изотермичности по всему объему камеры.
Устройства предложенного типа могут применяться для термостатирования при гарантированно одинаковой температуре, соответствующей заданному значению Тст, большого количества емкостей с биологическим термочувствительными материалами, размещенных по всему объему рабочей камеры.