термостат трубчатый электрожидкостный

Формула изобретения

1. Термостат трубчатый электрожидкостный, содержащий теплоизолированный трубчатый корпус с источником тепла и цилиндрическую рабочую камеру с объектом термостатирования, разъемы которых герметизированы эластичными уплотнениями и образуют закрытую полость между оболочкой трубчатого корпуса и рабочей камерой, причем эта полость заполнена термостатирующей жидкостью, а температура жидкости терморегулируется через блок управления и связанный с ним источник тепла, отличающийся тем, что оба конца рабочей камеры термостата выведены наружу с возможностью их технического обслуживания, а в полости между оболочкой трубчатого корпуса и рабочей камеры размещается втулка, выполненная со спиральными канавками и с возможностью свободно скользить внутри полости при поворотах термостата, одновременно перемешивая термостирующую жидкость для стабилизации температуры нагрева.

2. Термостат по п.1, отличающийся тем, что источником тепла на наружной поверхности оболочки трубчатого корпуса является электронагреватель, выполненный в виде проволочной спирали и равномерно размещенный по всей длине оболочки корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматическому регулированию и используется в системах термостатирования при исследованиях пластовых нефтей и газов, а также прочих объектов, размещенных в цилиндрических сосудах, камерах различной длины с нормальным или избыточным давлением.

Термостатирование глубинных проб пластовых флюидов в измерительных камерах высокого давления осуществляется посредством известных универсальных жидкостных термостатов типа ТС-5, ТС-15 и др. Цилиндрическую рабочую камеру с объектом термостатирования помещают и герметизируют в теплоизолированном трубчатом корпусе и через полость между стенками корпуса и камеры прокачивают жидкость, нагретую в термостате до заданной температуры.

Недостатками универсальных термостатов являются громоздкий комплекс термостатирующей оснастки, сложность теплоизоляции внешних гибких трубопроводов, трудоемкость транспортирования в полевых условиях.

Известно также компактное устройство термостатирования (авт. св. N 1550497, кл. G 05 D 23/00, 1990), взятое в качестве прототипа. Термостат выполнен в виде разъемной конструкции, состоящей из термоэлектрического корпуса и рабочей камеры, полость между которыми заполняется термостатирующей жидкостью, нагреваемой источником тепла, установленным на наружной оболочке корпуса.

Недостатками такой конструкции являются невозможность обслуживания рабочей камеры с двух сторон (на входе и выходе), а также статическое состояние термостатирующей жидкости, что не гарантирует равномерный прогрев длинномерной рабочей камеры по всей поверхности.

Задачей изобретения является расширение области применения термоэлектрических термостатов и повышение надежности термостатирования объектов, размещаемых в длинномерных цилиндрических сосудах с нормальным или избыточным давлением.

Поставленная задача решается тем, что термостат выполнен разъемным и состоит из теплоизолированного трубчатого корпуса и рабочей цилиндрической камеры с объектом термостатирования, разъемы которых герметизируются с двух сторон посредством эластичных уплотнений, образуя внутреннюю полость, которая заполняется термостатирующей жидкостью, причем концы рабочей камеры выведены наружу с возможностью их технического обслуживания. При этом на наружной оболочке трубчатого корпуса равномерно по всей длине размещается проволочный спиральный нагреватель, а в полости с термостатирующей жидкостью размещается втулка, выполненная со спиральными канавками и с возможностью свободно скользить при раскачивании термостата, одновременно перемешивая термостатирующую жидкость для стабилизации температуры нагрева.

Существенным отличием заявляемого решения является то, что концы рабочей камеры в трубчатом термостате выведены наружу с возможностью их технического обслуживания с двух сторон, а на наружной оболочке трубчатого корпуса равномерно по всей длине размещается проволочный спиральный нагреватель, при этом во внутренней полости между оболочкой корпуса и рабочей камерой, заполненной термостатирующей жидкостью, размещается втулка, выполненная со спиральными канавками и с возможностью свободно скользить при раскачивании термостата, одновременно перемешивая термостатическую жидкость для стабилизации температуры нагрева камеры.

Вышеприведенные существенные признаки неизвестны из патентной и научно-технической информации и поэтому мы считаем, что в заявке присутствует критерий "Изобретательский уровень".

В целом трубчатый термостат со всеми существенными признаками также неизвестен из патентной и научно-технической информации и поэтому соответствует критерию "Новизна".

Заявленное решение соответствует также критерию "Промышленная применимость", так как термостат изготовлен в опытном образце и прошел приемочные испытания.

На фиг. 1 изображена функциональная схема трубчатого термостата; на фиг. 2 - сечение А-А, показывающее размещение в термостате терморегулятора - термометра электроконтактного типа ТПК.

Трубчатый корпус содержит оболочку 1, изолированную снаружи тонким слоем асбестовой ткани или слюдой 2, на которую равномерно по всей длине наматывается спиральный проволочный нагревательный элемент 3. Нагревательный элемент покрывается толстым слоем теплоизоляции 4. В двух карманах по краям корпуса размещаются ртутные термометры: один образцовый 5 и другой терморегулирующий 6 типа ТПК. Выходные концы нагревательного элемента 3 соединяются с источником 7 питания через блок 8 управления. Выходные контакты терморегулятора подключаются к блоку 8 управления.

Объект термостатирования размещается в цилиндрической рабочей камере 9, которая может быть постоянной или сменной. Герметизация рабочей камеры и корпуса осуществляется двумя эластичными уплотнениями 10 в составе типовых уплотнительных устройств. Между оболочкой 1 корпуса и поверхностью рабочей камеры 9 находится полость, в которой размещена скользящая втулка 11, выполненная с наружными внутренними спиральными канавками. Через один из двух карманов для термометров вышеуказанная полость заполняется термостатирующей жидкостью 12, которой может быть вода или масло в зависимости от заданной температуры. Термометры 5 и 6 закрепляются в карманах корпуса посредством эластичных уплотнений 13. Поворотное устройство 14 для раскачивания термостата предназначается для перемешивания одновременно и термостатирующей жидкости 12, и объекта термостатирования в рабочей камере 9, например, пластовых флюидов.

Работа трубчатого термостата осуществляется следующим образом.

При включении термостата от источника 7 питания через блок 8 управления подается питание на нагревательный элемент 3. При этом нагреваются наружная оболочка 1 корпуса и термостатирующая жидкость 12. При достижении заданной температуры термостатирования замыкаются контакты терморегулятора (термометра 6). Сигнал поступает в управляющий блок 8, и отключается цепь питания нагревательного элемента 3. По мере остывания термостатирующей жидкости контакты термометра 6 разрываются, сигнал поступает в управляющий блок 8 и включается цепь питания нагревательного элемента 3.

Точность регулирования температуры контролируют по образцовому термометру 5. При отклонениях производят порегулировку терморегулятора 6.

В процессе термостатирования осуществляется периодическое раскачивание термостата в поворотном устройстве 14. При наклонах термостата втулка 11 скользит вниз по наклону, пропуская через свои спиральные канавки термостатирующую жидкость, чем осуществляется перемешивание жидкости и стабилизируется температура по всей длине рабочей камеры.

Заявленное изобретение позволяет в сравнении с прототипом расширить область применения термоэлектрических термостатов и повысить надежность термостатирования объектов, размещенных в длинномерных цилиндрических рабочих камерах с нормальным или избыточным давлением.