專利名稱：可兼做熱源的液體恒溫槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可兼做熱源的液體恒溫槽，尤其指其既可以進行傳感器溫度標(biāo)定，又可 以作為熱源對外界物體精密控溫的恒溫槽。屬于液體恒溫槽。(二)
背景技術(shù)：
在流體熱物性分析中有時需要持續(xù)供應(yīng)大流量的恒溫液體，液體使用后可以回流，這就 需要一種大功率、高精度、抗干擾能力強的恒溫槽。多級精密控溫恒溫槽的前級恒溫槽也需 要供應(yīng)大流量恒溫液體的恒溫槽。目前，國外及我國生產(chǎn)和使用的液體恒溫槽如圖1、圖2所示。圖1所示的恒溫槽體2'包括調(diào)溫區(qū)4'和工作區(qū)3'兩個腔體，在工作區(qū)的上下端設(shè)有循環(huán)通道21'，調(diào)溫區(qū)設(shè)有攪拌器r，還設(shè)有冷凝器18'、加熱器19'用來調(diào)節(jié)溫度。采用這種結(jié)構(gòu)的液體恒溫槽存在如下缺陷1. 工作區(qū)底端進液體，上端出液體，在原理上存在豎直方向的溫度差；2. 無水平方向的攪拌，故水平方向的溫度場均勻性有待提高；3. 工作區(qū)的速度分布不均勻，對形成均勻的溫度場不利；4. 恒溫槽的一半為工作區(qū)，去除邊界后有效工作區(qū)間??；圖2所示的恒溫槽為兩級精密控溫恒溫槽，輔助恒溫槽17'比主恒溫槽16'的設(shè)定溫 度低20度，輔助恒溫槽的主加熱器9'與冷凝器18'以整流柵22'隔開，攪拌器l'將液 體攪拌均勻以獲得高性能溫度場。主恒溫槽16'分為工作區(qū)3'和調(diào)溫區(qū)4'， 二者以整流 柵22'隔開。調(diào)溫區(qū)有大功率的主加熱器9'，小功率的輔助加熱器10'，前者用來提高升 溫速度，后者用來提高控溫精度，攪拌器將液體攪拌均勻。管道泵13'抽取輔助恒溫槽的 低溫液體經(jīng)閥門23'送至主恒溫槽的換熱底板20',實現(xiàn)主恒溫槽的制冷調(diào)節(jié)，自身的主加 熱器和輔助加熱器實現(xiàn)升溫調(diào)節(jié)。采用這種結(jié)構(gòu)的液體恒溫槽存在如下缺陷1. 冷熱源與工作區(qū)都在一個槽體內(nèi)，源影響嚴(yán)重，造成溫度不均勻；2. 工作區(qū)的攪拌較弱，且無豎直攪拌與水平攪拌的劃分；3. 加熱的液體與工作區(qū)液體直接混合，造成溫度場不均勻；4. 冷源進入主恒溫槽后雖經(jīng)換熱底板換熱，但缺乏進一步的混合攪拌措施。(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可兼做熱源的液體恒溫槽，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，使液體恒溫槽能夠?qū)ν獬掷m(xù)供應(yīng)大流量恒溫液體且具有高精度、高抗干擾能力。本發(fā)明一種可兼做熱源的液體恒溫槽，恒溫槽體采用熱導(dǎo)率大的金屬材料，具有一定厚 度；其特征在于該恒溫槽體可分為兩個區(qū)域，分別為工作區(qū)和調(diào)溫區(qū)，中間以帶孔的金屬 隔板隔開；調(diào)溫區(qū)內(nèi)部設(shè)有輔助加熱器和主加熱器；工作區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶可焊接一 支架固定于帶孔的金屬隔板上；攪拌器在調(diào)溫區(qū)和工作區(qū)均安裝有攪拌槳，在調(diào)溫區(qū)執(zhí)行水 平方向攪動，在工作區(qū)執(zhí)行豎直方向攪動，其液體在帶孔金屬隔板與恒溫槽頂部之間形成豎 直方向大環(huán)流；工作區(qū)側(cè)壁開孔，焊接有液體循環(huán)管道及恒溫液體輸出管道，所述的液體循 環(huán)管道串聯(lián)一管道泵后，再與液體注入管道相連，液體注入管道則伸入調(diào)溫區(qū)；所述的恒溫 液體輸出管道還與一抽液泵相連，抽液泵經(jīng)由恒溫液體輸出管道抽取恒溫液體供外部使用， 用完后再回流至液體注入管道。其中，工作區(qū)的導(dǎo)流桶于適當(dāng)?shù)母叨葒嚢铇?，以獲得較穩(wěn)定的流場。 其中，液體循環(huán)管道是逆著期望的液體水平流動方向伸入工作區(qū)，與工作區(qū)內(nèi)部某一圓 周相切，在切點處沿圓周繼續(xù)伸展出一段圓弧。其中，恒溫液體輸出管道安置方法同液體循環(huán)管道，也是逆著期望的液體水平流動方向 伸入工作區(qū)。其中，液體注入管道是順著期望的液體水平流動方向伸入調(diào)溫區(qū)，與調(diào)溫區(qū)內(nèi)部某一圓 周相切，在切點處沿圓周繼續(xù)伸出一段圓弧。其中，調(diào)溫區(qū)內(nèi)部的輔助加熱器和主加熱器可替換為輔助冷凝器和主冷凝器。 本發(fā)明為一種可兼做熱源的液體恒溫槽，其優(yōu)點及功效在于-1、 工作區(qū)內(nèi)液體由中心到四周擴散的豎直方向大環(huán)流，將調(diào)溫區(qū)注入的帶溫度差異的 液體與工作區(qū)邊緣的液體充分混合，再進入工作區(qū)溫度場，減小了對溫度場的影響。2、 回流液體與循環(huán)液體在管道內(nèi)混合，然后注入調(diào)溫區(qū)與調(diào)溫區(qū)內(nèi)的液體混合，淡化 了各處液體的溫度差異，減小了對恒溫槽溫度場的溫度沖擊。3、 恒溫槽體采用熱導(dǎo)率大并有一定厚度的金屬材料，整體起到均衡液體溫度的作用。 尤其在工作區(qū)的豎直方向環(huán)流過程中，對從調(diào)溫區(qū)注入工作區(qū)的液體有很好的溫度濾波作 用。4、 溫度執(zhí)行器放在調(diào)溫區(qū)，與工作區(qū)分離，可減小源影響；且調(diào)溫區(qū)與工作區(qū)上下相 對，可利用自然對流混合。5、 液體循環(huán)管道、液體注入管道、恒溫液體輸出管道根據(jù)調(diào)溫區(qū)水平攪拌方向確定管 道朝向，與恒溫槽內(nèi)部的某一圓相切，在切點處沿圓周繼續(xù)伸展出一段圓弧，對液體實施旋轉(zhuǎn)抽流攪拌或旋轉(zhuǎn)射流攪拌，可加大恒溫槽的水平攪拌力度，促進溫度場的均勻性。
6、帶孔金屬隔板隔離調(diào)溫區(qū)與工作區(qū)，可避免調(diào)溫區(qū)對工作區(qū)直接的溫度沖擊，利用 帶孔金屬隔板的孔眼將調(diào)溫區(qū)的液體以多股細流的方式注入工作區(qū)，可使金屬隔板接近的液 體整體變溫，有利于工作區(qū)溫度場的控溫。


圖1所示為是現(xiàn)有技術(shù)中單桶分區(qū)恒溫槽的結(jié)構(gòu)示意 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中兩級恒溫槽的結(jié)構(gòu)示意
圖3所示為本發(fā)明實施例一結(jié)構(gòu)示意 圖4所示為本發(fā)明實施例二結(jié)構(gòu)示意 圖5所示為本發(fā)明的管道方向示意 圖中具體標(biāo)號如下-
1、 r 一攪拌器 4、 4' 一調(diào)溫區(qū) 7 —導(dǎo)流桶
10、 10' —輔助加熱器 13、 13' —管道泵 16' —主恒溫槽 19， 一加熱器 22'-整流柵
2、 2' —恒溫槽體 5—恒溫液體輸出管道 8—帶孔金屬隔板 ll一主冷凝器 14一液體循環(huán)管道 17， 一輔助恒溫槽 20' —換熱底板 23' —閥門
3、 3' —工作區(qū)
6—抽液泵
9、 9' 一主加熱器
12—輔助冷凝器
15—液體注入管道
18' —冷凝器
21' —循環(huán)通道
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。 請參閱圖3所示，為本發(fā)明第一實施例，是可兼做熱源的液體恒溫?zé)岵郏摵銣夭鄣闹?體，即恒溫槽體2采用熱導(dǎo)率大的金屬材料，并具有一定厚度，起到均衡液體溫度的作用； 該恒溫槽體可分為上、下兩個區(qū)域，分別為工作區(qū)3和調(diào)溫區(qū)4，中間以帶孔的金屬隔板8 隔開。調(diào)溫區(qū)4的作用是調(diào)節(jié)溫度，內(nèi)部設(shè)有輔助加熱器10和主加熱器9，需要提高升溫 速度時用主加熱器，需要保證溫度調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性及精度時用輔助加熱器。工作區(qū)4的作用是 將調(diào)溫區(qū)的液體與恒溫槽溫度場內(nèi)的液體均勻混合，工作區(qū)內(nèi)有導(dǎo)流桶7，導(dǎo)流桶可焊接一 支架(圖中未示)固定于帶孔的金屬隔板8上，可保證液體流場的性能。攪拌器l在調(diào)溫區(qū) 3和工作區(qū)4均安裝有攪拌槳，在調(diào)溫區(qū)3執(zhí)行水平方向攪動，在工作區(qū)4執(zhí)行豎直方向攪 動，其液體在帶孔金屬隔板8與恒溫槽頂部之間形成豎直方向大環(huán)流。其中，工作區(qū)4的導(dǎo)流桶7于適當(dāng)?shù)母叨葒嚢铇垣@得較穩(wěn)定的流場。
工作區(qū)側(cè)壁開孔，焊接有液體循環(huán)管道14及恒溫液體輸出管道5。其中，液體循環(huán)管 道14串聯(lián)一管道泵13后，再與液體注入管道15相連，液體注入管道15則伸入調(diào)溫區(qū)3。 其中，恒溫液體輸出管道5還與一抽液泵6相連，抽液泵6經(jīng)由恒溫液體輸出管道抽取恒溫 液體供外部使用，用完后再回流至液體注入管道。
請參閱圖5所示，液體循環(huán)管道14是逆著期望的液體水平流動方向伸入工作區(qū)4。與 工作區(qū)內(nèi)部某一圓周相切，在切點處沿圓周繼續(xù)伸展出一段圓弧，如^Q)形狀，其中， 外圓為恒溫槽體2，假定希望液體做順時針轉(zhuǎn)動，液體循環(huán)管道14逆著水流方向伸入恒溫 槽的，與虛線所示的圓相切，并且管道在切點處沿著圓周繼續(xù)伸展出一段圓弧。管道泵13 通過液體循環(huán)管道抽取工作區(qū)的恒溫液體，可促進恒溫槽內(nèi)液體的水平旋轉(zhuǎn)，對液體實施旋 轉(zhuǎn)抽流攪拌。
請繼續(xù)參閱圖5所示，恒溫液體輸出管道5安置方法同液體循環(huán)管道14，也是逆著期 望的液體水平流動方向伸入工作區(qū)4，對液體實施旋轉(zhuǎn)抽流攪拌。
請繼續(xù)參閱圖5所示，液體注入管道15是順著期望的液體水平流動方向伸入調(diào)溫區(qū)3， 與調(diào)溫區(qū)內(nèi)部某一圓周相切，在切點處沿圓周繼續(xù)伸出一段圓弧，如"O形狀，假定希 望液體做順時針轉(zhuǎn)動，從管道注入液體可促進恒溫槽內(nèi)液體的水平旋轉(zhuǎn)，對液體實施旋轉(zhuǎn)射 流攪拌。
上述液體循環(huán)管道14、恒溫液體輸出管道5及液體注入管道15的抽流、射流都有加劇 恒溫槽水平方向攪拌的作用，它們與位于調(diào)溫區(qū)的攪拌漿一起促成恒溫槽內(nèi)液體的水平方向 大環(huán)流。
恒溫槽體2與帶孔金屬隔板8采用銅材制作，能起到均衡溫度的作用。 請參閱圖4所示，為本發(fā)明的又一實施例，其可作為可兼做熱源的液體恒溫冷槽，其結(jié) 構(gòu)與第一實施例類似，區(qū)別在于，其調(diào)溫區(qū)在上、工作區(qū)在下，以利用自然對流換熱；相應(yīng) 的，調(diào)溫區(qū)內(nèi)設(shè)有輔助冷凝器12、主冷凝器11。工作區(qū)的豎直方向大環(huán)流由中心處向上， 到頂后向四周擴散。
權(quán)利要求
1. 一種可兼做熱源的液體恒溫槽，恒溫槽體采用熱導(dǎo)率大的金屬材料，具有一定厚度；其特征在于該恒溫槽體可分為兩個區(qū)域，分別為工作區(qū)和調(diào)溫區(qū)，中間以帶孔的金屬隔板隔開；調(diào)溫區(qū)內(nèi)部設(shè)有輔助加熱器和主加熱器；工作區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶可焊接一支架固定于帶孔的金屬隔板上；攪拌器在調(diào)溫區(qū)和工作區(qū)均安裝有攪拌槳，在調(diào)溫區(qū)執(zhí)行水平方向攪動，在工作區(qū)執(zhí)行豎直方向攪動，其液體在帶孔金屬隔板與恒溫槽頂部之間形成豎直方向大環(huán)流；工作區(qū)側(cè)壁開孔，焊接有液體循環(huán)管道及恒溫液體輸出管道，所述的液體循環(huán)管道串聯(lián)一管道泵后，再與液體注入管道相連，液體注入管道則伸入調(diào)溫區(qū)；所述的恒溫液體輸出管道還與一抽液泵相連，抽液泵經(jīng)由恒溫液體輸出管道抽取恒溫液體供外部使用，用完后再回流至液體注入管道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼做熱源的液體恒溫槽，其特征在于所述的工作區(qū)的導(dǎo) 流桶圍住攪拌槳。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼做熱源的液體恒溫槽，其特征在于所述的液體循環(huán)管 道是逆著期望的液體水平流動方向伸入工作區(qū)，與工作區(qū)內(nèi)部一圓周相切，在切點處沿圓周 繼續(xù)伸展出一段圓弧。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼做熱源的液體恒溫槽，其特征在于所述的恒溫液體輸 出管道安置方法同液體循環(huán)管道，也是逆著期望的液體水平流動方向伸入工作區(qū)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼做熱源的液體恒溫槽，其特征在于所述的液體注入管 道是順著期望的液體水平流動方向伸入調(diào)溫區(qū)，與調(diào)溫區(qū)內(nèi)部一圓周相切，在切點處沿圓周 繼續(xù)伸出一段圓弧。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼做熱源的液體恒溫槽，其特征在于所述的調(diào)溫區(qū)內(nèi)部 的輔助加熱器和主加熱器可替換為輔助冷凝器和主冷凝器。
全文摘要
一種可兼做熱源的液體恒溫槽，其特征在于該恒溫槽體分為工作區(qū)和調(diào)溫區(qū)，中間以帶孔的金屬隔板隔開；調(diào)溫區(qū)內(nèi)部設(shè)有輔助加熱器和主加熱器；工作區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶可焊接一支架固定于帶孔的金屬隔板上；攪拌器在調(diào)溫區(qū)和工作區(qū)均安裝有攪拌槳，在調(diào)溫區(qū)執(zhí)行水平方向攪動，在工作區(qū)執(zhí)行豎直方向攪動，其液體在帶孔金屬隔板與恒溫槽頂部之間形成豎直方向大環(huán)流；工作區(qū)側(cè)壁開孔，焊接有液體循環(huán)管道及恒溫液體輸出管道，所述的液體循環(huán)管道串聯(lián)一管道泵后，再與液體注入管道相連，液體注入管道則伸入調(diào)溫區(qū)；所述的恒溫液體輸出管道還與一抽液泵相連，抽液泵經(jīng)由恒溫液體輸出管道抽取恒溫液體供外部使用，用完后再回流至液體注入管道。
文檔編號G05D23/01GK101284250SQ20081011279
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者孟曉風(fēng), 張衛(wèi)軍, 明 楊 申請人:北京航空航天大學(xué)