CN101063632A - 桶盖带导流循环控温装置的量热仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桶盖带导流循环控温装置的量热仪，它包括内桶、外桶以及设置于内桶和外桶顶部的桶盖，内桶置于外桶中，外桶的外侧壁与内侧壁之间形成装有介质的外桶腔体，内桶和外桶之间设有空气夹层，桶盖内设有一个或一个以上用于介质导流的盖导流腔或一个或一个以上的盖导流体，盖导流腔或盖导流体与循环供给装置形成导流循环控温装置，循环供给装置包括控温装置和驱动装置。本发明是一种能够保持桶盖以及外桶内温度恒定，给内桶创造出一个理想的外界环境的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，从而提高仪器适应恶劣环境的能力，提高了测试准确度。

Description

桶盖带导流循环控温装置的量热仪

技术领域

本发明主要涉及到煤炭、石油化工或电力行业中用来测定煤、油或其它发热物质发热量的测量仪器，特指一种桶盖带导流循环控温装置的量热仪。

背景技术

现有技术中，用来测定物质发热量的测量仪器一般都由内桶、外桶以及设置于内桶顶部的桶盖组成，其中内桶设置于外桶中；测试时，将测试样品的氧弹放置于内桶中，与点火电极相连，到规定的时间通电点火，让样品充分燃烧。为保证准确地测定物质的发热量，外桶温度必须保持恒定，当环境温度维持恒定不变，且外桶温度与环境温度保持一致时，该仪器测热体系的热容量应该确定的，从而可以获得准确性和再现性都不错的测试结果。但在大多数情况下，长期保证环境温度稳定是不现实的，环境温度的上升或下降会使外桶吸热或放热。由于吸热和放热性质不同，而且每次的激烈程度不确定，过程漫长，在此过程中，外桶温度发生极复杂的变化，仪器热容量也可能发生变化，导致测试结果准确性降低，再现性变差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够保持桶盖以及外桶内温度恒定，给内桶创造出一个理想的外界环境的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，从而提高仪器适应恶劣环境的能力，提高了测试准确度。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种桶盖带导流循环控温装置的量热仪，它包括内桶、外桶以及设置于内桶和外桶顶部的桶盖，内桶置于外桶中，外桶的外侧壁与内侧壁之间形成装有介质的外桶腔体，内桶和外桶之间设有空气夹层，其特征在于：所述桶盖内设有一个或一个以上用于介质导流的盖导流腔或一个或一个以上的盖导流体，盖导流腔或盖导流体与循环供给装置形成导流循环控温装置，循环供给装置包括控温装置和驱动装置。

所述盖导流腔上开设有一个或一个以上的盖导流腔口，盖导流腔的入口与盖介质入口相连，盖导流腔口与盖导流腔的入口导通。

所述盖导流腔口采用圆孔形、方孔型、缝形或蜂窝形。

所述一个或一个以上的盖导流体以桶盖中心为圆心，以等径或非等径圆弧状螺旋分布于盖腔体内，并与桶盖侧壁形成非封闭式的盖导流槽，盖导流体的起点位于盖介质入口的下方。

所述外桶腔体内设有一个或一个以上的用于介质导流的外桶导流腔或外桶导流体，外桶导流腔或外桶导流体与循环供给装置形成导流循环控温装置。

所述外桶内侧壁和外侧壁之间的外桶腔体中设有一个或一个以上的外桶导流腔，该外桶导流腔上开设有数个外桶导流腔口，外桶导流腔的入口与外桶介质入口相连，外桶导流腔口则与外桶导流腔的入口均导通。

所述外桶内侧壁和外侧壁之间的外桶腔体中设有一个或一个以上的外桶导流体，该外桶导流体以外桶中心为圆心，以等径或非等径圆弧状螺旋分布于外桶腔体内，并与外桶外侧壁或内侧壁形成非封闭式的外桶导流槽，外桶导流体的起点位于外桶介质入口下方。

所述驱动装置的出口端通过控温装置与桶盖相连通，驱动装置的入口端与外桶连通，桶盖与外桶保持连通，或者驱动装置的出口端通过控温装置分别与桶盖和外桶的入口端相连通，驱动装置的入口端分别与外桶和桶盖出口端连通。

所述循环供给装置还包括转换开关并在外桶上还开设有一介质出口，驱动装置与一介质入口相连。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，该控温装置能够利用桶盖导流腔或导流体设计配合循环供给装置，使桶盖以及循环供给装置形成一个循环系统，同时利用介质循环方式具有多样性和灵活性，介质可根据需要按一定方向循环，从而使整个循环系统温度恒定，有效地增强了桶盖内温度的稳定性，通过自流的特性也使循环系统各处的温度长期保持一致，减小外界环境温度对桶盖内以及整个循环系统中温度的影响，最终为内桶内恒定的工作环境创造了最佳的条件，提高了仪器适应恶劣环境的能力，缩短了测试时间。

2、本发明的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，在外桶腔体内同样也采用导流腔或导流体设计，同时配合循环供给装置，使具有一定温度的介质在外桶腔体内循环流动，且介质循环方式具有多样性和灵活性，介质可根据需要按一定方向循环，从而使整个循环系统温度恒定，有效地增强了外桶和桶盖内温度的稳定性，通过自流的特性也使循环系统内各处的温度长期保持一致，最终给内桶创造出一个理想的外界环境，使得测试结果准确度高、精度高，且再现性强，也使得本发明的量热仪适用范围更广，特殊工况下的对环境的适应能力更强。

3、本发明的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，在外桶与桶盖之间设有全密封层，并在空气夹层与桶盖之间设有半密封层，从而保证了该量热仪工作环境的稳定，也使工作环境的温度相对恒定，因此能够进一步提高量热仪的测量精度。

4、本发明的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，在内桶内设置有一波轮，并在波轮的上方设置有与其呈一定角度的叶片，通过该叶片的设置，可以扩大波轮搅拌的工作范围，特别是在深度方向上对整个内桶内的介质实施均匀搅拌；利用波轮在电机驱动下对内桶内的介质进行的搅拌作业，保证了内桶内各处的介质温度基本保持一致，不会出现在不同水位上介质温度不同的现象，从而提高了量热仪的测量精度，能够获得更为精确的测量值。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖视结构示意图；

图3是图1中B-B处的剖视结构示意图；

图4是图1中C向的结构示意图；

图5-1是本发明实施例1中导流腔截面实例1的示意图；

图5-2是本发明实施例1中导流腔截面实例2的示意图；

图5-3是本发明实施例1中导流腔截面实例3的示意图；

图5-4是本发明实施例1中导流腔截面实例4的示意图；

图5-5是本发明实施例1中导流腔截面实例5的示意图；

图5-6是本发明实施例1中导流腔截面实例6的示意图；

图6是本发明实施例2的结构示意图；

图7是图6中D-D处的剖视结构示意图；

图8是图6中E-E处的剖视结构示意图；

图9是本发明实施例3的结构示意图；

图10是图9中F-F处的剖视结构示意图；

图11是图9中G-G处的剖视结构示意图；

图12是图6和图9中H向的结构示意图；

图13-1是本发明实施例2和实施例3中导流体截面实例1示意图；

图13-2是本发明实施例2和实施例3中导流体截面实例1示意图；

图13-3是本发明实施例2和实施例3中导流体截面实例1示意图；

图13-4是本发明实施例2和实施例3中导流体截面实例1示意图；

图13-5是本发明实施例2和实施例3中导流体截面实例1示意图；

图13-6是本发明实施例2和实施例3中导流体截面实例1示意图；

图14是本发明搅拌装置结构示意图。

图例说明

1、内桶              2、外桶              21、内侧壁

22、外侧壁           23、外桶腔体         201、外桶介质入口

202、外桶介质出口    3、桶盖              31、盖导流腔

32、盖导流腔口       33、盖导流体         34、盖导流槽

301、盖腔体          302、盖介质入口      303、盖介质出口

4、空气夹层          5、外桶导流腔        51、外桶导流腔口

53、外桶导流体       54、外桶导流槽       6、循环供给装置

61、驱动装置         62、控温装置         63、转换开关

64、介质补入口       7、全密封层          8、半密封层

9、外桶测温探头      10、内桶测温探头     11、介质排放口

12、叶片             13、波轮             14、电机

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，它包括内桶1、外桶2以及设置于内桶1和外桶2顶部的桶盖3，内桶1置于外桶2中，外桶2的内侧壁21与外侧壁22之间形成装有介质的外桶腔体23，内桶1和外桶2之间设有空气夹层4，桶盖3内设有一个或一个以上的用于介质导流的盖导流腔31或盖导流体33，它们与循环供给装置6形成导流循环控温装置，循环供给装置6包括控温装置62和驱动装置61。一种方式下，驱动装置61的出口端通过控温装置62与桶盖3相连通，驱动装置61的入口端与外桶2连通，桶盖3与外桶2保持连通，这样外桶2和桶盖3形成一个完整的循环系统，循环供给装置6对整个循环系统进行控制。另一种方式下，驱动装置61的出口端通过控温装置62分别与桶盖3和外桶2的入口端相连通，驱动装置61的入口端分别与外桶2和桶盖3出口端连通，这样的话，桶盖3和外桶2分别与循环供给装置6形成各自独立的循环水系，循环供给装置6分别对桶盖3和外桶2进行控制。利用循环供给装置6中的控温装置62，可以使循环系统中介质的温度保持在一定的恒定范围内，同时桶盖3的导流设计使桶盖3内的介质具备循环流动性，产生一定的搅拌效果，最终使得桶盖3介质温度均恒，测试结果准确度高、精度高，且再现性强。在较佳实施例中，可以在外桶腔体23内也设有一个或一个以上的用于介质导流的外桶导流腔5或外桶导流体53，从而使外桶2内的介质也产生一定的自流循环，通过控温装置62对介质的控制使外桶2内也能保持在恒温的范围内，同时为内桶1创造一个最佳的测试环境。在较佳的实施例中，循环供给装置6进一步包括转换开关63并在外桶2上还开设有一介质出口11，驱动装置61与一介质入口64相连，当外桶2内需要补充介质时，则打开转换开关63，切断循环系统使新介质从介质入口64输入。外桶2与桶盖3之间设有全密封层7，空气夹层4与桶盖3之间设有半密封层8，从而保证了该量热仪工作环境的稳定，也使内桶1和外桶2内的工作环境温度相对恒定，因此提高了量热仪的测量精度。在内桶1内设有内桶测温探头10，外桶腔体23内设有外桶测温探头9，通过内桶测温探头10和外桶测温探头9可以对工作环境的温度进行监测，进而做出相应的调整。参见图14，本发明进一步在内桶1内设置有一波轮13，该波轮13与电机14相连。该波轮13的上方装设有叶片12，该叶片12与波轮13呈一定角度α，该α可以为90度，即波轮13与叶片12垂直。同时α也可以满足以下关系式：D＞l+2Lcosα；其中D为内桶1的直径，l与波轮13的水平长。在这个较佳的范围内，波轮13和叶片12的组合所产生的效果最佳。该波轮13通过电机14的带动能够对内桶1内的介质产生搅拌的作用，保证了内桶1内各处的介质温度保持一致，不会出现在不同水位上介质温度不同的现象，从而提高了量热仪的测量精度，能够获得更为精确的测量值。同时，为了满足波轮13对不同桶高和介质深度的工作，当内桶1的高度值与叶片12垂直高度值之比为2～6时，波轮13和叶片12的组合能够对内桶1内所有的介质进行充分的均匀搅拌，达到较佳的效果。

其中，盖导流腔31或盖导流体33和外桶导流腔5或外桶导流体53有很多种布置方式，以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：如图1、图2和图4所示，在桶盖3中设有一个或一个以上的盖导流腔31，该盖导流腔31上开设有数个盖导流腔口32；盖导流腔31的入口与盖介质入口302相连，盖导流腔口32则与盖导流腔31的入口均导通。介质可由盖导流腔口32向盖腔体301内喷射，由喷射介质推动盖腔体301内的介质不断向前推进，进而形成介质的自流搅拌，达到盖腔体301内各处的温度趋于一致的效果。其中盖导流腔口32可以根据喷射的具体需要采用圆孔形、缝形或其它不规则形状，另外还可通过改变盖导流腔口32与桶盖3上平面所成的α1角和与X轴所成的β角来确定不同的喷射方向。不同的形状、不同的口径和不同的方向将会形成不同速度、不同方向以及不同搅拌效果的喷射介质。另外，参见图5-1至图5-6所示，还可根据盖腔体301的形状、大小和高度选择合适的盖导流腔31的高度H和外形，如截面为扇形、圆形、椭圆形、正方形、长方形、多边形、三角形等，使介质通过导流后的循环效果更佳，保证了桶盖3内各处的介质温度基本保持一致，不会出现在不同位置上介质温度不同的现象，提高了内桶1环境温度的稳定性，从而提高了量热仪的测量精度，能够获得更为精确的测量值。如图3所示，在外桶2中设有一个或一个以上的外桶导流腔5，该外桶导流腔5上开设有数个外桶导流腔口51；外桶导流腔5的入口与外桶介质入口201相连，外桶导流腔口51则与外桶导流腔5的入口均导通。在本实施例中，外桶导流腔5与盖导流腔31布置方式基本一致，使外桶腔体23内的介质形成自流搅拌，达到外桶腔体23内各处的温度趋于一致的效果。与盖导流腔31相连的盖介质入口302与循环供给装置6中驱动装置61的出口端相连，盖腔体301中的盖介质出口303与外桶2中与外桶导流腔5相连的外桶介质入口201相连，外桶腔体23中的外桶介质出口202与循环供给装置6中驱动装置61的进口端相连。测试时，可先在内桶1内装好一定容量的介质，外桶2内同样装好介质，然后开启驱动装置61和控温装置62，使介质加热控制到预定的温度后流入桶盖3内的盖腔体301中，盖腔体301中的盖导流腔31的介质喷射设计，使桶盖3内的介质具有搅拌性，同理，在外桶腔体23中，介质也具有搅拌性，这样的话能够使外桶腔体23和桶盖3内的介质温度均匀保持恒定。最后将测试样品的氧弹放置于内桶1中，与点火电极相连，到规定的时间通电点火，让样品充分燃烧。介质在外桶导流腔5、外桶腔体23和盖导流腔31、桶盖3以及循环供给装置6形成的循环系统中，不但能保持外桶腔体23内的介质温度恒定，还能保持桶盖3内介质温度恒定。如果循环系统中需要补充介质，则打开转换开关63，切断循环系统，使新介质从介质入口64进入。如果需要将外桶腔体23内的介质放出，则可通过外桶2的介质出口11将介质放出。

实施例2：如图6、图7、图9、图10和图12所示，在桶盖3中设有一个或一个以上的盖导流体33，该盖导流体33以桶盖3中心为圆心，以等径或非等径圆弧状螺旋分布于盖腔体301内，并与桶盖3侧壁形成非封闭式的盖导流槽34；盖导流体33的起点位于盖介质入口302下方。介质由盖介质入口302进入盖腔体301内，在盖导流体33的导流约束作用下部分介质会顺着盖导流槽34流动，进而带动其它介质按一定的方向流动，形成介质的自流搅拌，达到盖腔体301内各处的温度趋于一致的效果。其中盖导流体33可以根据需要改变其与桶盖3上平面所成的α2角来确定不同的导流方向，而不同的螺旋角度、位置和不同的导流方向将会形成不同速度、不同方向以及不同搅拌效果的导流介质。另外，参见图13-1至图13-6所示，还可根据盖腔体301的形状、大小和高度选择合适的盖导流体33的导流行程和外形，如截面为长方形、圆形、椭圆形、正方形、多边形、三角形、梯形等，使介质通过导流后的循环效果更佳，保证了桶盖3内各处的介质温度基本保持一致，不会出现在不同位置上介质温度不同的现象，提高了内桶1环境温度的稳定性，从而提高了量热仪的测量精度，能够获得更为精确的测量值。如图8和图11所示，在外桶腔体23中设有一个或一个以上的外桶导流体53，该外桶导流体53以外桶2中心为圆心，以等径或非等径圆弧状螺旋分布于外桶腔体23内，并与外桶外侧壁22或内侧壁21形成非封闭式的外桶导流槽54；外桶导流体53的起点位于外桶介质入口201下方。在本实施例中，外桶导流体53与盖导流体33布置方式基本一致，使外桶腔体23内的介质形成自流搅拌，达到外桶腔体23内各处的温度趋于一致的效果。盖介质入口302与循环供给装置6中驱动装置61的出口端相连，盖腔体301中的盖介质出口303与外桶2中的外桶介质入口201相连，外桶腔体23中的外桶介质出口202与循环供给装置6中驱动装置61的进口端相连。测试时，可先在内桶1内装好一定容量的介质，外桶2内同样装好介质，然后开启驱动装置61和控温装置62，使介质加热控制到预定的温度后流入桶盖3内的盖腔体301中，盖腔体301中的盖导流体33的盖导流槽34设计，使桶盖3内的介质具有搅拌性，同理，在外桶腔体23中，介质也具有搅拌性，这样的话能够使外桶腔体23和桶盖3内的介质温度均匀保持恒定。最后将测试样品的氧弹放置于内桶1中，与点火电极相连，到规定的时间通电点火，让样品充分燃烧。介质在外桶导流体53、外桶腔体23和盖导流体33、桶盖3以及循环供给装置6形成的循环系统中，不但能保持外桶腔体23内的介质温度恒定，还能保持桶盖3内介质温度恒定。如果循环系统中需要补充介质，则打开转换开关63，切断循环系统，使新介质从介质入口64进入。如果需要将外桶腔体23内的介质放出，则可通过外桶2的介质出口11将介质放出。

综上所述，本发明中盖导流腔31或盖导流体33和外桶导流腔5或外桶导流体53的布置方式可以根据实际需要选择合适的种类进行组合排列，因此在本发明保护内的布置方式是多种多样的，并不局限于本发明实施例中的这几种有限的布置方式。而且，外桶2和桶盖3作为内桶1外环境的整体单元，在较佳的实施例中，可以将数个这种整体单元以阵列的方式依次相互嵌套形成一个较佳的方案，为提高仪器测试精度提供保障。

Claims (10)

1、一种桶盖带导流循环控温装置的量热仪，它包括内桶(1)、外桶(2)以及设置于内桶(1)和外桶(2)顶部的桶盖(3)，内桶(1)置于外桶(2)中，外桶(2)的外侧壁(22)与内侧壁(21)之间形成装有介质的外桶腔体(23)，内桶(1)和外桶(2)之间设有空气夹层(4)，其特征在于：所述桶盖(3)内设有一个或一个以上用于介质导流的盖导流腔(31)或一个或一个以上的盖导流体(33)，盖导流腔(31)或盖导流体(33)与循环供给装置(6)形成导流循环控温装置，循环供给装置(6)包括控温装置(62)和驱动装置(61)。

2、根据权利要求1所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述盖导流腔(31)上开设有一个或一个以上的盖导流腔口(32)，盖导流腔(31)的入口与盖介质入口(302)相连，盖导流腔口(32)与盖导流腔(31)的入口导通。

3、根据权利要求2所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述盖导流腔口(32)采用圆孔形、方孔型、缝形或蜂窝形。

4、根据权利要求1所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述一个或一个以上的盖导流体(33)以桶盖(3)中心为圆心，以等径或非等径圆弧状螺旋分布于盖腔体(301)内，并与桶盖(3)侧壁形成非封闭式的盖导流槽(34)，盖导流体(33)的起点位于盖介质入口(302)的下方。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述外桶腔体(23)内设有一个或一个以上的用于介质导流的外桶导流腔(5)或外桶导流体(53)，外桶导流腔(5)或外桶导流体(53)与循环供给装置(6)形成导流循环控温装置。

6、根据权利要求5所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述外桶内侧壁(21)和外侧壁(22)之间的外桶腔体(23)中设有一个或一个以上的外桶导流腔(5)，该外桶导流腔(5)上开设有数个外桶导流腔口(51)，外桶导流腔(5)的入口与外桶介质入口(201)相连，外桶导流腔口(51)则与外桶导流腔(5)的入口均导通。

7、根据权利要求5所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述外桶内侧壁(21)和外侧壁(22)之间的外桶腔体(23)中设有一个或一个以上的外桶导流体(53)，该外桶导流体(53)以外桶(2)中心为圆心，以等径或非等径圆弧状螺旋分布于外桶腔体(23)内，并与外桶外侧壁(22)或内侧壁(21)形成非封闭式的外桶导流槽(54)，外桶导流体(53)的起点位于外桶介质入口(201)下方。

8、根据权利要求1或2或3或4所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述驱动装置(61)的出口端通过控温装置(62)与桶盖(3)相连通，驱动装置(61)的入口端与外桶(2)连通，桶盖(3)与外桶(2)保持连通，或者驱动装置(61)的出口端通过控温装置(62)分别与桶盖(3)和外桶(2)的入口端相连通，驱动装置(61)的入口端分别与外桶(2)和桶盖(3)出口端连通。

9、根据权利要求5所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述驱动装置(61)的出口端通过控温装置(62)与桶盖(3)相连通，驱动装置(61)的入口端与外桶(2)连通，桶盖(3)与外桶(2)保持连通，或者驱动装置(61)的出口端通过控温装置(62)分别与桶盖(3)和外桶(2)的入口端相连通，驱动装置(61)的入口端分别与外桶(2)和桶盖(3)出口端连通。

10、根据权利要求8所述的桶盖带导流循环控温装置的量热仪，其特征在于：所述循环供给装置(6)还包括转换开关(63)并在外桶(2)上还开设有一介质出口(11)，驱动装置(61)与一介质入口(64)相连。

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