CN102622010A

CN102622010A - 恒温循环装置

Info

Publication number: CN102622010A
Application number: CN2012101046821A
Authority: CN
Inventors: 徐月明
Original assignee: HANGZHOU XUTEMP TEMPTECH CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU XUTEMP TEMPTECH CO Ltd
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明公开了一种恒温循环装置，包括控制循环泵、加热和/或制冷装置的控制器，循环泵，恒温槽以及可开启与关闭的密封阀门，循环管道，开口应用系统或闭口应用系统；密封阀门设在恒温槽上，开口应用系统或闭口应用系统串接在循环管道上。本发明可解决如何使现有的恒温循环装置能够支撑开口和闭口应用系统的技术问题。

Description

恒温循环装置

技术领域

本发明的目的是提供一种恒温循环装置，该装置可应用与需要加热、冷却及精密恒温控制的实验室或者工业流程的场合。

背景技术

恒温循环装置作为外部加热、冷却及精密恒温控制的装置有着广泛的应用前景，应用领域包括分析仪器、激光、焊接与切割、注塑、蒸馏与冷凝、半导体工业、核工业、制药与化工等等。常规恒温循环装置通常只支持完全封闭的外部应用系统，如冷凝器、夹套反应釜等闭口应用系统。在恒温槽敞口的情况下，当恒温循环装置的循环液体通过循环泵流出时，由于外部系统完全密闭，等量的液体将回到装置内部，确保液体平衡。如图1所述，该恒温循环应用系统包括如虚线左侧恒温循环装置及虚线右侧的外部闭口应用系统，其中恒温循环装置包括控制器、恒温槽、加热器或蒸发器、温度传感器、循环泵以及外循环接口等；其中恒温槽周围由恒温槽保温材料包裹着进行保温，温度传感器、加热器或蒸发器可以安装在恒温槽的底部、侧面或上面。上述常规恒温循环装置当与外部开放的应用系统连接时，如开口容器，由于循环流出的液体与循环回来的液体始终存在差异，导致循环无法正常进行。以往解决这类问题的办法是恒温循环装置首先应同时装备压力泵与吸力泵，压力泵向外部输送液体，吸力泵则从外部将液体吸回来，即便如此，由于两个泵之间的流量始终存在差异，仍需要外部使用液位平衡装置来实现正常的运转。由于同时使用了吸力泵与液位平衡装置，系统成本增加、可靠性下降在所难免。

发明内容

本发明的目的是提供一种恒温循环装置，解决如何使现有的常规恒温循环装置能够支撑开口和闭口应用系统的技术问题。

恒温循环装置,包括控制循环泵、加热和/或制冷装置的控制器，循环泵，恒温槽，循环管道、开口应用系统、闭口应用系统、可开启与关闭的密封阀门；密封阀门设在恒温槽上，开口应用系统或闭口应用系统串接在循环管道上。

所述密封阀门活动固定在恒温槽上。

所述开口应用系统为一个与循环管道连接的开口容器。

所述开口容器为开口向上的适合盛装液体的容器。

所述容器为保温水槽或者水缸或者烧杯或者检定槽。

所述闭口应用系统为一个与循环管道连接的密闭容器。

所述密闭容器为玻璃冷凝器或者板式换热器或者夹套反应釜。

所述密闭容器为注塑机或者激光机或者分析仪器的换热部件。

所述密封阀门为具有安全阀的密封阀门。

密封阀门上设有可看到恒温槽内部环境的透明窗口。

本发明的有益效果是：由于在恒温槽上设有一个密封阀门，当恒温循环装置连接闭口应用系统时，则开启密封阀门而使恒温槽处于敞口状态，这样可作为常规的恒温循环装置连接外部闭口应用系统；当连接开口应用系统时，则关闭密封阀门而使恒温槽处于密闭状态，支持开口应用系统，从而实现恒温循环装置同时支持外部开口应用系统和闭口应用系统。另外，在密封阀门上设有安全阀及透明窗口，这样当连接外部闭口应用系统和关闭密封阀门时，安全阀可以释放内部形成的压力从而避免危险与意外伤害；透明窗口可方便液体流动与液位观察并在必要时及时处理。

附图说明

图1是常规恒温循环装置的结构示意图；

图2是具体实施例的恒温循环装置的结构示意图；

图中 1.控制器、2.恒温槽、3.密封阀门、4.加热器、5.保温材料、6.排液阀、7.温度传感器、8.制冷器、9.循环泵、10.外循环接口、11.循环管道、12.闭口应用系统、13.开口应用系统、14.液体传热介质。

具体实施方式

请参考图2，该恒温循环装置包括有控制器1、恒温槽2、密封阀门3、加热器4、保温材料5、排液阀6、温度传感器7、制冷器8、循环泵9、外循环接口10、循环管道11、闭口应用系统12或开口应用系统13以及液体传热介质14；其中控制器1分别连接加热器4、制冷器8、温度传感器7和循环泵9等并通过他们实现加热、冷却与恒温控制；恒温槽2的底部、侧面或上部安装有加热器4、制冷器8、温度传感器7、排液阀6并且存放有循环使用的液体传热介质14；密封阀门3安装在恒温槽2的顶端，循环泵9可以通过循环管道11连接或直接浸入恒温槽2，其出口一端通过内部循环管道11连接到恒温循环装置外循环接口10的出口，然后再通过外部循环管道连接开口应用系统13或闭口应用系统12。开口应用系统13或闭口应用系统12的另一端则通过外部循环管道11连通恒温循环装置外循环接口10的入口，然后再通过内部循环管道连接到恒温槽2，从而实现液体传热介质如纯净水、酒精、硅油等的往复循环。

控制器1能够控制循环泵6的开启和关闭；能够通过温度传感器7检测恒温槽2中液体传热介质14的温度，并根据设置的温度来控制加热系统如加热器4或制冷器8如压缩式制冷系统的压缩机的工作，从而实现循环加热、冷却或恒温。图中，位于外循环接口10位置虚线左侧部分为恒温循环装置，虚线右侧部分为应用系统，其中应用系统包括有开口应用系统13及闭口应用系统12。

恒温槽2是恒温循环装置的重要组成部分，首先它是一个可以完全密闭的容器，当关闭密封阀门3时，该恒温槽3是完全密闭的，可以承受至少1个大气压的压力。为了加热、冷却与恒温的需要，恒温槽2需要通过保温材料5进行保温；恒温槽2的底部、侧面或上部安装有加热器4、制冷器8、温度传感器7、排液阀6并且存放有循环使用的液体传热介质14；无论温度传感器7、加热器4或制冷器8，其感应、加热或冷却表面应位于预期可能达到的最低液面以下。排液阀6是为了方便恒温槽2的维护或应用中作为液体膨胀的排出口。

密封阀门3，可以是一个简单的阀门，也可以是一个可以密闭与完全移开的恒温槽2的盖板或盖板的一部分。密封阀门3的设计应考虑方便的开启和关闭，除了作为密封的用途以外，还应考虑液体的添加，传感器、加热器或制冷器的维护以及液位的观察等。为了安全，特载该密封阀门增加一个安全阀及透明窗口的功能，从而避免危险与意外伤害，方便液体流动与液位观察并在必要时及时处理。

循环泵9是恒温循环装置的核心零部件，他可以通过循环管道11连接或直接浸入恒温槽2，循环泵9在提供外部液体循环的同时，通过液体传热介质14的循环来实现加热、冷却以及温度的均匀分布。当将密封阀门3关闭的时候，恒温循环装置的恒温槽2、循环泵9以及与他们连接的排液阀6、外循环接口10和密封阀门3同时承受一定的压力，尤其是与循环泵9的出口连接的循环管道11和外循环接口10可能承受与循环泵9最大压头对应的超过1个大气压的压力，因此与液体传热介质14接触的所有零部件应能够承受至少2倍的最大压力而不泄漏。

外循环接口10，可以是宝塔形的软管接头，也可以是螺纹的管接头，还可以是卡箍式的快接接头。接口可以是直通的管接头，可以是带阀门的管接头，尤其是支持开口应用系统13循环时，应考虑如何避免外部循环管道11断开时液体传热介质14的漫溢。

循环管道11是任何可以承受压力、温度与化学侵蚀的软管或硬管，包括塑料的、金属的或其他复合型材料。所谓的承受温度，应考虑恒温循环装置工作时可以预期的液体传热介质14的最高温度和最低温度；所谓的承受压力，应同时考虑高于大气压的高压和低于大气压的负压；所谓的承受化学侵蚀，应考虑预期与恒温循环装置配套使用的液体传热介质14及其挥发物、氧化物或分解物接触的腐蚀性化学液体或气体。如果环境条件恶劣，应同时考虑恒温循环装置预期使用环境的温度、湿度和化学污染物的影响。

开口应用系统13，可以是任何一个预期与恒温循环装置连接的开口容器，如保温水槽、水缸、烧杯或者检定槽等。

闭口应用系统12，可以是任何一个预期与恒温循环装置连接的密闭管道、容器或设备与装置，如玻璃冷凝器、夹套玻璃反应釜、套管式或壳管式或板式冷凝器、分析仪器、激光器、焊接与切割机、注塑机等的换热部件。

当与开口应用系统13连接时，应将密封阀门3关闭，恒温槽2处于密闭状态。循环泵9的出口通过外循环接口10的出口与循环管道11直接与开口应用系统13连接，与开口应用系统13连接的另一根循环管道11通过外循环接口10的入口回到恒温槽2中。启动循环泵9以前，应首先将恒温循环装置与外部开口应用系统13通过合适的循环管道11连接并确保密封不泄漏，在恒温槽2中充满循环液体传热介质14至一定的槽体高度，同时在开口应用系统13中充入相同的液体传热介质14至预期的槽体高度，液体传热介质14的充装应考虑恒温循环装置工作时液体热胀冷缩对液位的影响。关闭恒温槽2的密封阀门3，通过控制器1启动循环泵9，恒温槽2中的液体传热介质14被吸入到循环泵9中并通过循环管道11输送到外部开口应用系统13中。由于恒温槽2的密封阀门3是密闭的，恒温槽2内形成的负压能够自动地将外部开口应用系统13中的液体传热介质14回收到密闭的恒温槽2中，从而形成等量循环，确保外部系统的液位平衡。密闭恒温槽2大小的设计应确保恒温槽2中可以存放足够的液体来交换循环管道11中的空气。恒温槽2和循环管道11的密封应确保在液体传热介质14循环形成的负压和循环泵出口最大压力条件下不存在泄漏，循环管道11还应确保在可预期的负压条件下不引起变形。由于该系统的最大压力差不超过1个大气压，因此对恒温槽2的密闭要求不会引起太多的成本增加。

当将恒温循环装置与完全封闭的闭口应用系统12连接时，使用时只需将恒温槽2的密封阀门2开启即可，切换十分方便。闭口应用时应考虑恒温槽2的大小应能够满足整个温度范围内操作时液体的热胀冷缩，避免漫溢的产生，必要时应辅以回收与释放液体传热介质14的膨胀容器。由于可以预见的错误使用或预期的设计应用，如为了解决液体传热介质14的高温挥发、沸腾或低温凝固等带来的应用问题，如果将恒温循环装置连接到闭口应用系统12而将恒温槽2的密封阀门3关闭时，高温或低温循环可能引起系统的压力过高或过低，安全阀的使用应确保在可以预见的错误使用或预期的设计应用时压力的变化不引起恒温循环装置的安全问题。

Claims

1.恒温循环装置,包括控制循环泵、加热和/或制冷装置的控制器，循环泵，恒温槽，循环管道以及闭口应用系统、其特征在于：还包括开口应用系统、可开启与关闭的密封阀门；密封阀门设在恒温槽上，开口应用系统或闭口应用系统串接在循环管道上。

2.依据权利要求1所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述密封阀门活动固定在恒温槽上。

3.依据权利要求1所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述开口应用系统为一个与循环管道连接的开口容器。

4.依据权利要求3所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述开口容器为开口向上的适合盛装液体的容器。

5.依据权利要求4所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述容器为保温水槽或者水缸或者烧杯或者检定槽。

6.依据权利要求1所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述闭口应用系统为一个与循环管道连接的密闭容器。

7.依据权利要求6所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述密闭容器为玻璃冷凝器或者板式换热器或者夹套反应釜。

8.依据权利要求6所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述密闭容器为注塑机或者激光机或者分析仪器的换热部件。

9.依据权利要求1所述的恒温循环装置, 其特征在于：所述密封阀门为具有安全阀的密封阀门。

10.依据权利要求1或9所述的恒温循环装置, 其特征在于：密封阀门上设有可看到恒温槽内部环境的透明窗口。