CN102854216A - 一种恒温式量热仪及其外筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温式量热仪的外筒，包括：金属外筒；金属管，金属管的进口从金属外筒的底部环绕至顶部，并穿过金属外筒的金属壳，进入金属外筒内部从上环绕到底部，从底部穿过金属外筒的金属壳出来；控温装置，控温装置的进水端与金属管的出水端相连通，控温装置的出水端与金属管的进水端相连通。上述外筒的金属管与控温装置连接，形成一个水循环回路，通过控温装置将金属管恒温，由于金属管均匀地环绕在金属外筒的内壁和外壁上，所以受控的金属管温度良好且均匀地传递到金属外筒上，这样，外筒就实现了均匀的恒温定温功能。采用这种结构有效的提高了恒温式量热仪测量结果的稳定性。本发明还提供了一种具有上述外筒的恒温式量热仪。

Description

一种恒温式量热仪及其外筒

技术领域

本发明涉及恒温式量热仪技术领域，特别是涉及一种恒温式量热仪的外筒，此外，本发明还涉及一种包括上述外筒的恒温式量热仪。 

背景技术

目前，国内外使用的量热仪主要是恒温式量热仪。恒温式量热仪普遍采用内外筒的结构形式，通过外筒控温或外筒大水量定温（控温或定温的部分包含筒盖），达到恒温式量热仪所要求的一个内筒恒温环境，使内筒不受外部大环境的影响，给内筒创造一个恒温环境。 

现在大多数恒温式量热仪外筒（含筒盖）都是腔体结构。外筒腔体是内壁和外壁连成一体，焊接成封闭的“凹”字形结构，筒盖是独立的很扁的“口”字形结构（有部分恒温式量热仪没有该结构的筒盖），然后在“凹”字形的腔体内充满水，使用不同方法实现“凹”字形的腔体内水温恒定均匀。内筒放置在外筒腔体的内壁内，一般隔着空气夹层。上面盖上一个同水温的筒盖。内筒被封闭在“凹”字形的外筒和“口”字形的筒盖中。这样，外筒、内筒和筒盖共同组成量热仪的内外筒结构。现代自动量热仪，内筒一般有若干条管道，需要穿透外筒，进行自动进水和放水，所以“凹”字形外筒还要有若干个穿透的孔，存在水密封问题。因此，量热仪的外筒设计比较复杂，要求也比较高。 

一部分恒温式量热仪是将外筒腔体结构设计的足够大，装足够多的水。这种量热仪外筒内的水一般不流动。当内筒或外部环境温度变化时，由于外筒水量大，水温能够保持相对的恒定，这样来达到恒温式量热仪要求的一个内筒恒温环境。 

另一部分恒温式量热仪将外筒腔体结构设计的比较小。腔体一般有入水端、出水端和溢流口，外面连接循环装置、加热装置、制冷装 置，再加上控制装置，构成一个控温系统，通过控温来实现恒温式量热仪要求的一个内筒恒温环境。 

现有的恒温式量热仪外筒（含筒盖）腔体结构，一部分是大腔体结构，一部分是小腔体结构。 

大腔体结构的恒温式量热仪，外筒水量一般达到15升以上，整体比较大，比较笨重，一般用于中低档量热仪中。同时，外筒水由于不流动，在受到外界大环境影响下，外筒温度的稳定性和均匀性难以保证；其次，随着内筒试验不停进行，外筒水温也不可避免的缓慢上升，因此，这种量热仪一般不能进行连续不停试验。 

鉴于大体积外筒的各种缺点，在现有技术中还有一部分量热仪使用了小体积外筒，即将“凹”字形结构的腔体体积改小，但是，改小后的外筒腔体水量少，因为静止的水是不良的热导体，所以为了保证外筒水温度的稳定性和均匀性，必须将外筒的水快速的流动起来，因此，小体积的外筒一般都设置有一个复杂的水流引导装置来使外筒内的水流动，该装置一般是使用管路结构放置在外筒腔体内，将管与筒串联，通过外力使水从管内流出，从而推动筒内的水流动，起到搅拌的作用，但是，这种装置，一方面致使小体积的外筒结构复杂，增加了密封的难度，另一方面装置自身也存在水流阻碍，在长期的使用中积累污垢，造成水流故障，最终也会导致量热仪的测量结果不稳定。 

另外，由于量热仪自动化的要求，内筒一般有若干条管道穿透外筒，进行自动的进水和放水，所以外筒腔体内还会有若干个穿透的孔，导致腔体的结构复杂，造成水流不畅，从而致使外筒的水温不均匀。 

因此，如何使恒温式量热仪的外筒具有较小的体积和简单的结构，并且能够保证温度的均匀性和稳定性，从而有效提高量热仪测量结果的稳定性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种恒温式量热仪的外筒，该外筒具有较小 的体积和简单的结构，并且能够保证温度的均匀性和稳定性，从而有效提高量热仪测量结果的稳定性。 

本发明的另一目的是提供一种包括上述外筒的恒温式量热仪。 

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案： 

一种外筒，包括： 

金属外筒； 

金属管，所述金属管的进口从所述金属外筒的底部环绕至顶部，并穿过所述金属外筒的金属壳，进入所述金属外筒内部从上环绕到底部，从底部穿过所述金属外筒的金属壳出来； 

控温装置，所述控温装置的进水端与所述金属的出水端相连通，所述控温装置的出水端与所述金属管的进水端相连通。 

优选的，上述外筒中，所述金属管盘绕于所述金属外筒的内外表面和所述金属外筒的筒盖上。 

优选的，上述外筒中，所述金属管以横向螺旋方式或纵向波纹方式盘绕在所述金属外筒的内壁和外壁上。 

优选的，上述外筒中，所述金属管紧贴或焊接在所述金属外筒的内壁和外壁上。 

优选的，上述外筒中，所述控温装置包括： 

与所述金属管的进水端相连的制冷装置； 

与所述制冷装置相连的加热装置，所述加热装置与所述金属管的进水端之间设置有制冷装置; 

设置于所述加热装置和所述金属管的出水端之间的水泵。 

优选的，上述外筒中，所述控温装置还包括设置于制冷装置内，并用于检测水温的温度探头； 

控制器，所述控制器在所述温度探头检测的温度低于预设目标温度时，控制所述加热装置工作，在所述温度探头检测的温度高于预设目标温度时，控制所述制冷装置工作。 

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的外筒，金属管与控温 装置连接，形成一个水循环回路，通过控温装置将金属管恒温，由于金属管均匀地环绕在金属外筒的内壁和外壁上，所以受控的金属管温度良好且均匀地传递到金属外筒上，这样，外筒就实现了均匀的恒温定温功能。本发明采用这种结构有效的提高了恒温式量热仪测量结果的稳定性。 

本发明还提供一种恒温式量热仪，包括： 

外筒； 

设置于外筒内部的内筒， 

所述外筒为如上所述的外筒。 

优选的，上述恒温式量热仪，还包括隔热环，所述隔热环设置于所述内筒和所述外筒之间。 

优选的，上述恒温式量热仪，还包括密封环，所述密封环设置于所述金属外筒与金属外筒的筒盖之间。 

优选的，上述恒温式量热仪，还包括补水开关阀，所述补水开关阀分别与所述金属管、所述控温装置的水泵和补水容器相连通。 

由于上述外筒具有上述效果，具有上述外筒的恒温式量热仪也具有同样的效果，另外恒温式量热仪所包括的隔热环和密封环为内筒提供了一个更加严密的保温空间，更加有效的保证了外筒所构造的恒温环境的稳定性，补水装置保证了水量的充分性，有效促进金属管所提供温度的稳定性，同样保证了内筒恒温环境的稳定性，进而，有效提高了恒温式量热仪测量结果的稳定性。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明中恒温式量热仪的结构示意图； 

图2为本发明中恒温式量热仪的外筒的工作原理示意图。 

具体实施方式

本发明的核心是提供一种恒温式量热仪及其外筒，使恒温式量热仪的外筒具有较小的体积和简单的结构，并且能够保证温度的均匀性和稳定性，从而有效提高量热仪测量结果的稳定性。 

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

请结合图1和图2，图1为本发明中恒温式量热仪的结构示意图；图2为本发明中恒温式量热仪的外筒的工作原理示意图。 

本发明实施例提供的外筒，包括金属外筒301、金属管2和控温装置12。其中，金属外筒301热传导良好，金属管2的进口从金属外筒301的底部环绕至顶部，并穿过金属外筒301的金属壳，进入金属外筒301内部从上环绕到底部，从底部穿过金属外筒301的金属壳出来，保证金属管2对金属外筒传热的均匀性。控温装置12的进水端与金属管2的出水端202相连通，控温装置12的出水端与金属管2的进水端201相连通。 

本发明实施例提供的外筒，金属管2与控温装置12连接，形成一个水循环回路，通过控温装置12将金属管2恒温，由于金属管2均匀地环绕在金属外筒301的内壁和外壁上，所以受控的金属管2温度良好且均匀地传递到金属外筒301上，这样，外筒就实现了均匀的恒温定温功能。本发明采用这种结构有效的提高了恒温式量热仪测量结果的稳定性。 

在本发明的一具体实施例中，金属管2盘绕于金属外筒301的内外表面和金属外筒301的筒盖5上。金属外筒301的筒盖5由于金属 管2的作用，共同构成了一个温度均匀稳定的空间，为恒温式量热仪提供了一个稳定的测量环境，保证了恒温式量热仪测量结果的稳定性。 

为了更有效的实现本发明的目的，优选的，金属管2以横向螺旋方式或纵向波纹方式盘绕在金属外筒301的内壁和外壁上。金属管2可以紧贴或焊接在金属外筒301的内壁和外壁上，将金属管2与金属外筒301连接成无间隙的整体的这种方式有利于金属管2与金属外筒301之间的热传导，有效提高了控温装置12对金属外筒301的温度控制，为恒温式量热仪所需恒温环境起到促进作用，更有效的保证并提高了恒温式量热仪测量结果的稳定性。 

本发明的一具体实施例中，控温装置12包括制冷装置8、加热装置9、水泵10和控制器，其中，在制冷装置8内部设置有温度探头。 

上述结构中制冷装置8与金属管2的进水端201相连，加热装置9与制冷装置8相连并设置于金属管2的进水端201与制冷装置8之间，水泵10设置于加热装置9和金属管2的出水端202之间，设置于制冷装置8内部的温度探头，用于检测流通于金属管2中的水的温度，控制器在温度探头检测的温度低于预设目标温度时，控制加热装置9工作，在温度探头检测的温度高于预设目标温度时，控制制冷装置8工作。 

恒温式量热仪的外筒结构中的循环水路，从水泵10开始，引管到加热装置9，加热装置9由电路控制加热功率，从加热装置9引管到制冷装置8，制冷装置8受电路控制制冷功率，同时制冷装置8中装有温度探头，从制冷装置8引管到金属管2的进水端201，通过金属管2的出水端202引回水泵10。 

在控温装置12运行过程中，通过制冷装置8中的温度探头所探测到温度与目标温度之间的差值和温度曲线的走向，来控制制冷装置8和加热装置9的功率匹配，使整个循环水路始终靠近目标温度，达到温度稳定的目的，根据水和金属管2温度同步一致，而金属管2温度能够迅速传给金属外筒301，使金属外筒301的温度也与水路的目标温度接近，这样就可以控制整个恒温式量热仪外筒的温度，保证了 温度的均匀性和稳定性。 

本发明的实施例还提供了一种恒温式量热仪，包括外筒3和内筒1。其中，内筒1设置于外筒3的内部，而外筒3为上述任意一项实施例所提供的外筒。该恒温式量热仪由于具有上述外筒，因此兼具上述外筒的所有技术效果，在此不再赘述。 

本发明的实施例中的恒温式量热仪，还可包括隔热环7和密封环6，其中，隔热环7设置于内筒1和外筒3之间，密封环6设置于金属外筒301与金属外筒301的筒盖5之间。 

隔热环7和密封环6为恒温式量热仪的内筒1提供了一个更加密闭的环境，有利于内筒1温度的保持，保障了内筒1所处温度环境的稳定性，从而有效提高了恒温式量热仪测量结果的稳定性。 

本发明的一具体实施例中，恒温式量热仪还可包括补水开关阀11其中，补水开关阀11分别与金属管2、控温装置12的水泵10和补水容器相连通。 

补水装置保证了水量的充分性，有效促进金属管所提供温度的稳定性，同样保证了内筒恒温环境的稳定性，进而，有效提高了恒温式量热仪测量结果的稳定性。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (10)

1.一种外筒，其特征在于，包括：

金属外筒（301）；

金属管（2），所述金属管（2）的进口从所述金属外筒（301）的底部环绕至顶部，并穿过所述金属外筒（301）的金属壳，进入所述金属外筒（301）内部从上环绕到底部，从底部穿过所述金属外筒（301）的金属壳出来；

控温装置（12），所述控温装置（12）的进水端与所述金属管（2）的出水端（202）相连通，所述控温装置（12）的出水端与所述金属管（2）的进水端（201）相连通。

2.根据权利要求1所述的外筒，其特征在于，所述金属管（2）盘绕于所述金属外筒（301）的内外表面和所述金属外筒（301）的筒盖（5）上。

3.根据权利要求1所述的外筒，其特征在于，所述金属管（2）以横向螺旋方式或纵向波纹方式盘绕在所述金属外筒（301）的内壁和外壁上。

4.根据权利要求1所述的外筒，其特征在于，所述金属管（2）紧贴或焊接在所述金属外筒（301）的内壁和外壁上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的外筒，其特征在于，所述控温装置（12）包括：

与所述金属管（2）的进水端（201）相连的制冷装置（8）；

与所述制冷装置（8）相连的加热装置（9），所述加热装置（9）与所述金属管（2）的进水端（201）之间设置有制冷装置（8）;

设置于所述加热装置（9）和所述金属管（2）的出水端（202）之间的水泵（10）。

6.根据权利要求5所述的外筒，其特征在于，所述控温装置（12）还包括设置于制冷装置（8）内，并用于检测水温的温度探头；

控制器，所述控制器在所述温度探头检测的温度低于预设目标温度时，控制所述加热装置（9）工作，在所述温度探头检测的温度高于预设目标温度时，控制所述制冷装置（8）工作。

7.一种恒温式量热仪，包括：

外筒（3）；

设置于外筒（3）内部的内筒（1），

其特征在于，所述外筒（3）为如权利要求1-6任一项所述的外筒。

8.根据权利要求7所述的恒温式量热仪，其特征在于，还包括隔热环（7），所述隔热环（7）设置于所述内筒（1）和所述外筒（3）之间。

9.根据权利要求7所述的恒温式量热仪，其特征在于，还包括密封环（6），所述密封环（6）设置于所述金属外筒（301）与金属外筒（301）的筒盖（5）之间。

10.根据权利要求7所述的恒温式量热仪，其特征在于，还包括补水开关阀（11），所述补水开关阀（11）分别与所述金属管（2）、所述控温装置（12）的水泵（10）和补水容器相连通。

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