CN116447759B - 一种流体加热器及流体温控设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流体加热技术领域，具体涉及一种流体加热器及流体温控设备。流体加热器包括流体容纳槽、加热组件、搅拌组件、供水管、导水管、集水盒和控制器；流体容纳槽设有第一温度传感器；供水管设有第二温度传感器；导水管设于流体容纳槽的底部的边缘，导水管的一端贯穿流体容纳槽的底壁，导水管的另一端贯穿流体容纳槽的侧壁；供水管与导水管的下端连通，集水盒与导水管的上端连通；当流体容纳槽中的流体过热时，控制器根据流体容纳槽中的流体量、流体比热容、第一温度传感器和第二温度传感器检测到的温度来计算冷却水用量，其结构简单，大大提高了流体温度控制的精度。
Description
技术领域
本发明涉及流体加热技术领域，具体而言，涉及一种流体加热器及流体温控设备。
背景技术
传统的流体加热方式的精度比较低，温控波动范围较大，达不到高精度控制的要求，对流体进行加热时，流体的温度控制效果不好，温度波动大，调节波动也大，这导致流体的温度总是处于较大幅度的波动状态，在众多工业应用领域当中都受到了很大的局限。而现有的一些用于提高流体温度控制精度的方式成本较高，同时也无法实现对流体温度的快速精准调控，特别是在温度超过了温控范围上限时无法快速使流体温度回归正常范围并稳定下来。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种流体加热器，其结构简单，大大提高了流体温度控制的精度，当流体温度超过控制上限时，也能够快速且精准地使流体温度回归设定范围，且调节时间段，流体温度波动小，明显优化了对流体温控效果，使得对流体的温度控制更加精细且更加精准。
本发明的第二个目的在于提供一种流体温控设备，其大大提高了流体温度控制的精度，当流体温度超过控制上限时，也能够快速且精准地使流体温度回归设定范围，且调节时间段，流体温度波动小，明显优化了对流体温控效果，使得对流体的温度控制更加精细且更加精准。
本发明的实施例是这样实现的：
一种流体加热器，其包括：流体容纳槽、加热组件、搅拌组件和控温组件；控温组件包括供水管、导水管、集水盒和控制器；
流体容纳槽设有用于监测其中流体的温度的第一温度传感器；供水管设有计量泵和用于监测冷却水的温度的第二温度传感器，第一温度传感器、第二温度传感器和计量泵均与控制器电性连接；
导水管设于流体容纳槽的底部的边缘，导水管的一端贯穿流体容纳槽的底壁，导水管的另一端贯穿流体容纳槽的侧壁；导水管位于流体容纳槽内部的部分由导热材料制成，其余部分由隔热材料制成；
供水管与导水管的下端连通，集水盒与导水管的上端连通；
当流体容纳槽中的流体过热时，控制器根据流体容纳槽中的流体量、流体比热容、第一温度传感器和第二温度传感器检测到的温度来计算冷却水用量，并控制计量泵使对应量的冷却水通过导水管，以对流体容纳槽中的流体进行降温。
进一步的，导水管中设置有第三温度传感器，第三温度传感器位于导水管在流体容纳槽内部的部分的上半段，第三温度传感器与控制器电性连接；
当流体容纳槽中的流体过热时，控制器用于控制计量泵的流量，以使第一温度传感器检测到的温度与第三传感器检测到的温度的差值位于预设温差范围内。
进一步的，控温组件还包括：第一活塞、软管、气室和气压调控器；
气室固定安装于流体容纳槽的底部，气压调控器设于气室以用于调节气室内部的气压；导水管的下端与气室连通，供水管延伸至气室当中；第一活塞可滑动地设于导水管当中；软管位于气室当中，软管的一端与供水管连通，另一端从导水管的下端穿入导水管并贯穿第一活塞，且软管靠近第一活塞的一端端部设置有瓣膜；供水管和导水管之间由软管实现连通；
气压调控器与控制器电性连接，控制器能够通过控制气压调控器，完成以下操作：对气室增压使第一活塞运动至导水管的上端，以及对气室减压使第一活塞运动至导水管的下端。
进一步的，控温组件还包括：第二活塞；
第二活塞可滑动地配合于导水管并与第一活塞间隔设置，第二活塞位于第一活塞靠近导水管下端的一侧，软管贯穿第二活塞并延伸至第一活塞；其中，软管在第一活塞和第二活塞之间的部分做硬化处理。
进一步的，软管靠近第二活塞的位置固定连接有定位环，定位环套设于软管，且定位环位于第二活塞靠近导水管下端的一侧；定位环和导水管的关闭之间连接有弹性件；
其中，当第一活塞运动至导水管的上端时，弹性件被弹性拉伸，当第一活塞运动至导水管的下端时，弹性件弹性复原。
进一步的，软管由柔性低弹性材料制成。
一种流体温控设备，其包括：上述的流体加热器。
本发明实施例的技术方案的有益效果包括：
本发明实施例提供的流体加热器结构简单，大大提高了流体温度控制的精度，当流体温度超过控制上限时，也能够快速且精准地使流体温度回归设定范围，且调节时间段，流体温度波动小，明显优化了对流体温控效果，使得对流体的温度控制更加精细且更加精准。
本发明实施例提供的流体温控设备大大提高了流体温度控制的精度，当流体温度超过控制上限时，也能够快速且精准地使流体温度回归设定范围，且调节时间段，流体温度波动小，明显优化了对流体温控效果，使得对流体的温度控制更加精细且更加精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的流体加热器的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的流体加热器的导水管处的结构示意图；
图3为第一活塞位于导水管下端时第二活塞处的结构示意图；
图4为第一活塞位于导水管下端时第一活塞处的结构示意图；
图5为第一活塞位于导水管上端时第一活塞处的结构示意图。
附图标记说明：
流体加热器1000；流体容纳槽100；供水管200；导水管300；集水盒400；第一活塞500；软管600；瓣膜610；定位环620；弹性件630；气室700；第二活塞800。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图1~图5，本实施例提供一种流体加热器1000，用于对流体进行加热和保温。
流体加热器1000包括：流体容纳槽100、加热组件（图中未示出）、搅拌组件（图中未示出）和控温组件。其中，加热组件可以采用热泵，也可以采用电加热方式，且不限于此。
控温组件包括供水管200、导水管300、集水盒400和控制器（图中未示出）。
流体容纳槽100设有用于监测其中流体的温度的第一温度传感器（图中未示出）。供水管200设有计量泵（图中未示出）和用于监测冷却水的温度的第二温度传感器（图中未示出），第一温度传感器、第二温度传感器和计量泵均与控制器电性连接。
导水管300设于流体容纳槽100的底部的边缘，导水管300的一端贯穿流体容纳槽100的底壁，导水管300的另一端贯穿流体容纳槽100的侧壁。导水管300位于流体容纳槽100内部的部分由导热材料制成，其余部分由隔热材料制成。
供水管200与导水管300的下端连通，集水盒400与导水管300的上端连通。
当流体容纳槽100中的流体过热时，控制器根据流体容纳槽100中的流体量、流体比热容、第一温度传感器和第二温度传感器检测到的温度来计算冷却水用量，并控制计量泵使对应量的冷却水通过导水管300，以对流体容纳槽100中的流体进行降温。
流体加热器1000能够利用控制器精确计算将流体调节至设定温度所需的冷却水的量，不仅节约冷却水，也提高了控温精度。
在本实施例中，导水管300中设置有第三温度传感器（图中未示出），第三温度传感器位于导水管300在流体容纳槽100内部的部分的上半段，第三温度传感器与控制器电性连接。
当流体容纳槽100中的流体过热时，控制器用于控制计量泵的流量，以使第一温度传感器检测到的温度与第三传感器检测到的温度的差值位于预设温差范围内。其中，预设的温差可以使一个范围值，也可以是一个定值，当然，也可以将温差设定为0。这样进一步提高了控温精度。
进一步的，控温组件还包括：第一活塞500、软管600、气室700和气压调控器（图中未示出）。
气室700固定安装于流体容纳槽100的底部，气压调控器设于气室700以用于调节气室700内部的气压。导水管300的下端与气室700连通，供水管200延伸至气室700当中。第一活塞500可滑动地设于导水管300当中。软管600位于气室700当中，软管600的一端与供水管200连通，另一端从导水管300的下端穿入导水管300并贯穿第一活塞500，且软管600靠近第一活塞500的一端端部设置有瓣膜610。供水管200和导水管300之间由软管600实现连通。
气压调控器与控制器电性连接，控制器能够通过控制气压调控器，完成以下操作：对气室700增压使第一活塞500运动至导水管300的上端，以及对气室700减压使第一活塞500运动至导水管300的下端。
供水管200可以通过软管600将冷却水输送至第一活塞500的前端，供水结束后，当第一活塞500朝导水管300的上端运动时，瓣膜610将软管600端部封闭（软管600出水时瓣膜610开启），第一活塞500能够将导水管300中冷却水向上推动，保证余下的冷却水也能够与流体容纳槽100中的流体充分换热，当第一活塞500运动至导水管300的上端时，第一活塞500的前端略微超出导水管300的上端，从而将导水管300中的冷却水充分推入集水盒400。一方面更节约冷却水，另一方面保证冷却水充分进行换热，提高利用率。
进一步的，控温组件还包括：第二活塞800。
第二活塞800可滑动地配合于导水管300并与第一活塞500间隔设置，第二活塞800位于第一活塞500靠近导水管300下端的一侧，软管600贯穿第二活塞800并延伸至第一活塞500。其中，软管600在第一活塞500和第二活塞800之间的部分做硬化处理。
软管600靠近第二活塞800的位置固定连接有定位环620，定位环620套设于软管600，且定位环620位于第二活塞800靠近导水管300下端的一侧。定位环620和导水管300的关闭之间连接有弹性件630。
其中，当第一活塞500运动至导水管300的上端时，弹性件630被弹性拉伸，当第一活塞500运动至导水管300的下端时，弹性件630弹性复原。弹性件630能够避免软管600在导水管300中打结，保证软管600通畅。其中，软管600由柔性低弹性材料制成。
本实施例还提供一种流体温控设备，其包括：上述的流体加热器1000，流体加热器1000可以作为流体温控设备的保温内胆。
作为流体加热器1000应用的一个示例，本实施例还提供一种流体加热器1000在水性防腐固化剂制备方法中的具体应用，其包括以下步骤：
将苯基缩水甘油醚、聚乙二醇缩水甘油醚与环氧树脂混合，搅拌至分散均匀，得到混合树脂；
分别将间苯二甲胺与聚醚胺加入上述的流体温控设备当中；
将混合树脂加入流体温控设备中，以800-1000r/min转速搅拌2小时，控制流体温控设备内温度在110-145℃；
保温结束后停止加热，待体系温度降至80℃后将曲拉通与水加入流体温控设备中，于80℃保温并持续搅拌2小时。结束后冷却至65℃出料。
其中，各组分原料按重量份计分别为：间苯二甲胺10~15份、聚醚胺30~40份、苯基缩水甘油醚1份~5份、聚乙二醇二缩水甘油醚10~15份、环氧树脂15~25份、曲拉通1~5份、以及水15~30份。
通过该方法制备得到的固化剂品质均一性更高，且具备较高防腐性能与机械强度的水性固化剂。由于其水性固化剂的特点，以水作为溶剂，不含VOC，对环境友好，并且对多种底材具有良好的附着力。通过对间苯二甲胺的改性合成，缩短了涂膜的表干时间，成膜后有较好的光泽度和硬度，同时聚醚胺聚醚链段的引入，让固化物的柔韧性得到了提升。
综上所述，本发明实施例提供的流体加热器1000结构简单，大大提高了流体温度控制的精度，当流体温度超过控制上限时，也能够快速且精准地使流体温度回归设定范围，且调节时间段，流体温度波动小，明显优化了对流体温控效果，使得对流体的温度控制更加精细且更加精准。
本发明实施例提供的流体温控设备大大提高了流体温度控制的精度，当流体温度超过控制上限时，也能够快速且精准地使流体温度回归设定范围，且调节时间段，流体温度波动小，明显优化了对流体温控效果，使得对流体的温度控制更加精细且更加精准。
本发明实施例提供的水性防腐固化剂制备方法温控更加精准，有效地提高了产品的均一性，优化了产品质量。制备得到的固化剂品质均一性更高，且具备较高防腐性能与机械强度的水性固化剂。由于其水性固化剂的特点，以水作为溶剂，不含VOC，对环境友好，并且对多种底材具有良好的附着力。通过对间苯二甲胺的改性合成，缩短了涂膜的表干时间，成膜后有较好的光泽度和硬度，同时聚醚胺聚醚链段的引入，让固化物的柔韧性得到了提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种流体加热器，其特征在于，包括：流体容纳槽、加热组件、搅拌组件和控温组件；所述控温组件包括供水管、导水管、集水盒和控制器；
所述流体容纳槽设有用于监测其中流体的温度的第一温度传感器；所述供水管设有计量泵和用于监测冷却水的温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述计量泵均与所述控制器电性连接；
所述导水管设于所述流体容纳槽的底部的边缘，所述导水管的一端贯穿所述流体容纳槽的底壁，所述导水管的另一端贯穿所述流体容纳槽的侧壁；所述导水管位于所述流体容纳槽内部的部分由导热材料制成，其余部分由隔热材料制成；
所述供水管与所述导水管的下端连通，所述集水盒与所述导水管的上端连通；
当所述流体容纳槽中的流体过热时，所述控制器根据所述流体容纳槽中的流体量、流体比热容、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器检测到的温度来计算冷却水用量，并控制所述计量泵使对应量的冷却水通过所述导水管，以对所述流体容纳槽中的流体进行降温；
所述导水管中设置有第三温度传感器，所述第三温度传感器位于所述导水管在所述流体容纳槽内部的部分的上半段，所述第三温度传感器与所述控制器电性连接；
当所述流体容纳槽中的流体过热时，所述控制器用于控制所述计量泵的流量，以使所述第一温度传感器检测到的温度与所述第三温度传感器检测到的温度的差值位于预设温差范围内；
所述控温组件还包括：第一活塞、软管、气室和气压调控器；
所述气室固定安装于所述流体容纳槽的底部，所述气压调控器设于所述气室以用于调节所述气室内部的气压；所述导水管的下端与所述气室连通，所述供水管延伸至所述气室当中；所述第一活塞可滑动地设于所述导水管当中；所述软管位于所述气室当中，所述软管的一端与所述供水管连通，另一端从所述导水管的下端穿入所述导水管并贯穿所述第一活塞，且所述软管靠近所述第一活塞的一端端部设置有瓣膜；所述供水管和所述导水管之间由所述软管实现连通；
所述气压调控器与所述控制器电性连接，所述控制器能够通过控制所述气压调控器，完成以下操作：对所述气室增压使所述第一活塞运动至所述导水管的上端，以及对所述气室减压使所述第一活塞运动至所述导水管的下端。
2.如权利要求1所述的流体加热器，其特征在于，所述控温组件还包括：第二活塞；
所述第二活塞可滑动地配合于所述导水管并与所述第一活塞间隔设置，所述第二活塞位于所述第一活塞靠近所述导水管下端的一侧，所述软管贯穿所述第二活塞并延伸至所述第一活塞；其中，所述软管在所述第一活塞和所述第二活塞之间的部分做硬化处理。
3.如权利要求2所述的流体加热器，其特征在于，所述软管靠近所述第二活塞的位置固定连接有定位环，所述定位环套设于所述软管，且所述定位环位于所述第二活塞靠近所述导水管下端的一侧；所述定位环和所述导水管的关闭之间连接有弹性件；
其中，当所述第一活塞运动至所述导水管的上端时，所述弹性件被弹性拉伸，当所述第一活塞运动至所述导水管的下端时，所述弹性件弹性复原。
4.如权利要求3所述的流体加热器，其特征在于，所述软管由柔性低弹性材料制成。
5.一种流体温控设备，其特征在于，包括：如权利要求1~4任一项所述的流体加热器。
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