CN200979538Y - 一种量热设备 - Google Patents

Abstract

一种量热设备，该量热设备包括外桶、内桶、盖板、温度传感器和控制器，控制器位于外桶外，温度传感器安装在内桶内并与控制器电连接，内桶置于外桶中，盖板位于外桶的顶部并与外桶为可拆装的固定连接，内桶与外桶和盖板之间有空气夹层，所述该量热设备还包括悬挂支架和爆炸测量桶，悬挂支架位于内桶的顶端，并与内桶顶端的桶壁固定，爆炸测量桶置于内桶中并与悬挂支架固定连接。本实用新型的量热设备能够测量电池产生爆炸过程的热量变化，也能防止电池在爆炸过程中因产生大量的热量所造成的危险，操作简便，测量的数据完整准确。

Description

一种量热设备

技术领域

本实用新型是关于一种测量设备，具体地说，是关于一种通过升温使电池内部自发反应发生爆炸过程的量热设备。

背景技术

量热设备是通过测定待检测材料在物理化学的反应过程中热量变化的设备。

目前，国内外使用的量热设备都是基于传统量热仪静态测试的工作原理，也就是将待测材料放入设定的环境中，如带有隔热的密闭容器中进行加热或燃烧，当材料被加热或燃烧到设定的要求后，测量材料在加热过程中所吸收的热量值，或材料在燃烧过程中所放出的热量值，同时记录在这一加热或燃烧过程中材料热量值的变化，并根据记录的热量数值和加热功率计算出该材料在加热或燃烧状态下吸收或放出的热量，最终得到所测材料的热力学数据。

CN87212029U公开的恒温式自动量热仪也是基于上述的工作原理，该恒温式自动量热仪由量热弹筒和控制柜组成。量热弹筒包括内筒、外筒和筒盖，内筒置于外筒中，筒盖位于外筒顶部并与外筒为可拆卸固定连接；控制柜包括微机控制系统、定量加水系统和操作面盘，定量加水系统向内筒注水，量热仪的温度数据采集是由安装在内筒和外筒的温度传感器进行。该恒温式自动量热仪是由操作面盘操作，由微机控制系统进行数据接收、检测、控制和数据处理，实现试验测定的自动化。

由于电池爆炸需要较高的温度，且电池爆炸会产生高压，造成危险，一方面，现有恒温式自动量热仪不能加热以提供电池爆炸需要的温度，另一方面，现有的恒温式自动量热仪也没有设置防止爆炸产生高压危险的装置，因此，现有的恒温式自动量热仪不能用于测量电池爆炸过程的热量变化，同时也不能防止电池在爆炸过程中因产生大量的热量所造成的危险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有量热设备不能用于测量爆炸产生的热量变化，也不能防止电池在爆炸过程中造成的危险的缺点，需要提供一种既能用于测量爆炸产生的热量变化，同时也能防止爆炸造成的危险的量热设备。

本实用新型的量热设备包括外桶、内桶、盖板、温度传感器和控制器，控制器位于外桶外，温度传感器安装在内桶内并与控制器电连接，内桶置于外桶中，盖板位于外桶的顶部并与外桶为可拆装的固定连接，内桶与外桶和盖板之间有空气夹层，所述该量热设备还包括悬挂支架和爆炸测量桶，悬挂支架位于内桶的顶端，并与内桶的桶壁固定，爆炸测量桶置于内桶中并与悬挂支架固定连接。

本实用新型的量热设备由于具有爆炸测量桶，爆炸测量桶是一个密闭的容器，它本身能够承受电池爆炸和爆炸后产生的高热高压，使爆炸测量桶不受损伤，所以它能够测量电池产生爆炸过程的热量变化，同时也能防止电池在爆炸过程中因产生大量的热量所造成的危险，并且操作简便，测量的数据完整准确。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的爆炸测量桶悬挂结构示意图；

图3是本实用新型的排气阀结构示意图；

图4是本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。

如图1所示，本实用新型的量热设备包括外桶1、内桶2、盖板3、温度传感器4和控制器5，控制器5位于外桶1外，温度传感器4安装在内桶2内并与控制器5电连接，内桶2置于外桶1中，盖板3位于外桶1的顶部并与外桶1为可拆装的固定连接，内桶1与外桶2和盖板3之间有空气夹层22，所述该量热设备还包括悬挂支架7和爆炸测量桶8，悬挂支架7位于内桶2的顶端，并与内桶2顶端的桶壁固定，爆炸测量桶8置于内桶2中并与悬挂支架7固定连接。

如图2所示，所述悬挂支架7包括悬挂体9和连接杆10，连接杆10的一端挂在悬挂体9上，并与悬挂体9固定连接，悬挂体9与内桶2的顶端的桶壁固定，爆炸测量桶8与连接杆10固定连接；所述悬挂体9可以选用一条形板，并将该条形板两端的各10毫米-100毫米长度部分11向条形板的同一方向弯折，优选情况下弯折的角度为90°。采用两端弯折，目的是使悬挂体9能与内桶2的顶端固定，使悬挂体9的弯折部分挂在内桶2的顶端桶壁上；所述连接杆10包括挂头12和连杆13，挂头12的侧表面上有C形槽14，悬挂体9的一部分位于C形槽14内，螺栓16穿过挂头12和悬挂体9将挂头12与悬挂体9固定连接，挂头12与连杆13的一端固定连接或挂头12与连杆13为一整体。

所述连杆13上具有通孔15，通孔15与C形槽14相通，所述爆炸测量桶8包括桶体17、桶盖18和至少一个温度传感器4，桶盖18位于桶体17的顶部，并与桶体17密封连接，所述桶盖18上有贯穿孔20，连杆13的另一端与桶盖18固定连接，贯穿孔20与通孔15相通，温度传感器4置于桶体17内，通过贯穿孔20和通孔15与控制器5电连接。贯穿孔20与通孔15是用于引出桶体17内的温度传感器4的引线。

所述桶体17为常规使用的各种桶体的形状，如方柱形桶、圆柱形桶和椭圆柱形桶等，优选为圆柱形桶。在桶体17的桶口内壁上有用于连接的内螺纹23，更为优选的情况下，在桶体17的外壁上有夹耳24，夹耳24的使用，目的是为了利用工具夹持夹耳24，方便地取出炙热的爆炸测量桶8。

所述桶盖18为常规使用的各种桶盖的形状，如方柱形桶、圆柱形桶和椭圆柱形桶等，优选为圆柱形桶。桶盖18延其底部外沿周的厚度方向有外螺纹25，外螺纹25与内螺纹23配合，实现桶盖18与桶体17的螺纹密封连接。

如图1所示，本实用新型的量热设备还可以包括加热带6、加热带6固定连接在内桶2的外壁和桶底外壁上，所述内桶2的外壁上可以有环形槽19，内桶2的桶底外壁上有槽口21，加热带6位于环形槽19和槽口21内。环形槽19和槽口21的采用，可以防止加热带6与内桶2外侧的设备直接接触，造成加热带6的损坏。

所述加热带6为本领域技术人员公知的常规使用的各种电加热带，电加热带是通过供电电源直接供电进行加热，提供内桶2中爆炸测量桶8所需要的温度。该电加热带可以商购得到。

如图1所示，本实用新型的量热设备还可以包括隔热桶26、隔热盖27和排气阀28，隔热桶26置于外桶1与内桶2之间，隔热盖27置于隔热桶26的顶端，且隔热盖27在盖板3与内桶2之间，排气阀28位于盖板3上，排气孔29贯穿盖板3和隔热盖27并与排气阀28相通。

所述隔热桶26的桶壁上有至少一个引线通孔34，在与引线通孔34相同位置的外桶1的桶壁上有引线口35，位于内桶2和爆炸测量桶8中的温度传感器4通过引线通孔34和引线口35与控制器5电连接。该引线通孔34和引线口35为温度传感器4与控制器5的电连接引线用孔。

如图3所示，所述排气阀28包括阀体30和排气管31，所述阀体30为任意形状的块状体，如圆柱形、方柱形或椭圆柱形，优选为圆柱形。在阀体30的一端端面上有孔32，阀体30的侧面上有出气孔33，孔32与出气孔33连通，排气管31的一端位于孔32内，排气管31的另一端位于排气孔29内。

所述隔热桶26和隔热盖27采用不沾铝硅酸钙抗热板。隔热桶26和隔热盖27可以防止内桶2在加热过程中向外辐射热量，同时还可以保证操作人员的人身安全，防止烫伤事故。盖板3上装有排气阀28，可以在内部压力过大时，排出部分气体，以防止设备因压力过大，产生爆炸等危险事故。

下面说明本实用新型的量热设备的工作过程。

如图4所示，本实用新型的量热设备采用自动测量方式，按照如下方法进行操作：

1、首先将电池放入爆炸测量桶8内，然后在爆炸测量桶8和内桶2内加入适量的导热油，密闭爆炸测量桶8，并将爆炸测量桶8固定在悬挂支架7上，最后盖紧盖板3。

2、将量热设备预设一个加热温度，该加热温度一般为接近电池爆炸的临界温度，然后启动按钮，对设备进行加热。量热设备的加热是通过固定在内桶2上的加热带6给内桶2中的导热油加热，然后再通过内桶2中的导热油将热量均匀地传递给爆炸测量桶8，使爆炸测量桶8内的导热油吸收热量，并将热量传递给电池，使电池均匀受热。

3、当电池被加热到预设温度后，再进行逐级加热，逐级加热的方式采用“加热(也就是在原预设加热温度的基础上再进行小幅度加热温度设置)---等待---检测”这样一个模式进行，当温度再次达到设定的温度值时，对电池进行检测，并观察控制器5的检测结果，如果电池仍没有自发反应发生爆炸，则再进行加热，这样循环加热下去，直至电池能自发反应发生爆炸，则停止加热，通过控制器5控制电池从加热到爆炸整个过程。控制器5为本领域技术人员所公知，可以采用任何控制和监测温度变化的控制器，可以商购得到，例如，可以采用松下电工株式会社生产的PLC可编程控制器FP-e，试验数据通过Agilent34970A数据采集仪记录，Agilent34970A数据采集仪为本领域技术人员所公知，它可以商购得到。

本实用新型量热设备的主要优点是：

1、该设备操作简便，并可进行实时监测。由于本实用新型量热设备采用了预加热与逐级加热相结合的加热方式，缩短了实验时间。预加热温度或者预加热时间，以及逐级加热的温度或时间，可以在PLC可编程控制器FP-e上显示实时温度或时间，整个过程的温度变化数据是由位于爆炸测量桶8内的温度传感器(热电偶)进行采集，由可编程控制器FP-e进行控制，试验数据由Agilent34970A数据采集仪进行记录。

2、加热系统采用了导热油传热，导热油(一种有机热载体)作为优良的传热介质，它具有高温低压的传热特点，且热效率高、传热均匀、温度控制准确，又有明显的节能效果。

3、设备安全性高。隔热桶26和隔热盖27采用了不沾铝硅酸钙，该不沾铝硅酸钙是一种高密、高强、抗热、保温、绝热性板材，它可以防止内部的热量向外辐射，防止设备外表面温度过高，烫伤操作者。设备盖板3上装有排气阀28，可在内部压力过大的时候排出部分气体，保证设备安全。量热设备还装有声光报警器(未示出)，声光报警器一般商购，声光报警器的使用与安装方式为本领域技术人员公知，这里不再进行赘述。声光报警器主要用于设备出现损坏现象而造成温度急剧上升，使温度超过设定上限，声光报警器发出报警，提醒操作人员断电检修设备。

Claims (11)

1、一种量热设备，该量热设备包括外桶(1)、内桶(2)、盖板(3)、温度传感器(4)和控制器(5)，控制器(5)位于外桶(1)外，温度传感器(4)安装在内桶(2)内并与控制器(5)电连接，内桶(2)置于外桶(1)中，盖板(3)位于外桶(1)的顶部并与外桶(1)为可拆装的固定连接，内桶(1)与外桶(2)和盖板(3)之间有空气夹层(22)，其特征在于，该量热设备还包括悬挂支架(7)和爆炸测量桶(8)，悬挂支架(7)位于内桶(2)的顶端，并与内桶(2)顶端的桶壁固定，爆炸测量桶(8)置于内桶(2)中并与悬挂支架(7)固定连接。

2、根据权利要求1所述的量热设备，其特征在于，所述悬挂支架(7)包括悬挂体(9)和连接杆(10)，连接杆(10)的一端挂在悬挂体(9)上，并与悬挂体(9)固定连接，悬挂体(9)与内桶(2)的顶端的桶壁固定，爆炸测量桶(8)与连接杆(10)固定连接。

3、根据权利要求2所述的量热设备，其特征在于，所述悬挂体(9)为条形板，该条形板两端具有向同一方向弯折的部分(11)。

4、根据权利要求2所述的量热设备，其特征在于，所述连接杆(10)包括挂头(12)和连杆(13)，挂头(12)的侧表面上有C形槽(14)，悬挂体(9)的一部分位于C形槽(14)内，螺栓(16)穿过挂头(12)和悬挂体(9)将挂头(12)与悬挂体(9)固定连接；挂头(12)与连杆(13)的一端固定连接或挂头(12)与连杆(13)为一整体。

5、根据权利要求4所述的量热设备，其特征在于，连杆(13)上具有通孔(15)，通孔(15)与C形槽(14)相通，所述爆炸测量桶(8)包括桶体(17)、桶盖(18)和至少一个温度传感器(4)，桶盖(18)位于桶体(17)的顶部，并与桶体(17)密封连接；所述桶盖(18)上有贯穿孔(20)，连杆(13)的另一端与桶盖(18)固定连接，贯穿孔(20)与通孔(15)相通，温度传感器(4)置于桶体(17)内，通过贯穿孔(20)和通孔(15)与控制器(5)电连接。

6、根据权利要求5所述的量热设备，其特征在于，在桶体(17)的外壁上有夹耳(24)。

7、根据权利要求5所述的量热设备，其特征在于，桶盖(18)与桶体(17)的密封连接为螺纹密封连接。

8、根据权利要求1所述的量热设备，其特征在于，所述量热设备还包括加热带(6)，加热带(6)固定连接在内桶(2)的外壁和桶底外壁上。

9、根据权利要求1所述的量热设备，其特征在于，所述内桶(2)的外壁上有环形槽(19)，内桶(2)的桶底外壁上有槽口(21)，加热带(6)位于环形槽(19)和槽口(21)内。

10、根据权利要求1所述的量热设备，其特征在于，所述量热设备还包括隔热桶(26)、隔热盖(27)和排气阀(28)，隔热桶(26)置于外桶(1)与内桶(2)之间，隔热盖(27)置于隔热桶(26)的顶端，且隔热盖(27)在盖板(3)与内桶(2)之间，排气阀(28)位于盖板(3)上，排气孔(29)贯穿盖板(3)和隔热盖(27)并与排气阀(28)相通。

11、根据权利要求10所述的量热设备，其特征在于，所述隔热桶(26)的桶壁上有至少一个引线通孔(34)，在与引线通孔(34)相同位置的外桶(1)的桶壁上有引线口(35)，位于内桶(2)和爆炸测量桶(8)中的温度传感器(4)通过引线通孔(34)和引线口(35)与控制器(5)电连接。

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