CN201304340Y - 一种基于热管的恒温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于热管的恒温装置。包括外壳、保温材料、均热板、加热器、温度传感器、金属外管、金属内管和保温端盖。内、外管相连处端口形成凹形台阶，凹形台阶内盖有保温端盖，内、外管四周具有空腔，金属外管与外壳之间填满保温材料，外壳内底部的保温材料与金属外管底部之间设有均热板，均热板底部中间嵌有加热器，温度传感器插入均热板中，金属外管上端设置抽真空、充液管。利用内、外金属管构成一个重力型的热管，对金属内管内部空间进行恒温。本实用新型结构简单，实现容易，适用于电子产品恒温，化学、化工领域反应器以及流体热物理性质测量测试领域的恒温。

Description

一种基于热管的恒温装置

技术领域

本实用新型涉及恒温装置，尤其是涉及一种基于热管的恒温装置。

背景技术

温度稳定的实验环境是目前在工业和科学研究领域比较重要的实验条件，温度的稳定性决定了实验最终结果的准确性，以及实验数据的不确定度的大小。所以恒温方法，恒温方式是决定实验结果的先决条件。

目前，普遍应用的恒温方法主要是利用恒温槽来实现。在恒温槽中，以电加热作为热源输入，恒温介质为某种流体(水，空气或者其他介质)，利用热量输入，使流体温度发生变化，并使用搅拌器使恒温介质温度均匀，从而保证恒温槽内的温度均匀性。但是，在这些恒温槽中，介质是直接与加热器接触，当加热器的热量发生变化时，直接影响到介质的温度，从而影响了恒温槽内温度场的分布。同时，由于带有搅拌装置，增加了恒温槽的体积，一定程度上限制了其使用。

发明内容

为了克服现有恒温方法的弊端，增加恒温槽的便携性，易用性，本实用新型的目在于提供了一种基于热管的恒温装置，能够提供稳定的恒温环境。

本实用新型采用的技术方案是：

包括外壳、保温材料、均热板、加热器、温度传感器、金属外管、金属内管和保温端盖。金属内管与金属外管相连处端口形成凹形台阶，凹形台阶内盖有保温端盖，金属内管与金属外管四周具有空腔，金属外管与外壳之间填满保温材料，外壳内底部的保温材料与金属外管底部之间设有均热板，均热板底部中间嵌有加热器，温度传感器插入均热板中，金属外管上端设置抽真空、充液管。

本实用新型具有的有益效果是：

利用内、外金属管构成一个重力型的热管，利用热管内部等温的特性实现恒温的目的，与传统的方法比较，本实用新型结构简单，实现容易，而且在温度控制器控温过程中，与液相温度受加热器温度变化影响相比，气相的温度变化相对滞后，所以本实用新型提出的恒温方法相对于传统的恒温方法稳定性更好。本实用新型适用于电子产品恒温，化学、化工领域反应器以及流体热物理性质测量测试领域的恒温。

附图说明

附图是本实用新型的结构原理示意图。

图中：1.外壳；2.保温材料；3.均热板；4.加热器；5.温度传感器；6.液体；7.金属外管；8.金属内管；9.抽真空、充液管；10.保温端盖；11.空腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图所示，本实用新型包括外壳1、保温材料2、均热板3、加热器4、温度传感器5、金属外管7、金属内管8和保温端盖10。为防止热量散失，金属内管8与金属外管7相连处端口形成凹形台阶，凹形台阶内盖有保温端盖10，金属内管8与金属外管7四周具有空腔11，金属外管7与外壳1之间填满保温材料2，外壳1内底部的保温材料2与金属外管7底部之间设有均热板3，均热板材质采用导热性能良好的材料，均热板3底部中间嵌有加热器4，温度传感器5插入均热板3中，平板加热器4和温度传感器5的引线可以从底板或者侧面引出。金属外管7上端设置抽真空、充液管9，用于对空腔11抽真空和充液。使用时，先通过抽真空设备，对空腔11抽真空，然后充入一定量的液体6，控制空腔内液体6的体积，使液面不能与金属内管8接触，然后给加热器4通电，使空腔11内的液体6温度上升到设定值，通过一个PID温度控制器和温度传感器控制加热器4的加热量和加热时间，使液体6的温度稳定在设定值。在加热过程中，液体6吸收热量蒸发，产生的蒸汽上升，在金属内管8表面冷凝，放出汽化潜热，变为液滴，回到液体中，再次吸热蒸发。通过液体6反复蒸发、冷凝、换热，使金属内管8壁面保持了一定的温度，从而实现对金属内管8内空腔温度的控制，达到稳定金属内管8内部空间温度的效果。

所述金属外管7和金属内管8材料为导热性良好的紫铜、铝或不锈钢，直径分别为10-40cm和3-20cm。

所述均热板3材料为紫铜，厚度为15～30cm。

所述加热器4为平板形加热器。

所述保温材料为硬质聚氨酯泡沫或硅酸铝针刺毯绝热棉。

实施例1：

如附图所示，金属内、外管均采用紫铜材料，壁厚5mm，金属内、外管直径分别为12cm和20cm，两管连接部分采用焊接方式，均热板厚度1.5cm，材料采用紫铜材料，形状为圆型，在均热板底部加工圆形的凹槽，内置直径为12cm的平板加热器，将标定过的Pt100铂电阻传感器插入紫铜均热板内的孔内。保温端盖的下表面和侧面均为3mm厚的聚四氟乙烯塑料，抽真空、充液管材料采用紫铜，直径6mm。保温层均通过硬质聚氨酯发泡加工而成，厚度3cm，外壳为不锈钢。热管内填充液为无水乙醇，本装置可以满足室温+10℃～80℃的恒温需求。

实施例2：

如附图所示，金属内、外管均采用1Cr18Ni9Ti不锈钢材料，壁厚6mm，金属内、外管管直径分别为14cm和20cm，两管通过氩弧焊连接，抽真空、充液管选用1Cr18Ni9Ti不锈钢材料，直径为6mm，。平板加热器通过4个直径为4mm的螺钉固定在均热板上。保温材料选用硅酸铝针刺毯绝热棉，厚度3cm。其余部分与实例1相同。本实例可以满足室温+10℃～180℃的恒温需求。

Claims (5)

1.一种基于热管的恒温装置，其特征在于：包括外壳(1)、保温材料(2)、均热板(3)、加热器(4)、温度传感器(5)、金属外管(7)、金属内管(8)和保温端盖(10)；金属内管(8)与金属外管(7)相连处端口形成凹形台阶，凹形台阶内盖有保温端盖(10)，金属内管(8)与金属外管(7)四周具有空腔(11)，金属外管(7)与外壳(1)之间填满保温材料(2)，外壳(1)内底部的保温材料(2)与金属外管(7)底部之间设有均热板(3)，均热板(3)底部中间嵌有加热器(4)，温度传感器(5)插入均热板(3)中，金属外管(7)上端设置抽真空、充液管(9)。

2.根据权利1所述的一种基于热管的恒温装置，其特征在于：所述金属外管(7)和金属内管(8)材料为导热性良好的紫铜、铝或不锈钢，直径分别为10-40cm和3-20cm。

3.根据权利1所述的一种基于热管的恒温装置，其特征在于：所述均热板(3)材料为紫铜，厚度为15～30cm。

4.根据权利1所述的一种基于热管的恒温装置，其特征在于：所述加热器(4)为平板形加热器。

5.根据权利1所述的一种基于热管的恒温装置，其特征在于：所述保温材料为硬质聚氨酯泡沫或硅酸铝针刺毯绝热棉。

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