CN207946713U - 一种快速切换工作温度的水浴系统 - Google Patents

Abstract

一种快速切换工作温度的水浴系统，属于实验设备领域，水浴系统中多个加热釜与多个水浴架台连接，流出管路中通过泵和切换阀与水浴架台连接，回流管路，回流管路通过储液罐与多个加热釜连接，回流管路中设置有多个阀门，密封容器上设置有电机，加热釜内设置有搅拌器，电机与搅拌器之间在密封盖上下侧磁性连接，水浴架台底部连接有回流管路中设置有压力稳定器，系统由控制器控制，通过智能化控制，能够快速地切换水浴温度，减少等待时间，实现水浴液的循环利用，缩短了在加热的时间，加快实验速度，减少能源的浪费，提高工作效率。

Description

一种快速切换工作温度的水浴系统

技术领域

本实用新型涉及一种水浴系统，特别涉及一种快速切换工作温度的水浴系统，属于实验设备领域。

背景技术

水浴锅主要用于实验室中蒸馏，干燥，浓缩及温渍化学药品或生物制品，也可用于恒温加热和其它温度试验，是生物、遗传、病毒、水产、环保、医药、卫生、化验室、分析室、教育科研的必备工具。

实验室中常用恒温水浴锅(thermostat water bath)，图9是现有一体型水浴架台的结构示意图。其中，71是加热锅、72是电炉丝、73是操作按钮、74是仪表盘，其结构是内水平放置有电炉丝72，水槽的内部放有带孔的铝制搁板。上盖上配有不同口径的组合套圈，可适应不同口径的烧瓶。水浴锅左侧有放水管，恒温水浴锅右侧是电气箱，电气箱前面板上装有温度控制仪表盘74、73是操作按钮73。电气箱内有电热管和传感器。其工作原理：传感器将水槽内水的温度转换为电阻值，经过集成放大器的放大、比较后，输出控制信号，控制电加热管的平均加热功率，使水槽内的水保持恒温。当被加热的物体要求受热均匀，温度不超过100℃时，可以用水浴加热。水浴锅通常用铜或铝制作，有多个重叠的盖圈，适于放置不同规格的器皿。

现有水浴锅结构简单，使用直观的优点，在广大实验室大量应用。但不可否认的是，它有很多缺点，主要如下：

1、水槽体积较大，从而升温缓慢，达到实验条件需要准备时间长，这是造成实验时间延长和实验过程中浪费能源原因之一；

2、结构简单，节能措施原始，效率低，导致保温过程中功耗大（传统方式改进措施是在水槽四壁采用保温材料，上面加盖板，但水面和空气接触面积依然较大，对流散热很难有效控制，热量耗散还是很严重）；

3、导热媒介采用传统的对流方式加热工作用水，温度很难均一，控温不够精确；

4、当需要水浴温度复杂时，需要多套设备同时运转，且设备切换不方便。

如何才能克服上述缺点，实现自动化智能控制，实现高效水浴实验，是技术人员一致关心的课题。

发明内容

针对现有水浴设备体积大、加热慢，结构复杂，导致实验时间漫长，实验结果不够准确的问题，本实用新型提供一种快速切换工作温度的水浴系统，其目的是将加热、实验准备以及水浴实验有机地结合在一起，通过智能化控制，减少等待时间，快速切换水浴液体温度，实现水浴液的循环利用，缩短了在加热的时间，加快实验速度，减少能源的浪费，提高工作效率。

本实用新型的技术方案是：一种快速切换工作温度的水浴系统，包括加热釜，水浴系统包括加热釜与水浴架台，水浴系统配备有控制器，水浴系统中设置有多个加热釜，多个加热釜通流出管路中通过泵和切换阀与水浴架台连接，切换阀出口连接多个水浴架台，多个水浴架台内设置有支撑架或支撑台，所述加热釜为密封容器，密封容器上设置有电机，加热釜内设置有搅拌器，电机与搅拌器之间磁性连接，水浴架台底部连接有回流管路，回流管路通过储液罐与多个加热釜连接，回流管路中设置有压力稳定器，水浴系统中设置有控制器和多个电磁阀，控制器控制加热釜内液体加热温度、液位高度、管路中液体的流动和停止；

进一步，所述加热釜为圆筒状电加热釜，加热釜内包括搅拌器，液位计、温度传感器、加热器，加热器设置在筒底，筒口设置有密封盖，密封盖上下两侧分别设置有电机和搅拌器，密封盖上侧和下侧分别设置有同轴旋转轴，上下旋转轴上分别设置磁铁，旋转轴与磁铁之间设置有轴承，上侧磁铁与电机连接，下侧磁铁与搅拌轴连接，上侧磁铁与上侧磁铁之间电磁连接、搅拌轴上设置有叶片；

进一步，所述水浴架台包括喷淋式支撑架和浸泡式支撑台，支撑架和支撑台内设置实验器具，实验器具包括烧杯、烧瓶、锥形瓶、试管，支撑架包括进液口和喷淋孔，支撑台中设置有多个水浴管，水浴管内设置有试管，水浴管上设置有入液口和出液口，水浴时，液体直接喷淋至支撑架上设置的实验器具外表面进行升温或降温，水浴管内流动的液体对试管升温或降温；

进一步，所述加热釜为密封容器，内置有扰流板，所述扰流板倾斜设置在加热釜的内周，扰流板与筒底内周边切线形成一个钝角，电磁搅拌部的旋转方向由钝角一侧转向锐角一侧；

进一步，所述搅拌器搅拌轴的中间位置设置有垂直方向的叶片，搅拌轴偏下方设置有水平状螺旋叶片；

进一步，所述喷淋式支撑架上部为漏斗状的支撑架，支撑架内设置有脚腿朝上的三角架，三角架铰接在底盘上，底盘中央下侧设置有插管，插管插入至漏斗漏管中，三角架顶部设置有进液口，内侧设置有喷淋孔，三角架向内侧弯曲的结构，三脚架之间连接有弹簧，弹簧上设置实验器具；

进一步，所述支撑台内部设置有保温层，保温层中设置有多个水浴管，多个水浴管口部在一个平面内，水浴管下部设置有多孔筛板，多个水浴管的上部分别设置有上部入液口和底部出液口，多个上部入液口和底部出液口分别连通，每个水浴管上部入液口设置有阀门。

本实用新型具有的积极效果是：本水浴系统通过设置多个加热釜，能够根据水浴所需温度加热不同温度的水浴液，在水浴前及时的提供准确温度水浴液，以利于及时的利用，可保证液体温度的及时利用，减少加热等待时间和加热后等待过程中降温的再加热时间，通过将加热釜设计成密封容器，并在加热釜密封盖上下侧分别设置搅拌器驱动和搅拌器，可克服现有设备中的反复掀盖不断散发热量的弊端，可利用温度传感器在不掀盖的状况下可进行对内部温度的监控，特别是在密封容器盖上利用了磁性连接，能避免密封容器盖上开孔设置旋转轴散发热量的现象，提高了能源利用率；通过在加热釜内周设置倾斜状扰流板，在搅拌器的搅拌轴上设置垂直叶片和水平螺旋状叶片，通过搅拌，能够将底部加热的水浴液在搅拌叶片和扰流板的作用下，及时的翻卷到上面，提高了水浴液的混合效率，能够使水浴液及时的达到均匀地温度，可避免现有设备中加热釜上下温度不一，水浴过程中水浴液温度忽高忽低的情况；通过在水浴架台底部连接回流管路，能够将加热的热液回收到非工作的加热釜中，可降低加热温度，减少水资源的浪费，减少加热能源的浪费，提高水源的合理利用，在加热釜温度与液位在设定范围工作时，可将回流液展示存储在储液罐中；通过在回收管路中设置压力稳定器，可排除水中的气泡等产生，可提高回流液的质量，保证密封加热釜的安全性；通过在系统中设置控制器，能够智能的控制加热开始时间，可根据前一温度的水浴结束时间，在第二温度水浴液使用前准确地提供设定温度的水浴液，还可根据不同实验器具的准备时间，在中间设置更换器具的暂停水浴时间，能够有效合理的安排实验时间，能够控制加热釜中的水位，均匀地混合加热釜中的液体温度，可提高实验效率，提高实验数据的准确率，达到实验程序的智能化管理；通过在水浴架台中设置脚腿朝上的三角架，并在三脚架中设置弹簧，一方面能够减少对实验器具的碰撞，可降低实验器具的损坏，更重要地是能够保证实验的顺利进行，还可以夹紧实验器具，防止喷淋过程中实验器具的翻倒引发的实验器具内实验产品的损失或减少，可保证正常的实验用量，如果是试管类的实验器具，通过将多个水浴管的入液口和出液口之间分别相互连通，能够一次性地将同一批次的多个试管设置在支撑台水浴管中，同时进行相同条件下的水浴处理，能够得到无差别化的水浴实验，能够进一步提高实验的准确性和高效性。利用本系统可将加热、实验准备以及水浴实验有机地结合在一起，通过智能化控制，能够快速切换水浴温度，减少等待时间，实现水浴液的循环利用，缩短了在加热的时间，加快实验速度，减少能源的浪费，提高工作效率。

附图说明

图1 水浴系统的整体结构示意图。

图2 加热釜的剖面结构示意图。

图3 图2中，沿A-A1的剖面俯视结构示意图。

图4 加热釜外壳展开示意图。

图5 支撑架以及内设三角架的剖面结构示意图。

图6 支撑台的纵向剖面结构示意图。

图7 支撑台的俯视结构示意图。

图8 控制器的连接关系图。

图9 现有一体型水浴架台的结构示意图。

标号说明：10-加热釜、10a-加热釜一、10b-加热釜二、11-储液罐、12a-泵、12b-切换阀、13-压力稳定器、14-三角架、14a-进液管、14b-喷淋孔、15-支撑台、16a-进液阀一、16b-进液阀二、17a-回流阀一、17b-回流阀二、18-排泄阀、19a-水浴阀一、19b-水浴阀二、20a-加热器一、20b-加热器二、21-电机、22-电机固定架、23a-上侧磁铁、23b-下侧磁铁、24a-上侧轴承、24b-下侧轴承、25-扰流板、26-叶片、27-螺旋叶片、28a-温度传感器一、28b-温度传感器二、29a-液位计一、29b-液位计二、31-加热釜外壳展开面、32-叶片旋转方向、α-钝角，40-球形器具、41-支撑架、42-弹簧、43-底盘、44-插管、45-铰接轴、46-支腿、47-底座、48-漏管、51-试管、52-保温层、53-水浴管、54-入液口、55-出液口、56-筛孔板、57-入液阀、60-控制器、71-加热锅、72-电炉丝、73-操作按钮、74-仪表盘。

具体实施方式

以下参照附图，就本实用新型的具体实施方案进行详细说明。

本实用新型的技术方案是：一种快速切换工作温度的水浴系统，图1 是水浴系统的整体结构示意图。水浴系统包括加热釜10和水浴架台，水浴系统配备有控制器60，水浴系统中设置有多个不同或相同加热温度的加热釜10，加热釜10通过泵12a和切换阀12b与水浴台架连接，泵12a与切换阀12b连接，切换阀12b出口分别至多个水浴架台，中间分别设置有水浴阀，所述加热釜10为密封容器，内置有扰流板25，搅拌器，液位计、温度传感器、加热器，密封容器的密封盖上下侧分别设置有轴以及轴承，上侧轴承24a和下侧轴承24b上分别设置有上侧磁铁23a和下侧磁铁23b，电机21带动上侧磁铁23a转动，上侧磁铁23a与下侧磁铁23b之间利用磁性相互吸引原理磁性连接，上侧磁铁23a的转动带动下侧磁铁23n转动，下侧磁铁23b上连接有搅拌轴，搅拌轴上设置有叶片，所述水浴架台包括喷淋式支撑架41和浸泡式支撑台15，水浴架台底部连接有回流管路，回水管路经储液罐11与分别多个加热釜10连接，回收管路中，设置有压力稳定器13以及回流阀，水浴系统中设置有控制器60和多个电磁阀，控制器60对加热温度、水浴时间以及液体的流动进行控制。

图2 是加热釜的剖面结构示意图。图3是图2中沿A-A1的剖面俯视结构示意图。所述加热釜10为圆筒状电加热釜10，加热器设置在筒底，筒口设置有密封盖，密封盖上下两侧设置有利用电磁连接的搅拌器，密封盖上侧为电磁动力部，下侧为搅拌部。密封盖上侧周边设置有保温层，搅拌轴的下侧设置有轴承。

所述水浴架台内可设置实验器具，实验器具包括烧杯、烧瓶、锥形瓶，水浴架台内设置有针对水浴器具进行喷淋的支撑架或支撑台15，所述支撑架包括进液口14a和喷淋孔14b，水浴时，直接喷淋至实验器具的外表面进行升温或降温。

图4 是加热釜外壳展开示意图。所述扰流板25倾斜设置在加热釜10的内周，扰流板25与筒底内周边切线形成一个钝角，电磁搅拌部的旋转方向由钝角一侧转向锐角一侧；图4 是加热釜10外壳展开示意图，31为加热釜外壳展开面、32为叶片旋转方向、α为叶片旋转方向与扰流板之间形成的钝角，所述叶片26旋转方向与扰流板25之间形成的夹角为钝角，倾斜扰流板25有利于液体压着扰流板25向上翻腾。

所述搅拌器包括两块磁铁，分别设置在密封盖的上侧和下侧，密封盖上下两侧中央垂直位置上分别设置有垂直方向的轴，轴上设置磁铁，旋转轴与磁铁之间设置有轴承，上侧磁铁23a与电机21连接，电机利用电机固定架22固定，下侧磁铁23b与上侧磁铁23a之间电磁连接。

所述搅拌器包括搅拌轴，搅拌轴的中间位置设置有垂直方向的叶片26，搅拌轴的设置有水平状螺旋叶片27。

图5 是支撑架以及内设三角架的剖面结构示意图。所述喷淋式支撑架41上部为漏斗状的支撑架41，漏斗状支撑架41内设置有脚腿朝上的三角架14，三角架14铰接在底盘43上，45为铰接轴，底盘43中央下侧设置有插管44，插管44插入至漏斗的漏管48中，漏管48下部固定在底座47上，底座47下设置有支腿46，三角架顶部设置有进液口14a，内侧设置有喷淋孔14b，三角架向弯曲的结构，三脚架之间连接有多层弹簧42，弹簧42连接在三角架之间，弹簧42上设置实验器具，喷淋孔14b喷出的液体喷在器具40外表面。

本实施例中，所述支撑架41为漏斗状的结构，漏斗状支撑架41底部设置有三脚架，所述三脚架为插拔式结构，需要时也可更换成其他结构的内设支架，经过水浴后的水排在底部，底部利用回流管路连接经储液罐11至加热釜10中循坏利用。

三脚架14中夹紧有器具40，在本实施例中，所述器具为球形器具。

图6 是支撑台的纵向剖面结构示意图、图7 是支撑台的俯视结构示意图。所述支撑台15内部设置有保温层52，保温层52中设置有多个水浴管53，多个水浴管53口部在一个平面内，水浴管53下部设置有筛孔板56，多个水浴管53的上分别设置有上部入液口54和底部出液口55，多个水浴管53的上部入液口54和底部出液口55分别连通，每个水浴管上的入液口54前设置有阀门，单独及控制着每个水浴管，每个水浴管53的上部入液口54处设置有入液阀57，根据需要开启或关闭相应的水浴管入液口54的液体，多个水浴管53出液口55连接至回流管路。

图8 控制器60的连接关系图，在本实施例中，温度传感器一28a、温度传感器28b二、液位计一29a、液位计二29b是用于收集加热釜一10a和加热釜二的相关状态信息，并将是信息反馈到控制器60中，控制器60根据设定参数以及控制逻辑对切换阀12b、进液阀一16a、进液阀二16b、回流阀一17a、回流阀二17b、排泄阀18、水浴阀一19a、水浴阀二19b发送指令，使其开闭；或向加热器一20a、加热器二20b发出指令，接通加热器加热，到达设定温度后关闭。

尽管水浴液可以使用甘油等其他的液体，但考虑到成本、来源和实际使用效果，在本实施例中，所述水浴液使用了水，作为实验水浴液体。

在本实施例中，所述加热釜10设置有两个加热釜，分别是加热釜一10a和加热釜二10b，同时设置了两个水浴架台，分别是支撑架41、支撑台二15，加热釜10与水浴架台之间利用管路连接，其中设置有泵12a和切换阀12b，用于不同水温水向不同水浴架台的输送，不需要切换时，可直接利用水浴阀一19a或水浴阀二19b的连通分别向水浴架台供热水。

在本实施例中，加热釜一10a中设置有加热器一20a、液位计一29a以及温度传感器一28a；加热釜二10b中设置有加热器二20b、液位计二29b以及温度传感器二28b，加热器用于对加热加热釜中的液体，温度传感器用于检测加热釜中的温度，并将检测温度反馈到控制器60中，控制器60根据设定温度，控制加热器加热，液位计用于检测加热釜10中的水位并利用控制器进行控制，当然，所述控制器上还连接有操作屏，设定、操作可通过操作屏进行输入和设定等操作。

在本实施例中，加热釜一10a和加热釜二10b中上还设置有进液管路，通往加热釜一10a和加热釜二10b进液管路中上分别设置有进液阀一16a、进液阀二16b，在正常情况下，经过水浴后的水根据液位计一29a和液位计二29b检测到所在加热釜中的水位，范阔至控制器60，控制器60将智能地开启所需供液管路的回流液阀门，本实施例中，所述加热釜一10a和加热釜二10b的回液管路中分别设置有回流阀一17a和回流阀二17b，控制器60根据各个加热釜10中的水位，开启相应的阀门供给回流液，一旦水位到了设定的下限，无法满足所需液位时，控制器60会开启进液阀一16a和/或进液阀二16b向相应的加热釜10中供液。一旦两个水浴架台中不需要供液时，可利用储液罐11存储起来，一旦储液罐11满罐，就会利用排泄阀18排出多余的液体，当然，一般为自动控制。

在控制器中设置有多种温度，通过操作面板的点击设定所需温度，系统会根据温度，控制器60会连通回流管路，利用回流液进行补充液体温度，可快速地提高到所需的设定温度，能够节约时间，减少等待时间。

本水浴系统通过设置多个加热釜10，能够根据水浴所需温度加热不同温度或相同温度的水浴液，在水浴前及时的提供准确温度水浴液，以利于及时的利用，可保证液体温度的及时利用，减少加热等待时间和加热后等待过程中降温的再加热时间，通过将加热釜10设计成密封容器，并在加热釜10盖上下设置磁铁，由电机带动上侧磁铁23a转动，从而带动下侧磁铁23b转动进一步转动搅拌器，可克服现有设备中的反复掀盖不断散发热量的弊端，可利用温度传感器在不掀盖的状况下可进行对内部温度的监控，特别是在密封容器盖上利用了磁性连接，能避免密封容器盖上开孔设置旋转轴散发热量的现象，提高了能源利用率；通过在加热釜10内周设置倾斜状扰流板25，在电磁搅拌器的搅拌轴上设置垂直叶片26和水平螺旋叶片27，通过搅拌，能够将底部加热的热液在搅拌叶片26和扰流板25的作用下，及时的翻卷到上面，提高了温度的混合效率，能够使水浴液及时的达到均匀地温度，可避免现有设备中加热釜10上下温度不一，水浴过程中水浴液温度忽高忽低的情况；通过在水浴架台底部连接回流管路，能够将加热的热液回收到非工作的加热釜10中，可降低加热温度，减少水资源的浪费，减少加热能源的浪费，提高水源的合理利用，当加热釜10的温度与液位在设定范围工作时，可将回流液暂时存储在储液罐11中，以备后用；通过在回收管路中设置压力稳定器13，可排除水中的气泡等产生，可提高回水的质量，保证密封加热釜10的安全性；通过在系统中设置控制器60，能够智能的控制加热开始时间，可根据前一温度的水浴结束时间，在第二温度水浴液使用前准确地提供设定温度的水浴液，还可根据不同实验器具的准备时间，在中间设置更换器具的暂停水浴时间，能够有效合理的实施实验，能够控制加热釜10中的水位，均匀底混合加热釜10中的液体温度，可提高实验效率，提高实验数据的准确率，达到实验程序的智能化管理；通过在水浴架台中设置脚腿朝上的三角架14，并在三脚架中设置弹簧42，一方面能够减少对实验器具的碰撞，将低实验器具的损坏，更重要地是能够保证实验的顺利进行，还可以夹紧实验器具，防止喷淋过程中实验器具的翻到引发的实验器具内实验产品的损失或减少，可保证正常的实验用量，如果是试管51类的实验器具，通过将多个水浴管53的入液口54和出液口55之间分别相互连通，能够一次性地将同一批次的多个试管51设置在支撑台15水浴管53中，同时进行相同条件下的水浴处理，能够得到无差别化的水浴实验，能够进一步提高实验的准确性和高效性。利用本系统可将加热、实验准备以及水浴实验有机地结合在一起，通过智能化控制，能够快速地却换水浴液体温度，减少等待时间，实现水浴液的循环利用，缩短了在加热的时间，加快实验速度，减少能源的浪费，提高工作效率。

Claims (7)

1.一种快速切换工作温度的水浴系统，包括加热釜，其特征在于：水浴系统包括加热釜与水浴架台，水浴系统配备有控制器，水浴系统中设置有多个加热釜，多个加热釜通流出管路中通过泵和切换阀与水浴架台连接，切换阀出口连接多个水浴架台，多个水浴架台内设置有支撑架或支撑台，所述加热釜为密封容器，密封容器上设置有电机，加热釜内设置有搅拌器，电机与搅拌器之间磁性连接，水浴架台底部连接有回流管路，回流管路通过储液罐与多个加热釜连接，回流管路中设置有压力稳定器，水浴系统中设置有控制器和多个电磁阀，控制器控制加热釜内液体加热温度、液位高度、管路中液体的流动和停止。

2.根据权利要求1所述的一种快速切换工作温度的水浴系统，其特征在于：所述加热釜为圆筒状电加热釜，加热釜内包括搅拌器，液位计、温度传感器、加热器，加热器设置在筒底，筒口设置有密封盖，密封盖上下两侧分别设置有电机和搅拌器，密封盖上侧和下侧分别设置有同轴旋转轴，上下旋转轴上分别设置磁铁，旋转轴与磁铁之间设置有轴承，上侧磁铁与电机连接，下侧磁铁与搅拌轴连接，上侧磁铁与上侧磁铁之间电磁连接、搅拌轴上设置有叶片。

3.根据权利要求1所述的一种快速切换工作温度的水浴系统，其特征在于：所述水浴架台包括喷淋式支撑架和浸泡式支撑台，支撑架和支撑台内设置实验器具，实验器具包括烧杯、烧瓶、锥形瓶、试管，支撑架包括进液口和喷淋孔，支撑台中设置有多个水浴管，水浴管内设置有试管，水浴管上设置有入液口和出液口，水浴时，液体直接喷淋至支撑架上设置的实验器具外表面进行升温或降温，水浴管内流动的液体对试管升温或降温。

4.根据权利要求1所述的一种快速切换工作温度的水浴系统，其特征在于：所述加热釜为密封容器，内置有扰流板，所述扰流板倾斜设置在加热釜的内周，扰流板与筒底内周边切线形成一个钝角，电磁搅拌部的旋转方向由钝角一侧转向锐角一侧。

5.根据权利要求2所述的一种快速切换工作温度的水浴系统，其特征在于：所述搅拌器搅拌轴的中间位置设置有垂直方向的叶片，搅拌轴偏下方设置有水平状螺旋叶片。

6.根据权利要求3所述的一种快速切换工作温度的水浴系统，其特征在于：所述喷淋式支撑架上部为漏斗状的支撑架，支撑架内设置有脚腿朝上的三角架，三角架铰接在底盘上，底盘中央下侧设置有插管，插管插入至漏斗漏管中，三角架顶部设置有进液口，内侧设置有喷淋孔，三角架向内侧弯曲的结构，三脚架之间连接有弹簧，弹簧上设置实验器具。

7.根据权利要求3所述的一种快速切换工作温度的水浴系统，其特征在于：所述支撑台内部设置有保温层，保温层中设置有多个水浴管，多个水浴管口部在一个平面内，水浴管下部设置有多孔筛板，多个水浴管的上部分别设置有上部入液口和底部出液口，多个上部入液口和底部出液口分别连通，每个水浴管上部入液口设置有阀门。