CN212321487U - 一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及耐火材料或保温隔热材料导热系数测试仪领域，特别是涉及一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，包括水箱、供水管路、主水管路、供水流量监控器、出水流量监控器、水位监视器、管路流量监控单元及测控系统，所述的供水管路及主水管路的上部端部安装于水箱内位置，所述的供水管路上安装有供水阀A及供水阀B，本实用新型防止了平板导热系数测试仪设备中的供水系统发生供水不足或缺水而导致实验失败或量热器过热损伤或烧毁的情况发生，降低了试验成本，为水流量平板法导热系数测试仪提供了稳定的供水环境。

Description

一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统

技术领域

本实用新型涉及耐火材料或保温隔热材料导热系数测试仪领域，特别是涉及一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统。

背景技术

根据傅立叶一维平板稳定导热过程的基本原理，热流稳态时，单位时间内自试样热面一维（纵向）流至冷面的热量Ｑ与试样的导热系数λ、试样热面与冷面间的温差△T成正比，通过测定流经中心量热器中的水流量M和水温升高Δt，获得单位时间单位质量的水吸收的热量Ｑ，从而求得试样的导热系数λ。基于上述测试原理的美国国家标准《ASTM C 201耐火材料导热系数试验方法》、《中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 4130 耐火材料导热系数试验方法（水流量平板法）》的试验要求，其核心设备均由加热炉、量热器、供水系统和测控系统等组成，其量热器是将内部加工有多回路水道的紫铜材料通过锡焊焊接而构成，其包括中心量热器、第一保护量热器、第二保护量热器三部分的圆形或方形的平板结构，量热器内部设置有铜-紫铜焊接，经绝缘漆涂覆绝缘的热电堆；供水系统主要由自来水供水管路、水箱、给量热器供水的主水管路以及保持水位高度的溢流管路组成；测控系统主要是由控制炉温升降的控温单元或测量热电偶和热电堆信号的测量单元，或依据公式进行数字运算的运算单元等组成。

目前，平板导热系数测试仪的测试温度已从1000℃提高到了1600℃，实验保温时间由50min，延长到24h或更长时间，以获得材料更高温度下稳定的导热系数参数，指导材料的安全和科学使用。然而，现有的平板导热系数测试仪设备，经常会发生供水不足或缺水而导致实验失败或量热器过热损伤或烧毁的情况，维修更换量热器，不仅要花费高昂的费用，还会因对设备的重新校验花费大量的人工和时间，导致正常的试验工作中断，然而，对平板导热系数测试仪采用开放式的供水方式容易造成水的大量溢出，造成对水资源的严重浪费，因此，对现有的平板导热系数测试仪设备来说急需一种比较安全保险的供水系统装置。

发明内容

针对现有的平板导热系数测试仪设备中的供水系统发生供水不足或缺水而导致实验失败或量热器过热损伤或烧毁的情况，本实用新型提供一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，其技术方案如下，一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，包括水箱、供水管路、主水管路、供水流量监控器、出水流量监控器、水位监视器、管路流量监控单元及测控系统，所述的供水管路及主水管路的上部端部安装于水箱内位置，所述供水管路及主水管路与水箱固定相连，所述的供水管路上安装有供水阀A及供水阀B，所述供水阀A及供水阀B之间位置的供水管路上安装有供水流量监控器，所述的主水管路上安装有出水阀A及出水阀B，所述出水阀A及出水阀B之间位置的主水管路上安装有出水流量监控器，所述的水位监视器安装于水箱内，所述的水箱外部位置设置有测控系统，所述的测控系统上安装有管路流量监控单元；

所述的管路流量监控单元与测控系统电性相连；

所述的测控系统可通过有线或无线数据传输连接方式与供水流量监控器、出水流量监控器及水位监视器三者分别相连；

所述供水管路在水箱中的端部位置高于主水管路在水箱中的端部位置；

一种水流量平板法导热系数测试仪，其主要由上述的供水系统、分流缓冲器、炉体及量热器组成，所述的分流缓冲器安装在所述供水系统中的主水管路上，所述的量热器安装于炉体内且与炉体相连，所述的分流缓冲器通过回水回路与炉体内的量热器相连，所述的量热器通过有线或无线数据传输连接方式与测控系统相连；

所述的分流缓冲器与炉体内的量热器二者之间通过三组回水回路相连；

需要进一步指出说明的是，本实用新型中的测控系统，包含炉温温度监控单元，热电偶与热电堆信号检测单元等，特别是具有管路流量监控单元和水位监视单元，该测控系统能够将试验中量热器所需的最佳流量通过主水管路的出水流量监控器测得，依据特定运算，向供水流量监控器发出需求指令，供水流量监控器控制供水管路流量的大小，以期达到水箱水位恒定；

本实用新型的有益效果为：本实用新型整体结构设计科学，本实用新型的一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统通过将本系统中组成部分的合理化布置，防止了平板导热系数测试仪设备中的供水系统发生供水不足或缺水而导致实验失败或量热器过热损伤或烧毁的情况发生，降低了试验成本，为水流量平板法导热系数测试仪提供了稳定的供水环境，极大的满足了人们的实验需求。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型在具体实施使用时的结构示意图；

图中标号为：1-炉体、2-量热器、3-分流缓冲器、4-主水管路、5-供水管路、6-供水阀A、7-供水流量监控器、8-供水阀B、9-水箱、10-水位监视器、11-出水阀A、12-出水流量监控器、13-测控系统、14-管路流量监控单元、15-出水阀B、16-回水回路。

具体实施方式

本实用新型的目的是提供一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，其能够防止当平板导热系数测试仪设备中的供水系统发生供水不足或缺水时导致实验失败或量热器过热损伤或烧毁的情况发生，为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接或间 接在另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接或间接连接 到另一个元件。本申请文件中用于表示方位的用语“左”和“右” 均以附图中所示的具体结构为基准，并不构成对结构的限制。

具体实施例1：通过采用本实用新型供水系统的导热系数测试仪（该导热系数测试仪

可选择具有自动打开系统炉体功能及报警功能，上述功能均可通过测控系统13进行控制）测试某制品的1400℃下的导热系数，正常试验完成。如说明书附图1及说明书附图2所示，一种水流量平板法导热系数测试仪，其主要由上述的供水系统、分流缓冲器3、炉体1及量热器2组成，供水系统主要包括水箱9、供水管路5、主水管路4、供水流量监控器7、出水流量监控器12、水位监视器10、管路流量监控单元14及测控系统13，供水管路5及主水管路4安装在水箱9上，在供水管路5上安装有供水阀A6及供水阀B8，供水阀A6及供水阀B8之间位置的供水管路5上安装有用于检测供水流量的供水流量监控器7，主水管路4上安装有出水阀A11及出水阀B15，在出水阀A11及出水阀B15之间位置的主水管路4上安装有用于检测出水流量的出水流量监控器12，在水箱9内安装有用于检测水箱9内水位高度的水位监视器10，在水箱9外部位置安装有用于控制供水流量监控器7、出水流量监控器12及水位监视器10的测控系统13，在测控系统13上安装有管路流量监控单元14， 分流缓冲器3安装在供水系统中的主水管路4上，量热器2安装于炉体1内，分流缓冲器3通过三组回水回路16与炉体1内的量热器2相连，量热器2通过有线或无线数据传输连接方式与测控系统13相连，在具体使用时，供水阀A6、供水流量监控器7、供水阀B8、出水阀A11、出水流量监控器12、出水阀B15，均处在关闭状态，试验前，首先对水电巡检，正常后给采用了本实用新型供水系统的导热系数测试仪供电，此时，测控系统13自动打开供水流量监控器7到预设位子，手动分别打开供水阀B8、供水阀A，自来水徐徐从供水管路5，经供水阀A、供水流量监控器7、供水阀B8流入水箱9，水箱9内的水位上升高度被水位监视器10持续检测，上升到预设高度后，测控系统13自动打开到预设位置，并发出提示音，此时，手动徐徐开启出水阀A11、出水阀B15，水箱9的水经出水阀A11、水流量监控器12、出水阀B15的主水路4到达分流缓冲器3，经分流后，分别流经量热器2的三个不同的回路，正常情况下，水箱9内应注满水到达指定的液位，由水位监视器10监测，依据纤维试样导热特性，手动或自动调节量热器2的中心计量单元（中心量热器）水流量到达特定范围的某一数值，如50ml/min，第一保护单元达某一值，如120ml/min，第二保护单元到达某一值，如120ml/min。 出水流量监控器12实时获得总流量，如290ml/min，出水流量监控器12将实时测得的需求值，发送给测控系统13，由管路流量监控单元14运算后，供水流量监控器7提高相匹配的流量，使水位监视器10测得的液位保持在预设的恒定位置，如500mmm处。 依据试验过程试样热传导的特性，在测控系统13的调控下，管路流量监控单元14协调出水流量监控器12的需求和供水流量监控器7的供给，始终确保水箱9内的液位在恒定的位置，直到试验正常结束。

具体实施实例2：通过采用本实用新型供水系统的导热系数测试仪在进行1500℃试验过程中实验室意外停水。如说明书附图1及说明书附图2所示，在实施实例1的基础上，测控系统13通过水位监视器10监测到水箱内的液位在下降，供水流量监控器7的供给始终比出水流量监控器12的需求量小，而且水供给出现停止，测控系统13监测到试验炉内（炉体）温度高达1500℃，按照系统预设预案，测控系统13将加热单元调整到输出为0，炉体1暂停了加热，报警系统发出蜂鸣警示，具有自动打开系统的炉体1，自动打开，加速炉温下降，测控系统13持续监控供水流量监控器7，停水长达预设值，如90min，既宣告本次试验因意外停水，宣告试验失败，量热器以及整个试验仪器保持完好无损。

实施实例3：通过采用本实用新型供水系统的导热系数测试仪在进行1000℃试验过程中实验室暂短停水。在实施实例1的基础上，测控系统13监测到水位监视器10的液位在下降，供水流量监控器7的供给始终比出水流量监控器12的需求量小，而且供给出现停止，测控系统13监测到试验炉温度高达1000℃，按照系统预设预案，测控系统13将加热单元调整到输出为0，炉体1暂停了加热，报警系统发出蜂鸣警示，具有自动打开系统的炉体1，自动打开，加速炉温下降，测控系统13持续监控供水流量监控器7，停水时常暂短，仅20min，水位监视器10测得水位420mmm，供水流量监控器7监测到已经有水供给，此时，可加速供水，约10min，水位监视器10监测到水箱内的水位达到目标值，如500mm，测控系统13指挥炉体1关闭，加热系统重新开始加热，在测控系统13的测控下，智能供水、炉体1关闭动作、加热、测量直至试验结束。

最后需要指出说明的是，本实用新型中的供水流量监控器7、出水流量监控器12、水位监视器10、管路流量监控单元14及测控系统13均采用现有市场上已有的通用的具有相关功能的电气元件，它们的控制及数据传输方式均可采用有线或无线进行，因此，在本申请文件中不再累述，本实用新型的目的是给出合理化的应用于导热系数测试仪的供水结构布局，以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (4)

1.一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，其特征在于，包括水箱、供水管路、主水管路、供水流量监控器、出水流量监控器、水位监视器、管路流量监控单元及测控系统，所述的供水管路及主水管路的上部端部安装于水箱内位置，所述供水管路及主水管路与水箱固定相连，所述的供水管路上安装有供水阀A及供水阀B，所述供水阀A及供水阀B之间位置的供水管路上安装有供水流量监控器，所述的主水管路上安装有出水阀A及出水阀B，所述出水阀A及出水阀B之间位置的主水管路上安装有出水流量监控器，所述的水位监视器安装于水箱内，所述的水箱外部位置设置有测控系统，所述的测控系统上安装有管路流量监控单元。

2.根据权利要求1所述的一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，其特征在于，所述的管路流量监控单元与测控系统电性相连。

3.根据权利要求1所述的一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，其特征在于，所述的测控系统可通过有线或无线数据传输连接方式与供水流量监控器、出水流量监控器及水位监视器三者分别相连。

4.根据权利要求1所述的一种水流量平板法导热系数测试仪的供水系统，其特征在于，所述供水管路在水箱中的端部位置高于主水管路在水箱中的端部位置。

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