CN2306499Y - 温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体 - Google Patents

Abstract

一种温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体,包括炉壳(1)、与炉壳(1)敞口配合的炉门(2)、电加热元件(3)以及用耐高温金属制成的温度稳定器(4),所述温度稳定器(4)上设有计量器具放置腔室,炉门(2)与炉壳(1)在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛,其特征在于:炉膛由隔离结构分隔成加热腔和工作腔,电加热元件(3)设在加热腔内,温度稳定器(4)设在工作腔内,加热腔与工作腔循环连通构成炉膛内的循环通道,循环通道上设有风机(11)。其特点是:在室温～800℃宽温度范围内,能够提供相当于油恒温槽和水恒温槽均匀度和稳定性的温度场。

Description

温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体

本实用新型涉及一种计量器具的检定(或校验)设备，具体涉及一种检定温度计量器具所使用的恒温空气槽炉体。

现有技术中，我国国家计量检定规程公开了采用对比法检定温度计量器具时，所使用的检定设备的有关情况。如JJG130-84《工作用玻璃液体温度计检定规程》以及JJG351-84《工作用镍铬-镍硅、镍铬-考铜热电偶检定规程》等。其有关内容及特点有：1．水恒温槽作为检定设备，只适用于室温～95℃的温度范围(因为100℃时水沸腾)。2．油恒温槽作为检定设备，只适用于75℃～300℃的温度范围(300℃以上已到油类闪点，使用不安全)，虽然油恒温槽使用广泛，但使用中对检定场所环境污染较大。3．管式检定炉作为检定设备，其结构为：包括炉壳、与炉壳敞口配合的炉门、电加热元件以及用耐高温金属制成的温度稳定器，所述炉门与炉壳在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛，温度稳定器置于炉膛中央，所述温度稳定器上设有放置标准计量器具和被检计量器具的腔室，电加热元件设在炉膛内。管式检定炉一般使用于300℃以上，虽然它与水恒温槽和油恒温槽相比，具有清洁、安全等特点，但它所提供的温度场的温度均匀性和稳定性较差，很难满足温度计量器具检定规程的要求。可见在上述较宽温度范围内，目前还没有一种比较理想的检定设备来提供宽温度范围的均恒温温度场，往往在检定一种温度计量器具时，不得不使用两台以上的检定设备，这样不仅效率低，不经济，而且操作还很不方便。

本实用新型的目的是提供一种在室温～800℃宽温度范围内，温度计量器具检定装置中的温度场具有很好均匀性和稳定性的恒温空气槽炉体。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体，包括炉壳、与炉壳敞口配合的炉门、电加热元件以及用耐高温金属制成的温度稳定器，所述温度稳定器上设有计量器具放置腔室，炉门与炉壳在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛，炉膛由隔离结构分隔成加热腔和工作腔，电加热元件设在加热腔内，温度稳定器设在工作腔内，加热腔与工作腔循环连通构成炉膛内的循环通道，循环通道上设有风机。

上述技术方案中，主题是炉体结构，不包括构成恒温空气槽所必需的其它零部件及结构特征。所述″温度计量器具″指玻璃温度计、热电偶、热电阻、半导体、双金属以及光电纤维等各类温度计量元器件。所述″温度稳定器″是一个保证被检与标准计量器具的测量部温度尽量相同的部件，在JJG351-84检定规程中亦称镍块套或合金块套。所述″炉门″亦称炉盖。

上述技术方案中，所述循环通道沿炉膛长度方向布置，风机设在工作腔与加热腔的连通处；所述电加热元件在加热腔内紧贴隔离结构安装；所述温度稳定器支承在工作腔的中央。所述隔离结构可以为两块在炉膛内平行设置的隔板，两块隔板将炉膛分隔成两个子加热腔夹持一个中间工作腔的空间结构。所述隔离结构也可以为一个筒形隔板，筒形隔板悬置在炉膛内，其外缘与炉膛膛壁构成环形加热腔，其中空腔构成工作腔。所述两块隔板的相向侧边上，沿通道纵向分别开有至少两个旋流孔，每个旋流孔傍均设有旋流引导板。所述筒形隔板中空腔所构成的工作腔中设有螺旋翅片或者所述筒形隔板上开有旋流孔，旋流孔傍设有旋流引导板。

上述技术方案中，所述温度稳定器为一圆柱体，其圆柱中心设有标准计量器具腔室，在圆柱体内环绕中心均匀设有至少两个被检计量器具腔室。所述温度稳定器上的标准计量器具腔室和被检计量器具腔室可以为长孔，也可以与计量器具的体形相似。所述电加热元件套装在不锈钢套内紧贴隔离结构纵向排列。

本实用新型的工作原理是：当炉体中电加热元件加热时，风机转动，强迫加热腔和工作腔中的空气循环流动形成工作腔中的均匀温度场。由于金属温度稳定器的传热系数是空气的数十倍以及热容量是空气的数百倍，在工作腔中设置带计量器具腔室的温度稳定器，可使计量器具受热部位周围的温度场进一步达到高稳定性和高均匀度的水平。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1．由于本实用新型利用空气作为工作介质并在原有管式电炉结构基础上作了进一步改进，可以在室温～800℃的宽温度范围内，提供高均匀度和高稳定性的温度场进行温度计量器具的检定，与现有技术中的水恒温槽和油恒温槽相比，在相似温度场性能的条件下，工作温度范围宽得多；与现有技术中的管式电炉相比温度场的性能要高得多。显然既保持了空气介质的温度计量器具检定设备所具有的清洁、方便、安全以及宽温度范围等优点和长处，又可获得相当于水或油介质的温度计量器具检定设备所具有的温度场性能。所以具有明显的技术进步和突出的特点。

2．由于本实用新型所述炉膛由隔离结构分隔成加热腔和工作腔，电加热元件设在加热腔内，温度稳定器设在工作腔内，加热腔与工作腔循环连通构成炉膛内的循环通道，循环通道上设有风机。当电加热元件加热时，风机转动，加热腔和工作腔中的空气循环流动，使工作腔的温度均匀性在室温～300℃范围达到±2．5℃，在300℃～800℃范围达到±5℃的水平。

3．由于本实用新型在炉膛的工作腔中央设置了一个圆柱形、大质量和传热性能优良的耐高温金属材料制成的带计量器具腔室的温度稳定器，而温度稳定器的传热系数是空气的数十倍，经与工作腔温度场叠加后，在室温～300℃范围内计量器具腔室内的温差可达0．2℃，这样就达到了油恒温槽和水恒温槽的温度均匀性的水平，而在300℃～800℃范围内温度均匀性远远好于管式电炉。

4．由于本实用新型在炉膛的工作腔中央设置了一个圆柱形、大质量和传热性能优良的耐高温金属材料制成的带计量器具腔室的温度稳定器，而温度稳定器的热容量是空气的数百倍，再加上炉壳和炉门的保温效果以及现有技术所能提供的热平衡恒温控制系统的作用，温度稳定器上的计量器具腔室内的温度稳定性在室温～300℃范围可达到±0．002℃，这样也达到了油恒温槽和水恒温槽的温度稳定性的水平，而在300℃～800℃范围内温度稳定性远远好于管式电炉。

5．由于本实用新型所述循环通道沿炉膛长度方向布置，风机设在工作腔与加热腔的连通处，这种合理的结构布置对提高炉膛内温度的稳定性和均匀度十分有利，并具有明显效果。

6．由于本实用新型所述电加热元件在加热腔内紧贴隔离结构安装，以及电加热元件套装在不锈钢套内紧贴隔离结构纵向排列。其实质是合理安排和设置电加热元件，合理配置幅射加热和对流加热，从而进一步提高了炉膛温度均匀度。

7．由于本实用新型所述隔离结构可以为两块在炉膛内平行设置的隔板，两块隔板将炉膛分隔成两个子加热腔夹持一个中间工作腔的空间结构。这种结构设计一方面结构简单，另一方面也提高了工作腔的升温速度以及工作腔内通道轴向和径向温度的均匀度。所述隔离结构也可以为一个筒形隔板，筒形隔板悬置在炉膛内，其外缘与炉膛膛壁构成环形加热腔，其中空腔构成工作腔。这种结构设计的实际工作效果最好。

8．由于本实用新型所述两块隔板的相向侧边上，沿通道纵向分别开有至少两个旋流孔，每个旋流孔傍均设有旋流引导板。所述筒形隔板中空腔所构成的工作腔中设有螺旋翅片或者所述筒形隔板上开有旋流孔，旋流孔傍设有旋流引导板。使工作腔通道内空气在保持轴向流动循环同时，产生径向旋流，具有合理的气流组织和明显的效果。

附图1为本实用新型实施例一的结构原理剖视图。

附图2为图1实施例一的右视图。

附图3为本实用新型实施例二的结构原理剖视图。

附图4为图3实施例二中的第一种结构的右视图。

附图5为图3实施例二中的第二种结构的右视图。

附图6为本实用新型实施例三的结构原理剖视图。

附图7为图6实施例三的右视图。

上述附图中：[1]．炉壳；[2]．炉门；[3]．电加热元件；[4]．温度稳定器；[5]．标准计量器具腔室；[6]．被检计量器具腔室；[7]．隔板；[8]．上加热腔；[9]．工作腔；[10]．下加热腔；[11]．风机；[12]．旋流孔；[13]．引导板；[14]．螺旋翅片；[15]．环形加热腔；[16]．筒形隔板。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见附图1和图2，一种温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体，包括炉壳[1]、与炉壳[1]敞口配合的炉门[2]、电加热元件[3]、用耐高温金属制成的温度稳定器[4]、隔离结构以及风机[11]，所述炉门[2]与炉壳[1]在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛，炉膛为横卧的长方体内腔，所述隔离结构为两块在炉膛内平行设置的不锈钢隔板[7]，两块隔板[7]将炉膛分隔成上加热腔[8]和下加热腔[10]两个子加热腔夹持中间一个工作腔[9]的空间结构，上加热腔[8]、工作腔[9]以及下加热腔[10]之间并列成上、中、下三层结构并在各腔的两端处相互连通，工作腔[9]的一端设有风机[11]，在风机[11]的强迫作用下，炉膛内空气可形成经风机[11]，从工作腔[9]的一端进入，从另一端流出，然后分两路分别从上加热腔[8]和下加热腔[10]的相应端进入，从另一端流出，经汇集后回到风机[11]，如此往复循环流动，从而构成炉膛内的循环通道；所述电加热元件[3]套装在不锈钢套中分别设在上加热腔[8]和下加热腔[10]内并紧贴隔板[7]纵向排列安装。所述温度稳定器[4]为一圆柱体，横卧并支承在工作腔[9]中央，其圆柱中心设有一个标准计量器具腔室[5]，在圆柱体内环绕中心均匀设有八个被检计量器具腔室[6]，所述温度稳定器[4]上的标准计量器具腔室[5]和被检计量器具腔室[6]均为长孔。

实施例二：

第一种结构参见附图3和图4，一种温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体，包括炉壳[1]、与炉壳[1]敞口配合的炉门[2]、电加热元件[3]、用耐高温金属制成的温度稳定器[4]、隔离结构以及风机[11]，所述炉门[2]与炉壳[1]在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛，炉膛为横卧的长方体内腔，所述隔离结构为两块在炉膛内平行设置的不锈钢隔板[7]，两块隔板[7]将炉膛分隔成上加热腔[8]和下加热腔[10]两个子加热腔夹持中间一个工作腔[9]的空间结构，上加热腔[8]、工作腔[9]以及下加热腔[10]之间并列成上、中、下三层结构并在各腔的两端处相互连通，工作腔[9]的一端设有风机[11]，在风机[11]的强迫作用下，炉膛内空气可形成经风机[11]，分两路分别从上加热腔[8]和下加热腔[10]的一端进入，从另一端流出，然后经汇集再从工作腔[9]的相应端进入，从另一端流出，回到风机[11]，如此往复循环流动，从而形成炉膛内的循环通道；所述两块隔板[7]的相向侧边上，沿通道纵向分别开有至少两个旋流孔[12]，每个旋流孔[12]傍均设有旋流引导板[13]。由于旋流孔[12]使上加热腔[8]和下加热腔[10]分别与工作腔[9]相通，在风机[11]的强迫作用下，工作腔[9]内产生微负压，从而使工作腔[9]通道内空气在轴向流动循环同时，产生一定的径向旋流。可通过调节引导板[13]的角度来控制各旋流孔[12]处的旋流大小，从而使工作腔[9]内温度均匀度达到最佳状态。所述电加热元件[3]套装在不锈钢套中分别设在上加热腔[8]和下加热腔[10]内并紧贴隔板[7]纵向排列安装。所述温度稳定器[4]为一圆柱体，横卧并支承在工作腔[9]中央，其圆柱中心设有一个标准计量器具腔室[5]，在圆柱体内环绕中心均匀设有八个被检计量器具腔室[6]，所述温度稳定器[4]上的标准计量器具腔室[5]和被检计量器具腔室[6]均为长孔。

第二种结构参见附图3和图5，一种温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体，包括炉壳[1]、与炉壳[1]敞口配合的炉门[2]、电加热元件[3]、用耐高温金属制成的温度稳定器[4]、隔离结构以及风机[11]，所述炉门[2]与炉壳[1]在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛，炉膛为横卧的圆筒形内腔，所述隔离结构为一个筒形隔板[16]，筒形隔板[16]悬置在炉膛内，其外缘与炉膛膛壁构成环形加热腔[15]，其中空腔构成工作腔[9]，环形加热腔[15]与工作腔[9]的两端处相互连通，工作腔[9]的一端设有风机[11]，在风机[11]的强迫作用下，炉膛内空气可形成经风机[11]，再从环形加热腔[15]的一端进入，从另一端流出，然后汇集再从工作腔[9]的相应端进入，从另一端流出，回到风机[11]，如此往复循环流动，从而形成炉膛内的循环通道。所述筒形隔板[16]的壁面上，沿轴向设置五圈旋流孔[12]，每圈沿周向均匀设置四个旋流孔[12]，每个旋流孔[12]傍设有旋流引导板[13]。由于旋流孔[12]使环形加热腔[15]与工作腔[9]相通，在风机[11]的强迫作用下，工作腔[9]内产生微负压，从而使工作腔[9]通道内空气在轴向流动循环同时，产生一定的径向旋流。可通过调节引导板[13]的角度来控制各旋流孔[12]处的旋流大小，从而使工作腔[9]内温度均匀度达到最佳状态。所述电加热元件[3]套装在不锈钢套中分别设在环形加热腔[15]内，并紧贴筒形隔板[16]纵向排列安装。所述温度稳定器[4]为一圆柱体，横卧并支承在工作腔[9]中央，其圆柱中心设有一个标准计量器具腔室[5]，在圆柱体内环绕中心均匀设有八个被检计量器具腔室[6]，所述温度稳定器[4]上的标准计量器具腔室[5]和被检计量器具腔室[6]均为长孔。

实施例三：参见附图6和图7，一种温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体，包括炉壳[1]、与炉壳[1]敞口配合的炉门[2]、电加热元件[3]、用耐高温金属制成的温度稳定器[4]、隔离结构以及风机[11]，所述炉门[2]与炉壳[1]在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛，炉膛为横卧的圆筒形内腔，所述隔离结构为一个筒形隔板[16]，筒形隔板[16]悬置在炉膛内，其外缘与炉膛膛壁构成环形加热腔[15]，其中空腔构成工作腔[9]，环形加热腔[15]与工作腔[9]的两端处相互连通，工作腔[9]的一端设有风机[11]，在风机[11]的强迫作用下，炉膛内空气可形成经风机[11]，再从环形加热腔[15]的一端进入，从另一端流出，然后汇集再从工作腔[9]的相应端进入，从另一端流出，回到风机[11]，如此往复循环流动，从而形成炉膛内的循环通道。所述电加热元件[3]套装在不锈钢套中分别设在环形加热腔[15]内，并紧贴筒形隔板[16]纵向排列安装。所述温度稳定器[4]为一圆柱体，横卧并支承在工作腔[9]中央，其圆柱中心设有一个标准计量器具腔室[5]，在圆柱体内环绕中心均匀设有八个被检计量器具腔室[6]，所述温度稳定器[4]上的标准计量器具腔室[5]和被检计量器具腔室[6]均为长孔。所述工作腔[9]中设有螺旋翅片[14]，螺旋翅片[14]固定在筒形隔板[16]的内壁面上(也可以固定在温度稳定器[4]的外表面上)。由于螺旋翅片[14]的导流作用，在风机[11]的强迫作用下，进入工作腔[9]内的气流沿螺旋通道流动，从而工作腔[9]内的温度均匀度达到最佳状态。

Claims (10)

1．一种温度计量器具检定装置的恒温空气槽炉体，包括炉壳[1]、与炉壳[1]敞口配合的炉门[2]、电加热元件[3]以及用耐高温金属制成的温度稳定器[4]，所述温度稳定器[4]上设有计量器具放置腔室，炉门[2]与炉壳[1]在关闭状态下构成一密闭保温的炉膛，其特征在于：炉膛由隔离结构分隔成加热腔和工作腔，电加热元件[3]设在加热腔内，温度稳定器[4]设在工作腔内，加热腔与工作腔循环连通构成炉膛内的循环通道，循环通道上设有风机[11]。

2．根据权利要求1所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述循环通道沿炉膛长度方向布置，风机[11]设在工作腔与加热腔的连通处；所述电加热元件[3]在加热腔内紧贴隔离结构安装；所述温度稳定器[4]支承在工作腔的中央。

3．根据权利要求2所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述隔离结构为两块在炉膛内平行设置的隔板[7]，两块隔板[7]将炉膛分隔成两个子加热腔夹持一个中间工作腔的空间结构。

4．根据权利要求2所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述隔离结构为一个筒形隔板[16]，筒形隔板[16]悬置在炉膛内，其外缘与炉膛膛壁构成环形加热腔[15]，其中空腔构成工作腔。

5．根据权利要求3所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述两块隔板[7]的相向侧边上，沿通道纵向分别开有至少两个旋流孔[12]，每个旋流孔[12]傍均设有旋流引导板[13]。

6．根据权利要求4所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述工作腔中设有螺旋翅片[14]。

7．根据权利要求4所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述筒形隔板[16]上开有旋流孔[12]，旋流孔[12]傍设有旋流引导板[13]。

8．根据权利要求2所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述温度稳定器[4]为一圆柱体，其圆柱中心设有标准计量器具腔室[5]，在圆柱体内环绕中心均匀设有至少两个被检计量器具腔室[6]。

9．根据权利要求2所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述电加热元件[3]套装在不锈钢套内紧贴隔离结构纵向排列。

10．根据权利要求8所述的恒温空气槽炉体，其特征在于：所述温度稳定器[4]上的标准计量器具腔室[5]和被检计量器具腔室[6]均为长孔。

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