多級恆溫箱的製作方法

2023-06-01 23:07:36 1

專利名稱：多級恆溫箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種恆溫裝置，具體地說，是一種可以在一個箱體內實 現多級溫度控制的恆溫裝置，適用於石油開發、石油化工、醫學、生物等領 域，屬於熱能工程中的精密儀器技術領域。
背景技術：
石油天然氣賦存於地層深部幾千米處，其所處的溫度高達幾十甚至150 度以上，石油從地層中滲流、經過井筒產出到地面，其溫度是逐漸變化的。 為了研究地層條件下油藏流體的性能、研究石油的流動和產出規律需要進行 大量的科學實驗和物理模擬。例如實驗要求地層溫度和標準狀態下溫度兩個 溫度。又如對於稠油熱採可能涉及地層溫度、加熱後的溫度(高達30(TC)、 50。C和標準狀態下溫度四個溫度。若研究天然氣水合物需要涉及地層溫度、 室溫、低溫((TC以下)等溫度等級。多級恆溫裝置(箱)就是這樣的一種裝 置提供地層條件下的多種高溫狀態的實驗裝置，而以往的恆溫裝置只能提供 一種溫度，不能同時提供多種溫度條件，原油一般直接從高溫到室溫，中間 過程無法控制。要進行溫度變化過程的實驗，則需要特殊的試驗裝置來滿足 這種要求。本實用新型就是為了提供多種特定溫度(恆溫)而提出和設計的， 可以進行物理模擬實驗或對產品的性能進行模擬測試。現有的恆溫(箱)裝置存在下列問題溫度或恆溫空間單一，不能同時提供不同的多級溫度，不能滿足多級溫 度條件下實驗的要求；高溫(50-100)、超高溫(>100)條件時，由於箱內溫度高、室內溫度低，溫差太大，將導致散熱問題嚴重，保溫性能差，電耗高、效率低。 實用新型內容綜合本領域現有技術以及存在的問題，本實用新型所要解決的技術問題 主要是針對現有技術的不足，提供一種能在同一個恆溫箱體內分成兩個、三 個或多個空間，可提供多個不同溫度的實驗條件，從而更好地滿足實驗要求 的恆溫裝置。本實用新型的目的在於提供一種多級恆溫箱，藉助在整個恆溫箱體內分成 多個恆溫空間，每個恆溫空間提供一種恆溫條件，當在空間內擺放所需的實 驗儀器或樣品時，該多級恆溫箱可提供多個不同溫度的實驗條件，從而更好 地滿足實驗要求，在一定程度上達到節能的目的，提高了能量的利用率。本實用新型是通過如下技術方案實現的一種多級恆溫箱，該恆溫箱的結構組成包括箱體、加熱系統、空氣循環系 統和溫度控制系統，其特徵在於，所述箱體設有外殼、內膽和箱門，該箱體 的內部設有至少一個恆溫艙，該恆溫艙設有艙體、加熱裝置、空氣循環裝置 和控溫裝置；該艙體設有艙壁和艙門，該恆溫艙藉助至少一個支撐柱與該箱 體相互隔離並嵌套在該箱體的內部，該恆溫艙的內部空間以及該恆溫艙的艙 壁與箱體的內膽之間的空間形成所述多級恆溫箱的多個恆溫空間。上述的多級恆溫箱，優選所述的箱體的內部設有多個按照體積由大到小的 順序依次套合的恆溫艙，該多個為兩個或者兩個以上的多數個；該恆溫艙設 有支撐柱，藉助該支撐柱使該套合的恆溫艙之間彼此相互隔離，從而使得不 同的恆溫艙的艙壁之間保持相互不接觸。本實用新型的多級恆溫箱的各恆溫空間為嵌套式排列。該嵌套式排列的分 布特點為多個恆溫空間層層嵌套在多級恆溫箱的箱體內，在大的恆溫空間 內放置一個小的恆溫空間，該多個恆溫空間沒有共用的側面。上述多級恆溫 箱藉助在一個恆溫箱體內分成多個恆溫空間，每個恆溫空間具有獨立的加熱裝置和控溫裝置，不同的恆溫空間可以提供並保持不同的恆溫條件，當在空 間內擺放所需的實驗儀器或樣品時，該多級恆溫箱可提供多個不同溫度以滿 足實驗要求，嵌套在最中心位置的恆溫空間的溫度最高，嵌套於內部的恆溫 空間向嵌套在外部的恆溫空間散熱，使得由中心區域散失的熱被外部包圍的 恆溫空間所吸收和利用，這樣充分既利用了能量，減少了熱量損失，又提高 了恆溫空間控溫的精度，滿足了不同的實驗要求，達到了節能、提高能量利 用率的目的。為了便於觀察恆溫箱中各恆溫空間的情況，本實用新型所述的多級恆溫箱 的箱體內優選設有觀察燈，所述的箱門上也相應的優選設有觀察窗；恆溫艙 的艙體內優選設有觀察燈，艙門也相應的優選設有觀察窗。以及，根據實際 工作和實驗的需要，恆溫艙設置可以開關的艙門，艙門的位置和面對的方向 優選與該恆溫箱的箱門的位置方向相同。觀察燈和觀察窗的設置在一定程度上避免了實驗觀測目的頻繁開關箱門 和艙門的現象，也就一定程度上避免了由於開關箱門和艙門導致的能量和熱 量散失，在便於隨時觀察箱體內以及各恆溫空間內的狀況的同時更加節能， 提高了熱能利用率。本實用新型上述的多級恆溫箱，為了保持溫度，所述的箱體的外殼和內膽 之間優選設有保溫層，該保溫層的材料優選為包括硬質聚氨脂發泡材料和超 細玻璃棉等在內的保溫材料。本實用新型所述的多個恆溫空間的內部溫度隨著該多個恆溫空間的體積 由大到小依次套合的排列設為由低到高的順序設置。隔離各恆溫空間的是恆 溫艙的艙壁和艙門，其為裝設有保溫材料的隔板，該艙壁優選為中空的內部 填充有保溫材料的隔板，具體地說，優選是一種內部填充有硬質聚氨脂發泡材料和超細玻璃棉等保溫材料的中空的隔板；艙門的部分或者全部優選設為 透明的觀察窗，當艙門的部分為觀察窗的時候，其餘部分優選為中空的內部 填充有保溫材料的隔板，具體地說，艙門的非觀察窗的部分優選是一種內部填充有硬質聚氨脂發泡材料和超細玻璃棉等保溫材料的中空的隔板。
本實用新型所述的多級恆溫箱，其中的多級是指不同溫度的多個恆溫空 間，該多個是兩個和兩個以上的統稱，該多級是二級以及二級以上的統稱和 簡稱，包括二級或三級或四級或者更多級。
本實用新型的多個恆溫空間的布置方式可以是嵌套式恆溫空間或為局部 嵌套式恆溫空間，藉助層層嵌套式的空間布局，可將該恆溫箱的整體空間劃 分成兩、三個或者更多的呈同心結構的恆溫空間，各恆溫空間的內部彼此獨 立，且均裝設有加熱裝置和空氣循環裝置，恆溫空間的外部裝設有控溫裝置 用以控制各恆溫空間的不同的溫度，每個恆溫空間可以提供不同的溫度區域， 以形成二級或三級恆溫箱，位於最中間的恆溫空間內的溫度最高，內部的恆 溫空間向外部恆溫空間散熱，散失的熱被外部恆溫空間所吸收和利用，由此 達到了 一個恆溫箱內多級恆溫的效果。
根據實際需要，該恆溫箱還可以設置製冷系統，各恆溫空間設置製冷裝置， 多個製冷裝置組成了多級恆溫箱的製冷系統。
不同的恆溫空間所設置的多個加熱裝置組成了本實用新型的多級恆溫箱 的加熱系統，同理，不同的恆溫空間所設置的多個控溫裝置組成了本實用新 型的多級恆溫箱的控溫系統，以及，多個空氣循環裝置組成了多級恆溫箱的 空氣循環系統。
上述的控溫裝置優選為溫度控制儀或者控制板，例如智能數顯溫溼度控制 儀；加熱裝置由加熱元件組成，該加熱元件優選由一個或者多個(兩個和兩 個以上)不鏽鋼翅片加熱管組成；空氣循環裝置為能使空氣循環保持恆溫空 間內部溫度均勻一致的裝置， 一般情況可以是風機。
在本實用新型的優選實施例中，各獨立的恆溫空間的內部(內壁)裝設有 加熱元件，其外部也就是箱體的外面(外側壁)裝設有用以控制各空間不同 的溫度的控制儀或本領域熟知的控溫板，例如智能數顯溫溼度控制儀或本領 域熟知的各類型控溫板，加熱元件、控溫儀和控溫板均為本領域常規的一起和部件，在此不再贅述。
本實用新型所述的多級恆溫箱中，所述的加熱系統設在箱體的內部，所述 的控溫系統設在箱體的外側，該加熱系統和控溫系統藉助線路連接。即，各 獨立的恆溫空間的加熱裝置和控溫裝置分別在該恆溫空間的內部和外部，彼 此之間通過線路例如電線連接。
控溫系統由多個恆溫空間所設置的多個控溫裝置組成，是本實用新型的多 級恆溫箱的溫度控制中樞，該控溫裝置至少設有控制面板、溫度探頭、邏輯 電路、開關和繼電器，所述的控制面板、溫度探頭、邏輯電路、開關和繼電 器藉助電路(或者電線)相連接，每個獨立的控溫裝置均可以通過上述控制 面板來設定所需要的或者特定的溫度，控溫裝置和控溫系統均通過溫度探頭 來測定箱體內的溫度、通過邏輯電路來判斷是否達到設定的溫度，沒有達到 設定溫度時開關啟動(可以自動設為開的狀態)來帶動繼電器啟動以供電加 熱，當達到或超過設定溫度時開關啟動(可以自動設為關的狀態)來帶動繼 電器斷電，通過上述設置、各元件和線路的連接實現恆溫控制。上述設置、 各元件和線路的連接均為本領域常規設置和裝置，在此不再贅述。
本實用新型的並列式恆溫空間的設置克服了現有恆溫(箱)裝置溫度或恆 溫空間單一，不能同時提供多級溫度的缺點，能滿足多級恆溫條件下的實驗 要求，提高了恆溫的精度，滿足更高的實驗精度要求。
尤其值得一提的是，本實用新型的多級恆溫箱各級箱體之間溫差小，高溫 的恆溫空間的散失的熱能被低其外的恆溫空間利用，即使開門進行操作，也 不至於引起劇烈降溫，本實用新型的多級恆溫箱克服了現有恆溫箱的箱內溫 度高、室內溫度低、溫差大，導致散熱嚴重的缺點，因此在真正達到了節能 的目的，提高了能量的利用率。
本實用新型的多級恆溫箱的箱體設有外殼、內膽和箱門，其中，外殼優 選採用經過靜電噴塑處理的冷軋鋼板，內膽優選採用優質不鏽鋼板，箱門中
間設大面積(達到箱門面積的30 80%)的觀察窗，箱內配有觀察燈，可以清晰地看到試樣的試驗情況。
本實用新型為由全嵌套式的恆溫空間組成的多級恆溫箱，在大的恆溫空 間內放置一個小的恆溫空間，每個空間內有獨立的加熱裝置共同組成本實用 新型的加熱系統，其中，位於最中心的恆溫空間的溫度最高，位於內部的恆 溫空間向包圍在其外部的恆溫空間散熱，即，內部的恆溫空間的散失熱被外 部的恆溫空間所吸收和利用，這樣充分既利用了能量，減少了熱量損失，又 提高了控溫的精度，滿足了不同的實驗要求。 綜上所述，本實用新型具有如下優點
1. 能提供不同的溫度，滿足更高的實驗要求；
2. 提高了控溫的精度，即使開門進行操作，不至於引起劇烈降溫；
3. 各級箱體之間溫差縮小，充分利用熱量，防止能量損失，節約能量。


圖1:本實用新型的嵌套式排列的多級恆溫箱的結構示意圖； 圖2:本實用新型的另一嵌套式排列的多級恆溫箱的結構示意圖。 附圖標號
1——恆溫箱 2——箱體 3——裝設有保溫層的隔板
4——'直溫空間 5——加熱裝置 6——控溫裝置
7——空氣循環裝置8——溫度探頭
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步說明。
實施例1 :
多級恆溫箱1的箱體2設有外殼、內膽和箱門，箱門包括外殼和內膽，
其中外殼採用經過靜電噴塑處理的冷軋鋼板，內膽採用優質不鏽鋼板，箱門中間設大面積(達到箱門面積的30 80%)的觀察窗，箱內配有觀察燈，可
以清晰地看到試樣的試驗情況。
參見圖1，圖1為嵌套式排列的多級恆溫箱的結構示意圖，其具有兩個恆
溫艙(即，恆溫空間)。本實施例為由全嵌套式的恆溫空間4組成的多級恆溫 箱l，在大的恆溫空間4內放置一個小的恆溫空間4，將箱體2內部的整體空 間劃分成兩個(或者兩個以上)層層套合的獨立的空間，其為恆溫空間4，不 同的恆溫空間4屬於不同的溫度區域，形成二級或三級恆溫箱l，每個恆溫空 間4的內部有獨立的加熱裝置5共同組成恆溫箱1的加熱系統和空氣循環裝 置7，每個恆溫空間4的外面裝有控溫裝置6，以控制各恆溫空間4的不同溫 度，其中，位於最中心的恆溫空間4的溫度最高，位於內部的恆溫空間4向 包圍在其外部的恆溫空間4散熱，內部的恆溫空間4的散失熱被外部的恆溫 空間4所吸收和利用，這樣充分既利用了能量，減少了熱量損失，又提高了 控溫的精度，滿足了不同的實驗要求。
套設在箱體2內的恆溫空間4藉助恆溫艙的艙壁隔離使之彼此相間隔成 獨立的密閉的空間區域，鯰壁即為相隔的側壁，其為裝設有保溫材料的隔板， 即是一種內部填充有硬質聚氨脂發泡材料和超細玻璃棉等保溫材料的中空的 隔板3，以保證恆溫空間4和箱體2內的溫度，空氣循環裝置7可以使空間內 的溫度均勻，以滿足多級實驗要求。中部的恆溫空間4是高溫區域，該區域 緩慢散熱，熱量能被包圍在外的溫度次高的恆溫空間4所利用，這樣充分節 約了能量；而且裝設有保溫層的隔板3的兩側溫差不是很大，這也為實驗提 供了穩定的恆溫環境。
上述為兩個嵌套式恆溫空間組成的多級恆溫箱。
實施例2:
如圖2所示，為本實用新型的另一嵌套式排列的多級恆溫箱的結構示意 圖，具有三個全嵌套式的恆溫艙(即，恆溫空間)。在體積較大的恆溫艙內隔 離出一個較小的恆溫艙，較小的恆溫艙藉助支撐柱支撐在較大的恆溫艙的艙壁底部，使各恆溫艙的艙壁保持不接觸，即，恆溫空間4內設置一個較小的 恆溫空間4，各空間內均加熱裝置5和空氣循環裝置7例如攪拌空氣用的風機，
外面裝有控溫裝置6，以保證各空間內的設計溫度和溫度均勻。此時較小的恆 溫空間4為超高溫區域，其散熱被較大的恆溫空間4 (高溫區域)所利用，較 大的恆溫空間4 (高溫區域)的散熱又被箱體2內部所吸收利用，這樣既減少 了鋼材和保溫材料，又充分利用了熱源，因此達到了節能的目的。
各恆溫艙均在內部安裝有加熱裝置5，為不同區域的空間提供熱源以保證 其內部達到設計的溫度，不同的恆溫區域4也各安裝有風機，以保證各自箱 體內溫度均勻。
本實用新型對現有恆溫箱進行改進，將原來的一個大箱體改進為兩個或 更多的區域化分箱體，以滿足多級實驗要求，同時也保證了恆溫箱的溫度穩 定性，提高了實驗效率和實驗精度。
上述為三個嵌套式恆溫空間組成的多級恆溫箱。
實施例3:
該實施例為多個(三個以上)嵌套式恆溫空間組成的多級恆溫箱。 其他結構和裝置類似於實施例1和實施例2。
本實用新型的多級恆溫箱，其"多級"包括二級或三級或四級或者四級 以上的更多級。
上述實施例提供了一種具有多個空間、多級恆溫的空氣浴實驗裝置，可同 時提供多個恆溫空間，用以放置所需的實驗儀器或樣品，進行科學實驗，或 對產品的物理以及其他相關特性進行不同溫度條件下的環境模擬測試。該裝 置克服了現有恆溫箱箱內溫度高、室內溫度低，溫差太大，導致散熱嚴重的 缺點。尤其是，本實用新型的各級箱體之間溫差小，高溫的散熱能被低溫利
用，在一定程度上達到節能的目的，提高了能量的利用率；該裝置還提高了 恆溫的精度，滿足更高的實驗要求，即使開門進行操作，也不至於引起劇烈 降溫。
權利要求1.一種多級恆溫箱，該恆溫箱的結構組成包括箱體、加熱系統、空氣循環系統和溫度控制系統，其特徵在於，所述箱體設有外殼、內膽和箱門，該箱體的內部設有至少一個恆溫艙，該恆溫艙設有艙體、加熱裝置、空氣循環裝置和控溫裝置；該艙體設有艙壁和艙門，該恆溫艙藉助至少一個支撐柱與該箱體相互隔離並嵌套在該箱體的內部，該恆溫艙的內部空間以及該恆溫艙的艙壁與箱體的內膽之間的空間形成所述多級恆溫箱的多個恆溫空間。
2. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的箱體的內部設 有多個按照體積由大到小的順序依次套合的恆溫艙，該恆溫艙設有支撐柱， 藉助該支撐柱使該套合的恆溫艙之間相互隔離。
3. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的箱體和/或艙體 設有觀察燈。
4. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的箱門和/或艙門 設有觀察窗。
5. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的艙門與箱門的 位置方向相同。
6. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的多個恆溫空間 的控溫裝置構成了該多級恆溫箱所述的控溫系統；多個恆溫空間的加熱裝置 構成了該多級恆溫箱所述的加熱系統；多個恆溫空間的空氣循環裝置構成了 該多級恆溫箱所述的空氣循環系統。
7. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的加熱裝置由加 熱元件組成。
8. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的加熱系統設在 箱體的內部，所述的控溫系統設在箱體的外側，該加熱系統和控溫系統藉助 線路連接。
9. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的艙壁和/或艙門是裝設有保溫材料的隔板。
10. 如權利要求1所述的多級恆溫箱，其特徵在於，所述的多個恆溫空間的內部溫度隨著該多個恆溫空間的體積由大到小依次套合的排列設為由低到 高的順序設置。
專利摘要本實用新型提供一種多級恆溫箱，該恆溫箱包括箱體、加熱系統、空氣循環系統和溫度控制系統，該箱體設有外殼、內膽和箱門，該箱體的內部設有多個恆溫空間，該多個恆溫空間按照體積由大到小的順序依次套合，各恆溫空間均設有加熱裝置、空氣循環裝置以及控溫裝置，各恆溫空間設有艙門；本實用新型的多級恆溫箱藉助在一個恆溫箱體內分成多個可以提供並保持不同的恆溫條件的恆溫空間，該多級恆溫箱能夠提供多個不同溫度以滿足實驗要求，因此達到節能、提高能量利用率的目的。
文檔編號B01L1/00GK201316619SQ20082012364
公開日2009年9月30日 申請日期2008年11月13日 優先權日2008年11月13日
發明者楊勝來, 許亞南 申請人:中國石油大學(北京)