桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀的製作方法

2023-07-19 08:19:26 1

專利名稱：桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及到煤炭、石油化工或電力行業中用來測定煤、油或其它發熱物質發熱量的測量儀器，特指一種桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀。
背景技術：
現有技術中，用來測定物質發熱量的測量儀器一般都由內桶、外桶以及設置於內桶頂部的桶蓋組成，其中內桶設置於外桶中；測試時，將測試樣品的氧彈放置於內桶中，與點火電極相連，到規定的時間通電點火，讓樣品充分燃燒。為保證準確地測定物質的發熱量，外桶溫度必須保持恆定，當環境溫度維持恆定不變，且外桶溫度與環境溫度保持一致時，該儀器測熱體系的熱容量應該確定的，從而可以獲得準確性和再現性都不錯的測試結果。但在大多數情況下，長期保證環境溫度穩定是不現實的，環境溫度的上升或下降會使外桶吸熱或放熱。由於吸熱和放熱性質不同，而且每次的激烈程度不確定，過程漫長，在此過程中，外桶溫度發生極複雜的變化，儀器熱容量也可能發生變化，導致測試結果準確性降低，再現性變差。

發明內容
本發明要解決的技術問題就在於針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種能夠保持桶蓋以及外桶內溫度恆定，給內桶創造出一個理想的外界環境的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，從而提高儀器適應惡劣環境的能力，提高了測試準確度。
為解決上述技術問題，本發明提出的解決方案為一種桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，它包括內桶、外桶以及設置於內桶和外桶頂部的桶蓋，內桶置於外桶中，外桶的外側壁與內側壁之間形成裝有介質的外桶腔體，內桶和外桶之間設有空氣夾層，其特徵在於所述桶蓋內設有一個或一個以上用於介質導流的蓋導流腔或一個或一個以上的蓋導流體，蓋導流腔或蓋導流體與循環供給裝置形成導流循環控溫裝置，循環供給裝置包括控溫裝置和驅動裝置。
所述蓋導流腔上開設有一個或一個以上的蓋導流腔口，蓋導流腔的入口與蓋介質入口相連，蓋導流腔口與蓋導流腔的入口導通。
所述蓋導流腔口採用圓孔形、方孔型、縫形或蜂窩形。
所述一個或一個以上的蓋導流體以桶蓋中心為圓心，以等徑或非等徑圓弧狀螺旋分布於蓋腔體內，並與桶蓋側壁形成非封閉式的蓋導流槽，蓋導流體的起點位於蓋介質入口的下方。
所述外桶腔體內設有一個或一個以上的用於介質導流的外桶導流腔或外桶導流體，外桶導流腔或外桶導流體與循環供給裝置形成導流循環控溫裝置。
所述外桶內側壁和外側壁之間的外桶腔體中設有一個或一個以上的外桶導流腔，該外桶導流腔上開設有數個外桶導流腔口，外桶導流腔的入口與外桶介質入口相連，外桶導流腔口則與外桶導流腔的入口均導通。
所述外桶內側壁和外側壁之間的外桶腔體中設有一個或一個以上的外桶導流體，該外桶導流體以外桶中心為圓心，以等徑或非等徑圓弧狀螺旋分布於外桶腔體內，並與外桶外側壁或內側壁形成非封閉式的外桶導流槽，外桶導流體的起點位於外桶介質入口下方。
所述驅動裝置的出口端通過控溫裝置與桶蓋相連通，驅動裝置的入口端與外桶連通，桶蓋與外桶保持連通，或者驅動裝置的出口端通過控溫裝置分別與桶蓋和外桶的入口端相連通，驅動裝置的入口端分別與外桶和桶蓋出口端連通。
所述循環供給裝置還包括轉換開關並在外桶上還開設有一介質出口，驅動裝置與一介質入口相連。
與現有技術相比，本發明的優點就在於1、本發明的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，該控溫裝置能夠利用桶蓋導流腔或導流體設計配合循環供給裝置，使桶蓋以及循環供給裝置形成一個循環系統，同時利用介質循環方式具有多樣性和靈活性，介質可根據需要按一定方向循環，從而使整個循環系統溫度恆定，有效地增強了桶蓋內溫度的穩定性，通過自流的特性也使循環系統各處的溫度長期保持一致，減小外界環境溫度對桶蓋內以及整個循環系統中溫度的影響，最終為內桶內恆定的工作環境創造了最佳的條件，提高了儀器適應惡劣環境的能力，縮短了測試時間。
2、本發明的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，在外桶腔體內同樣也採用導流腔或導流體設計，同時配合循環供給裝置，使具有一定溫度的介質在外桶腔體內循環流動，且介質循環方式具有多樣性和靈活性，介質可根據需要按一定方向循環，從而使整個循環系統溫度恆定，有效地增強了外桶和桶蓋內溫度的穩定性，通過自流的特性也使循環系統內各處的溫度長期保持一致，最終給內桶創造出一個理想的外界環境，使得測試結果準確度高、精度高，且再現性強，也使得本發明的量熱儀適用範圍更廣，特殊工況下的對環境的適應能力更強。
3、本發明的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，在外桶與桶蓋之間設有全密封層，並在空氣夾層與桶蓋之間設有半密封層，從而保證了該量熱儀工作環境的穩定，也使工作環境的溫度相對恆定，因此能夠進一步提高量熱儀的測量精度。
4、本發明的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，在內桶內設置有一波輪，並在波輪的上方設置有與其呈一定角度的葉片，通過該葉片的設置，可以擴大波輪攪拌的工作範圍，特別是在深度方向上對整個內桶內的介質實施均勻攪拌；利用波輪在電機驅動下對內桶內的介質進行的攪拌作業，保證了內桶內各處的介質溫度基本保持一致，不會出現在不同水位上介質溫度不同的現象，從而提高了量熱儀的測量精度，能夠獲得更為精確的測量值。


圖1是本發明實施例1的結構示意圖；圖2是圖1中A-A處的剖視結構示意圖；圖3是圖1中B-B處的剖視結構示意圖；圖4是圖1中C向的結構示意圖；圖5-1是本發明實施例1中導流腔截面實例1的示意圖；圖5-2是本發明實施例1中導流腔截面實例2的示意圖；圖5-3是本發明實施例1中導流腔截面實例3的示意圖；圖5-4是本發明實施例1中導流腔截面實例4的示意圖；圖5-5是本發明實施例1中導流腔截面實例5的示意圖；圖5-6是本發明實施例1中導流腔截面實例6的示意圖；圖6是本發明實施例2的結構示意圖；圖7是圖6中D-D處的剖視結構示意圖；圖8是圖6中E-E處的剖視結構示意圖；圖9是本發明實施例3的結構示意圖；圖10是圖9中F-F處的剖視結構示意圖；圖11是圖9中G-G處的剖視結構示意圖；圖12是圖6和圖9中H向的結構示意圖；圖13-1是本發明實施例2和實施例3中導流體截面實例1示意圖；
圖13-2是本發明實施例2和實施例3中導流體截面實例1示意圖；圖13-3是本發明實施例2和實施例3中導流體截面實例1示意圖；圖13-4是本發明實施例2和實施例3中導流體截面實例1示意圖；圖13-5是本發明實施例2和實施例3中導流體截面實例1示意圖；圖13-6是本發明實施例2和實施例3中導流體截面實例1示意圖；圖14是本發明攪拌裝置結構示意圖。
圖例說明1、內桶 2、外桶 21、內側壁22、外側壁 23、外桶腔體 201、外桶介質入口202、外桶介質出口3、桶蓋 31、蓋導流腔32、蓋導流腔口 33、蓋導流體 34、蓋導流槽301、蓋腔體 302、蓋介質入口 303、蓋介質出口4、空氣夾層 5、外桶導流腔51、外桶導流腔口53、外桶導流體 54、外桶導流槽 6、循環供給裝置61、驅動裝置 62、控溫裝置 63、轉換開關64、介質補入口 7、全密封層 8、半密封層9、外桶測溫探頭 10、內桶測溫探頭 11、介質排放口12、葉片 13、波輪 14、電機具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
本發明的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，它包括內桶1、外桶2以及設置於內桶1和外桶2頂部的桶蓋3，內桶1置於外桶2中，外桶2的內側壁21與外側壁22之間形成裝有介質的外桶腔體23，內桶1和外桶2之間設有空氣夾層4，桶蓋3內設有一個或一個以上的用於介質導流的蓋導流腔31或蓋導流體33，它們與循環供給裝置6形成導流循環控溫裝置，循環供給裝置6包括控溫裝置62和驅動裝置61。一種方式下，驅動裝置61的出口端通過控溫裝置62與桶蓋3相連通，驅動裝置61的入口端與外桶2連通，桶蓋3與外桶2保持連通，這樣外桶2和桶蓋3形成一個完整的循環系統，循環供給裝置6對整個循環系統進行控制。另一種方式下，驅動裝置61的出口端通過控溫裝置62分別與桶蓋3和外桶2的入口端相連通，驅動裝置61的入口端分別與外桶2和桶蓋3出口端連通，這樣的話，桶蓋3和外桶2分別與循環供給裝置6形成各自獨立的循環水系，循環供給裝置6分別對桶蓋3和外桶2進行控制。利用循環供給裝置6中的控溫裝置62，可以使循環系統中介質的溫度保持在一定的恆定範圍內，同時桶蓋3的導流設計使桶蓋3內的介質具備循環流動性，產生一定的攪拌效果，最終使得桶蓋3介質溫度均恆，測試結果準確度高、精度高，且再現性強。在較佳實施例中，可以在外桶腔體23內也設有一個或一個以上的用於介質導流的外桶導流腔5或外桶導流體53，從而使外桶2內的介質也產生一定的自流循環，通過控溫裝置62對介質的控制使外桶2內也能保持在恆溫的範圍內，同時為內桶1創造一個最佳的測試環境。在較佳的實施例中，循環供給裝置6進一步包括轉換開關63並在外桶2上還開設有一介質出口11，驅動裝置61與一介質入口64相連，當外桶2內需要補充介質時，則打開轉換開關63，切斷循環系統使新介質從介質入口64輸入。外桶2與桶蓋3之間設有全密封層7，空氣夾層4與桶蓋3之間設有半密封層8，從而保證了該量熱儀工作環境的穩定，也使內桶1和外桶2內的工作環境溫度相對恆定，因此提高了量熱儀的測量精度。在內桶1內設有內桶測溫探頭10，外桶腔體23內設有外桶測溫探頭9，通過內桶測溫探頭10和外桶測溫探頭9可以對工作環境的溫度進行監測，進而做出相應的調整。參見圖14，本發明進一步在內桶1內設置有一波輪13，該波輪13與電機14相連。該波輪13的上方裝設有葉片12，該葉片12與波輪13呈一定角度α，該α可以為90度，即波輪13與葉片12垂直。同時α也可以滿足以下關係式D＞l+2Lcosα；其中D為內桶1的直徑，l與波輪13的水平長。在這個較佳的範圍內，波輪13和葉片12的組合所產生的效果最佳。該波輪13通過電機14的帶動能夠對內桶1內的介質產生攪拌的作用，保證了內桶1內各處的介質溫度保持一致，不會出現在不同水位上介質溫度不同的現象，從而提高了量熱儀的測量精度，能夠獲得更為精確的測量值。同時，為了滿足波輪13對不同桶高和介質深度的工作，當內桶1的高度值與葉片12垂直高度值之比為2～6時，波輪13和葉片12的組合能夠對內桶1內所有的介質進行充分的均勻攪拌，達到較佳的效果。
其中，蓋導流腔31或蓋導流體33和外桶導流腔5或外桶導流體53有很多種布置方式，以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
實施例1如圖1、圖2和圖4所示，在桶蓋3中設有一個或一個以上的蓋導流腔31，該蓋導流腔31上開設有數個蓋導流腔口32；蓋導流腔31的入口與蓋介質入口302相連，蓋導流腔口32則與蓋導流腔31的入口均導通。介質可由蓋導流腔口32向蓋腔體301內噴射，由噴射介質推動蓋腔體301內的介質不斷向前推進，進而形成介質的自流攪拌，達到蓋腔體301內各處的溫度趨於一致的效果。其中蓋導流腔口32可以根據噴射的具體需要採用圓孔形、縫形或其它不規則形狀，另外還可通過改變蓋導流腔口32與桶蓋3上平面所成的α1角和與X軸所成的β角來確定不同的噴射方向。不同的形狀、不同的口徑和不同的方向將會形成不同速度、不同方向以及不同攪拌效果的噴射介質。另外，參見圖5-1至圖5-6所示，還可根據蓋腔體301的形狀、大小和高度選擇合適的蓋導流腔31的高度H和外形，如截面為扇形、圓形、橢圓形、正方形、長方形、多邊形、三角形等，使介質通過導流後的循環效果更佳，保證了桶蓋3內各處的介質溫度基本保持一致，不會出現在不同位置上介質溫度不同的現象，提高了內桶1環境溫度的穩定性，從而提高了量熱儀的測量精度，能夠獲得更為精確的測量值。如圖3所示，在外桶2中設有一個或一個以上的外桶導流腔5，該外桶導流腔5上開設有數個外桶導流腔口51；外桶導流腔5的入口與外桶介質入口201相連，外桶導流腔口51則與外桶導流腔5的入口均導通。在本實施例中，外桶導流腔5與蓋導流腔31布置方式基本一致，使外桶腔體23內的介質形成自流攪拌，達到外桶腔體23內各處的溫度趨於一致的效果。與蓋導流腔31相連的蓋介質入口302與循環供給裝置6中驅動裝置61的出口端相連，蓋腔體301中的蓋介質出口303與外桶2中與外桶導流腔5相連的外桶介質入口201相連，外桶腔體23中的外桶介質出口202與循環供給裝置6中驅動裝置61的進口端相連。測試時，可先在內桶1內裝好一定容量的介質，外桶2內同樣裝好介質，然後開啟驅動裝置61和控溫裝置62，使介質加熱控制到預定的溫度後流入桶蓋3內的蓋腔體301中，蓋腔體301中的蓋導流腔31的介質噴射設計，使桶蓋3內的介質具有攪拌性，同理，在外桶腔體23中，介質也具有攪拌性，這樣的話能夠使外桶腔體23和桶蓋3內的介質溫度均勻保持恆定。最後將測試樣品的氧彈放置於內桶1中，與點火電極相連，到規定的時間通電點火，讓樣品充分燃燒。介質在外桶導流腔5、外桶腔體23和蓋導流腔31、桶蓋3以及循環供給裝置6形成的循環系統中，不但能保持外桶腔體23內的介質溫度恆定，還能保持桶蓋3內介質溫度恆定。如果循環系統中需要補充介質，則打開轉換開關63，切斷循環系統，使新介質從介質入口64進入。如果需要將外桶腔體23內的介質放出，則可通過外桶2的介質出口11將介質放出。
實施例2如圖6、圖7、圖9、圖10和圖12所示，在桶蓋3中設有一個或一個以上的蓋導流體33，該蓋導流體33以桶蓋3中心為圓心，以等徑或非等徑圓弧狀螺旋分布於蓋腔體301內，並與桶蓋3側壁形成非封閉式的蓋導流槽34；蓋導流體33的起點位於蓋介質入口302下方。介質由蓋介質入口302進入蓋腔體301內，在蓋導流體33的導流約束作用下部分介質會順著蓋導流槽34流動，進而帶動其它介質按一定的方向流動，形成介質的自流攪拌，達到蓋腔體301內各處的溫度趨於一致的效果。其中蓋導流體33可以根據需要改變其與桶蓋3上平面所成的α2角來確定不同的導流方向，而不同的螺旋角度、位置和不同的導流方向將會形成不同速度、不同方向以及不同攪拌效果的導流介質。另外，參見圖13-1至圖13-6所示，還可根據蓋腔體301的形狀、大小和高度選擇合適的蓋導流體33的導流行程和外形，如截面為長方形、圓形、橢圓形、正方形、多邊形、三角形、梯形等，使介質通過導流後的循環效果更佳，保證了桶蓋3內各處的介質溫度基本保持一致，不會出現在不同位置上介質溫度不同的現象，提高了內桶1環境溫度的穩定性，從而提高了量熱儀的測量精度，能夠獲得更為精確的測量值。如圖8和圖11所示，在外桶腔體23中設有一個或一個以上的外桶導流體53，該外桶導流體53以外桶2中心為圓心，以等徑或非等徑圓弧狀螺旋分布於外桶腔體23內，並與外桶外側壁22或內側壁21形成非封閉式的外桶導流槽54；外桶導流體53的起點位於外桶介質入口201下方。在本實施例中，外桶導流體53與蓋導流體33布置方式基本一致，使外桶腔體23內的介質形成自流攪拌，達到外桶腔體23內各處的溫度趨於一致的效果。蓋介質入口302與循環供給裝置6中驅動裝置61的出口端相連，蓋腔體301中的蓋介質出口303與外桶2中的外桶介質入口201相連，外桶腔體23中的外桶介質出口202與循環供給裝置6中驅動裝置61的進口端相連。測試時，可先在內桶1內裝好一定容量的介質，外桶2內同樣裝好介質，然後開啟驅動裝置61和控溫裝置62，使介質加熱控制到預定的溫度後流入桶蓋3內的蓋腔體301中，蓋腔體301中的蓋導流體33的蓋導流槽34設計，使桶蓋3內的介質具有攪拌性，同理，在外桶腔體23中，介質也具有攪拌性，這樣的話能夠使外桶腔體23和桶蓋3內的介質溫度均勻保持恆定。最後將測試樣品的氧彈放置於內桶1中，與點火電極相連，到規定的時間通電點火，讓樣品充分燃燒。介質在外桶導流體53、外桶腔體23和蓋導流體33、桶蓋3以及循環供給裝置6形成的循環系統中，不但能保持外桶腔體23內的介質溫度恆定，還能保持桶蓋3內介質溫度恆定。如果循環系統中需要補充介質，則打開轉換開關63，切斷循環系統，使新介質從介質入口64進入。如果需要將外桶腔體23內的介質放出，則可通過外桶2的介質出口11將介質放出。
綜上所述，本發明中蓋導流腔31或蓋導流體33和外桶導流腔5或外桶導流體53的布置方式可以根據實際需要選擇合適的種類進行組合排列，因此在本發明保護內的布置方式是多種多樣的，並不局限於本發明實施例中的這幾種有限的布置方式。而且，外桶2和桶蓋3作為內桶1外環境的整體單元，在較佳的實施例中，可以將數個這種整體單元以陣列的方式依次相互嵌套形成一個較佳的方案，為提高儀器測試精度提供保障。
權利要求
1.一種桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，它包括內桶(1)、外桶(2)以及設置於內桶(1)和外桶(2)頂部的桶蓋(3)，內桶(1)置於外桶(2)中，外桶(2)的外側壁(22)與內側壁(21)之間形成裝有介質的外桶腔體(23)，內桶(1)和外桶(2)之間設有空氣夾層(4)，其特徵在於所述桶蓋(3)內設有一個或一個以上用於介質導流的蓋導流腔(31)或一個或一個以上的蓋導流體(33)，蓋導流腔(31)或蓋導流體(33)與循環供給裝置(6)形成導流循環控溫裝置，循環供給裝置(6)包括控溫裝置(62)和驅動裝置(61)。
2.根據權利要求1所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述蓋導流腔(31)上開設有一個或一個以上的蓋導流腔口(32)，蓋導流腔(31)的入口與蓋介質入口(302)相連，蓋導流腔口(32)與蓋導流腔(31)的入口導通。
3.根據權利要求2所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述蓋導流腔口(32)採用圓孔形、方孔型、縫形或蜂窩形。
4.根據權利要求1所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述一個或一個以上的蓋導流體(33)以桶蓋(3)中心為圓心，以等徑或非等徑圓弧狀螺旋分布於蓋腔體(301)內，並與桶蓋(3)側壁形成非封閉式的蓋導流槽(34)，蓋導流體(33)的起點位於蓋介質入口(302)的下方。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述外桶腔體(23)內設有一個或一個以上的用於介質導流的外桶導流腔(5)或外桶導流體(53)，外桶導流腔(5)或外桶導流體(53)與循環供給裝置(6)形成導流循環控溫裝置。
6.根據權利要求5所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述外桶內側壁(21)和外側壁(22)之間的外桶腔體(23)中設有一個或一個以上的外桶導流腔(5)，該外桶導流腔(5)上開設有數個外桶導流腔口(51)，外桶導流腔(5)的入口與外桶介質入口(201)相連，外桶導流腔口(51)則與外桶導流腔(5)的入口均導通。
7.根據權利要求5所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述外桶內側壁(21)和外側壁(22)之間的外桶腔體(23)中設有一個或一個以上的外桶導流體(53)，該外桶導流體(53)以外桶(2)中心為圓心，以等徑或非等徑圓弧狀螺旋分布於外桶腔體(23)內，並與外桶外側壁(22)或內側壁(21)形成非封閉式的外桶導流槽(54)，外桶導流體(53)的起點位於外桶介質入口(201)下方。
8.根據權利要求1或2或3或4所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述驅動裝置(61)的出口端通過控溫裝置(62)與桶蓋(3)相連通，驅動裝置(61)的入口端與外桶(2)連通，桶蓋(3)與外桶(2)保持連通，或者驅動裝置(61)的出口端通過控溫裝置(62)分別與桶蓋(3)和外桶(2)的入口端相連通，驅動裝置(61)的入口端分別與外桶(2)和桶蓋(3)出口端連通。
9.根據權利要求5所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述驅動裝置(61)的出口端通過控溫裝置(62)與桶蓋(3)相連通，驅動裝置(61)的入口端與外桶(2)連通，桶蓋(3)與外桶(2)保持連通，或者驅動裝置(61)的出口端通過控溫裝置(62)分別與桶蓋(3)和外桶(2)的入口端相連通，驅動裝置(61)的入口端分別與外桶(2)和桶蓋(3)出口端連通。
10.根據權利要求8所述的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，其特徵在於所述循環供給裝置(6)還包括轉換開關(63)並在外桶(2)上還開設有一介質出口(11)，驅動裝置(61)與一介質入口(64)相連。
全文摘要
本發明公開了一種桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，它包括內桶、外桶以及設置於內桶和外桶頂部的桶蓋，內桶置於外桶中，外桶的外側壁與內側壁之間形成裝有介質的外桶腔體，內桶和外桶之間設有空氣夾層，桶蓋內設有一個或一個以上用於介質導流的蓋導流腔或一個或一個以上的蓋導流體，蓋導流腔或蓋導流體與循環供給裝置形成導流循環控溫裝置，循環供給裝置包括控溫裝置和驅動裝置。本發明是一種能夠保持桶蓋以及外桶內溫度恆定，給內桶創造出一個理想的外界環境的桶蓋帶導流循環控溫裝置的量熱儀，從而提高儀器適應惡劣環境的能力，提高了測試準確度。
文檔編號G01K17/00GK101063632SQ200710035038
公開日2007年10月31日 申請日期2007年5月31日 優先權日2007年5月31日
發明者朱先德 申請人:湖南三德科技發展有限公司