专利名称：具有制冷制热功能的恒温槽的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的恒温槽，特别是一种在环境温度或介质温度高或低的情况下都能达到恒温目的的恒温槽，适用于化学、物理、生物、医学等领域的试验及一切需要恒温的工作。
现有的大型恒温槽，主要由加热器、控制器及容器组成，在环境温度低于设定温度时，利用加热及对加热量的控制来达到恒温的目的，但在环境温度高于设定温度时，就无法进行工作，这给分析测试及其它所需要恒温的工作带来不便甚至无法工作。
本发明的任务是要提供一种改进的恒温槽，不论环境温度如何，它都能快速、稳定地达到所需的温度，而且工作区间大，还装有供实验者观看试验情况的窗口，以满足各种不同的需要。
为实现上述目的，在恒温槽温控区的加热器邻近，增设一个制冷器，当设定温度高于窗口内介质温度时，加热器工作，使介质温度上升而恒温。当设定温度低于容器内介质温度时，制冷器参与工作，使介质温度下降而恒温，于是就达到了不论环境温度或介质温度如何，都能满足恒温的目的。同时，本发明还在恒温槽的温控区和工作区之间设置一块导流板，以形成一个宽敞的工作区并使经温度调节后的介质以设定方向回流，保证工作区的介质温度更加稳定。本发明在恒温槽容器的前后二侧加上了观察窗，并采用双层玻璃，以利实验者观察实验情况，并避免或减弱了介质温度在低于环境温度时观察窗面上形成的大面积水汽凝结。
以下将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图1是本发明的工作原理图。
图2是本发明的电气系统原理图。
图3是本发明的外形结构图。
参照
图1。容器1构成恒温槽主体，由导流板2将容器1分隔为工作区3和温控区4两部分。工作区3是用户真正得以使用的恒温部分。温控温度传感器即浸没在工作区3中(
图1中标出)，在温控区4的上方固定有一电机9，其轴上装有搅拌浆8。在电机及搅拌浆的外围套上螺旋形的电加热器5，及由导热性能良好的管材绕成的螺旋形制冷交换器6，与电机9按同一轴线方向安装。
虚框线12内是一个制冷机组。制冷机组由制冷压缩机13构成制冷机组主体，其一端与冷凝器14连接，另一端连接到蒸发器16，蒸发器16的另一端再回到压缩机13，以形成一闭合管路。蒸发器16装在冷媒箱18中，冷媒箱18内灌注有冷媒质17(由于在一般情况下，冷媒质温度可达0℃以下，因此，冷媒质应用乙二醇或乙二醇溶液，或其它低凝固点的液体)，蒸发器16就浸没在冷媒质中。此外，另一个温度传感器20也浸没在冷媒质中。在冷媒箱18上方，还装有一个抽液泵19，其进液管61，伸入冷媒质17的底部，抽液泵的出液口60与装置在浴槽温控区4中的制冷器6的进液管62连通，其出液管63也伸入冷媒箱中。15是轴流风机，正对冷凝器14安装。
电机9、电加热器5、制冷压缩机13、风机15、抽液泵19和传感器的引线分别接入控制器58中。
恒温槽在工作时，整个恒温过程都是由控制器58控制的，电机9带动搅拌桨8运转，通过导流板2的导流作用，使工作介质7产生如11所示的液流方向，以保证在工作区3内工作介质的温度均匀。如果工作区3的温度低于设定的温度值，那么，将由控制器58控制电加热器5接通电源，使加热器发热，其产生热量通过搅拌浆8的搅拌及导流板2的作用，使加热量均匀地向工作区3扩散，使工作区3温度上升，直到达到设定值为止。如果工作区3的温度高于设定的温度值，那么，由控制器58控制，使抽液泵19启动，将冷媒箱18中的冷媒质17通过管道61、60输送到制冷交换器6中，并由管道63回流，形成封闭循环。由于冷媒质温度很低(下面将要提到)，因此冷媒质所含的冷量通过冷交换器6管壁与温控区4内的工作介质进行冷量交换，通过搅拌及导流作用，使温控区4温度下降，并在工作区3均匀散播，直到达到设定温度为止。
冷媒质17的低温是由制冷机组来获得的，机组管道内灌注有制冷剂(如F12)。压缩机13工作时，即对冷媒质进行降温。
在恒温槽1及冷媒箱18外侧分别衬垫一层保温层22、23。
参见图2。图2是
图1中电气系统58原理图，分控制部分26和测量部分27。测量部分27实际上是一个由传感器25(与温控制传感器一样，按置在工作区中，在图中标出)，温度计电路28及数显器29组成的温度计，直接显示恒温槽中工作区的温度值。
控制电路26中，温度预置电路30中的设定电路35的数字量输出线与预置值显示器36连接，模拟量输出线37(即预置电路30的输出)接入差值放大器32的一个输入端38。同时接入该端的还有微调电路33的输出线。温度检测电路31是一个桥路放大器，温控温度传感器24接入桥路一臂，桥路＝输出端与桥路放大器40＝输入端连接，其输出端接入差值放大器32的另一输入端39。差值放大器32的输出同时与非门60的一个输入端及调节器34的输入连接，调节器34二个输出端点串入电网与加热器5组成的回路中。
61是环境温度检测元件(安装在与外置接触的任意部位，图中未表示出来)，在其二端并接有分压电阻器43，它的输出送入比较器42的负输入端，42的正输入端与预置电路的输出线连接，比较器42的输出送入与非门电路60的另一输入端。与非门60的输出一方面接入与门46的一个输入端，另方面与继电器线圈44接通，继电器44的触点串入液泵19与电网构成的回路中。
49是一个比较器，一端与浸没在冷媒质中的传感器47与工作电源V＋的分压端连接，另一端接电位器48的中心头。比较器49的输出也接入与门46的一个输入端，其输出连接到继电器100，继电器触点串入压缩机13与电网组成的回路中。此外，在与门46的再一个输入端与其输出端间还跨接有一个由微分电路45和延时电路44组成的串联电路。
其工作过程是这样的，桥路放大器输出端41的电压值表示了控制区的温度值，差值放大器32对此值和预置电路的输出值进行微量差值放大，放大后的值通过调节器34，控制加热器5的平均加热功率。比较器42对预置电路送来的输出值37与自电位器43输出的环境温度信号进行比较，当环境温度信号比预置电路的输出量37的电平高时(即预量温度低于环境温度)，比较器42输出0电平，经与非门60反相，驱动继电器44也作为启动液泵19条件，同时也作为启动压缩机13的条件之一。实际上，因为自压缩机13启动开始至冷交换发生作用，有一段相当的时延，因此为及时使致冷系统真正投入恒温工作，在比较器42的环境温度电平输入端中，加入一由电位器43调节的提前量，同时作为该条件的是由32输出的电平，该电平表示了如果恒温槽温度高于设定温度，也使液泵19启动，同时作为压缩机启动的条件之一。此两条件的逻辑信号，由与非门60输出，根据目前压缩机的工作特性，及对冷媒恒温的要求，压缩机13的起动应符合下列三个条件(1)压缩机停机后延时一段时间；(2)冷媒温度未降至下限值(如－15℃)；(3)预定值低于恒温槽中介质的实际温度值。三个条件都成立，与逻辑46才输出有效电平，使继电器100工作，压缩机启动。其中，对冷媒的下限温度控制是由传感器47(即
图1中的传感器20)及通过电位器48整定的电平进行比较，由比较器49有效(如″1″电平)实现的。如温度低于预定值，比较器49输出无效，与逻辑46输出无效，压缩机停止工作。在压缩机停机时，与逻辑46输出端50产生一个跳变信号，经微分环节45，使延时电路44清零，输出线51为无效信号，只有经一定延时后，才产生有效信号，使与逻辑46输出亦有效，压缩机重新启动。
参见图3。图3是本发明的外形结构图。主体分上下二大部分。恒温槽1及电气系统58均集中在上箱体52内，上箱体顶部是搅拌电机9，左侧部分是电气系统的操作面板21及显示面板57。恒温槽主体1的前后两面是透明玻璃53、54组成的观察窗，在后侧玻璃54的背后另外配以独立于恒温槽主体的灯箱55，这样，可从前侧玻璃53清晰地观察到槽内的工作情况。53和54均为双层玻璃结构，制冷机组中的压缩机13、冷媒箱18、冷凝器14(其中蒸发器16在冷媒箱18内)，安置在下半部56中。
权利要求1.一种由调节器、预置电路、温度计组成的恒温槽，其特征是在温控区的上方固定有一电机，其轴上装有搅拌桨且伸入温控区中，在其外围同轴地按有螺旋形的电加热器和制冷交换器。
2.根据权利要求1所述的恒温槽，其特征是在槽内温控区与工作区间设有导流板。
3.根据权利要求1所述的恒温槽其特征是制冷交换器管道一侧连接到液泵的出液口，另一侧伸入冷媒箱中，液泵的进液口也伸入冷媒箱中。
4.根据权利要求3所述的恒温槽，其特征是制冷压缩机组中的蒸发器浸入冷媒箱的冷媒中。
5.根据权利要求1所述的恒温槽，其特征是介质箱与外壳有隔热层，并在两侧设有双层玻璃结构的观察窗。
专利摘要本装置涉及一种改进的恒温槽，特别是一种具有制冷及制热双重功能的恒温槽。本装置由加热交换器、制冷压缩机组及制冷交换器及控制器组成。当预置温度高于介质温度时，进行升温控温。当预置温度低于介质温度时，由制冷交换器进行降温控温。因此，本装置能有效地延伸低温区温控，提高温控精度。本装置的恒温槽具有平面观察窗。
文档编号B65D81/18GK2124888SQ9021541
公开日1992年12月16日 申请日期1990年10月29日 优先权日1990年10月29日
发明者陈宗如, 姚汉梁, 贺美林 申请人:陈宗如, 贺美林