周期性加水冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冷却系统，具体涉及一种可在极端环境下使用的无需额外机械及电路控制的周期性加水冷却装置。
【背景技术】
[0002]利用循环水来对设备或工作器件进行冷却散热是目前工业生产中广泛采用的一种冷却降温方式。其原理是借助于水的低沸点，高导热性及高流动性特性，通过空气，冷却水管作为介质，或直接作用于被冷却对象，让水对介质或工作对象进行接触产生热传导，再通过对流将传入冷却水的热量带走，或直接通过水分子的蒸发带走对象表面的热量，从而实现冷却降温的目的。热传导是因为分子间的撞击和扩散运动引起动能发生传递；而对流传热是通过流体的流动与混合来实现传热的。蒸发散热是水表面的分子间发生互相碰撞，一些分子获得了动能从而克服了水的吸引力而逸出，那些逸出的水分子带走了多余的动能，令原来需要冷却的设备温度下降。
[0003]循环冷却水分为密闭式循环冷却水系统和敞开式循环冷却水系统。密闭式循环冷却水系统是用冷水通过热传导来实现冷却工艺介质的。该技术的特点是冷却水在密闭系统中进行循环热交换，并不与空气接触，当冷却水升高温度时，液体仍然留在密闭系统中通过水冷换热设备或空冷换热塔进行降温。降温后的冷却水继续供冷却工艺介质循环使用。该项技术也有很大的缺点，就是在实际运行中由于系统密闭性不好，容易导致空气进入该系统中，对设备造成腐蚀，因此该技术通常在有特殊要求或冷却小规模的工业生产系统中应用。敞开式循环冷却水系统在工业生产中，敞开式循环冷却水系统应用得非常广泛。在循环冷却的过程中会由于蒸发等原因令循环水量减少，水中含有的杂质浓度升高。所以，为了维持该平衡和水质稳定，需要适当在该系统中添加水，并且排出杂质含量较高的污水。
【发明内容】
[0004]本发明克服了现有技术的不足，提供一种周期性加水冷却装置。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种周期性加水冷却装置，包括进水座、蓄水箱、进水管、通气管和虹吸管；所述进水管一端位于进水座外侧，另一端与所述蓄水箱底部连通；所述通气管位于蓄水箱顶部并与蓄水箱内部相通；所述通气管上方开口，通气管上方高度大于所述虹吸管弯头所在位置高度；所述虹吸管一端伸入到蓄水箱底部，另一端延伸至蓄水箱外部，且所述虹吸管一端端部与所述蓄水箱底部之间留有间隔；所述虹吸管另一端端部高度低于所述蓄水箱底部。
[0007]更进一步的技术方案是还包括水槽和放样台，所述虹吸管另一端伸入到所述水槽底部；所述放样台位于水槽中。
[0008]更进一步的技术方案是虹吸管另一端端部与所述水槽底部之间留有间隔。
[0009]更进一步的技术方案是水槽空间位置低于所述蓄水箱的位置。
[0010]更进一步的技术方案是放样台上开有渗水孔，水槽中的冷却水可以通过渗水孔在平台上下流动。
[0011 ] 更进一步的技术方案是水槽设置有出水口，所述放样台放置于水槽中的出水口以上位置。
[0012]更进一步的技术方案是出水口的内径小于所述虹吸管的内径。根据本发明的一个优选实施方式，所述虹吸管的内径需要根据实际使用过程中的水量来进行设计。如果实际使用的水量很少，虹吸管的内径应当设计得小一点，否则难以形成虹吸效应。如果实际使用得水量比较大，可以适当放大虹吸管的内径以增大水流量。
[0013]更进一步的技术方案是虹吸管一端端部与所述蓄水箱底部之间的间隔距离满足:大于虹吸管的直径，且小于所述蓄水箱深度的一半。
[0014]更进一步的技术方案是虹吸管另一端端部与所述水槽底部之间的间隔距离满足:大于虹吸管的直径，且小于所述水槽深度的一半。
[0015]更进一步的技术方案是还包括喷头，所述喷头与所述虹吸管另一端连接。
[0016]根据本发明的一个优选实施方式，所述装置的使用材质可根据实际使用环境的具体要求采用不锈钢，塑料材质或其他材质。若是在高能射线环境中使用，最好采用不锈钢材质。
[0017]更进一步的技术方案是，提供一种周期性加水冷却装置的使用方法，该使用方法包括以下步骤:
[0018]首先，将一端连接自来水的水管与进水座侧面的进水接头连接；
[0019]其次，将样品放置于放样台上，固定好位置；
[0020]然后，缓慢开启自来水至一个较小的进水量，使自来水通过进水座内部的进水管道流入到蓄水箱中。
[0021]在使用过程中，所述进水管中进入的水量应低于虹吸管虹吸过程中流出的水量。否则无法实现周期性的加水功能。
[0022]此后装置将会经历如下六个阶段来实现周期性加水功能:
[0023]第一阶段:水流通过进水管进入到蓄水箱，蓄水箱中的液面逐渐上升。由于蓄水箱体量较大，液面上升速率较慢；
[0024]第二阶段:蓄水箱中的液面上升至最大，蓄水箱被灌满，液面进入到通气管和虹吸管靠近蓄水箱一端。由于虹吸管和通气管内径较小，而进水量保持不变，因此虹吸管和通气管内的液面上升很快，并迅速上升至虹吸管的弯头；
[0025]第三阶段:水流没过虹吸管的弯头，延伸至虹吸管靠近水槽的一端，形成虹吸效应；
[0026]第四阶段:虹吸管在虹吸效应的作用下不断将蓄水箱中的水抽到水槽中。水槽中的液位不断上升并没过出水口，而蓄水箱中的液位则逐渐下降；
[0027]第五阶段:由于水槽出水口的直径较小，出水量小于进水量，所以水槽中的液位在没过出水口后继续上升，没过放样台并淹没被冷却的样品。此时，蓄水箱中的液位继续下降，水槽中的液位还在继续上升；
[0028]第六阶段:蓄水箱中的液位下降到虹吸管伸入到蓄水箱中一端的管口以下位置，虹吸管口与蓄水箱液面发生脱离，不再有虹吸效应。虹吸管无法再将蓄水箱中的水抽到水槽中。此时水槽中不再有进水，水槽中的水通过出水口逐渐被排出，液位逐渐下降至放样台以下，露出被冷却样品。与此同时，蓄水箱中因有源源不断的进水流入，液面又开始逐渐上升，重复第一阶段的状态。
[0029]从第一阶段开始到第六阶段完成为一个周期。其中第一到第三阶段为等待阶段，期间被冷却样品处于未被水淹没的状态。第四到第六阶段为出水阶段，期间样品会处于被水淹没状态。
[0030]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明周期性加水冷却装置具有结构简单，方便实用的优点。该装置中未采用任何制动装置和阀门装置，利用周期性的虹吸效应来实现周期性的加水操作。可以满足在高能射线，高能电子束辐照等极端条件下的使用要求，具有很重要的实用价值。
【附图说明】
[0031]图1为本发明一个实施例的结构示意图。
[0032]图2为本发明一个实施例中第一阶段各位置水面液位及流向示意图。
[0033]图3为本发明一个实施例中第二阶段各位置水面液位及流向示意图。
[0034]图4为本发明一个实施例中第三阶段各位置水面液位及流向示意图。
[0035]图5为本发明一个实施例中第四阶段各位置水面液位及流向示意图。
[0036]图6为本发明一个实施例中第五阶段各位置水面液位及流向示意图。
[0037]图7为本发明一个实施例中第六阶段各位置水面液位及流向示意图。
[0038]图8为本发明另一个实施例的结构示意图。
[0039]附图标记说明:1进水座；2进水管接头；3蓄水箱；4通气管；5虹吸管；6水槽；7出水口 ；8放样台；9蓄水箱中液面；10水槽内液面；11通气管和虹吸管中的液面；12进水管；13喷头。
【具体实施方式】
[0040]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0041]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0042]下面结合附图及实施例对本发明的【具体实施方式】进行详细描述。
[0043]本发明涉及到的是一种敞开式冷却水系统。与传统的冷却水系统不同的是，本系统是专门为一些需要在特定恶劣环境中，如在高能射线，电子束辐照环境下使用，并且需要对冷却对象产生周期性加水冷却功能的使用需求而设计。由于使用环境比较恶劣，要求系统中不能有电子开关，不能有控制电路，机械栗等与电器机械类相关的装置。因此本系统在设计中避免了这些装置的使用，采用自来水本身的水压作为驱动力，设计了一种巧妙的结构来实现冷却水的周期性流动。
[0044]本发明的周期性加水冷却装置，包含进水座、蓄水箱、通气管、虹吸管、水槽和放样台。所述进水座是指用于支撑蓄水箱且内部埋有连通蓄水箱的进水管道的装置，进水座上面放置蓄水箱，侧面留有带螺纹的进水接头用于连接自来水管。所述蓄水箱是指用于蓄装冷却水的水箱，水箱的大小会影响到工作时的等待时间和冷却时间。蓄水箱一侧顶部开孔装入虹吸管，虹吸管壁与蓄水箱接触