一种恒温槽的制作方法

本发明涉及一种恒温槽，特别涉及一种适用于加速度-温度复合的校准设备的双恒温槽，属于惯性器件复合计量校准技术领域。

背景技术：

恒温槽可以提供高精度的恒温场源，具体而言，一般是通过调节糟体内介质的温度使目标温度保持于设定的温度。恒温槽可用于精细化工、生物工程、医药食品、科学实验、冶金、石油、农业等领域。目前常见的用于高精度温度保持装置中的恒温槽，其调温介质只有一种，调节温度范围小。另外，常见恒温槽的保温部分和调温部分通常集中设置于同一个封闭装置中，仅能在静态下使用。而在某些特定场合，如在加速度-温度复合校准设备中，要求设备在不同加速度下做相应旋转动作的同时能调温并保持恒温，此时这类常见的恒温槽则无法使用。目前尚未发现能用于这种场景的恒温槽的相关实施例或公开的文献。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明公开了一种用于加速度-温度复合校准设备的恒温槽，其保温部分和调温部分分置，适于可以旋转动作的场合；恒温槽设置有两个承载介质的槽体，能构造宽范围、恒稳态的温度环境，满足复合校准设备对惯性器件在加速度和热环境共同作用下的温度计量特性进行校准与分析的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种恒温槽，由热交换器、热交换接头和主体构成；所述热交换器、热交换接头和主体由一进一出的两条管路连接形成热交换介质循环流动的通路；所述热交换器内放有目标，用于提供热交换场所，使目标达到设定的温度；所述热交换接头可以设置于所述主体或热交换器上，用于控制热交换的通断；所述主体包括：第一种介质恒温槽槽体，用于加热、冷却其所盛载的第一种介质；第二种介质恒温槽槽体，用于加热、冷却其所盛载的第二种介质；管路，用于连接主体内部各组成部件；和回液槽，由两个完全分隔开的第一种介质回液槽和第二种介质回液槽构成，分别用于盛载第一种介质恒温槽槽体、第二种介质恒温槽槽体内通过管道、热交换接头后在所述热交换器内经过热交换后回流的第一种介质和第二种介质；第一种介质回液槽内的第一种介质经管道后回到所述第一种介质恒温槽槽体，第二种介质回液槽内的第二种介质经管道后回到所述第二种介质恒温槽槽体。

根据这种结构，就可以提供高于所述第一种介质和第二种介质中较低的凝固点、且低于二者中较高的沸点之间温度范围内恒稳态的温度环境，同时根据热交换接头的通断，从而保证所述热交换器能完成旋转动作。

所述第一种介质恒温槽槽体侧面设有用于流出第一种热交换介质的出液孔和流入第一种热交换介质的回液孔；所述第二种介质恒温槽槽体面设有用于流出第二种热交换介质的出液孔和流入第二种热交换介质的回液孔。

所述第一种介质回液槽侧面设有用于介质流入回液槽的第一种介质回孔和介质流出回液槽的第一种介质出孔；所述第二种介质回液槽侧面设有用于介质流入回液槽的第二种介质回孔和介质流出回液槽的第二种介质出孔。

另外，恒温槽还包括循环泵，为所述第一种介质和第二种介质提供流动的动力，其位置可自由灵活地设置于热交换介质循环流动通路的管路中。具体地，如果将热交换介质循环流动通路分为出槽体通路和进槽体通路，出槽体通路为：所述第一种介质恒温槽槽体和第二种介质恒温槽槽体通过管路按照介质移动顺序依次经过循环泵、热交换接头后连接所述热交换器；进槽体通路为：所述热交换器通过管路按照介质移动顺序依次经过热交换接头连接所述回液槽，回液槽中的第一种介质和第二种介质再分别通过管路回流到第一种介质恒温槽槽体和第二种介质恒温槽槽体。由于循环泵的作用提供热交换介质流动的动力，其位置不影响其作用，所以出槽体通路中所述的循环泵除选择设置于上述第一种介质恒温槽槽体和第一个热交换接头之间位置的情况外，还可以选择设置于以下情况的任意一种：①出槽体通路所述的第一个热交换接头和热交换器之间；②进槽体通路所述的热交换器和第二个热交换接头之间；③进槽体通路所述的第二个热交换接头和第二种介质恒温槽槽体之间。

作为优选的是，所述第一种介质为水，在较高温度时选用；所述第二种介质为乙醇，在较低温度时选用。所述热交换接头采用快速接头。所述管路采用真空保温管，以减小载温介质通过管路时产生的热量损失。

另外，有两种方案可选。一种是恒温槽还包括电磁阀，用于选择第一种介质或者第二种介质作为热交换介质，并控制介质单向流动。电磁阀设置有两个，第一个电磁阀为二进一出的单向电磁阀，其两路进口分别连接所述的出槽体通路中第一种介质恒温槽槽体的出液孔和第二种介质恒温槽槽体的出液孔；第二个电磁阀为一进二出的单向电磁阀，其两路出口分别连接所述的进槽体通路回液槽的第一种介质回液槽第二种介质回液槽。该方案适用于与第一种介质恒温槽槽体的出液孔和第二种介质恒温槽槽体的出液孔连接的管道有交汇连接，以及(或者)与第一种介质回液槽的第一种介质回孔和第二种介质回液槽的出液孔第二种介质回孔连接的管道有交汇连接的场合。

另一种方案中恒温槽设置有四个热交换接头，分为两组，分别在第一种介质和第二种介质中使用。当选用第一种介质为热交换介质时，介质循环通路为：第一种介质从第一种介质恒温槽槽体的出液孔流出，经循环泵、第一个热交换接头后流入热交换装置，再流出热交换装置后经第二个热交换接头回到第一种介质回液槽，然后由第一种介质回液槽回流到第一种介质恒温槽槽体。当选用第二种介质为热交换介质时，介质循环通路为：第二种介质从第二种介质恒温槽槽体的出液孔流出，经循环泵、第三个热交换接头后流入热交换装置，再流出热交换装置后经第四个热交换接头回到第二种介质回液槽，然后由第二种介质回液槽回流到第二种介质恒温槽槽体。这种恒温槽方案可以省略电磁阀。

本发明与现有恒温槽相比，有以下有益的效果：

现有恒温槽采用单一介质，调节温度的范围有限。本发明使用两种介质，可以增大调节温度范围，实现从低到高的宽温度范围精密控制；

现有恒温槽通常将保温部分和调温部分集中设置于同一个封闭装置中，不适于需要旋转动作的场合。本发明将恒温槽的保温部分和调温部分分置，即：作为保温部分的热交换器可以放置于远离调温部分的位置，同时实现旋转与保温功能。

现有恒温槽液体循环管路较短，易于控制，本发明需要与固定在精密离心机上的温控试验箱体进行热交换，循环管路长，热量损失大，控制更难。

本发明的恒温槽可以用于加速度-温度复合校准设备，使被校准惯性器件直接受到高精度的大加速度和设定温度的共同激励，从而对惯性器件在加速度和热环境复合作用下的量值特性进行计量校准与分析。恒温槽满足标准的稳态加速度与热环境组成的被校准惯性器件复合校准的要求，设备的总体布局紧凑，结构强度大，采用标准化零部件，可灵活安装与拆卸，调试维护方便。

附图说明

图1为恒温槽第一实施例的整体结构示意图；

图2为第一种介质恒温槽槽体的结构示意图；

图3为第二种介质恒温槽槽体的结构示意图；

图4为第一种介质恒温槽槽体的第二实施例结构示意图；

图5为第二种介质恒温槽槽体的第二实施例结构示意图；

图6为回液槽的结构示意图；

图7为恒温槽第二实施例的整体结构示意图；

图中，具体标号及名称如下：

11第一种介质恒温槽槽体；12第二种介质恒温槽槽体；13回液槽；14循环泵；15(15')电磁阀；16(16',16-1,16-2,16-3,16-4)热交换接头；17热交换器；18管路；101(201)出液孔；102(202)回液孔；103(203)交换液出液孔；104(204)交换液回液孔；105(205)搅拌器；106(206)电子加热器；107(207)槽体内循环泵；108(208)制冷机；109(209)加液孔；110(210)排液孔；301第一种介质回孔；302第一种介质出孔；303第二种介质回孔；304第二种介质出孔；305第一种介质回液槽循环泵；306第二种介质回液槽循环泵；13-1第一种介质回液槽；13-2第二种介质回液槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1是恒温槽第一实施例的整体结构示意图。恒温槽包括：第一种介质恒温槽槽体11，用于加热或者冷却其所盛载的第一种介质；第二种介质恒温槽槽体12，用于加热或者冷却其所盛载的第二种介质；回液槽13，用于盛载经过热交换后回流的第一种介质和第二种介质；循环泵14，其作用是为所述第一种介质和第二种介质提供流动的动力；两个电磁阀15、15'，用于控制介质单向流动；两个热交换接头16、16'，用于控制热交换的通断；热交换器17，用于提供热交换场所，使目标达到设定的温度；以及管路18，用于连接恒温槽的以上各组成部件。第一种介质恒温槽槽体11，第二种介质恒温槽槽体12，回液槽13，循环泵14，电磁阀15、15'构成恒温槽的主体。作为优选，电磁阀15可以采用二进一出的单向电磁阀，其两路进口分别连接所述的第一种介质恒温槽槽体11的出液孔101和第二种介质恒温槽槽体12的出液孔201；电磁阀15'可以采用一进二出的单向电磁阀，其两路出口分别连接回液槽13的第一种介质回孔301和第二种介质回孔303；热交换接头16、16'可以采用保温性能好的快速接头；管路18采用真空保温管。

其连接关系包括出槽体通路和进槽体通路。

出槽体通路为：所述第一种介质恒温槽槽体11的出液孔101和第二种介质恒温槽槽体12的出液孔201并列由管路18按照介质移动顺序依次经过所述第一个电磁阀15、循环泵14、第一个热交换接头16后连接所述热交换器17。

进槽体通路为：所述热交换器17由管路18按照介质移动顺序依次经过第二个热交换接头16'、第二个电磁阀15'后连接所述回液槽13，具体地，第一种介质由第一种介质回孔301回流到回液槽13后，再通过第一种介质出孔302和管路经回液槽循环泵305、第一种介质恒温槽槽体11的回液孔102回流到第一种介质恒温槽槽体11；第二种介质由第二种介质回孔303回流到回液槽13后，再通过第二种介质出孔304和管路经回液槽循环泵306、第二种介质恒温槽槽体12的回液孔202回流到第二种介质恒温槽槽体12。

由于循环泵的作用是为介质提供流动的动力，所以其位置可自由灵活地设置于所述的出槽体通路或者进槽体通路的管路上。具体地，以上连接关系中，出槽体通路中所述的循环泵14除选择设置于上述第一个电磁阀15和第一个热交换接头16之间位置的情况外，还可以选择设置于以下情况的任意一种：①出槽体通路所述的第一个热交换接头16和热交换器17之间；②进槽体通路所述的热交换器17和第二个热交换接头16'之间；③进槽体通路所述的第二个热交换接头16'和第二个电磁阀15'之间。

图2是第一种介质恒温槽槽体11的结构示意图，图3是第二种介质恒温槽槽体12的结构示意图。二者结构相同，为表述方便，这里将两种介质恒温槽槽体统称为恒温槽槽体。本段及以下两段括号内的组件标号表示该组件是属于第二种介质恒温槽槽体的组件。恒温槽槽体由大致为长方体的加热部分和制冷部分构成。其中：加热部分包括位于槽体一侧的回液孔101(201)，将回液槽内的介质的回流到恒温槽槽体；位于槽体一侧的出液孔102(202)，将介质由恒温槽槽体输出到热交换器；置于槽体内部的搅拌器105(205)，起搅拌作用，加快介质温度均衡；和电子加热器106(206)，给介质加热、升高温度的作用。制冷部分包括搅拌器105(205)；制冷机108(208)，给介质制冷、降低温度的作用；位于槽体顶端的加液孔109(209)，为恒温槽补充介质；和位于槽体下端的排液孔110(210)，为恒温槽放掉介质。恒温槽槽体的加热部分和制冷部分通过两根管道经交换液出液孔103(203)和交换液回液孔104(204)连接在一起，而且，在交换液出液孔103(203)的管道上还设置有槽体内循环泵107(207)。

在恒温槽工作循环前，通过恒温槽加液孔109(209)加入适量介质，当需要控温时，启动电子加热器106(206)和制冷机108(208)，电子加热器通电加热，将能量传导给介质。制冷机108(208)将制冷之后的介质，通过槽体内循环泵107(207)和交换液出液孔103(203)进入恒温槽的加热部分，介质再通过交换液回液孔(307-4)源源不断的进入制冷机108(208)；在搅拌器105(205)的作用下，将介质搅拌均匀，实现温度均衡并达到高精度要求，当温度达到设定温度时，介质通过恒温槽出液孔102(202)实现外部循环，循环过后的液体，通过液体槽回液孔101(201)回到恒温槽内。如此往复的经过上述循环，实现温度的精密控制。

槽体内循环泵107(207)的另一种可以选择的设置方式是在交换液回液孔104(204)的管道上。另外，回液孔101(201)、出液孔102(202)还可以设置在恒温槽槽体的制冷部分；同样，位于槽体顶端加液孔109(209)和位于槽体下端的排液孔110(210)还可以设置于恒温槽槽体的加热部分。具体如图4，第一种介质恒温槽槽体11的第二实施例结构示意图；和图5，第二种介质恒温槽槽体12的第二实施例结构示意图所示。

图6是回液槽的结构示意图。回液槽设有两个分隔开的部分，一部分为第一种介质回液槽13-1，盛载回流的第一种介质，另一部分为第二种介质回液槽13-2，盛载回流的第二种介质。外部循环之后的介质，通过电磁阀15'的转换，将第一种介质和第二种介质分别通过第一种介质回孔301和第二种介质回孔303回收到第一种介质回液槽13-1和第二种介质回液槽13-2，之后分别在第一种介质回液槽循环泵305和第二种介质回液槽循环泵306的动力作用下，分别通过第一种介质出孔302和第二种介质出孔304经管道回流到第一种介质恒温槽槽体11和第二种介质恒温槽槽体12内。

图7为恒温槽第二实施例的整体结构示意图。恒温槽包括主体；热交换器17，用于提供热交换场所，使目标达到设定的温度；四个热交换接头16-1、16-2、16-3、16-4，用于控制热交换的通断；以及管路18，用于连接恒温槽的以上各组成部。所述主体包括：第一种介质恒温槽槽体11；第二种介质恒温槽槽体12；和回液槽13，包括第一种介质回液槽13-1，用于盛载经过热交换后回流的第一种介质，和第二种介质回液槽13-2，用于盛载经过热交换后回流的第二种介质。所述恒温槽还包括循环泵14和14'，分别为所述第一种介质和第二种介质的流动提供动力。当循环泵14设置在第一种介质恒温槽槽体11和第一个热交换接头16-1之间，循环泵14'设置在第二种介质恒温槽槽体12和第三个热交换接头16-3之间时，循环泵14和14'属于主体之内。由于循环泵的作用是为介质提供流动的动力，所以循环泵14和14'还可以设置于主体之外，即循环泵14和14'设在主体和所述热交换器17、热交换接头16-1、16-2、16-3、16-4之间的管路18上。当循环泵14和14'设置于主体之内时，介质循环流动的通路为：第一种介质通过管路18经第一种介质恒温槽槽体11的出液孔101、循环泵14、热交换接头16-1后连接热交换器17，再通过管路18经热交换接头16-2、第一种介质回孔301回流到第一种介质回液槽13-1，最后经第一种介质出孔302、第一种介质回液槽循环泵305送回到第一种介质恒温槽槽体11。类似地，第二种介质的循环通路(图中没有画出)如下：通过管路18经第二种介质恒温槽槽体12的出液孔201、循环泵14'、热交换接头16-3后连接热交换器17，再通过管路18经热交换接头16-4、第二种介质回孔303回流到第二种介质回液槽13-2，最后经第二种介质出孔304、第二种介质回液槽循环泵306送回到第二种介质恒温槽槽体12。实际工作时依情况择一选用第一种介质或者第二种介质。相应地，依据选择的热交换介质将管路18接通至相应的一组热交换接头，如选用第一种介质时，需将管路18接通热交换接头16-1和16-2；选用第二种介质时，需将管路18接通热交换接头16-3和16-4。