一种渗透扩散腔温度稳定控制装置

1.本实用新型属于气体分析技术领域，具体公开了一种渗透扩散腔温度稳定控制装置。


背景技术：

2.针对gb/t 5275.8-2014《气体分析 动态体积法制备校准用混合气体 第8部分：扩散法》和gb/t 5275.10-2009《气体分析 动态体积法制备校准用混合气体 第10部分：渗透法》中渗透/扩散腔温度稳定控制的要求，目前市面上的渗透/扩散法气体动态发生装置采用水浴控温的方式，水浴法存在(1)水浴法装置体积大、重量大，其中装有液体不便运输和移动；(2)水的流动产生振动，对渗透管/扩散管稳定性造成影响，从而导致渗透法和扩散法制备的气体浓度误差；(3)水比热容大，温度调节速度慢的问题。
3.可见，水浴法难以适应渗透/扩散腔温度稳定控制的要求，因此需要提供一种新的渗透/扩散腔温度稳定控制装置。


技术实现要素：

4.为克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种渗透扩散腔温度稳定控制装置，该装置包括恒温腔体，腔体外侧设置有热管腔，热管腔外侧包裹有保温层，且保温层底部紧贴热管腔设置有调温原件；腔体底部连接有进气管，顶部侧面连接有出气管，且进气管首先盘绕在热管腔外侧再进入恒温腔体底部，恒温腔体底部设置有分流片，腔体顶部固定连接有顶盖；采用这种结构的渗透扩散腔温度稳定控制装置，利用热管对恒温腔体进行加热，利用热管介质相变原理，介质蒸汽能高速循环流动，使热量高效均匀扩散到整个装置体，实现装置体内部温度场的均匀，热管中的介质具有很大的气液相变潜热，其综合热容远大于同体积不锈钢的比热容，可很好的抑制温度波动性。
5.本实用新型具体技术方案如下：
6.一种渗透扩散腔温度稳定控制装置，该装置包括恒温腔体，腔体外侧设置有热管腔，热管腔外侧包裹有保温层，且保温层底部紧贴热管腔设置有调温原件；腔体底部连接有进气管，顶部侧面连接有出气管，且进气管首先盘绕在热管腔外侧再进入恒温腔体底部与进气直管连接，恒温腔体底部设置有分流片，腔体顶部固定连接有顶盖。
7.与现有技术相比，本实用新型的最大特点就是应用热管作为调温的元件，热管腔内装有热介质，该热介质可以选自水，酒精，丙酮，氟利昂中的一种，优选选择为氟利昂或以氟利昂为主的混合热介质，这些介质具有很大的气液相变潜热，其综合热容远大于同体积不锈钢的比热容，可很好的抑制温度波动性，且这些介质蒸汽能高速循环流动，使热量高效均匀扩散到整个装置体，实现装置体内部温度场的均匀。
8.上述结构均是以此为基础重新设计的，其中热管腔内具体采用不锈钢三维热管结构，该结构产品由市场直接购得，使用前预先向热管腔内注入热介质，由于三维热管可将热介质的气液两相流道分离开来，便于介质的快速流动和压力均衡，从而保证热管中每个地
方沸点相同，实现热量由点到面的快速扩散和均温，同时三维热管的介质蒸汽到达热管的远端冷却后沿壁面回流，经热源加热使回流液体局部气化为蒸汽，进入热循环从而实现整个流场的温度均匀；同理，当需要进行降温操作时只需将热源替换为冷源即可实现。
9.上述结构中，热管腔外侧包裹有保温层，且保温层底部紧贴热管腔设置有调温原件；该调温原件可以为加热组件也可以为降温组件，如热电阻或压缩机等现有技术，其主要目的就是为热管提供温度调控的支持，具体的温度调节采用与上述降温原件配套的温控仪等设备实现，发明人不再赘述；保温层的存在可以确保整个恒温腔体的温度恒定，减少与外接的热量交换；优选的在保温层底部紧贴调温原件的外侧可单独设置绝缘绝热层，降低热量或冷量的损失，提高设备的安全性。
10.腔体底部连接有进气管且进气管首先盘绕在热管腔外侧再进入恒温腔体底部与进气直管连接，发明人在本技术中专门设计了上述结构，进气管首先盘绕在热管腔外侧，优选的至少盘绕三圈，这样提高了进气管与热管腔的接触面积，可以对进气管内的气体进行充分的预热或预冷，使其进入恒温腔体前就达到合适的温度，有利于腔体内温度环境的稳定；为了适应这种结构，可在进气管上连接有弯管接头，方便与进气直管连接后从腔体底部进入。
11.进气管从腔体底部中心进入恒温腔体，在其进气口上方的腔体内设置有分流片，利用分流片可以将气体在腔体内均匀的分散开，使其受热更加均匀；腔体顶部固定连接有顶盖，顶盖上设置有提手，盖板通过紧固螺栓固定，且与腔体顶部直接设置有密封圈，确保腔体的密封性，方便腔体内的样品取放，提手的设置可以方便携带。
12.综上所述，采用这种结构的渗透扩散腔温度稳定控制装置，利用热管对恒温腔体进行加热，利用热管介质相变原理，介质蒸汽能高速循环流动，使热量高效均匀扩散到整个装置体，实现装置体内部温度场的均匀，热管中的介质具有很大的气液相变潜热，其综合热容远大于同体积不锈钢的比热容，可很好的抑制温度波动性。
附图说明
13.图1为本实用新型所述渗透扩散腔温度稳定控制装置的结构剖视图；
14.图2为本实用新型所述渗透扩散腔温度稳定控制装置进气管盘绕部分的结构剖视图；
15.图3为图1中a-a的结构剖视图；
16.图4为所述分流片的结构示意图；
17.图中：1、恒温腔体；2、出气管；3、分流片；4、进气直管；5、进气管；6、调温原件；7、热管腔；8、保温层；9、顶盖；10、提手；11、弯管接头。
具体实施方式
18.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
19.如图1-4所示，一种渗透扩散腔温度稳定控制装置，该装置包括恒温腔体1，恒温腔
体1外侧设置有热管腔7，热管腔7外侧包裹有保温层8，且保温层8底部紧贴热管腔7设置有调温原件6；恒温腔体1底部连接有进气管5，顶部侧面连接有出气管2，且进气管5首先盘绕在热管腔7外侧再进入恒温腔体底部与进气直管4连接，恒温腔体1底部设置有分流片3，恒温腔体1顶部固定连接有顶盖9。
20.进气管5上连接有弯管接头11，方便与进气直管4连接；
21.顶盖9上设置有提手10，方便移动和携带。
22.采用上述结构的装置，热管腔内装有热介质，该热介质可以选自水，酒精，丙酮，氟利昂中的一种，优选选择为氟利昂或以氟利昂为主的混合热介质，这些介质具有很大的气液相变潜热，其综合热容远大于同体积不锈钢的比热容，可很好的抑制温度波动性，且这些介质蒸汽能高速循环流动，使热量高效均匀扩散到整个装置体，实现装置体内部温度场的均匀。
23.热管腔内具体采用不锈钢三维热管结构，使用前预先向热管腔内注入热介质，由于三维热管可将热介质的气液两相流道分离开来，便于介质的快速流动和压力均衡，从而保证热管中每个地方沸点相同，实现热量由点到面的快速扩散和均温，同时三维热管的介质蒸汽到达热管的远端冷却后沿壁面回流，经热源加热使回流液体局部气化为蒸汽，进入热循环从而实现整个流场的温度均匀；同理，当需要进行降温操作时只需将热源替换为冷源即可实现。
24.热管腔外侧包裹有保温层，且保温层底部紧贴热管腔设置有调温原件；该调温原件可以为加热组件也可以为降温组件，如热电阻或压缩机等现有技术，其主要目的就是为热管提供温度调控的支持，具体的温度调节采用与上述降温原件配套的温控仪等设备实现，发明人不再赘述；保温层的存在可以确保整个恒温腔体的温度恒定，减少与外接的热量交换；优选的在保温层底部紧贴调温原件的外侧可单独设置绝缘绝热层，降低热量或冷量的损失，提高设备的安全性。
25.腔体底部连接有进气管且进气管首先盘绕在热管腔外侧再进入恒温腔体底部，优选的至少盘绕三圈，这样提高了进气管与热管腔的接触面积，可以对进气管内的气体进行充分的预热或预冷，使其进入恒温腔体前就达到合适的温度，有利于腔体内温度环境的稳定；为了适应这种结构，可在进气管上连接有弯管接头，方便与进气直管连接后从腔体底部进入。
26.进气管从腔体底部中心进入恒温腔体，在其进气口上方的腔体内设置有分流片，利用分流片可以将气体在腔体内均匀的分散开，使其受热更加均匀；腔体顶部固定连接有顶盖，顶盖上设置有提手，盖板通过紧固螺栓固定，且与腔体顶部直接设置有密封圈，确保腔体的密封性，方便腔体内的样品取放，提手的设置可以方便携带。
27.以上所述，仅为实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在实用新型揭露的技术范围内，根据实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在实用新型的保护范围之内。