一种运动粘度仪内置恒温液制冷装置的制作方法

1.本实用新型涉及恒温液制冷装置，具体说是一种运动粘度仪内置恒温液制冷装置。


背景技术：

2.粘度是油液的一个重要指标，是石油化工设计中不可缺少的参数。在油品使用和输送过程中，准确测量粘度，能够严格控制油品的质量。运动粘度的测量方法有很多种，国内现行的测量方法有毛细管测量法、旋转测量法、落球法、振动法、平板法、粘度杯法。其中毛细测量管法中的重力玻璃毛细管测量法是现有测量方法中精确度最高的方法，也是最普遍使用的方法。
3.玻璃毛细管测量油液的运动粘度的方法是在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下测定液体的运动粘度。
4.而测定动运粘度时为粘度计提供恒定温度环境通常是采用恒温槽来实现，恒温槽广泛适用于需要维持低温、常温或高温条件下工作的化学、生物、物理实验室，是医药卫生、化学工业、食品工业、冶金工业、大专院校、科研、遗传工程、高分子工程等实验室的必备设备。
5.目前恒温槽使用的恒温介质大致有酒精、水、防冻液、硅油等。水是最廉价的的介质，作范围一般在5～95℃，但不能覆盖最常用的0℃和100℃；酒精适作为低温恒温介质，可达到-110℃，但常温下容易挥发，且极易燃，存在很大的安全隐患；低粘度硅油是当下通用恒温槽最多的选择，可实现覆盖温度达到-50～300℃，且硅油具有很好的抗氧化性，透明度和绝缘性。
6.运动粘度的测定可能是在不同温度下进行，例如柴油通常需要测试20℃下运动粘度，齿轮油、液压油、导热油等通常是测试40℃下运动粘度，重质燃料油、渣油等通常是测 80℃或100℃下运动粘度，粘度指数是车用机油指导生产的一个重要指标，粘度指数需要通过测试40℃和100℃的运动粘度来计算，那么粘度仪的恒温槽需要保持在不同温度，更有可能需要在不同温度下来回切换。
7.一般恒温槽是通过控制加热器的工作时间来保持恒温槽内恒温介质的温度，那么设定的目标温度需要比环境温高。在需要测试20℃运动粘度时，未配备制冷装置的恒温槽在室温高于20℃时是无法实现的。
8.一个容积为3l的恒温槽在室温为25℃环境下，从100℃自然降温到40℃，需要1.5 小时以上，大大降低了运动粘度的测试效率，可见为运动粘度仪配备一套制冷装置非常有必要。
9.一般为运动粘度仪配备的制冷装置为外循环式低温恒温槽，其原理为通过压缩机将导热介质制冷，再将制冷后的导热介质导入恒温槽内，与恒温介质发生热交换。这种方式具体表现有以下几个缺点：
10.1)先将导热介质制冷，再通过制冷后的导热介质与恒温液进行热交换意味着制冷效率不高；
11.2)采用压缩机制冷就需要良好的散热器，那么体积无法做到很小；
12.3)当今油品分析实验室的各种仪器设备越来越多，高集成度的仪器已成为一种趋势，压缩机工作时会存在比较明显的震动，而震动对运动粘度的测定是一大禁忌，会直接影响测试结查的准确性。
13.可见设计一种制冷效率高、体积小、无震动能集成到运动粘度仪内部的制冷装置是非常有必要的。


技术实现要素：

14.针对上述问题，本实用新型提供一种制冷效率高、体积小、无振动且高度集成的运动粘度仪内置恒温液制冷装置。
15.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种运动粘度仪内置恒温液制冷装置，包括恒温槽、制冷器、搅拌器和循环泵，所述恒温槽用于容纳恒温液，且恒温槽底部设有用于恒温液循环的进液口和出液口，所述制冷器包括换热板，所述换热板上下两端均设有一个制冷组件，且所述换热板一侧设有用于恒温液循环的换热板入口和换热板出口，所述出液口与循环泵的入口管道相连，所述循环泵的出口管道连接至换热板入口，所述换热板出口管道连接至恒温槽的进液口，从而通过循环泵完成恒温液在恒温槽和制冷器间的循环制冷，所述搅拌器包括贯穿恒温槽顶部的搅拌轴和设于搅拌轴上的螺旋叶片，所述恒温槽内部还设有温度传感器，所述温度传感器用于实时监测恒温液的温度。
16.作为优选，每个所述制冷组件均包括半导体制冷片、散热片和散热风扇，所述半导体制冷片的冷端与换热板相连，所述半导体制冷片的热端与散热片一面相连，所述散热片另一面设有散热风扇。
17.作为优选，每个制冷组件中的半导体制冷片、散热片和散热风扇数量均为两个。
18.作为优选，所述搅拌轴通过电机进行驱动。
19.作为优选，所述电机的输出端通过传动轴与搅拌轴相连，所述搅拌轴上套设有螺旋叶片，所述电机的输入端与运动粘度仪主机电性相连。
20.作为优选，所述运动粘度仪主机还用于控制半导体制冷片、散热风扇、循环泵和温度传感器。
21.作为优选，所述管道上设有保温隔热层。
22.作为优选，所述保温隔热层为膨胀珍珠岩胶板。
23.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
24.1、本实用新型采用循环泵将恒温槽内的恒温液抽出经过换热板将其直接降温，不再使用导热介质在恒温槽内通过热交换来实现降温，可快速将恒温液降温，提高了制冷效率；
25.2、本实用新型采用半导体制冷片作为制冷元件来替代传统的压缩机制冷，其优势明显无机械运动、不会磨损、体积小、可靠性高、无振动，非常适合运动粘度仪的内置安装，提高了实验室空间利用率；
26.3、本实用新型中的半导体制冷片、循环泵和散热风扇无需单独控制，运行时同时
启停。
27.实现了整个装置的高度集成；
28.4、本实用新型中的搅拌器通过电机带动搅拌轴运动，从而带动螺旋叶片对恒温液进行搅拌，加快恒温液的流动速度，进而使得当温度需要发生变化时，恒温槽内各处温度能很快达到相对均衡，从而提高运动粘度仪测试结果的准确性；
29.5、本实用新型通过温度传感器可实时监控恒温液的温度，从而将信号传递给运动粘度仪，再根据运动粘度仪设置的所需温度，进而控制整个装置是启动还是停止，实现我们所需温度的精准控制。
附图说明
30.图1是本实用新型的结构示意图；
31.图2是本实用新型中制冷器的爆炸示意图；
32.图3是本实用新型中恒温槽和搅拌器的剖视图；
33.图4是启动本实用新型的装置和自然降温让恒温液从100℃到40℃各到达各温度点所用时间。
具体实施方式
34.下面将结合图1-4详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
35.一种运动粘度仪内置恒温液制冷装置，其包括恒温槽1、制冷器、搅拌器和循环泵2，所述恒温槽用于容纳恒温液，且恒温槽底部设有用于恒温液循环的进液口3和出液口4，所述制冷器包括换热板5，所述换热板上下两端均设有一个制冷组件，且所述换热板一侧设有用于恒温液循环的换热板入口9和换热板出口10，所述出液口与循环泵的入口管道相连，所述循环泵的出口管道连接至换热板入口，所述换热板出口管道连接至恒温槽的进液口，从而通过循环泵完成恒温液在恒温槽和制冷器间的循环制冷，所述搅拌器包括贯穿恒温槽顶部的搅拌轴11和设于搅拌轴上的螺旋叶片12，搅拌轴通过电机14进行驱动，电机的输出端通过传动轴15与搅拌轴相连，所述搅拌轴上套设有螺旋叶片，所述电机的输入端与运动粘度仪主机电性相连，通过运动粘度仪主机可以控制电机的工作，从而使电机自助带动搅拌轴及螺旋叶片搅拌恒温液，加快恒温液在恒温槽内实现温度均衡，恒温槽内部还设有温度传感器13，所述温度传感器用于实时监测恒温液的温度，当温度传感器检测到的温度高于运动粘度仪设置的目标温度时，该装置将会启动使恒温液迅速达到目标温度。
36.每个所述制冷组件均包括半导体制冷片6、散热片7和散热风扇8，所述半导体制冷片的冷端与换热板相连，所述半导体制冷片的热端与散热片一面相连，所述散热片另一面设有散热风扇，且每个制冷组件中的半导体制冷片、散热片和散热风扇数量均为两个，通过一个换热板和四个半导体制冷片、四个散热片和四个散热风扇的组合，能够达到一个最小体积高度集成，且最优化的制冷效果，恒温液在换热板内循环的过程中，半导体制冷片的冷端和相对的热端会产生温度差，因此与换热板相连的半导体制冷片的冷端开始制冷时，同时将换热板内恒温液的热量传递给半导体制冷片的热端，再通过散热片和散热风扇一起将热量散发出去，从而实现换热板内恒温液的冷却，在整个降温过程中，通过循环泵将恒温槽
内的恒温液抽出经过换热板将其直接降温，不再使用导热介质在恒温槽内通过热交换来实现降温，简化了整个工作流程，便于操作，提高了制冷效率。
37.本装置中的半导体制冷片、散热风扇、循环泵和温度传感器无需单独控制，运行时可同时启停，整个装置都由运动粘度仪主机控制，便于高度集成，体积变小，提高了实验室空间利用率，且通过半导体制冷片制冷无需设置压缩机，其次本装置中的散热风扇和循环泵、电机均采用低噪音、低振动产品，其工作过程中的振动相对于传统压缩机的振动可以忽略不计，提高了运动粘度仪检测结果的准确性。
38.管道上设有保温隔热层，保温隔热层为膨胀珍珠岩胶板，该膨胀珍珠岩胶板是将珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状胶板，具有优良的保温隔热性能，在进行恒温液输送的过程中，有效提高了该管道内输送的保温液保温隔热性。
39.在室温25℃下经过对比启动该装置和自然降温让恒温液从100℃到40℃各到达各温度点所用时间如图4中的表格：
40.通过表格可以看出，通过启动本装置，明显的缩短了制冷时间，从而快速的对恒温液进行制冷，再通过搅拌器的自动搅拌可以加快恒温液的流动速度，进而使得当温度需要发生变化时，恒温槽内各处温度能很快达到相对均衡，从而在提高制冷效率和测试结果准确性的同时，加快了实验室的工作效率。
41.以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。