[实用新型]一种自动控温加热的水循环恒温热源实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自动控温加热的水循环恒温热源实验装置，属于环境岩土工程测量仪器制造技术及测试领域。

背景技术

岩土体的热物理特性是环境岩土工程关注的一个重点内容。近年来，随着经济的发展，人们在各种工程建设中遇到了一系列与岩土体热物理特性密切相关的问题：                                                浅层地能开采过程中土体的热湿迁移；城市“热岛”效应对土体的影响；地铁、隧道等地下空间中的土体热量传递和扩散；矿井热害的预防等。在这些工程问题中，一方面岩土体的热物理特性影响着热传递过程，另一方面工程活动改变了地质环境的温度场，又影响了岩土体的工程性质，表现出复杂的耦合效应。因此，在研究上述与热相关的环境岩土工程问题时，对岩土体的热物理特性及相关耦合效应进行室内实验是一种必不可少的手段；而在室内实验过程中，一种能够自动加热、精确控温并提供恒定温度的热源实验装置是至关重要的前提条件。目前，实验室一般采用“电阻丝加热”和“水浴加热”等方法制作实验用热源装置。“电阻丝加热”方法加热不均，且温度不易控制。“水浴加热”法是水经加热源加热至一定温度后存储起来，当自然冷却至该温度以下时，自动加热；采用该法时加热水槽中的水分易蒸发，为保持水槽中水位不变，需经常向水槽中加水，加水瞬间水槽内水温难以维持恒定。

发明内容

本实用新型的目的是克服传统实验热源的加热不均、水温难以维持恒定等缺点，提供一种自动控温加热的水循环恒温热源实验装置，为环境岩土体的热物理特性室内实验提供一个恒温热源。该装置设计简单、轻巧，操作方便，控温精度高，适用范围广。

本实用新型是这样实现的：一种自动控温加热的水循环恒温热源实验装置，由加热水箱、温度和水循环控制装置以及恒温热水罐组成；加热水箱采用20L车载保温箱作为保温箱体，由绝热隔温有机玻璃板将水箱分为第一水箱和第二水箱；第一水箱的主要功能是使其内部的水温达到目标温度，内置电加热器、水循环泵、水温传感器和液位传感器；第二水箱用来储存达到目标温度的恒温水，内置水循环泵和水温传感器；第一水箱和第二水箱之间通过绝热隔温有机玻璃板上的连接管相通，其上的连通开关由第一水箱内部的水温传感器和外置的温度控制器控制；在保温箱体两侧壁开有4个圆孔，分别用来安装加水管、出水管、回水管和电缆线管；温度和水循环控制装置由电源开关、断电保护器、温度控制器、继电器、内部水循环泵开关、外部水循环泵开关和自动加水控制器构成，并集中安装在一块20mm厚有机玻璃板上；温度控制器用于设定预期目标温度，并通过继电器和水温传感器联合控制电加热器；自动加水控制器通过液位传感器控制加水开关；内部水循环泵开关控制加热水箱的内部水循环，外部水循环泵开关控制实验装置的外部水循环；断电保护器在线路发生过载、短路、欠压的情况下进行可靠的保护；恒温热水罐采用纯铜制成一个密封长方体，其顶部熔接一个进水管和一个出水管，分别通过绝热管路与加热水箱的出水管和回水管相连接，形成了实验装置的外部水循环，实验时其内部循环的恒温热水能提供恒定的热源温度。

本实用新型的有益效果是：自动控温加热的水循环恒温热源实验装置，采用恒温循环水提供恒定温度的热源，克服了加热不均匀的缺点；同时，通过设置第一水箱和第二水箱，能使实验装置的循环水温度保持恒定，克服了传统水浴方法中水温难以维持恒定的缺点；最后，通过自动加水控制器和液位传感器的联合使用，即避免了加热过程中水分蒸发引发的问题，又实现了自动加水和防止干烧等功能，达到了节能、安全的目的。

附图说明

图1是本实用新型自动控温加热的水循环恒温热源实验装置的加热水箱结构示意图。

图2是本实用新型自动控温加热的水循环恒温热源实验装置的温度和水循环控制装置结构示意图。

图3是本实用新型自动控温加热的水循环恒温热源实验装置的恒温热水罐结构示意图。

图中标记：1-保温箱体；2-绝热隔温有机玻璃板；3-第一水箱；4-第二水箱；5-电加热器；6-水循环泵；7-水温传感器；8-液位传感器；9-连接管；10-出水管；11-回水管；12-加水管；13-电缆线管；14-20mm厚有机玻璃板；15-电源开关；16-断电保护器；17-温度控制器；18-继电器；19-内部水循环泵开关；20-外部水循环泵开关；21-自动加水控制器；22-恒温热水罐；23-进水管；24-出水管。

具体实施方式

实施例：

本实用新型的一个优选的实施例结合附图详述如下：