本實用新型屬于材料合成實驗儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種能快速升降溫的恒溫加熱裝置。

背景技術(shù)：

反應(yīng)溫度是影響材料合成反應(yīng)的重要工藝條件，反應(yīng)溫度對材料合成反應(yīng)的反應(yīng)速率、相對反應(yīng)速率、反應(yīng)機(jī)理、化學(xué)平衡及溶解度等方面造成顯著影響。恒溫水浴鍋因具有能使反應(yīng)物均勻受熱、溫控精確及使用安全等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于生化實驗室、分析室、教育科研、衛(wèi)生、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域進(jìn)行恒溫加熱、干燥、蒸發(fā)、濃縮用。然而，恒溫水浴鍋也有比較明顯的缺陷，如鍋體中的水或油一般通過加熱升溫或自然冷卻的方法達(dá)到實驗?zāi)繕?biāo)溫度的。有些材料合成實驗在不同實驗階段所需實驗溫度相差較大，如用二乙醇胺改性水性環(huán)氧樹脂的合成制備中，實驗大致分為三個步驟：1)60℃預(yù)熱階段；2)80℃環(huán)氧基開環(huán)反應(yīng)階段；3)60℃中和反應(yīng)階段，三個步驟需連續(xù)進(jìn)行。而常規(guī)恒溫水浴鍋無法滿足快速升溫、降溫的實驗要求，所以需設(shè)置多臺不同溫度的恒溫水浴鍋來完成實驗，這無形中增加了實驗的不確定性和復(fù)雜性。

容器中水快速冷卻的方法有兩種：蒸發(fā)散熱法和外部熱量轉(zhuǎn)移法。蒸發(fā)散熱的方法不適用于水浴鍋體中水的快速冷卻，外部熱量轉(zhuǎn)移法可以通過排出適量高溫水，加入適量低溫水混合均勻后實現(xiàn)。常規(guī)的水浴鍋體底部會留有排水口和排水管道，排水口一定程度上破壞了水浴鍋體的底部封閉性，而排水管道與溫控系統(tǒng)等電學(xué)器件處于同一空間，漏水可能會有安全隱患。從水浴鍋敞口面排水能一定程度上避免上述問題，但是主要是手動取水，嚴(yán)重影響到了實驗的連續(xù)性和可控性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種連續(xù)性好和精確性高的能快速升降溫的恒溫加熱裝置。

本實用新型所述的一種能快速升降溫的恒溫加熱裝置，包括半封閉式恒溫水浴鍋和水浴鍋蓄水裝置；所述半封閉式恒溫水浴鍋包括半封閉式不銹鋼水浴鍋體1；半封閉式不銹鋼水浴鍋體1在底部設(shè)有不銹鋼U型管狀加熱器A2，沿側(cè)壁豎直設(shè)有不銹鋼半圓型槽10并在該壁頂端設(shè)有金屬固定夾12；不銹鋼半圓型槽10上間隔焊接有數(shù)個不銹鋼半圓環(huán)9，用于固定其內(nèi)的耐高溫乳膠軟管11；耐高溫乳膠軟管11伸出半封閉式不銹鋼水浴鍋體1與手動抽氣筒13連接；半封閉式不銹鋼水浴鍋體1位于門形支架上，該門形支架內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子8；密閉箱體支撐門形支架，其內(nèi)設(shè)有和外部溫控儀表A5相連的溫敏傳感器A3、與外部電源開關(guān)和轉(zhuǎn)速旋鈕14連接的溫度控制器4和電動機(jī)6；電動機(jī)6連接帶固定磁鐵的轉(zhuǎn)盤7；水浴鍋蓄水裝置包括帶排氣口16的密閉不銹鋼鍋體15；密閉不銹鋼鍋體15在內(nèi)部豎直設(shè)有鍋內(nèi)不銹鋼進(jìn)水管21，在底部橫設(shè)有不銹鋼U型管狀加熱器B17；鍋內(nèi)不銹鋼進(jìn)水管21上端設(shè)有連接自來水的進(jìn)水開關(guān)23，中部設(shè)有支架，下端連接帶進(jìn)水閥門24的出水管；不銹鋼金屬杠桿22中部活動連在支架上，其上端連接耐高溫乳膠浮球，另下端連接進(jìn)水開關(guān)23；密閉不銹鋼鍋體15底部中央設(shè)有密封箱體；密封箱體內(nèi)部設(shè)有連通外部溫控儀表B20的溫敏傳感器B18和連接外部開關(guān)29的80℃恒溫控制器19；帶出水閥門25的出水管一端連通密閉不銹鋼鍋體15底部，另一端連接混水裝置27內(nèi)的混水閥門26，該混水閥門26還連接自來水管；混水裝置27底部設(shè)有出水口28，外側(cè)面上設(shè)有溫控儀表C30；使用時，打開手動抽氣筒13后，耐高溫乳膠軟管11能連通到出水口28。

本實用新型所述的一種能快速升降溫的恒溫加熱裝置，所述排氣口16的直徑為2cm。

本實用新型所述的一種能快速升降溫的恒溫加熱裝置，所述不銹鋼半圓型槽10表面設(shè)有絕緣材料，其橫截面直徑為30mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的能快速升降溫的恒溫加熱裝置具有如下有益效果：

1)恒溫加熱裝置可從敞口面利用虹吸原理不借助水泵而實現(xiàn)自動排水，排水軟管可調(diào)節(jié)至鍋體任意高度，能任意調(diào)控排出水量，保證了水浴鍋體的底部封閉性，也能一定程度上避免常規(guī)水浴鍋中與溫控系統(tǒng)等電學(xué)器件處于同一空間的排水管道因漏水引發(fā)的安全隱患；

2)通過混水閥門調(diào)節(jié)進(jìn)入混水裝置的80℃熱水和常溫(25℃)的自來水流量比例，能快速獲得目標(biāo)水溫的混合水，可通過乳膠軟管直接將目標(biāo)水溫混合水引至半封閉式恒溫水浴鍋來使用；

3)對于恒溫加熱裝置中水溫的快速升降調(diào)控非常有效，結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、安全可靠。

附圖說明

圖1是半封閉式恒溫水浴鍋結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是水浴鍋蓄水裝置結(jié)構(gòu)示意圖。1-半封閉式不銹鋼水浴鍋體、2-不銹鋼U型管狀加熱器A、3-溫敏傳感器A、4-溫度控制器、5–溫控儀表A、6-電動機(jī)、7-固定磁鐵的轉(zhuǎn)盤、8-轉(zhuǎn)子、9-不銹鋼半圓環(huán)、10-不銹鋼半圓型槽、11-耐高溫乳膠軟管、12-金屬固定夾、13-手動抽氣筒、14-電源開關(guān)和轉(zhuǎn)速旋鈕、15-密閉不銹鋼鍋體、16-排氣口、17-不銹鋼U型管狀加熱器B、18-溫敏傳感器B、19-80℃恒溫控制器、20–溫控儀表B、21-鍋內(nèi)不銹鋼進(jìn)水管、22-不銹鋼金屬杠桿、23-進(jìn)水開關(guān)、24-進(jìn)水閥門、25-出水閥門、26-混水閥門、27-混水裝置、28-出水口、開關(guān)-29、溫控儀表C-30。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型所述能快速升降溫的恒溫加熱裝置做進(jìn)一步說明，但是本實用新型的保護(hù)范圍并不限于此。

實施例1

能快速升降溫的恒溫加熱裝置，由可自由排水的半封閉式恒溫水浴鍋和可快速調(diào)節(jié)水溫的水浴鍋蓄水裝置組成?？勺杂膳潘陌敕忾]式恒溫水浴鍋包括半封閉式不銹鋼水浴鍋體、不銹鋼U型管狀加熱器、溫敏傳感器和溫度控制器和儀表、電動機(jī)和固定磁鐵的轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)子、焊接有數(shù)個不銹鋼半圓環(huán)的不銹鋼半圓型槽和耐高溫乳膠軟管、金屬固定夾、手動抽氣筒及電源開關(guān)和轉(zhuǎn)速旋鈕?？煽焖僬{(diào)節(jié)水溫的水浴鍋蓄水裝置由80℃恒溫?zé)崴b置及可快速調(diào)節(jié)水溫的混水裝置組成。具體包括帶有直徑2cm排氣口的密閉不銹鋼鍋體、不銹鋼U型管狀加熱器、溫敏傳感器和80℃恒溫控制器和儀表、鍋內(nèi)不銹鋼進(jìn)水管和一端連接耐高溫乳膠浮球的不銹鋼金屬杠桿和連接杠桿的進(jìn)水開關(guān)、進(jìn)水閥門和出水閥門和混水閥門、混水裝置出水口。

半封閉式恒溫水浴鍋內(nèi)壁上焊接有長度與鍋體高度相近的不銹鋼半圓型槽，半圓型槽表面裝設(shè)有絕緣材料，其橫截面直徑為30mm，在槽邊上間隔一定距離均勻的焊接上數(shù)個直徑略大于30mm的不銹鋼半圓環(huán)。將外徑為25mm、長度為1m的耐高溫乳膠軟管的一端置入半圓形槽與半圓環(huán)組構(gòu)成的同心圓柱體空間，該圓柱體空間的橫截面積內(nèi)徑略大于乳膠軟管的外徑，使乳膠軟管可以任意上下移動，使端口置于水浴鍋體的任意高度。位置一旦確定，可以用內(nèi)徑略小于25mm的金屬固定夾固定。利用虹吸原理可不借助水泵而抽吸液體實現(xiàn)自動排水，即利用液面壓力差，將水排出。由于管口水面承受不同的大氣壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊?？山柚謩映闅馔参≤浌苤锌諝?，待液體充滿管體后無需外力水即可在虹吸作用下自動流出水浴鍋體。乳膠軟管的另一端口配有手動抽氣筒，該抽氣筒頂端的外徑為40mm,排水操作時使其進(jìn)氣口塞入乳膠軟管內(nèi)，并保持抽氣筒的頂面完全覆蓋軟管的端口，以防漏氣；蓄水操作時可以將抽氣筒取下。

水浴鍋蓄水裝置的進(jìn)水管頂端的進(jìn)水開關(guān)可根據(jù)密閉不銹鋼鍋體中的蓄水水位線的高低，通過乳膠浮球拉動金屬杠桿自動調(diào)節(jié)開與關(guān)。不銹鋼U型管狀加熱器、溫敏傳感器和80℃恒溫控制器配合作用使鍋體中的水溫升至并保溫在80℃，少量蒸發(fā)出的水蒸氣可通過排氣口排出?？赏ㄟ^混水閥門調(diào)節(jié)進(jìn)入混水裝置的80℃熱水和常溫(25℃)的自來水流量比例，調(diào)節(jié)獲得目標(biāo)水溫，該溫度通過溫敏傳感器顯示在儀表盤上。將乳膠軟管的外端(取掉抽氣筒的端口)直接連接至出水口可將目標(biāo)水溫混合水引至半封閉式恒溫水浴鍋來使用。

現(xiàn)以“水性環(huán)氧乳液制備”的實驗過程為例，對本實用新型進(jìn)行說明，實驗大致分為三個步驟：

1)60℃預(yù)熱階段：正常開啟半封閉式不銹鋼水浴鍋體1下方電源開關(guān)和轉(zhuǎn)速旋鈕14，其后調(diào)節(jié)混水裝置27上的混水閥門26，確定使混水裝置27上的溫控儀表20的顯示值為60℃的混水閥門26的位置，將耐高溫乳膠軟管11的外端的手動抽氣筒13取掉后直接連接至混水裝置27上的出水口28可將60℃混合水引至半封閉式不銹鋼水浴鍋體1中來使用。調(diào)節(jié)溫度控制器4使水浴鍋內(nèi)的不銹鋼U型管狀加熱器2正常加熱保溫，使溫度維持在60℃。

2)80℃環(huán)氧基開環(huán)反應(yīng)階段(60℃至80℃的快速升溫過程)：將耐高溫乳膠軟管11的里端落至半封閉式不銹鋼水浴鍋體1鍋底，外端連接上手動充氣筒13，,使手動充氣筒13進(jìn)氣口塞入耐高溫乳膠軟管11內(nèi)，并保持手動抽氣筒13的頂面完全覆蓋軟管的外端口，以防漏氣，快速抽動手動充氣筒13，將耐高溫乳膠軟管11內(nèi)的空氣抽出，等到水充滿管體后停止抽動，取下手動充氣筒13，而后將出水的耐高溫乳膠軟管11外端放置在空間位置高度遠(yuǎn)低于半封閉式不銹鋼水浴鍋體1鍋底的容器或水槽中，水即可在虹吸作用下通過耐高溫乳膠軟管11自動流出水浴鍋體。待半封閉式不銹鋼水浴鍋體內(nèi)的60℃水全部排出時，調(diào)節(jié)混水裝置27上的混水閥門26，確定使混水裝置27上的溫控儀表20的顯示值為80℃的混水閥門26的位置，將乳膠軟管11的外端直接連接至混水裝置27上的出水口28可將80℃混合水引至半封閉式不銹鋼水浴鍋體1中使用。調(diào)節(jié)溫度控制器4使水浴鍋內(nèi)的不銹鋼U型管狀加熱器2正常加熱保溫，使溫度維持在80℃。

3)60℃中和反應(yīng)階段(80℃至60℃的快速降溫過程)：該過程同實施方式2)中所描述的類似。將耐高溫乳膠軟管11的里端落至半封閉式不銹鋼水浴鍋體1鍋底，外端連接上手動充氣筒13，使手動充氣筒13進(jìn)氣口塞入耐高溫乳膠軟管11內(nèi)，并保持手動抽氣筒13的頂面完全覆蓋軟管的外端口，以防漏氣?？焖俪閯邮謩映錃馔?3，將耐高溫乳膠軟管11內(nèi)的空氣抽出，等到水充滿管體后停止抽動，取下手動充氣筒13，而后將出水的耐高溫乳膠軟管11外端放置在空間位置高度遠(yuǎn)低于半封閉式不銹鋼水浴鍋體1鍋底的容器或水槽中，水即可在虹吸作用下通過耐高溫乳膠軟管11自動流出水浴鍋體。待半封閉式不銹鋼水浴鍋體1內(nèi)的80℃水全部排出時，調(diào)節(jié)混水裝置27上的混水閥門26，確定使混水裝置27上的溫控儀表20的顯示值為60℃的混水閥門26的位置，將耐高溫乳膠軟管11的外端直接連接至混水裝置27上的出水口28可將60℃混合水引至半封閉式不銹鋼水浴鍋體1中使用。調(diào)節(jié)溫度控制器4使水浴鍋內(nèi)的不銹鋼U型管狀加熱器2正常加熱保溫，使溫度維持在60℃。