[實用新型]一種自動控制水槽水溫分層加熱裝置

有效

• 申請號: 201520329752.2
• 申請日: 2015-05-21
• 公開（公告）號: CN204715284U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 杜洪波;楊瑞祥;胡再國
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及環保生態水工實驗領域，特別是實驗室使用的小型水槽水溫分層加熱，設計一種自動控制的分層加熱裝置，達到水槽中水溫穩定分層的效果。

背景技術

大型水庫的興建，對水資源的合理開發利用及當地的經濟和社會發展具有重要意義，但同時也由于水庫的引蓄水會使庫區水流速度變緩，水深增大，導致水溫結構的變化，形成水庫水溫的分層結構。這種水溫分層結構一方面會引起原有水體在理化性質、水生生物特征和分布上的變化；另一方面又會使下泄低溫水影響壩下河道魚類生活和繁殖，以及受灌農作物的生長。因此，研究流場、溫度場的變化及相互聯系，對于分層取水提高下泄水溫具有重大意義。

國內外對分層取水的研究，主要采用物理模型試驗的方法，而此方法中最大技術難題就是水溫穩定分層結構的模擬。現有的方法主要采用絕熱隔板隔開水體的同時，分別對每層水體加熱到不同溫度后流出，最終達到水溫分層效果，例如：中國專利《一種模擬水溫分層流動的電加熱實驗裝置》（公告號：CN?203808007，公告日：2014.09.03）。此類裝置存在一些不足，一方面絕熱隔板導致相鄰層的流速、水溫不連續，水體進入無隔板區域時會有較大程度的摻混，影響流場和溫度場的分布；另一方面需要根據不同的水槽尺寸，計算后制作不同的加熱裝置，制作過程復雜，成本較高。

實用新型內容

為克服現有水溫加熱方式的分層效果不好及穩定性不足，本發明設計一種自動控制的水槽水溫分層加熱裝置。

本實用新型實現的技術方案是：一種自動控制水槽水溫分層加熱裝置，其特征：四根垂直向連接桿分為兩組，每組兩根底部通過縱向連接桿連接，成“U”字形，兩個“U”字形的結構位于水槽水流方向的左右兩側；兩個“U”字形的結構之間通過垂直于水流方向的橫向連接桿連接，垂直向、縱向和橫向三個方向兩兩垂直；水槽水流方向的兩端等高的橫向連接桿之間布置2-8段加熱絲成為水平的一層，這2-8段加熱絲串聯成一根加熱絲，每一層的加熱絲采用相互獨立的可調壓電源分別供電，各電源分別連接獨立的溫控開關，溫控開關的溫度探頭固定在每根橫向連接桿的中部，各電源處于并聯狀態。橫向連接桿由能伸縮的套筒單元組成，套筒單元的固定套和活動套同軸連接且構成能伸縮的連接關系。垂直向連接桿上有供橫向連接桿插入的孔，孔中心間距為1cm。橫向連接桿是空心的。每一層的兩根橫向連接桿能夠固定在垂直向連接桿的不同高度。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用可調節寬度的橫向連接桿，以適應在不同尺寸的水槽中進行實驗。水槽水流方向的兩端等高的橫向連接桿之間布置加熱絲成為水平的一層，能固定在不同高度及拆卸，以適應不同實驗方案。使用的加熱絲較細，減少了加熱時裝置對流場的影響。溫控開關通過溫度探頭獲得該層水溫，能夠在該層水溫達到設定的下限水溫時自動通電，達到上限水溫時自動斷電，以保證分層結構的穩定。與現有裝置相比，能夠實現自動控制，穩定模擬出水槽水溫分層結構，方便監測水溫，更好的為實驗服務。

附圖說明

圖1是一種自動控制水槽水溫分層加熱裝置整體示意圖；

圖2是主體支架插銷孔細部圖；

圖3是橫向連接桿細部圖；

圖4是溫控開關和電源細部圖。

其中，1是垂直向連接桿，2是縱向連接桿，3是橫向連接桿，301是固定套，302是活動套，4是插孔，5是加熱絲，6是溫控開關及電源，7是溫度探頭，8是電線。

具體實施方式

實驗室使用的水槽水溫分層加熱裝置，先根據實驗用水槽的寬度，調節橫向連接桿3和加熱絲5的長度，用夾子將加熱絲5固定，以適合水槽。接著根據實驗加熱需要，選擇好加熱絲5的層數和橫向連接桿3連接在垂直向連接桿1上的高度，然后將橫向連接桿3插入垂直向連接桿1上的孔4以固定。之后設定好下限和上限水溫，調整調壓電源的電壓，將裝置放入水中，打開溫控開關及電源6，待溫度探頭7監測到水溫達到目標水溫時溫控開關自動關閉，若在實驗過程中某層水溫降至下限水溫，溫控開關能自動打開繼續加熱。