一種粘度計檢定用透明恒溫槽體的研制

任萬杰，施力予，胡國星，劉霞

一種粘度計檢定用透明恒溫槽體的研制

任萬杰1，施力予2，胡國星1，劉霞1

（1.山東非金屬材料研究所，山東 濟(jì)南 250031；2.甘肅省計量研究院，甘肅 蘭州 730070）

針對粘度計檢定用透明恒溫槽的槽體部分容易出現(xiàn)漏水、漏油故障的問題，采用油墨絲印鋼化玻璃與不銹鋼框架粘接形成透明恒溫槽體，并且在不銹鋼框架外側(cè)每間隔一定距離焊接上帶有螺紋的圓柱形鋼錠，通過螺栓與不銹鋼玻璃連接的方式解決了這一難題。經(jīng)過老化實驗證明，研制的透明恒溫槽體平均使用壽命達(dá)到5年以上，并且適用性廣，具有良好的應(yīng)用前景。

粘度計量；透明槽體；恒溫槽；制冷裝置

1 引言

在粘度計的檢定校準(zhǔn)工作中恒溫槽是必須的設(shè)備之一，恒溫槽必須具有足夠高的控溫精度及溫場均勻性。通常恒溫槽包括加熱和制冷功能，并且通過高精度溫控表對加熱棒和制冷裝置進(jìn)行控制，在高精度溫控表上進(jìn)行溫度設(shè)置，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時，加熱功能停止，啟動制冷裝置；反之當(dāng)溫度低于設(shè)定值時，制冷裝置停止工作，啟動加熱功能。恒溫槽溫度波動范圍應(yīng)小于0.1～0.01 ℃/d，極高精度的粘度測量有時需要控溫精度應(yīng)達(dá)到0.001～0.005 ℃。恒溫槽的槽體要透明，以便觀察計時標(biāo)線、粘度計中流動情況、讀取溫度及檢查粘度計垂直狀態(tài)等；恒溫槽槽體應(yīng)足夠深，使置于其中的粘度計上下都有2 cm以上的余量。

通過長期使用發(fā)現(xiàn)，透明恒溫槽的槽體部分容易出現(xiàn)漏水、漏油的故障，并且出現(xiàn)故障后很難修復(fù)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前用于粘度計檢定校準(zhǔn)工作中的透明恒溫槽體，大致有兩類：亞克力材料制作的透明槽體、鋼化玻璃制作的透明槽體。亞克力材料的透明槽體在長期使用的過程中表面會出現(xiàn)龜裂紋、變形，在粘接部位會出現(xiàn)漏水、漏油的情況，平均壽命在1～2年；鋼化玻璃的透明槽體在長期使用的過程中粘接部位也會出現(xiàn)漏水、漏油的情況，平均壽命在1～2年。這兩類槽體由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因，漏水、漏油后很難進(jìn)行修復(fù)，最終只能報廢處理，造成了資源的浪費(fèi)，目前還沒有能夠解決這個問題的方法，本文研制了一種粘度計檢定用透明恒溫槽體，解決了這一問題。

2 透明恒溫槽體的特點

本文研制的目的是采用油墨絲印鋼化玻璃與不銹鋼框架粘接形成透明恒溫槽體，在不銹鋼框架外側(cè)每間隔一定距離焊接上帶有螺紋的圓柱形鋼錠，通過螺栓與不銹鋼玻璃連接的方式，解決槽體在長期使用的過程中出現(xiàn)的漏水、漏油的問題。

該新型透明槽體具有以下幾個特點：①該透明恒溫槽體的使用壽命大大延長，平均漏水、漏油時間能夠達(dá)到5年；②在出現(xiàn)漏水、漏油的情況后，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，該槽體可以進(jìn)行重新修復(fù)，維修成本較低；③槽體透明區(qū)域大，可清晰觀察槽內(nèi)部實時情況，能夠很好地適用于粘度計檢定工作；④采用雙層保溫技術(shù)，熱量散失極小，保證了溫場的穩(wěn)定性；⑤可擴(kuò)展性好，可廣泛用于化工、石油、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理化學(xué)、計量檢定、大專院校、電子儀表、科研機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域。

3 透明恒溫槽體技術(shù)要點

3.1 槽體的組成

槽體由不銹鋼框架、油墨絲印鋼化玻璃、圓柱形帶螺紋鋼錠、螺栓組成，不銹鋼框架和油墨絲印鋼化玻璃通過粘接工藝進(jìn)行粘接，膠黏劑使用雙組份玻璃膠。槽體外側(cè)有透明外殼進(jìn)行包覆，外殼的材料為普通鋼化玻璃，槽體和外殼之間通過空氣作為保溫介質(zhì)，保證透明度的前提下，大幅減少了熱交換，保證了溫場的均勻性與穩(wěn)定性，槽體整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1—不銹鋼框架；2—槽體；3—外殼；4—保溫介質(zhì)；5—不銹鋼底板。

3.2 槽體的結(jié)構(gòu)

透明槽體結(jié)構(gòu)為長方體結(jié)構(gòu)，四面為透明的油墨絲印鋼化玻璃，底面為不銹鋼底面，槽體的頂部有一個能夠固定粘度計的透明頂蓋；透明槽體的尺寸根據(jù)工作用粘度計及標(biāo)準(zhǔn)粘度計的最大外形尺寸確定，保證能夠同時檢定或校準(zhǔn)兩臺粘度計。設(shè)計的槽體外層透明鋼化玻璃殼體為可拆卸結(jié)構(gòu)，如果透明槽體在使用的過程中出現(xiàn)漏水、漏油的情況，可以將外層殼體拆開，再將槽體的油墨絲印鋼化玻璃與不銹鋼外殼分解，重新使用雙組分膠黏劑進(jìn)行粘接修復(fù)，大大節(jié)約了維修成本，減少了不必要的浪費(fèi)。

不銹鋼框架由等邊不銹鋼角鐵制作而成，框架如圖2所示，角鐵的邊長選擇為25～40 mm，槽體的底面為一塊整體的不銹鋼，能夠保證底面在長期使用的過程中不會出現(xiàn)漏水、漏油的情況。

圖2 不銹鋼框架示意圖

3.3 槽體的材質(zhì)

透明槽體的材質(zhì)選擇為油墨絲印鋼化玻璃，油墨絲印鋼化玻璃是普通鋼化玻璃在720～850 ℃時與玻璃油墨燒結(jié)而成的，油墨按照設(shè)計的紋路與鋼化玻璃牢固熔結(jié)在一起，經(jīng)過實驗證明，油墨絲印鋼化玻璃與不銹鋼粘接時能夠?qū)崿F(xiàn)更好的粘接效果，有更大的粘接強(qiáng)度，并且耐腐蝕。經(jīng)過實驗，選取的油墨絲印鋼化玻璃的厚度為3～10 mm，油墨絲印寬度為29～38 mm，絲印的油墨寬度應(yīng)與不銹鋼框架的尺寸吻合，應(yīng)短于不銹鋼角鐵的邊長。

3.4 槽體使用的螺紋鋼錠

本實用新型涉及的圓柱形帶螺紋鋼錠是焊接在不銹鋼框架上的，圓柱形帶螺紋鋼錠的作用是保證油墨絲印鋼化玻璃與不銹鋼框架的粘接強(qiáng)度，確保在使用和運(yùn)輸?shù)倪^程中的粘接強(qiáng)度。由于采用的膠黏劑為雙組分玻璃膠，該膠黏劑為了保證防水性能與防油性能，固化后該膠黏劑也會有一定的彈性，如果槽體內(nèi)長時間注滿導(dǎo)熱介質(zhì)（水、油），壓力較大，容易引起膠黏劑的變形，變形后會導(dǎo)致漏水、漏油；而且在運(yùn)輸?shù)倪^程中，由于剎車、加油等因素也容易導(dǎo)致膠黏劑的變形，所以為了防止膠黏劑的變形，采用每間隔一定距離在不銹鋼框架上焊接一個圓柱形帶螺紋鋼錠的方法，經(jīng)過實驗，該距離選擇為160～220 mm時效果最佳，螺栓選擇為M8～M10。

3.5 粘接使用的膠黏劑

膠黏劑選用雙組分材料，該膠黏劑具有粘合強(qiáng)度高、適用范圍廣、耐候性好等特點，經(jīng)過長期的老化實驗，該膠黏劑能夠達(dá)到很好的效果，延長了恒溫槽的使用壽命。

4 透明恒溫槽體焊接工藝

透明恒溫槽體的焊接對槽體性能有著至關(guān)重要的影響，經(jīng)過反復(fù)摸索研究得出了以下焊接工藝。按圖紙將不銹鋼板材裁剪為圖紙要求的尺寸，然后將要焊接的棱邊打磨至露出金屬原色，用清水清洗至沒有殘渣，再用酒精清洗。不銹鋼槽體應(yīng)通過合理設(shè)計盡量減少焊接部分，以降低滲漏的風(fēng)險。用折彎機(jī)將裁剪后的不銹鋼板材折到需要的形狀，進(jìn)行焊接，焊接時應(yīng)滿焊。先焊接內(nèi)部，內(nèi)部焊接完成后，再進(jìn)行外部焊接，需做到焊接完整，不可存在氣孔或砂眼；打磨焊縫至表面光滑，注水觀察是否有滲漏現(xiàn)象。如有滲漏，需及時補(bǔ)焊，對焊接好的不銹鋼框架進(jìn)行基礎(chǔ)整形，應(yīng)做到各面平整，沒有凸起。

5 總結(jié)

本文解決了粘度計檢定用透明恒溫槽的槽體部分容易出現(xiàn)漏水、漏油的問題，大大延長了透明恒溫槽體的使用壽命，給出了透明恒溫槽體的特點、透明恒溫槽體技術(shù)要點、透明恒溫槽體焊接工藝等具體實施方式，槽體適用性廣，具有良好的應(yīng)用前景。

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TH811

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.15.058

2095－6835（2019）15－0141－02

〔編輯：張思楠〕