三相点科普仪器的制作方法

1.本实用新型涉及实验用具领域，具体涉及一种三相点科普仪器。


背景技术：

2.三相点科普仪器是使物质三相态同时存在的实验用具，三相指纯物质化学性质稳定的固、液、气三个相态，研究物质的三相点具有重要意义，如水的三相点用于制定热力学的国际单位制基本单位之一的热力学温标定义。
3.现有技术中用于展示物质三相的实验用具，如中国新型专利，专利号为：zl200920102706.3，名称为：可变容积密闭升华演示器，其说明书记载“包括两端带有凹坑的空心玻璃管以及与空心玻璃管一侧连接的玻璃手柄，本实用新型的创新点在于玻璃手柄为空心状，空心玻璃管与玻璃手柄连通，玻璃手柄内设有与其滑动密封配合的活塞”，该技术方案主要用于固体固、液两相的产生与展示，难以使液体三相稳定存在，另外，该技术方案每次三相展示时间有限，不能持续，当其空心玻璃管内的固体消耗完毕，则实验停止，因此需要一种能持续展示液体三相的实验装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：克服现有技术中存在的不足，提供一种三相点科普仪器，通过设置连通三相点物质容置腔室内外的物质流通结构，能够使液体三相态长时间存在。
5.为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：三相点科普仪器，包括冷却容器，与冷却容器紧贴设置的用来展示物质三相的三相点物质容置腔室，以及使三相点物质容置腔室持续展示的物质流通结构；物质流通结构包括用于补充三相点物质容置腔室所损失物质的进液结构，以及保持三相点物质容置腔室内部满足物质三相点压强的调节结构，冷却容器内填充冷却液；进液结构包括从外部穿入透明罩，且一端置于上盖上方的液体添加管，液体添加管上设置有单向阀。
6.进一步的，冷却容器固定在底座上，冷却容器包括底板，与底板固定的侧板，以及固定在侧板上的上盖，上盖呈用于填充三相点物质的下凹状，下凹面为弧面。
7.进一步的，冷却容器固定在底座上，冷却容器包括底板，与底板固定的侧板，以及固定在侧板顶部的上盖，上盖呈用于填充三相点物质的下凹状，下凹面为波浪面。
8.进一步的，三相点物质容置腔室包括透明罩，透明罩从上盖上方与其扣合密封连接，或者透明罩的底部与底座扣合密封连接，且冷却容器位于透明罩的内部。
9.进一步的，调节结构包括从外部穿入透明罩内部的抽真空管，抽真空管的一端置于三相点物质容置腔室，另一端与真空泵连接，抽真空管上设置有单向稳压阀。
10.进一步的，冷却容器外侧设置有保温层，液体添加管和抽真空管均穿过保温层设置。
11.进一步的，冷却容器上设置有冷却液灌注口，冷却容器的内部设置有冷却盘管，冷却盘管的两端均置于冷却容器的外部，且一端设置冷却盘管入口，另一端设置冷却盘管出
口，冷却盘管入口和冷却盘管出口分别与制冷机连接，冷却容器上设置有温控感应器，温控感应器与制冷机电连接。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置三相点物质容置腔室和连通三相点物质容置腔室内外并能保持密封的物质流通结构，能够使液体三相态长时间稳定存在，展示期间可自动运行，无需操作；通过将上盖作为放置三相点物质的容器，节省了材料，冷却效果更好。
附图说明
13.图1为本实用新型的剖视结构示意图；
14.图2为本实用新型的实施例二结构示意图；
15.图3为本实用新型无底座结构示意图。
16.图中:1、底座；2、透明罩；3、冷却容器；4、冷却盘管；5、冷却盘管入口；6、冷却盘管出口；7、保温层；8、上盖；9、冷却液灌注口；10、温控感应器；11、抽真空管；12、液体添加管。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的解释说明。
18.实施例一：
19.如图1所示，三相点科普仪器，包括冷却容器3，与冷却容器3紧贴设置的用来展示液体三相的三相点物质容置腔室，以及使三相点物质容置腔室持续展示的物质流通结构；冷却容器3的横截面为圆形或者矩形，三相点物质容置腔室为冷却容器3上方与透明罩2共同围成的空间，横截面为圆形，顶部为拱形；物质流通结构包括用于补充三相点物质容置腔室所损失物质的进液结构，以及保持三相点物质容置腔室内部满足物质三相点压强的调节结构；本科普仪器的主要优势在于：通过设置三相点物质容置腔室和连通三相点物质容置腔室内外并能保持密封的物质流通结构，能够长时间持续进行物质三相点展示，展示期间可自动运行，无需操作；通过将上盖作为放置三相点物质的容器，节省了材料，冷却效果更好；冷却容器3内填充冷却液，冷却液的作用是利用冷却液的高热容和均匀性，长时间均匀冷却上盖8，上盖8再冷却三相点物质。
20.冷却容器3固定在底座1上，冷却容器3包括底板，与底板固定的侧板，以及固定在侧板上的上盖8，上盖8呈用于填充三相点物质的下凹状，下凹面为弧面；上盖8的材料为热的良导体，同时能够隔绝空气和液体，比如金属。
21.三相点物质容置腔室包括透明罩2，透明罩2从上盖8上方与其扣合密封连接，可以隔绝空气，或者透明罩2的底部与底座1扣合密封连接，且冷却容器3位于透明罩2的内部，透明罩2与底座1配合同样可以隔绝空气。
22.如图3所示，冷却容器3底部也可不设置底座1，冷却容器的底板相对侧板外延一段，透明罩2的底部与底板固定。
23.进液结构包括从外部穿入透明罩2，且一端置于上盖8上方的液体添加管12，液体添加管12上设置有单向阀，单向阀位于液体添加管12处于透明罩2外部的一段，保证液体从外部进入透明罩2内部，但是不能从内部流出，位于透明罩2内部的一段液体添加管12呈钩形设置，钩形末端向下，利于液体添加，设置液体添加管12是因为实验展示过程中水的三相
物质会气化被抽真空时抽走，从而减少，一段时间需要补充。
24.调节结构包括从外部穿入透明罩2内部的抽真空管11，抽真空管11的一端置于三相点物质容置腔室，另一端与真空泵连接，抽真空管11上设置有单向稳压阀，保持内部压强满足物质三相点时的压强，单向稳压阀防止外部气体进入。
25.冷却容器3外侧设置有保温层7，液体添加管12和抽真空管11均穿过保温层7设置，保温层7可采用聚氨酯发泡胶，液体添加管12和抽真空管11通常设置在冷却容器3的两侧，也可以设置在同侧，设置保温层7可降低能耗，当冷却容器3位于透明罩2内部时，冷却容器3的侧板与透明罩2之前设置有间距，间距内填充保温层7，液体添加管12和抽真空管11穿过保温层7的一段被挤压设置在其内部。
26.冷却容器3上设置有冷却液灌注口9，冷却液灌注口9上设置有可拆卸的密封盖，如采用加密封圈的螺纹连接结构，冷却容器3的内部设置有冷却盘管4，冷却盘管4的两端均置于冷却容器3的外部，且一端设置冷却盘管入口5，另一端设置冷却盘管出口6，冷却盘管入口5和冷却盘管出口6分别与制冷机连接，设置冷却盘管4增大换热面积，提高换热效率；冷却盘管4可以为翅片管；冷却容器3外部设置有温控感应器10，温控感应器10与制冷机电连接，用于将温度信号反馈给制冷机。
27.工作原理：通过真空泵将三相点物质容置腔室抽真空，接着将液体，如水，通过液体添加管12加入到上盖8上，液面不超出上盖8顶部，然后温控感应器10感应冷却容器3的温度，如过高，通过制冷机从冷却盘管入口5处通入冷却的液体，在冷却容器3内的冷却盘管4中循环，将冷却容器3中的冷却液降至一定温度，三相点物质容置腔室持续展示水的三相态；展示过程中可通过压强检测仪来确定内部压强，看其是否满足水三相点的压强要求，如不满足则通过与真空泵连接的抽真空管11来调节内部压强，当实验展示过程中三相点物质会气化被抽真空时抽走，从而减少，通过液体添加管12进行补充，是水的三相态可以长时间持续展示；通过冷却液灌注口9更换冷却液。
28.实施例二
29.如图2所示，与实施例一所不同的是，本实施例中上盖8的下凹面为波浪面，波浪下凹形状，导热面积更大，导热更快，冷却容器3抗热胀冷缩弹性更好。
30.以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：
1.三相点科普仪器，其特征在于：包括冷却容器（3），与冷却容器（3）紧贴设置的用来展示物质三相点的三相点物质容置腔室，以及使三相点物质容置腔室持续展示的物质流通结构；物质流通结构包括用于补充三相点物质容置腔室所损失物质的进液结构，以及保持三相点物质容置腔室内部满足物质三相点压强的调节结构，冷却容器（3）内填充冷却液；进液结构包括从外部穿入透明罩（2），且一端置于上盖（8）上方的液体添加管（12），液体添加管（12）上设置有单向阀。2.根据权利要求1所述的三相点科普仪器，其特征在于：冷却容器（3）固定在底座（1）上，冷却容器（3）包括底板，与底板固定的侧板，以及固定在侧板上的上盖（8），上盖（8）呈用于填充三相点物质的下凹状，下凹面为弧面。3.根据权利要求1所述的三相点科普仪器，其特征在于：冷却容器（3）固定在底座（1）上，冷却容器（3）包括底板，与底板固定的侧板，以及固定在侧板顶部的上盖（8），上盖（8）呈用于填充三相点物质的下凹状，下凹面为波浪面。4.根据权利要求2或3所述的三相点科普仪器，其特征在于：三相点物质容置腔室包括透明罩（2），透明罩（2）从上盖（8）上方与其扣合密封连接，或者透明罩（2）的底部与底座（1）扣合密封连接，且冷却容器（3）位于透明罩（2）的内部。5.根据权利要求4所述的三相点科普仪器，其特征在于：调节结构包括从外部穿入透明罩（2）内部的抽真空管（11），抽真空管（11）的一端置于三相点物质容置腔室，另一端与真空泵连接，抽真空管（11）上设置有单向稳压阀。6.根据权利要求5所述的三相点科普仪器，其特征在于：冷却容器（3）外侧设置有保温层（7），液体添加管（12）和抽真空管（11）均穿过保温层（7）设置。7.根据权利要求6所述的三相点科普仪器，其特征在于：冷却容器（3）上设置有冷却液灌注口（9），冷却容器（3）的内部设置有冷却盘管（4），冷却盘管（4）的两端均置于冷却容器（3）的外部，且一端设置冷却盘管入口（5），另一端设置冷却盘管出口（6），冷却盘管入口（5）和冷却盘管出口（6）分别与制冷机连接，冷却容器（3）上设置有温控感应器（10），温控感应器（10）与制冷机电连接。

技术总结
本实用新型涉及实验展示用具领域，公开了一种三相点科普仪器，三相点指一些物质在特定压强特定温度时，可同时处于气相、液相、固相三种状态，包括冷却容器，与冷却容器紧贴设置的用来展示物质三相点的容置腔室，以及使三相点物质容置腔室持续展示的物质流通结构；物质流通结构包括用于补充三相点物质容置腔室所损失物质的进液结构，以及保持三相点物质容置腔室内部满足三相点物质特定压强的压强调节结构，冷却容器内填充冷却液满足特定温度的温度调节结构。本实用新型通过设置三相点物质容置腔室和连通三相点物质容置腔室内外并能保持密封的物质流通结构，能够长时间持续进行物质三相点现象展示，展示期间可自动运行，无需操作。作。作。


技术研发人员：杨大刚 王伟静
受保护的技术使用者：北京力美源建筑科技有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/10/20