接触式调温装置与水准仪的制作方法

1.本发明涉及一种加热和制冷的联合系统，具体是一种用于对精密设备进行升温或降温的接触式调温装置，以及一种包括该接触式调温装置的水准仪。


背景技术：

2.在对大跨径连续刚构桥进行测量时，需要使用到水准仪。水准仪借助微倾螺旋获得水平视线，可以测量大跨径连续刚构桥的高度差，作业时先用圆水准器将仪器粗略找平，每次读数前再借助微倾螺旋，使符合水准器在竖直面内俯仰，直到符合水准气泡精确居中，使视线水平。
3.水准仪提供一条水平视线，水平视线的水平度直接影响测量的精度。在高温条件下对大跨径连续刚构桥进行测量时，水准仪在高温环境下长时间使用后，各部件会出现变形，导致视准轴和水准管轴的位置发生偏移，从而导致测量结果误差增大的情况。在低温条件下，各部件也会出现变形，导致测量结果误差增大的情况。


技术实现要素：

4.本发明首先提供一种接触式调温装置，用于贴放于需要调温的物体上，目的是均匀地对需要调温的物体进行升温或降温。
5.本发明采用的技术方案是：接触式调温装置，包括框体，框体的内部为腔体，腔体内充填调温介质，框体内设置一根可绕其轴线方向旋转的连接杆，框体外设置电机，电机的输出轴与连接杆传动连接，连接杆的表面固定套接扇叶，扇叶位于腔体内，框体内部固定安装至少一片制冷片，制冷片的制冷部位于腔体内，制冷片的制热部位于框体的外侧，框体的腔体内固定设置将制冷片罩住的透气膜。
6.上述接触式调温装置的有益效果是：制冷片启动后，制冷片的制热部产生的热量向外界散热，制冷片的制冷部形成的冷气通过透气膜进入腔体内，冷气与调温介质接触并对调温介质进行降温，电机驱动扇叶旋转，腔体内的调温介质被均匀搅拌，使调温介质均匀地降温，进而使框体均匀地降温。
7.为了提高连接杆的稳固性，避免连接杆旋转时出现偏移，进一步的是：框体的腔体内还安装一个轴承，连接杆穿设于轴承内；或者，框体的腔体呈圆柱体的形状，圆柱体的中心线与连接杆的中心线重合，连接杆的表面固定套接至少一个套环，套环固定连接固定块，固定块远离套环的一端通过弹性件滑动连接滑动块，滑动块远离固定块的一端转动连接滚球。
8.为了避免滚球损伤制冷片和透气膜，进一步的是：透气膜与滚球错位设置；或者，框体的腔体的顶部固定安装呈弧形并且将透气膜罩住的护板，护板的底部通过扭簧转动连接端盖，端盖的底部固定安装有凸块，并且凸块位于滚球的旋转轨迹上。
9.框体的腔体内的调温介质一般为水，也可以为添加介质的水溶液。为了避免调温介质凝固膨胀导致框体胀裂，框体的腔体内的调温介质的体积小于腔体的体积，即调温介
质不完全充满腔体。
10.由于调温介质存在可能结冰的现象，为了融化调温介质，进一步的是：框体的腔体内设置用于对调温介质进行加热的加热器；或者，框体设置至少一个与其腔体连通的气管，气管内设置加热器，气管内还设置将加热器和腔体分隔的透气膜，或者气管靠近腔体的一端通过扭簧转动连接盖板，气管靠近盖板的一端固定安装两个长短不一的支杆。
11.为了快速破碎腔体内的冰块，进一步的是：固定块和滑动块的表面固定安装破碎杆，破碎杆的表面设置尖刺。
12.为了使接触式调温装置具有喷水清洁功能，进一步的是：框体设置进水口，连接杆远离电机的一端固定安装固定杆，固定杆远离连接杆的一端固定安装顶块，框体远离电机的一端开设有和腔体连通的通孔，通孔的内部通过弹性件滑动连接截面呈三角形的密封板，顶块的一面和密封板相贴合，顶块随固定杆转动使密封板在通孔处形成间歇开放式的喷孔。
13.为了提高接触式调温装置喷水清洁的效果，更进一步的是：密封板的斜面固定安装空心的弹性块，弹性块的内部预存有清洗液，弹性块的表面开设有小孔。
14.为了提高接触式调温装置的喷水清洁的效果，进一步的是：顶块的一侧通过弹性件滑动连接磁杆，框体设置与通孔连通的滑槽，滑槽与通孔相互垂直，滑槽的内部设有滑杆，滑杆靠近磁杆的一端设置与磁杆适配的磁块，滑杆的表面固定套接滑套，滑套和滑槽滑动配合，滑槽内部固定安装弹簧，弹簧的一端与框体固定连接，弹簧的另一端与滑套固定连接，滑杆位于框体外侧的一端固定安装刷板，刷板的一侧设置刷毛。
15.为了使接触式调温装置具有喷吹功能，更进一步的是：滑槽内设置气囊，气囊位于滑套背对弹簧的一侧，气囊外接出喷吹管，喷吹管的连接至框体外部，滑套靠近气囊的一侧固定安装挡板和挤压板。
16.本发明还提供一种水准仪，解决水准仪在环境温度过高或过低条件下测量结果误差增大的问题，采用的技术方案是：水准仪，包括安装座和装配于安装座上的测量器，测量器的前端为镜头，安装座和测量器之间或测量器外侧设置上述接触式调温装置。
17.本发明水准仪的有益效果是：接触式调温装置的框体与测量器接触，制冷片启动后，框体可以直接对测量器进行均匀降温，避免测量器在长时间的高温暴晒下出现部件变形，导致视准轴和水准管轴的位置发生偏移的情况发生，从而保证测量结果的准确性。
附图说明
18.图1是本发明水准仪的立体结构示意图。
19.图2是本发明接触式调温装置一个实施例沿框体的长度方向的剖视结构示意图。
20.图3是本发明接触式调温装置一个实施例沿与连接杆垂直的方向的剖视结构示意图。
21.图4是图3中a区域的放大图。
22.图5是本发明接触式调温装置一个实施例在密封板的处的结构示意图。
23.图6是图5中b区域的放大图。
24.图7是本发明接触式调温装置一个实施例在滑杆处的结构示意图。
25.附图标记：测量器1、框体2、腔体3、电机4、连接杆5、扇叶6、制冷片7、透气膜8、套环
9、固定块10、滑动块11、滚球12、护板13、端盖14、凸块15、破碎杆16、尖刺17、气管18、盖板19、支杆20、通孔21、密封板22、固定杆23、顶块24、弹性块25、磁杆26、滑槽27、滑杆28、滑套29、弹簧30、刷板31、气囊32、挡板33、挤压板34、镜头35。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明作进一步说明。
27.本发明的第一个主题是接触式调温装置，用于贴放于需要调温的物体上，对需要调温的物体进行升温或降温。例如，接触式调温装置贴放于水准仪，对过热的水准仪进行降温，或者对过冷的水准仪进行升温，目的在于使水准仪处于适宜的温度下，避免水准仪温度过高或过低导致测量误差增大的问题，如图1所示。
28.参见图1～6，本发明接触式调温装置，包括框体2，框体2选用导热性良好的材质，一般选用金属，例如选用铜。框体2可以为任意形状，例如外轮廓呈四棱柱的形状。框体2的内部为腔体3，腔体3内充填调温介质，调温介质一般为水，也可以为添加利于导热的介质的水溶液。为了避免调温介质凝固膨胀导致框体2胀裂或可能胀裂，腔体3内的调温介质的体积最好小于腔体3的体积，也即是调温介质不完全充满腔体3。框体2内设置一根可绕其轴线方向旋转的连接杆5，框体2的外部固定安装电机4，电机4最好为伺服电机，电机4的输出轴与连接杆5传动连接，电机4用于驱动连接杆5绕其轴线旋转。为了便于电机4与连接杆5的传动配合，连接杆5的一端位于框体2外，电机4的输出轴与连接杆5位于框体2外的一端固定连接，并且电机4的输出轴与连接杆5同轴。连接杆5的表面固定套接扇叶6，扇叶6位于腔体3内，扇叶6用于搅动腔体3内的调温介质，扇叶6一般设置一组，也可以设置多组，各组扇叶6沿连接杆5的轴向间隔布置，每组扇叶6至少包两张叶片，例如每组均匀设置三张叶片。框体2内部固定安装至少一片制冷片7，制冷片7的制冷部位于腔体3内，制冷片7的制热部位于框体2的外侧，腔体3内固定设置将制冷片7罩住的透气膜8，透气膜8用于隔离调温介质，避免调温介质与制冷片7接触。制冷片7最好位于腔体3的顶部，避免调温介质浸泡透气膜8。
29.接触式调温装置对需要调温的物体进行降温时，启动制冷片7，由于制冷片7的制冷部处于腔体3内，所以制冷片7产生的冷气会通过透气膜8进入腔体3内，冷气和腔体3内的调温介质接触，对腔体3内的调温介质进行降温，制冷片7的发热部处于腔体3外，不会对腔体3内的水进行加热。启动电机4，电机4的输出轴带动连接杆5进行转动，连接杆5带动扇叶6一起转动，扇叶6会搅动腔体3内的调温介质，使调温介质开始流动，进而让腔体3内的调温介质可以充分与制冷片7处的冷气接触，进而更均衡地对腔体3内的水进行降温。流动的调温介质降温后，框体2均匀降温，框体2置于需要调温的物体，就可以对需要调温的物体进行均匀降温。
30.为了提高连接杆5的稳固性，避免连接杆5旋转时出现偏移，框体2的腔体3内还安装一个轴承，连接杆5穿设于轴承内。例如，连接杆5远离电机4的一端穿设于轴承内，轴承固定于框体2的腔体3内。或者，框体2的腔体3呈圆柱体的形状，圆柱体的中心线与连接杆5的中心线重合，连接杆5的表面固定套接至少一个套环9，套环9的外表面固定连接固定块10，固定块10远离套环9的一端通过弹性件滑动连接有滑动块11，滑动块11远离固定块10的一端转动连接滚球12。连接杆5在绕其轴线方向旋转时，固定块10、滑动块11和滚球12可以起到支撑连接杆5的作用，避免连接杆5由于自身重力的原因出现下沉的情况发生，同时由于
滑动块11是通过弹性块25和固定块10滑动连接的，所以滑动块11可以适配直径不同的腔体3尺寸，进而不需要额外定制，提高了其实用性。连接杆5在进行转动时会带动套环9、固定块10、滑动块11和滚球12一起转动，可以起到辅助搅动腔体3内的调温介质的作用，使调温介质的温度更均匀，达到更好的流动降温的效果。
31.为了避免滚球12损伤制冷片7和透气膜8，透气膜7与滚球12错位设置，也即是滚球12的轨迹与透气膜7的位置不接触。当滚球12的轨迹与透气膜7布置位置不能错位设置时，框体2的腔体3的顶部固定安装呈弧形并且将透气膜8罩住的护板13。护板13起到遮挡和保护透气膜8和制冷片7的作用，同时还能对转动的滚球12起到导向的作用，让滚球12能够通过弧形的护板13继续转动，避免滚球12撞击挤压制冷片7，致使其发生损坏的情况。为了避免护板13影响制冷片7产生的冷气与调温介质进行热交换，护板13的底部通过扭簧转动连接端盖14，使端盖14可以打开。端盖14的底部固定安装凸块15，并且凸块15位于滚球12的旋转轨迹上。滚球12和端盖14底部的凸块15接触并继续转动时，端盖14的一端向透气膜8的方向转动，端盖14的另一端向远离透气膜8的方向转动，便于制冷片7产生的冷气通过转动的端盖14流出，既起到了保护制冷片7的作用，也方便制冷片7产生的冷气继续流出对腔体3内的水进行降温。
32.由于调温介质存在可能结冰的现象，为了融化调温介质，框体2的腔体3内设置用于对调温介质进行加热的加热器。或者，框体2设置至少一个与腔体2连通的气管18，气管18用于安装加热器，气管18可以两端或一端与腔体2连通，气管18最好设置于框体2的顶部，气管18内设置加热器，气管18内还设置将加热器和腔体3分隔的透气膜，透气膜避免加热器与调温介质直接接触。气管18靠近腔体3的一端还可以通过扭簧转动连接盖板19，气管18靠近盖板19的一端固定安装两个长短不一的支杆20。调温介质温度过低需要升温时，或腔体3内存在冰块需要融化时，加热器在气管18内产生热气，滚球12转动至盖板19处时，滚球12挤压盖板19的底部，让盖板19的底部向气管18内转动，盖板19向气管18内转动时，气管18内的支杆20会顶住盖板19，防止盖板19带动滚球12向气管18内过度转入，从而导致滚球12无法离开气管18内的情况发生，此时盖板19的另一端向远离气管18的方向转动，进而将气管18打开，气管18内的热气流进入腔体3，对腔体3内的调温介质进行升温。
33.由于调温介质存在可能结冰的现象，为了快速破碎腔体3内的冰块，固定块10和滑动块11的表面固定安装破碎杆16，破碎杆16的表面设置尖刺17。破碎杆16和尖刺17均为圆锥状。电机4带动连接杆5、固定块10、滑动块11和滚球12缓慢转动，破碎杆16和尖刺17可以对冰块进行破碎，使大块的冰块破碎为小块的冰块，促进融冰进程。
34.接触式调温装置贴放于水准仪，为了对水准仪的镜头进行冲洗，接触式调温装置具有喷水清洁功能。框体2设置进水口，进水口与腔体3相通，为了便于与供水管相连，进水口设置螺纹接头。参见图5和图6，连接杆5远离电机4的一端固定安装固定杆23，固定杆23远离连接杆5的一端固定安装顶块24，框体2远离电机4的一端开设和腔体3相通的通孔21，通孔21的内部通过弹性件滑动连接截面呈三角形的密封板22，顶块24的一面和密封板22相贴合。电机4带动连接杆5旋转，带动固定杆23和顶块24一起旋转，顶块24在旋转时挤压通孔21内的密封板22，使得密封板22向远离腔体3的方向滑动，密封板22是由弹性件连接，所以密封板22不会滑出通孔21，密封板22滑动后会打开通孔21，从而在通孔21处形成间歇开放式的喷孔。调温介质在扇叶6的作用下，从通孔21形成的喷孔中喷出，三角形的密封板22起到
导向的作用，对镜头35进行冲洗，进而实现在对水准仪进行降温的同时还能对镜头35进行清洁，避免镜头35表面沾满灰尘，致使测量人员难以观察的情况发生。
35.为了提高接触式调温装置喷水清洁的效果，密封板22的斜面固定安装有空心的弹性块25，弹性块25的内部预存有清洗液，弹性块2525的表面开设有小孔。工作时，顶块24在旋转时会挤压弹性块25，弹性块25内预存的清洗液与调温介质混合后喷出，从而起到高效清洁镜头35的作用。
36.为了提高接触式调温装置的喷水清洁的效果，接触式调温装置还设置刷毛。参见图5～7，顶块24的一侧通过弹性件滑动连接磁杆26，磁杆26与固定杆23相互垂直。框体2设置与通孔21连通的滑槽27，滑槽27与通孔21相互垂直，滑槽27内部设有滑杆28，滑杆28的一端位于通孔21，另一端为框体2外，滑杆28在滑槽27可沿滑杆28轴向往复滑动。滑杆28靠近磁杆26的一端设置与磁杆26适配的磁块。滑杆28的表面固定套接滑套29，滑套29具有辅助固定滑杆28的作用，也使得滑杆28与滑槽27之间形成间隙，滑套29和滑槽27滑动配合。滑槽27内部固定安装弹簧30，弹簧30的一端与框体2固定连接，弹簧30的另一端与滑套29固定连接，弹簧30用于滑杆28移动后的自动复位。滑杆28位于框体2外侧的一端固定安装刷板31，刷板31的一侧设置刷毛。工作时，当连接杆5和固定杆23在高速旋转时，磁杆26向靠近滑杆28的方向甩出，磁杆26与滑杆28端部的磁块同性相斥，滑杆28通过滑套29向远离密封板22的方向滑动，滑杆28带动刷板31上的刷毛与镜头35接触，从而起到擦拭镜头35的作用，进一步提高对镜头35的清洁效果。
37.为了使接触式调温装置具有喷吹功能，滑槽27内设置气囊32，气囊32位于滑套29背对弹簧30的一侧，气囊32呈圆圈状，滑杆28贯穿气囊32，气囊32外接出喷吹管，喷吹管的连接至框体2外部。工作时，当连接杆5不再旋转，磁杆26通过弹性件自动复位，滑杆28也自动复位，在弹簧30的作用下，滑套29挤压滑槽27内的气囊32，气囊32内的气体被挤压进入外接的喷吹管内并喷出。
38.为了避免滑套29过度挤压气囊32，滑套29靠近气囊32的一侧固定安装挡板33和挤压板34。挤压板34接触气囊32的侧面为波浪形。工作时，当滑套29在挤压气囊32时，滑套29上的挡板33会先处于气囊32和滑杆28之间，起到防止气囊32被挤压后与滑杆2接触面积增大，气囊32和滑杆28之间的摩擦阻力增大，滑杆28难以继续滑动的情况发生。滑套29在挤压气囊32前，挤压板34呈波浪形的侧面会先和气囊32接触，起到辅助挤压气囊32的作用，波浪形的挤压板34还可以让被挤压的气囊32有形变空间，防止气囊32被挤压后无处形变，致使出现炸裂的情况发生。
39.本发明的第二个主题是水准仪。如图1所示，水准仪包括安装座和装配于安装座上的测量器1，测量器1的前端为镜头35，安装座和测量器1之间或测量器1外侧设置上述第一个主题所述的接触式调温装置。夏季对大跨径连续刚构桥进行测量时，由于工作环境炎热，水准仪长时间暴露在高温环境下会出现部件不均匀膨胀，导致视准轴和水准管轴的位置发生偏移，从而导致测量结果误差增大。接触式调温装置对水准仪进行降温，可以保证测量结果的准确性。接触式调温装置的通孔21处形成间歇开放式喷孔的喷射方向朝向镜头35，可以对镜头35进行清洁，腔体3内的水可通过进水口得到补充。框体2的进水口与大气连通，通孔21处的喷孔还可以向镜头35喷吹气体。接触式调温装置还可以通过刷毛对镜头35进行清洁。

技术特征：
1.接触式调温装置，其特征在于：包括框体(2)，框体(2)的内部为腔体(3)，腔体(3)内充填调温介质，框体(2)内设置一根可绕其轴线方向旋转的连接杆(5)，框体(2)外设置电机(4)，电机(4)的输出轴与连接杆(5)传动连接，连接杆(5)的表面固定套接扇叶(6)，扇叶(6)位于腔体(3)内，框体(2)内部固定安装至少一片制冷片(7)，制冷片(7)的制冷部位于腔体(3)内，制冷片(7)的制热部位于框体(2)的外侧，框体(2)的腔体(3)内固定设置将制冷片(7)罩住的透气膜(8)。2.如权利要求1所述的接触式调温装置，其特征在于：框体(2)的腔体(3)内还安装一个轴承，连接杆(5)穿设于轴承内；或者，框体(2)的腔体(3)呈圆柱体的形状，圆柱体的中心线与连接杆(5)的中心线重合，连接杆(5)的表面固定套接至少一个套环(9)，套环(9)固定连接固定块(10)，固定块(10)远离套环(9)的一端通过弹性件滑动连接滑动块(11)，滑动块(11)远离固定块(10)的一端转动连接滚球(12)。3.如权利要求2所述的接触式调温装置，其特征在于：透气膜(8)与滚球(12)错位设置；或者，框体(2)的腔体(3)的顶部固定安装呈弧形并且将透气膜(8)罩住的护板(13)，护板(13)的底部通过扭簧转动连接端盖(14)，端盖(14)的底部固定安装有凸块(15)，并且凸块(15)位于滚球(12)的旋转轨迹上。4.如权利要求1所述的接触式调温装置，其特征在于：框体(2)的腔体(3)内的调温介质为水或水溶液，框体(2)的腔体(3)内的调温介质的体积小于腔体(3)的体积。5.如权利要求1～4任一项所述的接触式调温装置，其特征在于：框体(2)的腔体(3)内设置用于对调温介质进行加热的加热器；或者，框体(2)设置至少一个与其腔体(3)连通的气管(18)，气管(18)内设置加热器，气管(18)内还设置将加热器和腔体(3)分隔的透气膜(8)，或者气管(18)靠近腔体(3)的一端通过扭簧转动连接盖板(19)，气管(18)靠近盖板(19)的一端固定安装两个长短不一的支杆(20)。6.如权利要求5所述的接触式调温装置，其特征在于：固定块(10)和滑动块(11)的表面固定安装破碎杆(16)，破碎杆(16)的表面设置尖刺(17)。7.如权利要求1～4任一项所述的接触式调温装置，其特征在于：框体(2)设置进水口，连接杆(5)远离电机(4)的一端固定安装固定杆(23)，固定杆(23)远离连接杆(5)的一端固定安装顶块(24)，框体(2)远离电机(4)的一端开设有和腔体(3)连通的通孔(21)，通孔(21)的内部通过弹性件滑动连接截面呈三角形的密封板(22)，顶块(24)的一面和密封板(22)相贴合，顶块(24)随固定杆(23)转动使密封板(22)在通孔(21)处形成间歇开放式的喷孔。8.如权利要求7所述的接触式调温装置，其特征在于：顶块(24)的一侧通过弹性件滑动连接磁杆(26)，框体(2)设置与通孔(21)连通的滑槽(27)，滑槽(27)与通孔(21)相互垂直，滑槽(27)的内部设有滑杆(28)，滑杆(28)靠近磁杆(26)的一端设置与磁杆(26)适配的磁块，滑杆(28)的表面固定套接滑套(29)，滑套(29)和滑槽(27)滑动配合，滑槽(27)内部固定安装弹簧(30)，弹簧(30)的一端与框体(2)固定连接，弹簧(30)的另一端与滑套(29)固定连接，滑杆(28)位于框体(2)外侧的一端固定安装刷板(31)，刷板(31)的一侧设置刷毛。9.如权利要求8所述的接触式调温装置，其特征在于：滑槽(27)内设置气囊(32)，气囊(32)位于滑套(29)背对弹簧(30)的一侧，气囊(32)外接出喷吹管，喷吹管的连接至框体(2)外部，滑套(29)靠近气囊(32)的一侧固定安装挡板(33)和挤压板(34)。10.水准仪，包括安装座和装配于安装座上的测量器(1)，测量器(1)的前端为镜头
(35)，其特征在于：安装座和测量器(1)之间或测量器(1)外侧设置上述权利要求1～9任一项所述的接触式调温装置。

技术总结
本发明公开了一种接触式调温装置与水准仪，涉及一种加热和制冷的联合系统，目的是均匀地对需要调温的物体，例如对水准仪进行升温或降温。本发明提供的接触式调温装置包括框体，框体的内部为腔体，腔体内充填调温介质，框体内设置一根可绕其轴线方向旋转的连接杆，框体外设置电机，电机的输出轴与连接杆传动连接，连接杆的表面固定套接扇叶，扇叶位于腔体内，框体内部固定安装至少一片制冷片，制冷片的制冷部位于腔体内，制冷片的制热部位于框体的外侧，框体的腔体内固定设置将制冷片罩住的透气膜。本发明提供的水准仪，包括测量器和上述接触式调温装置。接触式调温装置用于贴放于需要调温的物体上，对物体进行升温或降温。对物体进行升温或降温。对物体进行升温或降温。


技术研发人员：黎滔 林敏 郑加明 刘隆杰 施光富 张盟欣 杨臣文 李代强 邓臻 朱强
受保护的技术使用者：中国十九冶集团有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/6