本实用新型涉及一种控温设备，特别涉及一种能够容易地控制待处理材料的温度的控温设备。
背景技术：
诸如微晶石材的无机非金属材料的加工工艺可包括顺序地执行的原料熔制、成型和热处理。在热处理的过程中，例如，需要使成型后的高温的无机非金属材料缓慢地降至环境温度(例如室温)，以使得最终产品不具有内应力或具有较小的内应力，从而保证良好的机械性质。例如，在成型后的高温的无机非金属材料的外面包裹具有低的传热性质的氧化铝粉，然后将包裹了氧化铝粉的高温无机非金属材料埋入石灰或沙土中，使得无机非金属材料缓慢地降温。
在高温的无机非金属材料缓慢降温的过程中，无机非金属材料与作为导热介质的氧化铝粉之间需要具有一定的(或期望的)温度差。随着无机非金属材料的体积或厚度的增大，需要减小该温度差。这是因为，随着无机非金属材料的体积或厚度的增大，无机非金属材料的内部传热性质变差而更容易导致应力积聚和材料破裂，因此需要减小外部散热介质与无机非金属材料之间的温度差。例如，在温度为1000℃、厚度为10cm的无机非金属板材缓慢降温的过程中，需要保持氧化铝粉与无机非金属板材之间的100℃的温度差；而在温度为1000℃、厚度为20cm的无机非金属板材缓慢降温的过程中，需要保持氧化铝粉与无机非金属板材之间的50℃的温度差。例如，在使温度为1000℃、厚度为20cm的无机非金属板材缓慢降温时，首先将温度为950℃的氧化铝粉提供至无机非金属板材，然后一起埋入石灰或沙土中；在这种情况下，因为外侧的石灰或沙土的包裹和氧化铝粉的低传热系数，所以随着时间的过去，氧化铝粉与无机非金属板材之间的温度差由初始的50℃变得更小，甚至两者的温度趋于一致，从而导致降温过程的低效率，使得降温过程所消耗的时间过长。也就是说，随着无机非金属材料的体积或厚度的增大，难以保持氧化铝粉与无机非金属材料之间的期望的温度差。
因此，需要一种能够容易地控制待处理材料的温度和/或升降温速度的设备或方法，例如，容易地控制高温的无机非金属材料缓慢降温过程的设备或方法。
技术实现要素：
本实用新型的一个目的在于提供一种控温设备。
本实用新型的另一目的在于提供一种能够解决上述技术问题中的至少一个技术问题的控温设备。
本实用新型的又一目的在于提供一种能够容易地控制待处理材料的温度和/或升降温速度的控温设备。
本实用新型的再一目的在于提供一种有利于自动地控制待处理材料的温度和/或升降温速度的控温设备。
根据本实用新型的控温设备包括容器、容纳在容器中的熔融锡、用于加热熔融锡的加热装置和用于冷却熔融锡的冷却装置。
所述容器可具有敞开的顶部以及封闭的底部和侧部以限定用于容纳熔融锡的空间。
加热装置可包括设置在熔融锡中的电热丝、设置在熔融锡中的加热棒、设置在熔融锡中的加热管、设置在熔融锡中的高温气体余热利用管道、设置在熔融锡的外部以对熔融锡进行辐射加热的装置，以及设置在容器的外部以将温度比容器中的熔融锡的温度高的熔融锡加入到容器中从而提高容器中的熔融锡的温度的装置中的至少一种。
冷却装置可包括设置在熔融锡中的冷却水管、设置在熔融锡中的冷风管道、设置在熔融锡的外部以对熔融锡吹冷风的装置，以及设置在容器的外部以将温度比容器中的熔融锡的温度低的熔融锡或固态锡加入到容器中从而降低容器中的熔融锡的温度的装置中的至少一种。
所述控温设备还可包括设置在容器的外侧并接触容器的保温部。
所述控温设备还可包括设置在熔融锡中的搅拌装置。
所述控温设备还可包括用于检测熔融锡的温度的温度传感器。
所述控温设备还可包括支撑其中容纳有熔融锡的所述容器的支撑装置。
所述控温设备还可包括用于调整加热装置的加热量和冷却装置的冷却量中的至少一者的控制单元。
所述控温设备还可包括用于检测设置在熔融锡中的待处理材料的温度的温度传感器。
根据本实用新型的控温设备可以容易地控制待处理材料的温度和/或升降温速度。此外，即使在需要处理大体积或大厚度的无机非金属材料而需要较小的温度差和/或更慢的降温速度的情况下，由于可以通过加热装置和/或冷却装置容易地调整熔融锡的温度，所以也可以容易地控制待处理材料的温度和/或升降温速度。
附图说明
图1是示出根据本实用新型一个示例性实施例的控温设备的示意图。
具体实施方式
现在将在下文中详细地描述根据实用新型的示例性实施例的控温设备。
图1是示出根据本实用新型的示例性实施例的控温设备的示意图。参照图1，根据本实用新型的示例性实施例的控温设备100包括容器110、容纳在容器110中的熔融锡120、用于加热熔融锡120的加热装置130和用于冷却熔融锡120的冷却装置140。
容器110是具有适用于容纳熔融锡120的内部空间的装置。容器110可具有敞开的顶部以及封闭的底部和侧部。容器110可具有任何合适的形状，例如多棱柱体(例如三棱柱、正方体、长方体)、圆柱体、椭圆柱体、不规则形状等。容器110可由适用于容纳熔融锡120的任何材料制成，例如由诸如钢的金属、耐火非金属材料等制成。
熔融锡120用作加热或冷却待处理材料200的传热介质。锡具有231.89℃的熔点和2260℃的沸点，因此可以在相当宽的范围内调整待处理材料200的温度。
参照图1，加热装置130可以是设置在熔融锡120中的电热丝，以通过电加热来提高熔融锡120的温度。然而，本实用新型不限于此，加热装置130可以是适合于对熔融锡120进行加热的任何装置，例如，设置在熔融锡120中的加热棒或加热管、设置在熔融锡120中的高温气体(例如废气)余热利用管道、设置在熔融锡120的外部(例如上侧)以对熔融锡120进行辐射加热的装置、或设置在容器110的外部(例如上侧)以将温度比容器110中的熔融锡120的温度高的熔融锡加入到容器110中从而提高容器110中的熔融锡120的温度的装置，等等。
参照图1，冷却装置140可以是设置在熔融锡120中的冷却水管，以通过冷却水的流动来降低熔融锡120的温度。在这种情况下，冷却装置140包括冷却水入口141、冷却水出口142以及设置在冷却水入口141与冷却水出口142之间并与熔融锡120接触的部分。设置在冷却水入口141与冷却水出口142之间并与熔融锡120接触的部分可具有蜿蜒的形状，以提高冷却效率。然而，本实用新型不限于此，冷却装置140可以是适合于对熔融锡120进行冷却的任何装置，例如，设置在熔融锡120中的冷风管道、设置在熔融锡120的外部(例如上侧)以对熔融锡120吹冷风的装置、或设置在容器110的外部(例如上侧)以将温度比容器110中的熔融锡120的温度低的熔融锡或固态锡加入到容器110中从而降低容器110中的熔融锡120的温度的装置，等等。
虽然在图1中示出了作为电热丝的加热装置130和作为冷却水管的冷却装置140分别设置在容器110的内部空间的左侧和右侧，但是本实用新型不限于此。作为电热丝的加热装置130和作为冷却水管的冷却装置140可以设置在容器110的内部空间的任何合适的位置，只要加热装置130和冷却装置140为熔融锡120提供合适的加热量或冷却量即可。例如，作为电热丝的加热装置130和作为冷却水管的冷却装置140可以彼此相邻地设置，可以设置在容器110的内部空间的底部，可以设置在容器110的内部空间的中部或上部，等等。
此外，加热装置130和冷却装置140的数量也不受限制。
参照图1，根据本实用新型一个示例性实施例的控温设备100还可包括设置在容器110外侧并接触容器110的保温部150。保温部150防止或减少熔融锡120通过容器110向外部的热损失。保温部150还可以支撑容器110以及包含在其中的熔融锡120。保温部150可由保温材料制成。保温部150可以直接坐落在地面上或被另外的支撑装置支撑。在本实用新型中，保温部150不是必需的部件。例如，在容器110具有良好的保温性能的情况下，可以省略保温部150。
参照图1，根据本实用新型一个示例性实施例的控温设备100还可包括设置在熔融锡120中的搅拌装置160。搅拌装置160用于搅拌熔融锡120，以使得熔融锡120的内部传热迅速并使得熔融锡120的温度尽快变得均匀。搅拌装置160可以是螺旋式搅拌器，并可以设置在熔融锡120中任何合适的位置。虽然图1中示出了两个搅拌装置160，但是搅拌装置160的数量不限于此。在本实用新型中，搅拌装置160不是必需的部件。
根据本实用新型一个示例性实施例的控温设备100还可包括用于检测熔融锡120的温度的温度传感器170。参照图1，温度传感器170可以是设置在熔融锡120中的接触式温度传感器。温度传感器也可以是设置在熔融锡120的外部(例如上侧)的非接触式温度传感器。虽然图1中示出了一个温度传感器170，但是温度传感器170的数量不限于此。可以在容器110的内部空间的多个位置设置多个温度传感器170。在本实用新型中，温度传感器170不是必需的部件。
根据本实用新型一个示例性实施例的控温设备100还可包括支撑其中容纳有熔融锡120的容器110的支撑装置。在本实用新型中，支撑装置不是必需的部件。
根据本实用新型一个示例性实施例的控温设备100还可包括用于调整加热装置130的加热量或加热能力和冷却装置140的冷却量或冷却能力中的至少一者以按照期望的升降温速率将熔融锡120调整至期望的温度的控制单元(未示出)。在示例性实施例中，控制单元可以通过调整施加到作为电热丝的加热装置130的电流来控制加热装置130的加热量或加热能力。在示例性实施例中，控制单元可以通过调整作为冷却水管的冷却装置140中的水流速或水流量来控制冷却装置140的冷却量或冷却能力。在示例性实施例中，控制单元可以连接到温度传感器170以接收温度传感器170的温度信号，并基于温度传感器170的温度信号(例如，自动地)调整加热装置130的加热量和冷却装置140的冷却量中的至少一者，从而按照期望的升降温速率将熔融锡120的温度调整至期望的温度。
在本实用新型中，控制单元不是必需的部件。例如，可以人工地检测熔融锡120的温度，并人工地调整加热装置130的加热量和冷却装置140的冷却量中的至少一者以按照期望的升降温速率将熔融锡120调整至期望的温度。
根据本实用新型的一个示例性实施例，控温设备100还可包括覆盖容器110的上部开口的至少一部分的覆盖部(未示出)，从而对熔融锡120进行保温并防止其被污染。
下面描述使用根据本实用新型的示例性实施例的控温设备100来控制温度的方法。
参照图1，可以使用升降装置400将其中容纳有待处理材料200的待处理材料容器300通过控温设备100的容器110的上部开口放入熔融锡120中。
待处理材料200不受任何具体限制。待处理材料200可以是有机材料、金属材料或无机非金属材料。无机非金属材料可以是玻璃、微晶玻璃、陶瓷、石材(例如微晶石)、水泥、耐火材料、碳素材料、多孔材料，等等。
待处理材料容器300可以是控温设备100的一部分。待处理材料容器300具有适用于容纳待处理材料200的内部空间。待处理材料容器300可以是密闭的容器。待处理材料容器300可由具有良好的导热性的材料(例如钢)制成。待处理材料200可以完全填满待处理材料容器300，如图1所示。待处理材料200也可以部分地填充待处理材料容器300。
升降装置400连接到待处理材料容器300，以使得待处理材料容器300能够进入熔融锡120中和/或离开熔融锡120。升降装置400可以是例如滑轮装置。在锡的密度比待处理材料200的密度大的情况下，还可以为待处理材料容器300设置配重，以使得待处理材料容器300可以容易地浸入到熔融锡120中。
在待处理材料200适合于与熔融锡120直接接触(例如，待处理材料200不与熔融锡120发生反应，或待处理材料200和熔融锡120不会因接触而彼此污染)而进行热传导的情况下，可以省略待处理材料容器300，而使得可以使用升降装置400将待处理材料200通过控温设备100的容器110的上部开口放入熔融锡120中。
在待处理材料200的热处理(例如，缓慢降温)的过程中，熔融锡120通过例如热传导的方式来控制待处理材料200的温度。在示例性实施例中，在待处理材料200需要降温的情况下，可以减小加热装置130的加热量和/或增大冷却装置140的冷却量来使得待处理材料200的温度降低。在示例性实施例中，在待处理材料200需要升温的情况下，可以增大加热装置130的加热量和/或减小冷却装置140的冷却量来使得待处理材料200的温度升高。在示例性实施例中，在待处理材料200需要维持温度恒定的情况下，可以维持加热装置130的加热量和/或冷却装置140的冷却量基本不变。因此，可通过加热装置130的加热量的维持不变、增大或减小与冷却装置140的冷却量的维持不变、增大或减小的各种各样的组合来控制(或调整)待处理材料200的温度和/或升降温速度。
在示例性实施例中，控温设备100还可包括检测待处理材料容器300或待处理材料200的温度的温度传感器。
可以检测(例如，实时地检测)待处理材料200的温度。当期望的热处理时间过去和/或待处理材料200达到期望的温度时，可以使用升降装置400从熔融锡120中取出其中容纳有处理过的材料200的处理过材料容器300。
在示例性实施例中，待处理材料200是需要缓慢降温的诸如微晶石材的无机非金属材料。在这种情况下，将被诸如钢板的待处理材料容器300容纳的高温待处理材料200放入熔融锡120中，此时，熔融锡120具有与待处理材料200的期望的温度差。然后，调整加热装置130的加热量和冷却装置140的冷却量中的至少一者(例如，调整作为冷却水管的冷却装置140中的水流速)，以使得熔融锡120缓慢地(例如，以期望的冷却速率)降温，同时还保持熔融锡120与待处理材料200之间期望的温度差基本不变或调整该温度差，直至待处理材料200以期望的降温速度达到期望的温度。然后，使用升降装置400将处理过的材料200从熔融锡120中取出。
因此，根据本实用新型的示例性实施例的控温设备100可以容易地控制待处理材料200的温度和/或升降温速度。即使在需要处理大体积或大厚度的无机非金属材料200而需要较小的温度差和/或更慢的降温速度的情况下，由于可以通过加热装置130和/或冷却装置140容易地调整熔融锡120的温度，所以也可以容易地控制待处理材料200的温度和/或升降温速度。
此外，通过自动地收集熔融锡120的温度信息和/或待处理材料200的温度信息并且/或者根据需要自动地调整加热装置130的加热量和冷却装置140的冷却量中的至少一者的控制单元，可以容易地实现待处理材料200的温度和/或升降温速度的自动控制。
虽然上面参照附图描述了根据本实用新型的控温设备，但是本实用新型不限于此。本领域技术人员理解的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其做出形式上和细节上的各种改变。