CN105972901A - 一种深冷箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的深冷箱，包括箱体(12)、盖设于所述箱体(12)上的箱盖(6)、可沿所述箱体的内壁(12)上下滑动的滑动隔板(10)、置于所述箱体(12)侧壁的电加热丝(3，5)、及置于所述箱体(12)内的温度传感器(4)，从而实现了在不打开深冷箱的前提下，为处理材料提供氮气(其它气体)环境的可控温回温处理条件，使得材料的整个深冷处理及回温过程都能在含水量极低的氮气(其它气体)中进行，有效地避免了传统操作中，将材料从深冷箱中取出，直接暴露于空气中回温而造成材料表面结霜、吸水的难题。
Description
技术领域
本发明涉及低温制冷技术领域，尤其涉及一种具有防结霜功能的深冷箱。
背景技术
深冷处理作为普通热处理的一个补充过程，它是将材料置于一定的低温环境中，按照一定的工艺进行处理的过程。研究及应用表面深冷处理能够有效改善材料的耐磨性、尺寸稳定性、强度以及韧性等机械性能，从而能够提高产品的质量，延长使用寿命，最终降低生产成本。美国等发达国家美国等发到国家早在六七十年代就将该技术产业化，近年来国内的一些大小企业纷纷在自己的生产线上加入深冷处理这一工序。
传统的深冷箱，密封效果较差，出口会与外界空气联通。在材料回温过程中，材料暴露于空气中时，表面容易结霜，这样对于很多易腐蚀或易吸水的材料(如高分子材料等)来说会对其材料性能造成不利的影响。因此，吸水和表面结霜也成了材料深冷处理过程中的一道难题。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和问题，本发明提供一种深冷箱。
一种深冷箱，包括：
箱体(12)、盖设于所述箱体(12)上的箱盖(6)、设置于所述箱体(12)内且可沿所述箱体的内壁(12)上下滑动的滑动隔板(10)、置于所述箱体(12)侧壁的电加热丝(3)和(5)、及置于所述箱体(12)内的温度传感器(4)；
所述箱体(12)的两侧分别对应设置有两个管路入口及两个管路出口，所述两个管路入口及两个管路出口还对应设置有电磁阀(1、7、8、13)，所述两个管路入口还均设置有液氮分散器(2)及与所述液氮分散器(2)连接的轴流风机(9)。
本发明一较佳实施方式中，所述深冷箱还包括自动升降机构(11)，所述自动升降机构(11)的一侧固定于所述箱体(12)的底部，另一侧与所述滑动隔板(10)固定连接，通过所述自动升降机构(11)的升降运动可实现所述滑动隔板(10)沿所述箱体的内壁(12)上下滑动。
本发明一较佳实施方式中，所述深冷箱还包括弹簧式安全阀(14)，所述弹簧式安全阀(14)用于降低所述深冷箱内部的压力。
本发明一较佳实施方式中，所述两个管路入口分别为液氮入口和氮气入口。
本发明一较佳实施方式中，所述电磁阀(1、7、8、13)可根据温度或压力信号控制管路开闭。
本发明一较佳实施方式中，所述箱体(12)的箱壁采用不锈钢板制成，中间采用聚氨酯发泡材料填充。
本发明一较佳实施方式中，所述液氮分散器(2)采用不锈钢环管上面开小孔制成
本发明一较佳实施方式中，所述滑动隔板(10)与所述箱体的内壁(12)间填充有橡胶。
本发明一较佳实施方式中，所述自动升降机构(11)采用小型固定液压式升降平台。
相对于现有技术，本发明提供的深冷箱，包括箱体(12)、盖设于所述箱体(12)上的箱盖(6)、可沿所述箱体的内壁(12)上下滑动的滑动隔板(10)、置于所述箱体(12)侧壁的电加热丝(3，5)、及置于所述箱体(12)内的温度传感器(4)，从而实现了在不打开深冷箱的前提下，为处理材料提供氮气(其它气体)环境的可控温回温处理条件，使得材料的整个深冷处理及回温过程都能在含水量极低的氮气(其它气体)中进行，有效地避免了传统操作中，将材料从深冷箱中取出，直接暴露于空气中回温而造成材料表面结霜、吸水的难题。
可以理解的是，本发明提供的深冷箱还可以通过控制电磁阀开合，实现液氮、氮气(其它气体)的回收利用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的深冷箱的组成示意图；
图2为本发明实施例提供的温度工艺参数曲线图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一种深冷箱100，其包括下述部件：
箱体(12)、盖设于所述箱体(12)上的箱盖(6)、滑动隔板(10)、置于所述箱体(12)侧壁的电加热丝(3)和(5)、及置于所述箱体(12)内的温度传感器(4)。
其中，所述箱体(12)的两侧分别对应设置有两个管路入口及两个管路出口。
优选地，所述两个管路入口分别为液氮入口和氮气入口。本发明优选采用液氮作为制冷剂，成本低廉，无环境污染，操作方便。可以理解，实际中并不限于输入液氮和氮气，还可以采用其他制冷剂其对应气体。
进一步地，所述两个管路入口及两个管路出口还对应设置有电磁阀(1、7、8、13)。优选地，所述电磁阀(1、7、8、13)可根据温度或压力信号控制管路开闭。可以理解，本申请通过相应电磁阀根据需要控制管路开闭，有效配合形成深冷处理、回火处理等深冷箱内封闭环境，并杜绝外界空气进入箱体。
进一步地，所述两个管路入口还设置有液氮分散器(2)及与所述液氮分散器(2)连接的轴流风机(9)。
优选地，液氮分散器(2)采用不锈钢环管上面开小孔制成，可以理解，在轴流风机(9)的作用下，能够实现液氮的快速分散提高系统的工作效率。
优选地，所述箱体(12)的箱壁采用不锈钢板制成，中间采用聚氨酯发泡材料填充。可以理解，通过采用上述结构进一步提高了该冷箱的致密性。
进一步地，所述滑动隔板(10)设置于所述箱体(12)内且可沿所述箱体的内壁(12)上下滑动。
优选地，所述滑动隔板(10)与所述箱体的内壁(12)间填充有橡胶。可以理解，通过在所述滑动隔板(10)与所述箱体的内壁(12)间填充橡胶，保持良好接触，减少摩擦。
优选地，所述深冷箱还包括自动升降机构(11)，所述自动升降机构(11)的一侧固定于所述箱体(12)的底部，另一侧与所述滑动隔板(10)固定连接，通过所述自动升降机构(11)的升降运动可实现所述滑动隔板(10)沿所述箱体的内壁(12)上下滑动。
可以理解，所述自动升降机构实现带动滑动隔板上下运动，通过所述滑动隔板从而改变深冷箱内部结构，当滑动隔板在底部时，整体深冷箱可实现低至-196℃的深冷处理，同时可实现液氮浸泡处理功能，并且通过控制电磁阀开合，还可以实现液氮、氮气(其它气体)的回收利用；当滑动隔板在中部时，通过通入带压氮气(其它气体)上部箱体形成可控回火处理环境。
优选地，所述深冷箱还包括弹簧式安全阀(14)，所述弹簧式安全阀(14)用于降低所述深冷箱内部的压力。可以理解，通过配置弹簧式安全阀，以防深冷箱内部压力过大，提高系统的稳定性。
本发明提供的深冷箱，包括箱体(12)、盖设于所述箱体(12)上的箱盖(6)、可沿所述箱体的内壁(12)上下滑动的滑动隔板(10)、置于所述箱体(12)侧壁的电加热丝(3，5)、及置于所述箱体(12)内的温度传感器(4)，从而实现了在不打开深冷箱的前提下，为处理材料提供氮气(其它气体)环境的可控温回温处理条件，使得材料的整个深冷处理及回温过程都能在含水量极低的氮气(其它气体)中进行，有效地避免了传统操作中，将材料从深冷箱中取出，直接暴露于空气中回温而造成材料表面结霜、吸水的难题。
实施例
以工程塑料PA6为例，深冷处理流程如下：
1.打开深冷箱盖6，放入PA6样品后盖上，保证所有电磁阀都是关闭状态；
2.设置工艺参数如图2所示实现冷处理(包含液氮浸泡、回火等过程)；
3.深冷箱电脑程序自动控制自动升降机构11到底部，带动滑动隔板10到底部，打开液氮入口电磁阀8通入液氮，在液氮分散器与轴流风机2作用下实现箱体内均匀降温，按设定降温速率发生温度变化，出口电磁阀13自动开合排出多余汽化氮气；
4.随着温度降低，到液氮温度-196℃时，排出多余汽化氮气后，随着液氮量增加，当出口电磁阀13有液氮流出时，关闭出口电磁阀13，根据深冷箱内压力，自动开合氮气(其它气体)出口电磁阀7排出汽化氮气。从而实现液氮浸泡功能，液氮具体用量，可根据样品大小而定；
5.回火到70℃的过程中，关闭液氮入口电磁阀8，打开出口电磁阀13回收部分液氮。关闭出口电磁阀13后，启动自动升降机构11推动滑动隔板10上升到中部。自动打开氮气(其它气体)入口电磁阀1，充入带压氮气(其它气体)，完成充气后，关闭氮气(其它气体)入口电磁阀1，同时根据加热温度速率的需要，启动电加热丝3、电加热丝5对样品所在的氮气(其它气体)回火环境进行加热，直至70℃并进行保温。期间氮气(其它气体)出口电磁阀7自动开合，排出箱内氮气(其它气体)防止内部压力过大；
6.70℃保温结束后，回到室温阶段。自动调低电加热丝3、电加热丝5的加热功率，使样品温度降低至室温。(也可直接充入室温氮气(其它气体)，使样品更快回到室温。)；
7.深冷箱盖6，取出工程塑料PA6试样，进行性能测试；
其中，氮气(其它气体)出口电磁阀7和出口电磁阀13排出的氮气(其它气体)可根据需要进行回收利用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种深冷箱，其特征在于，包括：
箱体(12)、盖设于所述箱体(12)上的箱盖(6)、设置于所述箱体(12)内且可沿所述箱体的内壁(12)上下滑动的滑动隔板(10)、置于所述箱体(12)侧壁的电加热丝(3)和(5)、及置于所述箱体(12)内的温度传感器(4)；
所述箱体(12)的两侧分别对应设置有两个管路入口及两个管路出口，所述两个管路入口及两个管路出口还对应设置有电磁阀(1、7、8、13)，所述两个管路入口还设置有液氮分散器(2)及与所述液氮分散器(2)连接的轴流风机(9)。
2.如权利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述深冷箱还包括自动升降机构(11)，所述自动升降机构(11)的一侧固定于所述箱体(12)的底部，另一侧与所述滑动隔板(10)固定连接，通过所述自动升降机构(11)的升降运动可实现所述滑动隔板(10)沿所述箱体的内壁(12)上下滑动。
3.如权利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述深冷箱还包括弹簧式安全阀(14)，所述弹簧式安全阀(14)用于降低所述深冷箱内部的压力。
4.如权利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述两个管路入口分别为液氮入口和氮气入口。
5.如权利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述电磁阀(1、7、8、13)可根据温度或压力信号控制管路开闭。
6.如权利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述箱体(12)的箱壁采用不锈钢板制成，中间采用聚氨酯发泡材料填充。
7.如权利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述液氮分散器(2)采用不锈钢环管上面开小孔制成。
8.如权利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述滑动隔板(10)与所述箱体的内壁(12)间填充有橡胶。
9.如权利要求2所述的深冷箱，其特征在于，所述自动升降机构(11)采用小型固定液压式升降平台。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |