CN109459520A - 一种多通道电子冷阱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道电子冷阱，其包括多根管身上设置有加热部件的冷阱管、冷阱管安装部件、制冷源、散热器以及用于分别控制各冷阱管上加热元件的加热温度的温度控制器；而且，冷阱管安装部件具有多个用于穿入冷阱管的通孔；冷阱管安装部件的通孔分别穿入一根冷阱管，且每根冷阱管的两端均伸出冷阱管安装部件；制冷源为多块半导体制冷片构成的层叠结构，且制冷源的冷端面与冷阱管安装部件相接触，制冷源的热端面与散热器相接触。因此，本发明能够在同一制冷源上安装多个冷阱管并实现每根冷极管加热部件的温度独立控制，不仅占用空间小，而且能耗较低。
Description
技术领域
本发明涉及制冷装置技术领域，特别涉及一种多通道电子冷阱。
背景技术
气相色谱仪的检测器有一定的检测范围，当待测样品浓度低于检测器最低检出限时是无法检测的。因此，在对空气中的挥发性有机物和半挥发性有机物进行分析检测时，由于其含量很低，需要对空气中挥发性有机物和半挥发性有机物进行浓缩，然后再解吸进样检测。
由于在低温状态下，吸附剂对通过的空气中挥发性有机物和半挥发性有机物的吸附具有很高效率，温度越低效率越高，典型温度为-30℃。而能够使吸附管处于低温的可以采用液氮、液体二氧化碳等制冷剂，但储存和运输不方便，且成本较高。与制冷剂相比，采用半导体制冷片制冷的制冷器(又叫冷阱)是一种操作方便，成本低又环保的最佳方式。
例如中国专利CN103499662B公开了一种大气挥发性有机物取样分析装置，其低温环境箱中设有低温冷阱装置,且该低温冷阱装置包括三个冷阱，每个冷阱分别由一个冷凝管、一个半导体制冷片组和一根缠绕在冷凝管上的加热丝构成，由于直接通过半导体制冷技术实现制冷，而不需要制冷剂，具有安装维护方便，成本低又环保等优点，但所采用的冷阱都是单通道的，在一个设备中如果需要多个冷阱通道，就需要设置多个单通道的电子冷阱，这样不仅会增大设备的体积，还会增加设备的能耗。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种结构紧凑，占用空间小且能耗较低的多通道电子冷阱。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种多通道电子冷阱，其包括多根管身上设置有加热部件的冷阱管、冷阱管安装部件、制冷源和散热器；其中，
所述冷阱管安装部件具有多个用于穿入所述冷阱管的通孔；所述冷阱管安装部件的通孔分别穿入一根所述冷阱管，且每根所述冷阱管的两端均伸出所述冷阱管安装部件；
所述制冷源为多块半导体制冷片构成的层叠结构，且所述制冷源的冷端面与所述冷阱管安装部件相接触，所述制冷源的热端面与所述散热器相接触。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道电子冷阱中，所述叠层结构中的每层由一块或者多块半导体制冷片构成，且与所述冷阱管安装部件相接触的一层其面积能够使所有冷阱管投影在其上。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道电子冷阱中，所述叠层结构中每层与其相邻层之间还设置一块导热板，且所述导热板的面积与每层的面积相适配。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道电子冷阱中，所述散热器的一个端面上具有一凸台，且所述凸台的上表面与所述制冷源的热端面相接触。
进一步地，本发明的多通道电子冷阱还包括安装架和保温壳体；其中，所述安装架安装在所述散热器具有凸台的端面上，所述保温壳体与所述安装架结合后，形成用于容纳所述制冷源和所述冷阱管安装部件的腔室。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道电子冷阱中，所述保温壳体由盖体和侧壁体构成，所述盖体与所述侧壁体可拆卸连接，且所述侧壁体的前侧和后侧分别设置有用于穿出所述冷阱管的通孔或通槽。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道电子冷阱中，所述冷阱管安装部件的通孔的直径大于所述冷阱管的外径，所述侧壁体的前后两侧设置的通孔或通槽用于支撑穿出的相应所述冷阱管，使所述冷阱管与其对应的所述冷阱管安装部件的通孔内壁具有间隙。
进一步地，所述冷阱管安装部件上的通孔并排设置。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道电子冷阱中，所述加热部件包括加热元件和温度传感元件；而且，所述温度传感元件用于将其检测到的温度数据传输给控制模块，所述加热元件用于根据所述控制模块的控制，而加热至相应的温度。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道电子冷阱中，所述散热器具有多个相互平行的散热翅片，且所述散热器的一端安装有风扇，用于提高所述散热翅片之间的空气流动。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的多通道电子冷阱包括多根管身上设置有加热部件的冷阱管、冷阱管安装部件、制冷源、散热器以及用于分别控制各冷阱管上加热元件的加热温度的温度控制器；而且，冷阱管安装部件具有多个用于穿入冷阱管的通孔；冷阱管安装部件的通孔分别穿入一根冷阱管，且每根冷阱管的两端均伸出冷阱管安装部件；制冷源为多块半导体制冷片构成的层叠结构，且制冷源的冷端面与冷阱管安装部件相接触，制冷源的热端面与散热器相接触。因此，本发明能够在同一制冷源上安装多个冷阱管并实现每根冷极管加热部件的温度独立控制，不仅占用空间小，而且能耗较低。
附图说明：
图1为本发明多通道电子冷阱的结构示意图；
图2为本发明多通道电子冷阱的一种实施例的结构示意图；
图3为本发明多通道电子冷阱的外观结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示，本发明的多通道电子冷阱包括管身上设置有加热部件的第一冷阱管101和第二冷阱管102、冷阱管安装部件2、制冷源和散热器4。
而且，冷阱管安装部件2具有两个通孔201和202，其中，通孔201用于穿入第一冷阱管101，通孔202用于穿入第二冷阱管102。当冷阱管安装部件2的通孔穿入冷阱管后，该冷阱管的两端均伸出冷阱管安装部件2。具体的，冷阱管安装部件2上开设的通孔的数量与需要的冷阱管的数量相适应。
制冷源为四块半导体制冷片301，302，303和304构成的层叠结构，其中，半导体制冷片301，302构成层叠结构的第一层，半导体制冷片303，304构成层叠结构的第二层。半导体制冷片301，302的冷端面与冷阱管安装部件2相接触，半导体制冷片301，302的热端面与散热板7的上表面接触，散热板7的下表面与半导体制冷片303，304的冷端面接触，半导体制冷片303，304的热端面与散热器4相接触。
具体的，本发明的多通道电子冷阱中，由于半导体制冷片有尺寸规定的限制，因此可根据需要制冷的面积，确定叠层结构中的每层使用的半导体制冷片的数量。而且，为了提高对冷阱管的制冷效果，至少使层叠结构中与冷阱管安装部件2相接触的一层的面积能够使所有冷阱管投影在其上。进一步地，为了提高对制冷效率，层叠结构中每层的面积从与冷阱管安装部件2相接触的一层到与散热器4相接触的一层逐层增大。
在一个实施例中，本发明的多通道电子冷阱中，散热器4的一个端面上具有一个凸台，而且利用该凸台的上表面实现与制冷源的热端面相接触，即与半导体制冷片303，304的热端面相接触。
再结合图1和3，本发明的多通道电子冷阱还包括安装架5和保温壳体9,安装架5安装在散热器具有凸台的端面上，具体的，该端面上具有螺孔，安装架5上设有相应的安装孔，通过螺钉将安装架5安装在该端面上。保温壳体9与安装架5结合后，形成用于容纳制冷源和冷阱管安装部件2的腔室。具体的，保温壳体9的四周设置有安装孔，安装架5上设有相应的螺孔，通过螺钉将保温壳体9与安装架5结合为一体。
本发明的多通道电子冷阱中，制冷源中半导体制冷片301，302，303和304的供电线穿出保温壳体9。而且，保温壳体9均采用保温隔热材料构成，避免外界的热量辐射到保温壳体9与安装架5形成的腔室内，降低制冷源的制冷效率。此外，为了避免散热器具有凸台的端面有热量辐射到保温壳体9与安装架5形成的腔室内，在散热器具有凸台的端面上设置隔热板。
进一步地，保温壳体9由盖体和侧壁体构成，盖体与侧壁体可拆卸连接，且侧壁体的前侧和后侧分别设置有用于穿出冷阱管的通孔或通槽。
而且，本发明的多通道电子冷阱中，冷阱管安装部件的通孔201，202的直径大于第一冷阱管101和第二冷阱管102的外径，而且，保温壳体9的侧壁体的前后两侧设置的通孔或通槽用于支撑穿出的相应冷阱管，使冷阱管与其对应的冷阱管安装部件2的通孔内壁具有间隙。一方面由于冷阱管管身上的加热部件为用电元件，故而需要保持间隙来实现与冷阱管安装部件2的绝缘，也可以在间隙中填充绝缘材料，另一方面，减少冷阱管的加热部件在工作时传递给冷阱管安装部件2的热量，以减小制冷源对其他冷阱管的制冷效率。
同时，考虑到对冷阱管的制冷效率，冷阱管安装部件上的通孔并排设置。而且，本发明的多通道电子冷阱中，冷阱管管身上设置的加热部件包括加热元件和温度传感元件，而且，加热部件中加热元件的供电线和温度传感元件的数据传输线均穿出保温壳体9，同时，温度传感元件用于将其检测到的温度数据传输给保温壳体9外部的控制模块，加热元件用于根据该控制模块的控制，而加热至相应的温度。
本发明的多通道电子冷阱中，为了提高散热器的散热效果，散热器具有多个相互平行的散热翅片，而且，结合图2所示，在散热器的一端安装有风扇8，用于提高散热翅片之间的空气流动。
Claims (10)
1.一种多通道电子冷阱，其特征在于，包括多根管身上设置有加热部件的冷阱管、冷阱管安装部件、制冷源和散热器；其中，
所述冷阱管安装部件具有多个用于穿入所述冷阱管的通孔；所述冷阱管安装部件的通孔分别穿入一根所述冷阱管，且每根所述冷阱管的两端均伸出所述冷阱管安装部件；
所述制冷源为多块半导体制冷片构成的层叠结构，且所述制冷源的冷端面与所述冷阱管安装部件相接触，所述制冷源的热端面与所述散热器相接触。
2.如权利要求1所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述叠层结构中的每层由一块或者多块半导体制冷片构成，且与所述冷阱管安装部件相接触的一层其面积能够使所有冷阱管投影在其上。
3.如权利要求1或2所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述叠层结构中每层与其相邻层之间还设置一块导热板，且所述导热板的面积与每层的面积相适配。
4.如权利要求1所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述散热器的一个端面上具有一凸台，且所述凸台的上表面与所述制冷源的热端面相接触。
5.如权利要求4所述的多通道电子冷阱，其特征在于，还包括安装架和保温壳体；其中，所述安装架安装在所述散热器具有凸台的端面上，所述保温壳体与所述安装架结合后，形成用于容纳所述制冷源和所述冷阱管安装部件的腔室。
6.如权利要求5所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述保温壳体由盖体和侧壁体构成，所述盖体与所述侧壁体可拆卸连接，且所述侧壁体的前侧和后侧分别设置有用于穿出所述冷阱管的通孔或通槽。
7.如权利要求6所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述冷阱管安装部件的通孔的直径大于所述冷阱管的外径，所述侧壁体的前后两侧设置的通孔或通槽用于支撑穿出的相应所述冷阱管，使所述冷阱管与其对应的所述冷阱管安装部件的通孔内壁具有间隙。
8.如权利要求4～7任一项所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述冷阱管安装部件上的通孔并排设置。
9.如权利要求1所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述加热部件包括加热元件和温度传感元件；而且，所述温度传感元件用于将其检测到的温度数据传输给控制模块，所述加热元件用于根据所述控制模块的控制，而加热至相应的温度。
10.如权利要求1所述的多通道电子冷阱，其特征在于，所述散热器具有多个相互平行的散热翅片，且所述散热器的一端安装有风扇，用于提高所述散热翅片之间的空气流动。
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