CN114739095A - 一种可调节真空度的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可调节真空度的装置，涉及真空技术领域。所述可调节真空度的装置包括：抽真空装置、制冷装置、以及调节装置；所述制冷装置分别与所述抽真空装置以及所述调节装置连接；所述调节装置用于与空气源连接，通过所述调节装置向所述制冷装置输入空气，进而调节所述制冷装置内部的真空度。通过调节装置以及抽真空装置，调节制冷装置内部的真空度，进而提高制冷装置内的热传递效率，使制冷装置的制冷效率得到有效提升。
Description
技术领域
本发明涉及真空技术领域，尤其涉及一种可调节真空度的装置。
背景技术
真空技术在实验分析设备中是十分常见的结构，例如在质谱分析中，利用真空压力差来传输待测未知物，或提供一个高真空的环境分析未知物；真空烘箱在低真空度下工作，真空状态下水的沸点降低，可缩短烘烤时间；真空绝热技术指的是在真空状态下，通过物体间的直接接触传递热量，该技术在深冷设备上得到广泛应用。而现有的制冷技术中，通常出现制冷效率低下，热传递效果差的问题。
发明内容
本发明提供了一种可调节真空度的装置，以解决现有制冷技术中出现的制冷效率低下的问题的问题。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种可调节真空度的装置，包括：抽真空装置、制冷装置、以及调节装置；所述制冷装置分别与所述抽真空装置以及所述调节装置连接；所述调节装置用于与空气源连接，通过所述调节装置向所述制冷装置输入空气，进而调节所述制冷装置内部的真空度。
其进一步的技术方案为，还包括：连接装置；所述连接装置包括四通接口；所述连接装置通过所述四通接口分别与所述抽真空装置、所述制冷装置以及所述调节装置密封连接。
其进一步的技术方案为，所述制冷装置包括腔体；所述腔体与所述四通接口密封连通。
其进一步的技术方案为，所述调节装置包括转子流量计以及调节阀；所述调节阀设于所述转子流量计上，所述转子流量计通过所述四通接口与所述腔体连通。
其进一步的技术方案为，所述调节装置还包括空气源接口；所述空气源接口设于所述转子流量计上，且用于与空气源连接。
其进一步的技术方案为，所述抽真空装置包括抽气口，所述抽气口与所述四通接口密封连通。
其进一步的技术方案为，还包括真空计；所述真空计通过所述四通接口与所述制冷装置密封连接。
其进一步的技术方案为，还包括真空显示装置；所述真空计与所述真空显示装置通过串口线连接。
其进一步的技术方案为，所述四通接口与所述制冷装置、所述抽真空装置、所述调节装置以及所述真空计通过密封管密封连接。
其进一步的技术方案为，所述密封管的材料为聚四氟乙烯。
本发明的有益效果：
一种可调节真空度的装置，包括：抽真空装置、制冷装置、以及调节装置；所述制冷装置分别与所述抽真空装置以及所述调节装置连接；所述调节装置用于与空气源连接，通过所述调节装置向所述制冷装置输入空气，进而调节所述制冷装置内部的真空度。通过调节装置以及抽真空装置，调节制冷装置内部的真空度，进而提高制冷装置内的热传递效率，使制冷装置的制冷效率得到有效提升。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种可调节真空度的装置的整体结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种可调节真空度的装置的具体结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种可调节真空度的装置的结构图。
附图标注
抽真空装置10、抽气口11、制冷装置20、腔体21、冷头22、调节装置30、转子流量计31、调节阀32、空气源接口33、空气源40、连接装置50、四通接口51、真空计60、真空显示装置70、密封管80、串口线。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
实施例1
参见图1-3，一种可调节真空度的装置，包括：抽真空装置10、制冷装置20、以及调节装置30；所述制冷装置20分别与所述抽真空装置10以及所述调节装置30连接；所述调节装置30用于与空气源40连接，通过所述调节装置30向所述制冷装置20输入空气，进而调节所述制冷装置20内部的真空度。
现有真空腔体的结构大多数是腔体直接与抽气泵相连接，在密封良好的情况下，腔体内部的真空度接近抽气泵的极限真空度，所以它只有监测腔体真空度的功能，没有调节的功能。但使用真空绝热技术时，不仅要考虑制冷的装置中冷头的制冷效率，也要考虑被冷头与被制冷物体的热量传递效率。由于在宏观层面表面光滑的物体，在微观层面是凹凸不平，所以即使肉眼观察到两个物体已经完全接触，实际上也会存在大量间隙。若真空腔体内部真空度太低，两个物体表面又无法达到完全接触，在缺少导热的介质的情况下，导致制冷头的热传递效率大大降低。现有的抽真空装置无法调节真空腔体内部的真空度，进而无法使制冷头得到良好的热传递效率。
在本发明实施例中，抽真空装置10可具体为抽气泵，通过抽真空装置10将制冷装置的内部空气抽出，再通过调节装置30向所述制冷装置20输入空气，其中抽出的空气量与输入的空气量是根据需要设定好的，两者之间可达到动态平衡，因此通过抽出的空气量以及输入的空气量之间的平衡可调节所述制冷装置20内部的真空度。
参见下方的表1，通过三种不同的真空度下对制冷装置20的传递效率的影响，可得出不同的真空度对制冷装置20的传递效率有不同的影响。其中，当制冷装置的内部的真空度为3.2Pa时，此时制冷装置20的冷头22与被接触物体的温度(需进行被制冷的物体)无论在降温时间为5分钟还是30分钟时，被接触物体的温度(需进行被制冷的物体)所降温的幅度较小，因此在制冷装置的内部的真空度为3.2Pa时，制冷的效率较低。再者，当制冷装置的内部的真空度为721Pa时，此时与制冷装置的内部的真空度为144Pa时相比，虽然真空度为721Pa时制冷装置20的冷头22与被接触物体的温度(需进行被制冷的物体)较为接近，但在比较制冷效率的时候还需比较降温的快慢，而制冷装置的内部的真空度为144Pa时，降温20分钟后被接触物体的温度(需进行被制冷的物体)就降温到-97℃了，而此时内部的真空度为721Pa时降温20分钟被接触物体的温度(需进行被制冷的物体)仅仅才降温到-75℃。由上述可得知，制冷装置20内部真空度的不同，会影响制冷装置20的制冷效率。因此通过调节装置30可调节制冷装置20内部的真空度，进而可提高制冷装置20的制冷效率。
表1.不同真空度制冷效果对比表
进一步的，可调节真空度的装置还包括：连接装置50；所述连接装置50包括四通接口51；所述连接装置50通过所述四通接口51分别与所述抽真空装置10、所述制冷装置20以及所述调节装置30密封连接。
具体而言，连接装置50包括一个四通接口51，通过四通接口可以与所述抽真空装置10、所述制冷装置20以及所述调节装置30密封连接，抽真空装置10可以通过四通接口51将制冷装置20内部的空气抽掉进而抽真空，同样的，调节装置30也通过四通接口51向制冷装置20内部输入空气，进而调节制冷装置20内部的真空度。
进一步的，所述制冷装置20包括腔体21；所述腔体21与所述四通接口51密封连通。
具体而言，通过腔体21与四通接口51密封连通，进而保证抽真空装置10在通过四通接口51将腔体21内部的空气抽掉进而抽真空时良好的密封性，同时也能保证调节装置30也通过四通接口51向腔体21内部输入空气的空气不会泄露，进而保证调节真空度时的准确性以及可靠性。
进一步的，所述调节装置30包括转子流量计31以及调节阀32；所述调节阀32设于所述转子流量计31上，所述转子流量计31通过所述四通接口51与所述腔体21连通。
具体而言，转子流量计31依靠压损小，检测范围大的优势，变成了工业控制中非常常用的一种流量测量仪表，它不仅使用方便，还有兼容性强等优势。特别适宜低流速小流量的介质流量测量。转子流量计31有就地显示型和智能远传型，带有指针显示，瞬时流量，累积流量，液晶显示，上下限报警输出，累积脉冲输出，标准的二线制4-20mA电流输出等多种形式，保证了转子流量计31在调节真空度时的优良性能。通过在转子流量计31上设有调节阀32，可以通过调节阀32控制输入的空气量，进而调节腔体21内部的真空度。
进一步的，所述调节装置30还包括空气源接口33；所述空气源接口33设于所述转子流量计31上，且用于与空气源40连接。
具体而言，通过将所述空气源接口33设于所述转子流量计31上，可以通过转子流量计31上的调节阀32调节输入的空气量，也就是可以调节输入腔体21内部的空气量，进而调节腔体21也就是制冷装置20内部的真空度，进而提高制冷效率。
进一步的，所述抽真空装置10包括抽气口11，所述抽气口11与所述四通接口51密封连通。
具体而言，所述抽真空装置10包括抽气口11，抽真空装置10具体为抽气泵，通过抽气口11与四通接口51密封连通，而四通接口51又与制冷装置20密封连通，那么所述抽真空装置10通过所述四通接口51与所述制冷装置20密封连通，可以将制冷装置20内部的空气不断抽出，进而形成真空状态，进而为制冷提供一个良好的绝热环境。
进一步的，还包括真空计60；所述真空计60通过所述四通接口51与所述制冷装置20密封连接。
具体而言，所述真空计60通过所述四通接口51与所述制冷装置20密封连接，那么真空计60在工作的时候，是通过四通接口51与所述制冷装置20密封连接的关系来实时监测当前制冷装置20的真空度，进而可以得到当前在真空度为多少的情况下进行制冷，为图3中的实验数据提供有力的支撑，保证真空度数据的正确性。
进一步的，还包括真空显示装置70；所述真空计60与所述真空显示装置70通过串口线90连接。
在本发明实施例中，真空显示装置70可具体为显示屏，也可以为其他的显示装置，在此不做限定。通过所述真空计60与所述真空显示装置70通过串口线连接，可以将真空计60所检测到的制冷装置20内部的真空度数据实时显示在真空显示装置70中，同时也可以将真空度数据上传给云端，以便用户查阅。通过真空显示装置70以及真空计60可进行多种不同真空度下的数据，进而得出在何种真空度下的制冷效率为最佳，而在本发明实施例所得出的较好的是真空度在100-200Pa以内，可同时达到良好的制冷与绝热效果。
进一步的，所述四通接口51与所述制冷装置20、所述抽真空装置10、所述调节装置30以及所述真空计60通过密封管80密封连接。
具体而言，所述四通接口51与所述制冷装置20、所述抽真空装置10、所述调节装置30以及所述真空计60通过密封管80密封连接，可通过四通接口可以与所述抽真空装置10、所述制冷装置20以及所述调节装置30密封连接，抽真空装置10可以通过四通接口51将制冷装置20内部的空气抽掉进而抽真空，同样的，调节装置30也通过四通接口51向制冷装置20内部输入空气，通过旋转转子流量计31的调节阀32，控制进入腔体21内部空气的流量，从而达到调节真空度的功能，进而调节制冷装置20内部的真空度。
进一步的，所述密封管80的材料为聚四氟乙烯。
具体而言，聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，简写为PTFE)，俗称“塑料王”，是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。白色蜡状、半透明、耐热、耐寒性优良，可在-180～260℃长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。聚四氟乙烯耐高温、耐腐蚀，具有优良的电绝缘性、耐老化，吸水性小、自润滑性能优异，是一种适用于各种介质的通用型润滑性粉末，可快速涂抹形成干膜，以用作石墨、钼和其他无机润滑剂的代用品。适用于热塑性和热固性聚合物的脱模剂，承载能力优良。在弹性体和橡胶工业以及防腐中广泛使用。通过聚四氟乙烯良好的密封性，可保证调节真空度时真空度数据的准确性以及可靠性。
需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种可调节真空度的装置，其特征在于，包括：抽真空装置、制冷装置、以及调节装置；所述制冷装置分别与所述抽真空装置以及所述调节装置连接；所述调节装置用于与空气源连接，通过所述调节装置向所述制冷装置输入空气，进而调节所述制冷装置内部的真空度。
2.根据权利要求1所述的可调节真空度的装置，其特征在于，还包括：连接装置；所述连接装置包括四通接口；所述连接装置通过所述四通接口分别与所述抽真空装置、所述制冷装置以及所述调节装置密封连接。
3.根据权利要求2所述的可调节真空度的装置，其特征在于，所述制冷装置包括腔体；所述腔体与所述四通接口密封连通。
4.根据权利要求3所述的可调节真空度的装置，其特征在于，所述调节装置包括转子流量计以及调节阀；所述调节阀设于所述转子流量计上，所述转子流量计通过所述四通接口与所述腔体连通。
5.根据权利要求4所述的可调节真空度的装置，其特征在于，所述调节装置还包括空气源接口；所述空气源接口设于所述转子流量计上，且用于与空气源连接。
6.根据权利要求2所述的可调节真空度的装置，其特征在于，所述抽真空装置包括抽气口，所述抽气口与所述四通接口密封连通。
7.根据权利要求2所述的可调节真空度的装置，其特征在于，还包括真空计；所述真空计通过所述四通接口与所述制冷装置密封连接。
8.根据权利要求7所述的可调节真空度的装置，其特征在于，还包括真空显示装置；所述真空计与所述真空显示装置通过串口线连接。
9.根据权利要求7所述的可调节真空度的装置，其特征在于，所述四通接口与所述制冷装置、所述抽真空装置、所述调节装置以及所述真空计通过密封管密封连接。
10.根据权利要求9所述的可调节真空度的装置，其特征在于，所述密封管的材料为聚四氟乙烯。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH11118299A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Ebara Corp | 吸収冷凍機の抽気装置 |
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| CN105044142A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-11-11 | 上海交通大学 | 一种宽温区可控的材料热物性测量系统 |
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2022
- 2022-04-01 CN CN202210348514.0A patent/CN114739095A/zh active Pending
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