CN2156447Y - 一种新型的低温致冷及控温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于低温致冷工程领域的低温致冷 及控制温度技术。本实用新型采用对开式结构外壳， 内外壳加保温材料[6]，内部有致冷的盘管[5]和搅拌 空气的风扇[9]，位于装置内部的温度传感器[4]和外 部的抽气泵[8]，控温仪[7]实现自动控制温度。该装 置具有控温、保温性能好，温度分布均匀，成本低，液 氮用量少，使用者操作强度低等优点。本实用新型可 将温度长期控制在设定温度的±1℃左右，温度控制 在室温至-75℃。

Description

本发明属于低温致冷工程领域的低温致冷及控制温度技术。

据调查，在实现长时间低温致冷及控制温度方面，除了进口的美国MTS公司的材料试验机自带温度环境室外，目前国内尚无定型的低温致冷装置。现有的普通低温制冷装置，其保温时间很短，制作非常简单，若实现长时间的保温并控制其温度波动范围和均匀的温度分布是比较困难的，现有的低温致冷技术有三种，即：（1）将试样放在充满致冷剂的恒温槽内直接致冷，（2）将致冷剂直接喷在试样的周围，通过调节致冷剂的喷入量和喷射位置来控制温度；（3）通过杜瓦瓶底部致冷剂的蒸发量和设置加热元件来调节温度。MTS公司采用第二种致冷及控温方法，液氮通过电磁阀进入温度环境室，借助液氮汽化致冷，利用电磁阀控制液氮流量来达到温度控制，环境室没有严密的密封，液氮汽化后易通过缝隙流出环境室，这种方法有很多不足之处：如温度范围大，温度分布不均匀，致冷剂液氮消耗量大，试样易于积霜积水，致冷装置不通用，且造价昂贵，使用劳动强度大等等。

本发明的目的是提供一种长时间低温致冷及精确控制温度的装置，减轻劳动强度，降低成本，减少使用费用。

为达到上述目的，本发明考虑了以下几点改进措施：（1）冷却剂不要与试样直接接触；（2）采用盘管制冷；（3）应用TC－1型数字控温仪控制温度，测量元件为温度传感器；（4）环境室为对开式。按此要求设计的低温致冷及控温装置如图1、图2所示，图2为图1的俯视图。装置结构为对开式，将两个半园状外壳［2］用螺栓［10］上紧，密封用导热性差且塑性好的橡皮泥［3］密封。环境室壳由内外两层铁皮加工而成，两层铁皮之间用石棉［6］作为保温材料，冷却器采用导热性能良好的铜管制成，铜管加工成螺旋状以使环境室内温度均匀。另外在环境室内设风扇［9］用以搅拌空气，使室内温度分布更加均匀。

本发明与MTS公司现有低温致冷及控温技术相比，具有以下显著优点：（1）控温、保温性能好，温度分布均匀；（2）液氮用量少，MTS公司的温度环境室8小时用液氮35升，本装置24小时用量35升，液氮用量仅为MTS公司的三分之一；（3）成本低，MTS公司的环境温度室购价几千美元，而本发明的全套装置的成本仅一千元人民币；（4）本装置结构简单，制作方便，通用；（5）本装置采用自动控制温度，大大降低了操作者的劳动强度。

下面结合图1、图2对本发明的实施操作进一步详细的描述，当抽气泵［8］工作时，液氮在负压作用下由进气管［1］进入冷却器并被强制汽化，液氮汽化时将从环境室内带走大量的热量而使环境室致冷。控温系统是由TC－1型数字控温仪（自带继电器）［7］和温度传感器［4］组成，温度传感器［4］将测得的温度讯号送入控温仪［7］，控温仪［7］把实测温度与设定的温度进行比较，然后通过继电器控制抽气泵［8］的工作。当内腔的温度高于设定的温度时，抽气泵［8］工作使温度降低，反之抽气泵停止工作，内腔温度自然上升，由于环境室采用盘管［5］冷却，并用风扇［9］搅拌空气，这样室内温度分布均匀，不存在温度梯度，保证了装置的精度。

本发明提供的低温致冷及控温装置能将温度长期控制在设定温度的±1℃左右，温度范围控制在室温至－75℃。

Claims (1)

1. 一种新型的低温致冷及控温装置，其特征在于采用对开式结构的外壳，内部有致冷的盘管和搅拌空气用的风扇，位于内部的温度传感器和外部的抽气泵，控温仪实现自动控制温度。

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