CN217789916U - 液相循环金属浴加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以对金属浴区域加热温度进行快速切换的液相循环系统，极大简化了传统温度切换系统中用于升温、降温控制的结构，有效提升了金属浴加热的稳定性、可控性。

Description

液相循环金属浴加热装置

技术领域

本发明涉及金属浴加热领域，尤其是PCR扩增仪中离心管区域升降温的加热结构。

背景技术

PCR扩增仪中对于离心管区域的金属浴加热通常利用高纯度铝材料做为导热材质，根据离心管大小配备不同孔径的加热模块，对试管进行加热。对于加热温度的切换，需要采用微电脑控制，调节加热电阻丝的发热功率来改变加热温度。系统整体结构复杂，需要额外的电路控制系统、PID控制算法等的引入，系统简洁性和稳定性不够。因此亟需一种系统结构简单、温度切换快捷、温度误差小的金属浴加热装置，实现高速的温度切换，无需加热区域升降温度控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属浴加热装置，以实现加热区域温度快速切换、温度误差小。为实现上述目的，本发明提供了一种液相循环金属浴加热装置，由制热部件、储热介质传输部件、被加热部件三部分构成。制热部件是借助电力制造热，对储热介质进行加热并储存的结构，可以有多个不同设定温度的制热部件，制热部件包括加热机构、储热介质储存机构，加热机构位于储热介质储存机构内部，其中加热机构可采用加热电阻丝、帕尔贴等加热元器件，借助电力制造热对储热介质进行加热，储热介质储存机构用于对加热后的储热介质进行储存。储热介质传输部件是将储热介质在制热部件和被加热部件之间连接起来，从而使制热部件制造的热量，通过储热介质的传输传递到被加热部件，储热介质传输部件包括液泵、细管道、流道切换机构。被加热部件，就是通过储热介质的移动、热量传递对其加热的部件。

进一步的，如图1，展示了一种能实现两种温度切换的液相循环金属浴加热装置，由制热部件、储热介质传输部件、被加热部件三部分构成。制热部件包括加热机构、储热介质储存机构，加热机构位于储热介质储存机构内部，其中加热机构能够维持储热介质储存机构温度达到设定温度，储热介质储存机构用于存储储热介质并通过热传导使储热介质温度也维持在设定温度。共有两套制热部件以对应两种设定的温度，其中的加热机构分别为加热机构1、加热机构2，储热介质储存机构分别为储热介质储存机构1、储热介质储存机构2。储热介质传输部件包括液泵、三通道流道切换机构、细管道，其中液泵位于储热介质储存机构的出口处，用于将其中的储热介质泵送入细管道中，每套储热介质储存机构的出口有一个液泵，分别为液泵1、液泵2。三通道流道切换机构用于切换储热介质的流动的流道，共有两套三通道流道切换机构，分别为三通道流动切换机构out、三通道流动切换机构in，每个三通道流道切换机构都有三个分支口，分别为三通道流动切换机构out分出的o0、o1、o2三个分支口，三通道流动切换机构in分出的i0、i1、i2三个分支口。细管道为储热介质流动的流道，用于装置各个部件之间的连接，包括三通道流动切换机构out的o0分支口与三通道流动切换机构in的i0分支口的连接，储热介质储存机构1的出口与三通道流动切换机构out的o1分支口的连接，储热介质储存机构2的出口与三通道流动切换机构out的o2分支口的连接，三通道流动切换机构in的o1分支口与储热介质储存机构1的入口的连接，三通道流动切换机构in的o2分支口与储热介质储存机构2的入口的连接。被加热部件为金属模结构，连接三通道流动切换机构out的o0分支口与三通道流动切换机构in的i0分支口的细管道缠绕在金属模上，以将细管道中的储热介质的热量高效地传递给金属模。

当金属浴区域需要得到储热介质储存机构1中储热介质所维持的温度时，通过开启三通道流动切换机构out的o0、o1分支口，三通道流动切换机构in的i0、i1分支口，关闭三通道流动切换机构out的o2分支口，三通道流动切换机构in的i2分支口，打开液泵1，关闭液泵2即可将储热介质储存机构1中的储热介质经过储热介质储存机构出口泵送入储热介质传输机构中，经过三通道流动切换机构out、细管道来到金属浴处进行热交换，使金属模快速变温至设定温度，储热介质经过三通道流动切换机构in流入储热介质储存机构1入口回到储热介质储存机构1中进行热交换恢复至设定温度。当金属浴区域需要得到储热介质储存机构2中储热介质所维持的温度时，通过开启三通道流动切换机构out的o0、o2分支口，三通道流动切换机构in的i0、i2分支口，关闭三通道流动切换机构out的o1分支口，三通道流动切换机构in的i1分支口，打开液泵2，关闭液泵1即可将储热介质储存机构2中的储热介质经过储热介质储存机构2出口泵送入储热介质传输机构中，经过三通道流动切换机构out、细管道来到金属浴处进行热交换，使金属模快速变温至设定温度，储热介质经过三通道流动切换机构in流入储热介质储存机构2入口回到储热介质储存机构2中进行热交换恢复至设定温度。

进一步的，如图2，增加一套制热部件，从而共有三套制热部件以对应三种设定的温度，其中的加热机构分别为加热机构1、加热机构2、加热机构3，储热介质储存机构分别为储热介质储存机构1、储热介质储存机构2、储热介质储存机构3。得到了能实现三种温度切换的液相循环金属浴加热装置。每套储热介质储存机构的出口有一个液泵，分别为液泵1、液泵2、液泵3。四通道流道切换机构用于切换储热介质的流动的流道，共有两套四通道流道切换机构，分别为四通道流动切换机构out、四通道流动切换机构in，每个四通道流道切换机构都有四个分支口，分别为四通道流动切换机构out分出的o0、o1、o2、o3四个分支口，四通道流动切换机构in分出的i0、i1、i2、i3四个分支口。细管道用于装置各个部件之间的连接，包括四通道流动切换机构out的o0分支口与四通道流动切换机构in的i0分支口的连接，储热介质储存机构1的出口与四通道流动切换机构out的o1分支口的连接，储热介质储存机构2的出口与四通道流动切换机构out的o2分支口的连接，储热介质储存机构2的出口与四通道流动切换机构out的o3分支口的连接，四通道流动切换机构in的o1分支口与储热介质储存机构1的入口的连接，四通道流动切换机构in的o2分支口与储热介质储存机构2的入口的连接，四通道流动切换机构in的o3分支口与储热介质储存机构3的入口的连接。

当金属浴区域需要得到储热介质储存机构1中储热介质所维持的温度时，通过开启四通道流动切换机构out的o0、o1分支口，四通道流动切换机构in的i0、i1分支口，关闭四通道流动切换机构out的o2、o3分支口，四通道流动切换机构in的i2、i3分支口，打开液泵1，关闭液泵2、液泵3即可将储热介质储存机构1中的储热介质经过储热介质储存机构出口泵送入储热介质传输机构中，经过四通道流动切换机构out、细管道来到金属浴处进行热交换，使金属模快速变温至设定温度，储热介质经过四通道流动切换机构in流入储热介质储存机构1入口回到储热介质储存机构1中进行热交换恢复至设定温度。当金属浴区域需要得到储热介质储存机构2中储热介质所维持的温度时，通过开启四通道流动切换机构out的o0、o2分支口，四通道流动切换机构in的i0、i2分支口，关闭四通道流动切换机构out的o1、o3分支口，四通道流动切换机构in的i1、i3分支口，打开液泵2，关闭液泵1、液泵3即可将储热介质储存机构2中的储热介质经过储热介质储存机构2出口泵送入储热介质传输机构中，经过四通道流动切换机构out、细管道来到金属浴处进行热交换，使金属模快速变温至设定温度，储热介质经过四通道流动切换机构in流入储热介质储存机构2入口回到储热介质储存机构2中进行热交换恢复至设定温度。当金属浴区域需要得到储热介质储存机构3中储热介质所维持的温度时，通过开启四通道流动切换机构out的o0、o3分支口，四通道流动切换机构in的i0、i3分支口，关闭四通道流动切换机构out的o1、o2分支口，四通道流动切换机构in的i1、i2分支口，打开液泵3，关闭液泵1、液泵2即可将储热介质储存机构3中的储热介质经过储热介质储存机构3出口泵送入储热介质传输机构中，经过四通道流动切换机构out、细管道来到金属浴处进行热交换，使金属模快速变温至设定温度，储热介质经过四通道流动切换机构in流入储热介质储存机构3入口回到储热介质储存机构3中进行热交换恢复至设定温度。

进一步的，如图3所示，细管道经过金属水浴处时，可以将加热区域逐个串联缠绕以提高热交换的接触面积，其中每个加热区域嵌入一层导热较好的金属薄层，以提高热传导效率，使加热区域温度快速切换。

本发明相较于传统的金属浴加热装置具有明显优势，通过设置多组预定温度的制热部件，利用多通道阀门及泵的相互配合，使得能够快速对金属浴区域进行温度切换。

附图说明

图1为实现两种温度切换的液相循环金属浴加热装置。

图中：010为储热介质储存机构1、011为储热介质储存机构1的出口、012为储热介质储存机构1的入口、013为液泵1、014为加热机构1、020为储热介质储存机构2、021为储热介质储存机构2的出口、022为储热介质储存机构2的入口、023为液泵2、024为加热机构2、310为三通道流动切换机构out、311为三通道流动切换机构out的o1分支口、312为三通道流动切换机构out的o2分支口、313为三通道流动切换机构out的o3分支口、320为三通道流动切换机构in、321为三通道流动切换机构in的i1分支口、322为三通道流动切换机构in的i2分支口、323为三通道流动切换机构in的i3分支口、200为细管道。

图2为实现三种温度切换的液相循环金属浴加热装置。

图中：030为储热介质储存机构3、031为储热介质储存机构3的出口、032为储热介质储存机构3的入口、033为液泵3、034为加热机构3、410为四通道流动切换机构out、411为四通道流动切换机构out的o1分支口、412为四通道流动切换机构out的o2分支口、413为四通道流动切换机构out的o3分支口、414为四通道流动切换机构out的o4分支口、420为四通道流动切换机构in、421为四通道流动切换机构in的i1分支口、422为四通道流动切换机构in的i2分支口、423为四通道流动切换机构in的i3分支口、424为四通道流动切换机构in的i4分支口。

图3为细管道经过金属水浴处时，将加热区域逐个串联缠绕的示意图，其中每个加热区域嵌入一层导热较好的金属薄层。

图中：500为嵌入至加热区域的金属薄层。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种液相循环金属浴加热装置，以实现对加热区域可控的、快速的温度切换。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图，对本发明作进一步的详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

具体实施例

在本实施例中，制热部件的加热机构为帕尔贴，可保持温度稳定在设定值。储热介质为导热油，具有良好的导热性能、流动性能及可泵性能。储热介质存储机构为油箱。储热介质传输部件中的细管道为细油管，流道切换机构为四通阀，共有两个四通阀，分别为四通阀out、四通阀in，每个四通阀都有四个分支口，分别为四通阀out分出的o0、o1、o2、o3四个分支口，四通阀in分出的i0、i1、i2、i3四个分支口。被加热部件为金属铝模。该装置可实现对金属浴区域三种温度的切换。共有三个制热部件，每个制热部件对应的储热介质储存机构为油箱，分别为油箱1、油箱2、油箱3。每个油箱具有出口和入口，出口处安装有液泵，分别为液泵1、液泵2、液泵3。细油管用于装置各个部件之间的连接，包括四通阀out的o0分支口与四通阀in的i0分支口的连接，油箱1的出口与四通阀out的o1分支口的连接，油箱2的出口与四通阀out的o2分支口的连接，油箱2的出口与四通阀out的o3分支口的连接，四通阀in的o1分支口与油箱1的入口的连接，四通阀in的o2分支口与油箱2的入口的连接，四通阀in的o3分支口与油箱3的入口的连接。当金属浴区域需要得到油箱1中导热油所维持的温度时，四通阀out的分支口o0、o1打开，o2、o3关闭，四通阀in的分支口i0、i1打开，i2、i3关闭，开启液泵1，关闭液泵2、液泵3，油箱1中的导热油经过四通阀out，通过细油管来到金属浴区域，改变金属铝模温度，经过四通阀in流回油箱1中。当金属浴区域需要得到油箱2中导热油所维持的温度时，四通阀out的分支口o0、o2打开，o1、o3关闭，四通阀in的分支口i0、i2打开，i1、i3关闭，开启液泵2，关闭液泵1、液泵3，油箱2中的导热油经过四通阀out，通过细油管来到金属浴区域，改变金属铝模温度，经过四通阀in流回油箱2中。当金属浴区域需要得到油箱3中导热油所维持的温度时，四通阀out的分支口o0、o3打开，o1、o2关闭，四通阀in的分支口i0、i3打开，i1、i2关闭，开启液泵3，关闭液泵1、液泵2，油箱3中的导热油经过四通阀out，通过细油管来到金属浴区域，改变金属铝模温度，经过四通阀in流回油箱3中。

应当注意的是，以上实施例只为解释说明所用，而不应被当成是对本发明所包含内容范围的限制。

Claims (6)

1.一种金属浴加热装置，其特征在于，包括制热部件、储热介质传输部件、被加热部件，制热部件包括加热机构、储热介质储存机构，所述加热机构设置于储热介质储存机构内；储热介质传输部件包括液泵、细管道、流道切换机构；被加热部件为所述金属浴加热装置中直接对金属浴加热对象提供温度的部件；储热介质传输部件将储热介质在制热部件和被加热部件之间连接起来，从而使制热部件制造的热量，通过储热介质的传输传递到被加热部件。

2.根据权利要求1所述的金属浴加热装置，其特征在于，制热部件包含2个或2个以上制热部件，所述的2个或2个以上制热部件中的储热介质被加热至不同的温度。

3.根据权利要求1所述的金属浴加热装置，其特征在于，当储热介质储存机构为2个时，流道切换机构为三通道流动切换机构；当储热介质储存机构为3个时，流道切换机构为四通道流动切换机构；依此类推。

4.根据权利要求1所述的金属浴加热装置，其特征在于，所述储热介质为导热油、水，或其他可接受的储热液体。

5.根据权利要求1所述的金属浴加热装置，其特征在于，通过流道切换机构，控制储热介质储存机构中出来的储热介质的量，实现所述金属浴加热装置输出所述储热介质储存机构对应温度之间的其他温度值。

6.根据权利要求1所述的金属浴加热装置，其特征在于，细管道通过缠绕成不同形状造型，实现对不同金属浴加热对象的适应。

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