專利名稱：可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在制備某些具有特殊微觀結(jié)構(gòu)的材料時(shí)，需要將材料以一定的速率浸入冷凍劑中進(jìn)行定向冷凍處理，例如在制備一維取向多孔聚合物材料時(shí)，就需要將聚合物溶液以一定的速率緩慢浸入冷凍劑中，從而在溶液外部實(shí)現(xiàn)溫度梯度環(huán)境，使得溶劑晶柱發(fā)生定向生長，形成一維取向晶柱結(jié)構(gòu)。然而，由于大多數(shù)冷凍劑(如液氮等)在常溫下都易于揮發(fā)，因此，如果僅以恒定的速率浸入，則在溶劑晶柱生長前鋒難以形成穩(wěn)定的溫度梯度；另外，現(xiàn)有的定向冷凍操作都是以人工或者較為簡單的設(shè)備來進(jìn)行，僅能勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)恒定速率浸入，且速度精度差、操作可控性差、效率較低。顯然，這些簡單操作不適用于制備具有復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)的材料。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，通過采用電機(jī)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對待冷凍物質(zhì)的可調(diào)速定向冷凍，其可控性高，操作精度高，操作參數(shù)可自行設(shè)置，能夠充分滿足高精度定向冷凍的要求。 本實(shí)用新型的目的是提供一種可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，所述可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)包括夾持單元、調(diào)速伸縮單元、控制單元和用于盛放冷凍劑的冷凍容器； 所述夾持單元包括夾臂和用于驅(qū)動夾臂開合的夾臂驅(qū)動電機(jī)，所述夾臂驅(qū)動電機(jī)與夾臂相連接； 所述調(diào)速伸縮單元包括調(diào)速電機(jī)和伸縮調(diào)節(jié)桿，所述伸縮調(diào)節(jié)桿的一端與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸相連接，另一端與夾持單元相連接；[0007] 所述冷凍容器對應(yīng)設(shè)置在夾臂的下方； 所述夾臂驅(qū)動電機(jī)和調(diào)速電機(jī)均與控制單元電連接并受其控制。 進(jìn)一步，所述伸縮調(diào)節(jié)桿包括外套管和內(nèi)螺紋桿，所述內(nèi)螺紋桿上設(shè)置有精密外
螺紋，所述外套管內(nèi)部設(shè)置有與內(nèi)螺紋桿上的精密外螺紋配合的精密內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋
桿套設(shè)在外套管的內(nèi)部且與外套管螺紋連接； 所述外套管的下端與夾持單元固定連接，所述內(nèi)螺紋桿的上端與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸固定連接； 進(jìn)一步，所述可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)還包括夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在夾持單元與調(diào)速伸縮單元之間，設(shè)置在夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)下部的旋轉(zhuǎn)軸與夾持單元的上部相連接，所述夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)的上部與調(diào)速伸縮單元的下部相連接；[0012] 進(jìn)一步，所述調(diào)速電機(jī)為高精度可控調(diào)速電機(jī)；[0013] 進(jìn)一步，所述夾臂驅(qū)動電機(jī)上設(shè)置有人工操作開關(guān)； 進(jìn)一步，所述控制單元包括PLC可編程控制器和與PLC可編程控制器相連接的微機(jī)裝置，所述夾臂驅(qū)動電機(jī)和調(diào)速電機(jī)均與PLC可編程控制器電連接。[0015] 本實(shí)用新型的有益效果是 本實(shí)用新型采用電機(jī)驅(qū)動夾持單元對盛放有待冷凍物質(zhì)的容器進(jìn)行夾持，然后通過調(diào)速伸縮單元將待冷凍物質(zhì)以設(shè)定好的速率逐漸浸入冷凍劑中，整個(gè)操作都是通過控制單元的設(shè)定自動完成，還能夠根據(jù)試驗(yàn)的要求，實(shí)現(xiàn)分段速率或者變速浸入操作，整套系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，操作簡便，可控性好，同步精度高。 本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用
新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為伸縮調(diào)節(jié)桿的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的控制連接示意圖。
具體實(shí)施方式以下將參照附圖，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 本實(shí)用新型的可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，包括夾持單元1、調(diào)速伸縮單元2、控制單元3和用于盛放冷凍劑的冷凍容器4 ;冷凍容器對應(yīng)設(shè)置在夾的夾持單元1下方；[0024] 如圖1所示，其中，夾持單元1包括夾臂11和用于驅(qū)動夾臂開合的夾臂驅(qū)動電機(jī)12，夾臂驅(qū)動電機(jī)12與夾臂11相連接； 調(diào)速伸縮單元2包括調(diào)速電機(jī)21和伸縮調(diào)節(jié)桿22，伸縮調(diào)節(jié)桿22的一端與調(diào)速電機(jī)21的轉(zhuǎn)動軸相連接，另一端與夾持單元1相連接； 伸縮調(diào)節(jié)桿22包括外套管223和內(nèi)螺紋桿224，內(nèi)螺紋桿224上設(shè)置有精密外螺紋，外套管223內(nèi)部設(shè)置有與內(nèi)螺紋桿224上的精密外螺紋配合的精密內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋桿224套設(shè)在外套管223的內(nèi)部且與外套管223螺紋連接； 外套管223的下端與夾持單元1固定連接，內(nèi)螺紋桿224的上端與調(diào)速電機(jī)21的轉(zhuǎn)動軸固定連接。 為了保證調(diào)速的精確性，調(diào)速電機(jī)21采用高精度可控調(diào)速電機(jī)。 為了滿足人工操作夾持試驗(yàn)管的需要，在夾臂驅(qū)動電機(jī)12上設(shè)置有人工操作開
關(guān)，只要撥動該開關(guān)，就可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)管的人工拿取或?qū)⒃囼?yàn)管夾持在夾臂上。 控制單元3包括PLC可編程控制器31和與PLC可編程控制器31相連接的微機(jī)裝
置32，如圖3所示，夾臂驅(qū)動電機(jī)12和調(diào)速電機(jī)21均與控制單元3電連接并受其控制。 本實(shí)用新型在使用時(shí)，通過微機(jī)裝置和PLC可編程控制器組成的控制單元來對整
機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行控制，實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)需要，預(yù)先通過微機(jī)裝置的人機(jī)交互界面向PLC可編程控制器寫入相關(guān)的參數(shù)，在將待冷凍物質(zhì)的試驗(yàn)管夾持到夾持單元上以后，由PLC可編程控制器控制調(diào)速伸縮單元的運(yùn)作，使試驗(yàn)管按照設(shè)定的參數(shù)在一定的時(shí)間內(nèi)依照程序設(shè)定的速率(非勻速)浸入到冷凍劑中，完成冷凍工作。[0032] 實(shí)施例二 如圖4所示，實(shí)施例二與實(shí)施例一的不同之處在于，在在夾持單元1與調(diào)速伸縮單
元3之間設(shè)置了夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)5，夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)5的旋轉(zhuǎn)軸與夾持單元1的上部相連接，夾
持旋轉(zhuǎn)電機(jī)5的上部與調(diào)速伸縮單元3的下部相連接。夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)5通過控制單元3進(jìn)
行控制，可以帶動試驗(yàn)管和夾持單元1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，滿足某些試驗(yàn)的特殊需要。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參
照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本
實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)
涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，其特征在于所述可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)包括夾持單元、調(diào)速伸縮單元、控制單元和用于盛放冷凍劑的冷凍容器；所述夾持單元包括夾臂和用于驅(qū)動夾臂開合的夾臂驅(qū)動電機(jī)，所述夾臂驅(qū)動電機(jī)與夾臂相連接；所述調(diào)速伸縮單元包括調(diào)速電機(jī)和伸縮調(diào)節(jié)桿，所述伸縮調(diào)節(jié)桿的一端與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸相連接，另一端與夾持單元相連接；所述冷凍容器對應(yīng)設(shè)置在夾臂的下方；所述夾臂驅(qū)動電機(jī)和調(diào)速電機(jī)均與控制單元電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，其特征在于所述伸縮調(diào)節(jié)桿包括外套管和內(nèi)螺紋桿，所述內(nèi)螺紋桿上設(shè)置有精密外螺紋，所述外套管內(nèi)部設(shè)置有與內(nèi)螺紋桿上的精密外螺紋配合的精密內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋桿套設(shè)在外套管的內(nèi)部且與外套管螺紋連接；所述外套管的下端與夾持單元固定連接，所述內(nèi)螺紋桿的上端與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸固定連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，其特征在于所述可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)還包括夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在夾持單元與調(diào)速伸縮單元之間，設(shè)置在夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)下部的旋轉(zhuǎn)軸與夾持單元的上部相連接，所述夾持旋轉(zhuǎn)電機(jī)的上部與調(diào)速伸縮單元的下部相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)速電機(jī)為高精度可控調(diào)速電機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，其特征在于所述夾臂驅(qū)動電機(jī)上設(shè)置有人工操作開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元包括PLC可編程控制器和與PLC可編程控制器相連接的微機(jī)裝置，所述夾臂驅(qū)動電機(jī)和調(diào)速電機(jī)均與PLC可編程控制器電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可調(diào)速定向冷凍系統(tǒng)，包括夾持單元、調(diào)速伸縮單元、控制單元和用于盛放冷凍劑的冷凍容器；夾持單元包括夾臂和用于驅(qū)動夾臂開合的夾臂驅(qū)動電機(jī)，夾臂驅(qū)動電機(jī)與夾臂相連接；調(diào)速伸縮單元包括調(diào)速電機(jī)和伸縮調(diào)節(jié)桿，伸縮調(diào)節(jié)桿的一端與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸相連接，另一端與夾持單元相連接；冷凍容器對應(yīng)設(shè)置在夾臂的下方；夾臂驅(qū)動電機(jī)和調(diào)速電機(jī)均與控制單元電連接，本實(shí)用新型可以通過調(diào)速伸縮單元將待冷凍物質(zhì)以設(shè)定好的速率逐漸浸入冷凍劑中，整個(gè)操作都是通過控制單元的設(shè)定自動完成，整套系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，操作簡便，可控性好，同步精度高。
文檔編號F25D29/00GK201463438SQ200920128689
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者劉小林, 劉罡, 葉淑英, 李天明, 許向彬 申請人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院