專利名稱：用脈沖管制冷機做冷源的低溫箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用脈沖管制冷機做冷源的低溫箱。本實用新型是用以產(chǎn)生從－60℃到－196℃溫區(qū)范圍的低溫試驗和低溫儲藏設(shè)備，適用于機械電子產(chǎn)品(包括元器件，材料和微型整機)的低溫試驗以及醫(yī)院、科研、生物等部門的疫苗、細胞、菌類、血漿、種子、蔬菜等的低溫儲藏。本實用新型屬制冷機領(lǐng)域，也涉及到機械制造行業(yè)。
做低溫箱的冷源可以有許多種制冷方法。目前現(xiàn)有低溫箱產(chǎn)品的冷源一般都是兩級復(fù)疊式氟里昂制冷系統(tǒng)，冷箱最低溫度為－60℃到－80℃范圍內(nèi)，只有極少數(shù)產(chǎn)品可以達到－100℃，而要達到－100℃以下的溫區(qū)，在理論上是可以用三級復(fù)疊式氟里昂制冷系統(tǒng)做為低溫箱的冷源，但在實際中，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，至今仍沒有看到產(chǎn)品使用。采用氟里昂制冷系統(tǒng)做低溫箱的冷源，首先限制了低溫箱溫度；其次采用多級復(fù)疊式，結(jié)構(gòu)龐大、效率低、可靠性差，而最大的缺陷在于氟里昂對大氣層的污染，因此，使得現(xiàn)有低溫箱在使用中受到了許多限制。
脈沖管制冷機最早發(fā)明于六十年代初，自八十年代中期到現(xiàn)在經(jīng)過兩次大的改進，使得該制冷機有著許多實際的應(yīng)用前景。脈沖管制冷機主要由八個部件組成，如


圖1示。其中①是壓力波發(fā)生器；②是散熱器；③是蓄冷器；④是冷頭；⑤是脈沖管；⑥是節(jié)流小孔；⑦是氣庫；⑧是雙向進氣孔?，F(xiàn)有脈沖管制冷機的研究和應(yīng)用，大都是在－196℃以下溫區(qū)，高于－196℃溫區(qū)的脈沖管制冷機的應(yīng)用和研究仍然處于空白狀態(tài)。
本實用新型的目的就是為了克服氟里昂制冷系統(tǒng)做低溫箱冷源的缺點而將目前應(yīng)用于低于－196℃溫區(qū)的脈沖管制冷機用于低溫箱的冷源，獲得效率高、溫區(qū)寬、結(jié)構(gòu)緊湊、無污染的新型低溫箱。
圖1是脈沖管制冷機流程示意圖。
圖2是用脈沖管制冷機做冷源的低溫箱流程示意圖。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)結(jié)合圖2加以說明。其中，①是壓力波發(fā)生器；②是散熱器；③是蓄冷器；④是冷頭；⑤是脈沖管；⑥是節(jié)流小孔；⑦是氣庫；⑧是雙向進氣孔；⑨是低溫箱包括；箱體，冷端換熱器及輔助射備。壓力波發(fā)生器產(chǎn)生系統(tǒng)的壓力波動，連接在壓力波發(fā)生器①和蓄冷器③之間的散熱器②耗散掉壓力波發(fā)生器產(chǎn)生的壓縮熱；冷頭④連接在蓄冷器③和脈沖管⑤之間并布置于低溫箱的箱體⑨內(nèi)，使低溫箱箱體的溫度降低；節(jié)流小孔⑥連接在脈沖管⑤和氣庫⑦之間；雙向進氣小孔⑧連接在壓力波發(fā)生器①的出口和脈沖管⑤的熱端之間；低溫箱箱體以及冷端換熱器和低溫箱的輔助設(shè)備⑨是和冷頭④相連接。
本實用新型的特征在于1、利用脈沖管制冷機做低溫箱冷源，可以使低溫箱達到更低的溫度，并具有更寬的溫區(qū)(－60℃～－196℃)；2、利用脈沖管制冷機做冷源的低溫箱不會產(chǎn)生有害于環(huán)境的污染；3、做冷源的脈沖管制冷機的工質(zhì)為氣體，液體或氣、液兩相物質(zhì)的一種；4、壓力波發(fā)生器如圖2中的①示，它是由無閥壓縮機或者是由普通壓縮機和高、低壓氣源加配氣裝置所組成。其中，配氣裝置的進、排氣端連接在普通壓縮機的出口和進口，或者配氣裝置的進、排氣端分別和高、低壓氣源相連接。5、散熱器，如圖2中②示，可以采用水冷或空冷的方法；6、蓄冷器和脈沖管，如圖2中③和⑤示，為直的，彎曲的或圓形的形狀，它們之間的相對位置是直線的，∪型的或同軸的；7、節(jié)流小孔和雙向進氣小孔如圖2中⑥和⑧示，可以是毛細管也可以是閥門或一切阻力元件；8、低溫箱的箱體如圖2中的⑨示，可以采用真空絕熱或者低熱導(dǎo)材料絕熱。9、本實用新型雖然是針對－60℃～－196℃的低溫箱，但對于利用脈沖管制冷機做冷源的低于－196℃的低溫箱和高于－60℃的冰柜以及家用冰箱，本實用新型也包括在內(nèi)。對于技術(shù)上熟練的人，對本實用新型作各種修正亦屬本實用新型的范圍。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有著溫區(qū)寬、無污染、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高，而且易于實施的優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種用脈沖管制冷機做冷源的低溫箱，用以產(chǎn)生-60℃到-196℃范圍的低溫，適用于機電產(chǎn)品的低溫試驗以及疫苗、細胞、菌類、血漿、種子、蔬菜的低溫儲藏，其特征在于將脈沖管制冷機和低溫箱結(jié)合在一起，脈沖管制冷機包括壓力波發(fā)生器，脈沖管，蓄冷器，冷頭，氣庫，節(jié)流小孔，雙向進氣孔，散熱器；低溫箱包括箱體，冷端換熱器及輔助射備，其中，散熱器②連接壓力波發(fā)生器①和蓄冷器③，冷頭④連接蓄冷器③、脈沖管⑤和低溫箱箱體以及冷端換熱器和低溫箱的輔助設(shè)備⑨，節(jié)流小孔⑥連接脈沖管⑤和氣庫⑦，雙向進氣小孔⑧連接壓力波發(fā)生器①的出口和脈沖管⑤的熱端。
2.按權(quán)利要求書1所述的低溫箱，其特征在于壓力波發(fā)生器是由無閥壓縮機或者是由普通壓縮機和高、低壓氣源加配氣裝置所組成，其中，配氣裝置的進、排氣端連接在普通壓縮機的出口和進口，或者配氣裝置的進、排氣端分別和高、低壓氣源相連接。
3.按權(quán)利要求書1所述的低溫箱，其特征在于冷源系統(tǒng)的工質(zhì)氣體，液體或氣、液兩相物質(zhì)的一種。
4.按權(quán)利要求書1所述的低溫箱，其特征在于脈沖管和蓄冷器為直的，彎曲的或圓形的形狀，它們之間的相對位置是直線的，∪型的或同軸的。
專利摘要用脈沖管制冷機做冷源的低溫箱，屬制冷機領(lǐng)域。本實用新型提供一種溫區(qū)寬、無污染、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高的-60℃～-196℃的低溫箱。其主要特征是將脈沖管制冷技術(shù)應(yīng)用到低溫箱里，使低溫箱可以達到更低的溫度。本實用新型解決了脈沖管制冷機在普冷領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用問題。
文檔編號F25B23/00GK2100585SQ9120857
公開日1992年4月1日 申請日期1991年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月21日
發(fā)明者王俊杰, 周遠, 宣戰(zhàn)北 申請人:中國科學(xué)院低溫技術(shù)實驗中心