專利名稱：橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溫差電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種橡膠低溫脆性測(cè)定用 溫差電冷阱致冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
橡膠低溫脆性測(cè)定是橡膠在規(guī)定條件下試樣受沖擊出現(xiàn)破壞時(shí)的最高溫 度，通過(guò)低溫脆性測(cè)定可對(duì)非硬質(zhì)塑料及其他彈性材料在低溫下的使用性能 作比較性鑒定，低溫脆性的測(cè)定無(wú)論在科學(xué)研究、橡膠、塑料及其他制品的
質(zhì)量檢驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制過(guò)程中都是不可或缺的；目前，在國(guó)內(nèi)很多 建材、橡膠、塑料、包裝、線纜、膠帶等多種材料和成品的物理性能分析測(cè) 試都依賴于進(jìn)口設(shè)備和國(guó)內(nèi)少數(shù)幾家單位提供的大型設(shè)備，對(duì)于這些大型設(shè) 備首先是成本高，需要大量的資本投入，其次是需要專門的人才進(jìn)行操作和 維護(hù)，無(wú)疑浪費(fèi)了人才，再有這些設(shè)備中的相當(dāng)部分體積龐大，不宜移動(dòng)受 時(shí)空限制大。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，而提供了一種體積小、重量 輕、便于攜帶運(yùn)輸、成本低，測(cè)試精度高的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱 致冷系統(tǒng)。
本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案是 橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，包括溫差電致冷器和冷阱， 其特點(diǎn)是所述冷阱由防漏密封螺紋嚙合連接的聚四氟材料冷阱座、紫銅材 料阱體和聚四氟材料冷阱套構(gòu)成，所述溫差電致冷器冷面貼在紫銅阱體外面、 溫差電致冷器熱面貼有紫銅水套，通以直流電致冷，實(shí)現(xiàn)能量交換。 本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述防漏密封螺 紋嚙合連接處均勻涂抹有密封膠；所述溫差電致冷器與阱體和水套的接觸面均勻涂抹有導(dǎo)熱硅脂。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述溫差電致冷 器、阱體和水套由定位螺栓穿過(guò)定位板緊固定位壓塊夾緊，使溫差電致冷器、 阱體和水套具有良好接觸，冷阱座和冷阱套各端面分別用緊固螺栓固定在外 殼內(nèi)壁上。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述外殼外壁上 設(shè)置有接線端子，所述溫差電致冷器和阱體交界處設(shè)置有加熱器，所述阱體 中部通過(guò)導(dǎo)熱膠固結(jié)有熱偶。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述溫差電致冷 器、加熱器、熱偶導(dǎo)線分別連接在所述接線端子上。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述加熱器由 220VAC電源為PID儀表、開關(guān)電源和由繼電器控制。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述水套連接有
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述阱體為外方 內(nèi)圓結(jié)構(gòu)，所述冷阱座和冷阱套為圓柱體結(jié)構(gòu)。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述溫差電致冷 器釆用三級(jí)大功率TEM系列致冷器。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是所述冷阱致冷系 統(tǒng)空隙處填充有聚氨酯泡沫。
本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是通過(guò)釆用紫銅主阱體位于兩個(gè)用 于保溫和蓄冷液用聚四氟冷阱座、冷阱套中間，阱體導(dǎo)熱性好而其余部分導(dǎo) 熱性差，在保證冷阱良好降溫的同時(shí)也有效的保證阱體能量損粍，減小其與 外界的熱交換；冷阱致冷系統(tǒng)剩余所有空間均勻填充聚氨酯泡沬，不僅有效 實(shí)現(xiàn)冷阱的保溫，減少漏熱還可以防止溫差電致冷過(guò)程遇空氣冷凝結(jié)露造成 溫差電材料與電極處形成原電池自我腐蝕的情形發(fā)生，同時(shí)，增加了整體機(jī) 械強(qiáng)度，抗沖擊振動(dòng)能力大大加強(qiáng)，可遠(yuǎn)程運(yùn)輸，該冷阱具有分立性強(qiáng)，安 裝方便，損壞時(shí)方便維護(hù)的特點(diǎn)，特別適于精細(xì)部件深低溫試驗(yàn)及要求降溫速度快的低溫試驗(yàn)場(chǎng)合使用。

圖1為本實(shí)用新型橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)半剖主
視圖2為本實(shí)用新型橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)局部剖 俯視圖3為本實(shí)用新型橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制電 路示意圖。
圖中的標(biāo)號(hào)分別為l為外殼，2為聚氨酯泡沬，3為冷阱套，4為水套， 5為定位板，6為定位壓塊，7為溫差電致冷器，8為阱體，9為定位螺栓， IO為密封膠，ll為冷阱座，12為緊固螺栓，13為加熱器，14為熱偶，15為 致冷器、熱偶、加熱器接線端子，16為水嘴，17為繼電器，18為PID儀表， 19為開關(guān)電源。
具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)施 例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下
請(qǐng)參照?qǐng)D1-圖3:橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱的致冷系統(tǒng)包括溫差 電致冷器7、冷阱座ll、阱體8和冷阱套3;溫差電致冷器7作為該系統(tǒng)最 核心的部件，通以直流電致冷，實(shí)現(xiàn)能量交換；冷阱由冷阱座ll、阱體8和 冷阱套3三部分構(gòu)成，其中阱體8由熱導(dǎo)系數(shù)高的紫銅材料加工處理而成， 冷阱座11和冷阱套3由導(dǎo)熱性能差的聚四氟材料加工而成，這三部分采用防 漏密封螺紋嚙合方式連接，為了防止因?yàn)槿糠植牧喜煌蚺蛎浵禂?shù)造成機(jī) 械性滲漏在螺紋嚙合面處均勻涂抹硅橡膠密封膠10;溫差電致冷器7位于紫 銅阱體8和用于傳熱的紫銅水套4之間，形成獨(dú)特的三明治結(jié)構(gòu)，溫差電致 冷器7、阱體8、水套4之間的接觸面均勻涂抹導(dǎo)熱硅脂，保證良好熱傳導(dǎo)； 通過(guò)定位壓塊6和定位板5，由定位螺栓9的夾緊實(shí)現(xiàn)溫差電致冷器7與阱 體8和水套4三者之間的良好接觸；緊固螺栓12分別將冷阱座11固定在底 面外殼1上、將冷阱套3固定在頂面外殼1上。熱偶14由導(dǎo)熱膠固結(jié)于阱體8中部，監(jiān)測(cè)冷阱實(shí)際溫度；加熱器13對(duì)阱體8溫度實(shí)現(xiàn)熱補(bǔ)償功能，保證 所需溫度的精度。水套4和水嘴16通以不同流量的循環(huán)水，用以實(shí)現(xiàn)溫差電 致冷器7熱面散熱；冷阱致冷系統(tǒng)剩余所有空間均句填充聚氨酯泡沫2,不 僅有效實(shí)現(xiàn)冷阱的保溫，減少漏熱還可以防止溫差電致冷過(guò)程遇空氣冷凝結(jié) 露造成溫差電材料與電極處形成原電池自我腐蝕的情形發(fā)生，同時(shí)，增加了 整體機(jī)械強(qiáng)度，抗沖擊振動(dòng)能力大大加強(qiáng)，可遠(yuǎn)程運(yùn)輸；220VAC電源為PID 儀表18、開關(guān)電源19和由繼電器17控制的加熱器13供電，差電致冷器7、 熱偶14、加熱器13上導(dǎo)線分別連接在外殼1外面的端子15上，PID儀表18 輸出信號(hào)分別送到電壓可調(diào)開關(guān)電源控制其致冷輸出和繼電器17控制加熱 器的工作與否，通過(guò)PID儀表18的自整定功能實(shí)現(xiàn)溫差電冷阱連續(xù)、高精度
控溫?？販鼐冗_(dá)到土o. rc。
實(shí)施例溫差電致冷器7為4支TEM3-11725型三級(jí)致冷器，釆用兩串兩 并的混合連接方式，開關(guān)電源滿額工作電壓20V,工作電流46A,溫差電致冷 器7冷面與紫銅阱體8緊密連接，接觸面均勻涂抹導(dǎo)熱硅脂，實(shí)現(xiàn)對(duì)阱體內(nèi) 工作液吸熱，阱體8為外形長(zhǎng)方體，與其同心圓柱體貫穿整個(gè)阱體，該紫銅阱 體8有密封型內(nèi)螺紋，冷阱座ll、冷阱套3為圓環(huán)，內(nèi)徑與阱體8相同，冷 阱座11底座與外殼1連接，冷阱套3頂蓋與外殼1連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)冷阱定位。 冷阱制冷范圍內(nèi)可容納800ml~ 1300ml的液體；熱偶14通過(guò)導(dǎo)熱膠固結(jié)在阱 體8上的熱偶孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)。阱體8內(nèi)均勻填充聚氨酯泡沬，實(shí)現(xiàn)對(duì) 冷阱有效保溫，增強(qiáng)致冷器可靠性，增加冷阱機(jī)械強(qiáng)度。整個(gè)冷阱外形尺寸 為300咖x 300mmx 300mm，占用空間很小。紫銅阱體8和聚四氟阱體通過(guò)防漏 密封螺紋嚙合構(gòu)成三段式冷阱。溫差電致冷器7冷端貼于紫銅阱體8熱吸收 平面，實(shí)現(xiàn)阱體8內(nèi)工作液降溫，定位板5、定位壓塊6和定位螺栓9將溫 差電致冷器7緊固于紫銅阱體8表面，使它們之間保持良好接觸，無(wú)相對(duì)運(yùn) 動(dòng)，為保證他們之間良好熱接觸，將接觸面均勻涂抹一層導(dǎo)熱硅脂。將冷阱 通過(guò)緊固螺栓12固結(jié)于外殼上下端面之間，保證良好相對(duì)定位。阱體8和溫 差電致冷器7外的空間釆用整體發(fā)泡工藝將其均勻填充聚氨酯泡沬2，實(shí)現(xiàn) 與外部良好絕熱的同時(shí)也增強(qiáng)了冷阱機(jī)械強(qiáng)度。阱體內(nèi)充滿液體實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)。引入連續(xù)PID自整定調(diào)節(jié)控溫方式具有響應(yīng)速度快，控溫精度高等特點(diǎn)。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)就是利用溫差電致冷原理進(jìn)行 工作的，即當(dāng)溫差電致冷器7中有直流電通過(guò)時(shí)，溫差電致冷器7—面吸熱
一面放熱，分別稱其為溫差電致冷器的冷端和熱端，將熱端廢熱排出并保持 在一定溫度而冷端不斷對(duì)工作環(huán)境吸熱降溫。該原理具體應(yīng)用到一種橡膠低 溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱就是致冷器通過(guò)紫銅阱體8對(duì)工作液吸熱實(shí)現(xiàn)降 溫，而通以循環(huán)水的紫銅水套4負(fù)責(zé)將致冷器熱端廢熱導(dǎo)出排走。 一種橡膠 低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱能夠?qū)崿F(xiàn)-80匸 (TC的深溫大溫度測(cè)定范圍，冷 阱具有可容納800ral~ 1300ml大大容積，整個(gè)冷阱外形尺寸為300mmx 300mm x 300mm,占用空間很小。PID控制方式和PTC陶瓷加熱補(bǔ)償方式的引入實(shí)現(xiàn)
高精度自動(dòng)溫控，可隨意設(shè)置需要溫度，控溫精度達(dá)到土o. rc。
橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷致冷系統(tǒng)工作過(guò)程如下通電后整個(gè)系統(tǒng) 處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，PID儀表18顯示當(dāng)前熱偶14測(cè)定溫度。設(shè)定冷阱所需溫
度，接通溫差電致冷器7，開始致冷工作。如果所需溫度高于當(dāng)前監(jiān)測(cè)溫度， 那么溫差電致冷器7開始工作，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度低于所需溫度時(shí)，繼電器閉合， 控制加熱器13工作，實(shí)現(xiàn)熱補(bǔ)償，保證所需溫度，精度為土0.1。C。如果當(dāng) 前監(jiān)測(cè)溫度低于所需溫度，那么溫差電致冷器7不開起，繼電器17直接控制 加熱器13熱補(bǔ)償，直到監(jiān)測(cè)溫度高于所需溫度時(shí)，溫差電致冷器7開始工作。 由于PID儀表18具有數(shù)顯和自整定功能，可以實(shí)時(shí)顯示溫度并實(shí)現(xiàn)連續(xù)高精 度控溫。
權(quán)利要求1.橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，包括溫差電致冷器和冷阱，其特征在于所述冷阱由防漏密封螺紋嚙合連接的聚四氟材料冷阱座、紫銅材料阱體和聚四氟材料冷阱套構(gòu)成，所述溫差電致冷器冷面貼在紫銅阱體外面、溫差電致冷器熱面貼有紫銅水套，通以直流電致冷，實(shí)現(xiàn)能量交換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述防漏密封螺紋嚙合連接處均勻涂抹有密封膠；所述溫差電致冷器 與阱體和水套的接觸面均勻涂抹有導(dǎo)熱硅脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述溫差電致冷器、阱體和水套由定位螺栓穿過(guò)定位板緊固定位壓塊 夾緊，使溫差電致冷器、阱體和水套具有良好接觸，冷阱座和冷阱套各端面 分別用緊固螺栓固定在外殼內(nèi)壁上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述外殼外壁上設(shè)置有接線端子，所述溫差電致冷器和阱體交界處設(shè) 置有加熱器，所述阱體中部通過(guò)導(dǎo)熱膠固結(jié)有熱偶。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述溫差電致冷器、加熱器、熱偶導(dǎo)線分別連接在所述接線端子上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述加熱器由220VAC電源為PID儀表、開關(guān)電源和由繼電器控制。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述水套連接有水嘴。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述阱體為外方內(nèi)圓結(jié)構(gòu)，所述冷阱座和冷阱套為圓柱體結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特征 在于所述溫差電致冷器采用三級(jí)大功率TEM系列致冷器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，其特 征在于所述冷阱致冷系統(tǒng)空隙處填充有聚氨酯泡沬。
專利摘要本實(shí)用新型屬于橡膠低溫脆性測(cè)定用溫差電冷阱致冷系統(tǒng)，包括溫差電致冷器和冷阱，其特點(diǎn)是所述冷阱由防漏密封螺紋嚙合連接的聚四氟材料冷阱座、紫銅材料阱體和聚四氟材料冷阱套構(gòu)成，所述溫差電致冷器冷面貼在紫銅阱體外面、溫差電致冷器熱面貼有紫銅水套，通以直流電致冷，實(shí)現(xiàn)能量交換。通過(guò)采用紫銅阱體和聚四氟材料冷阱座、冷阱套，在保證冷阱良好降溫的同時(shí)減小其與外界的熱交換；冷阱致冷系統(tǒng)剩余所有空間均勻填充聚氨酯泡沫，不僅能夠保溫，還可以防止溫差電材料與電極自我腐蝕，同時(shí)，增加整體機(jī)械強(qiáng)度，抗沖擊振動(dòng)能力大大加強(qiáng)，還可遠(yuǎn)程運(yùn)輸，特別適于精細(xì)部件深低溫試驗(yàn)及要求降溫速度快的低溫試驗(yàn)場(chǎng)合使用。
文檔編號(hào)F25B21/02GK201152651SQ20072009897
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者王鐵民, 陳學(xué)軍, 馬洪奎 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所