一種深冷箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的深冷箱，包括箱體(12)、蓋設(shè)于所述箱體(12)上的箱蓋(6)、可沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動的滑動隔板(10)、置于所述箱體(12)側(cè)壁的電加熱絲(3，5)、及置于所述箱體(12)內(nèi)的溫度傳感器(4)，從而實現(xiàn)了在不打開深冷箱的前提下，為處理材料提供氮氣(其它氣體)環(huán)境的可控溫回溫處理條件，使得材料的整個深冷處理及回溫過程都能在含水量極低的氮氣(其它氣體)中進行，有效地避免了傳統(tǒng)操作中，將材料從深冷箱中取出，直接暴露于空氣中回溫而造成材料表面結(jié)霜、吸水的難題。
【專利說明】
一種深冷箱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及低溫制冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有防結(jié)霜功能的深冷箱。
【背景技術(shù)】
[0002]深冷處理作為普通熱處理的一個補充過程，它是將材料置于一定的低溫環(huán)境中，按照一定的工藝進行處理的過程。研究及應(yīng)用表面深冷處理能夠有效改善材料的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、強度以及韌性等機械性能，從而能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，延長使用壽命，最終降低生產(chǎn)成本。美國等發(fā)達國家美國等發(fā)到國家早在六七十年代就將該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，近年來國內(nèi)的一些大小企業(yè)紛紛在自己的生產(chǎn)線上加入深冷處理這一工序。
[0003]傳統(tǒng)的深冷箱，密封效果較差，出口會與外界空氣聯(lián)通。在材料回溫過程中，材料暴露于空氣中時，表面容易結(jié)霜，這樣對于很多易腐蝕或易吸水的材料(如高分子材料等)來說會對其材料性能造成不利的影響。因此，吸水和表面結(jié)霜也成了材料深冷處理過程中的一道難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和問題，本發(fā)明提供一種深冷箱。
[0005]—種深冷箱，包括:
[0006]箱體(12)、蓋設(shè)于所述箱體(12)上的箱蓋(6)、設(shè)置于所述箱體(12)內(nèi)且可沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動的滑動隔板(10)、置于所述箱體(12)側(cè)壁的電加熱絲(3)和(5)、及置于所述箱體(12)內(nèi)的溫度傳感器(4);
[0007]所述箱體(12)的兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)置有兩個管路入口及兩個管路出口，所述兩個管路入口及兩個管路出口還對應(yīng)設(shè)置有電磁閥(1、7、8、13)，所述兩個管路入口還均設(shè)置有液氮分散器(2)及與所述液氮分散器(2)連接的軸流風(fēng)機(9)。
[0008]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述深冷箱還包括自動升降機構(gòu)(11)，所述自動升降機構(gòu)(11)的一側(cè)固定于所述箱體(12)的底部，另一側(cè)與所述滑動隔板(10)固定連接，通過所述自動升降機構(gòu)(11)的升降運動可實現(xiàn)所述滑動隔板(10)沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動。
[0009]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述深冷箱還包括彈簧式安全閥(14)，所述彈簧式安全閥(14)用于降低所述深冷箱內(nèi)部的壓力。
[0010]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述兩個管路入口分別為液氮入口和氮氣入口。
[0011]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述電磁閥(1、7、8、13)可根據(jù)溫度或壓力信號控制管路開閉。
[0012]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述箱體(12)的箱壁采用不銹鋼板制成，中間采用聚氨酯發(fā)泡材料填充。
[0013]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述液氮分散器(2)采用不銹鋼環(huán)管上面開小孔制成
[0014]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述滑動隔板(10)與所述箱體的內(nèi)壁(12)間填充有橡膠。
[0015]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述自動升降機構(gòu)(11)采用小型固定液壓式升降平臺。
[0016]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的深冷箱，包括箱體(12)、蓋設(shè)于所述箱體(12)上的箱蓋(6)、可沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動的滑動隔板(10)、置于所述箱體(12)側(cè)壁的電加熱絲(3，5)、及置于所述箱體(12)內(nèi)的溫度傳感器(4)，從而實現(xiàn)了在不打開深冷箱的前提下，為處理材料提供氮氣(其它氣體)環(huán)境的可控溫回溫處理條件，使得材料的整個深冷處理及回溫過程都能在含水量極低的氮氣(其它氣體)中進行，有效地避免了傳統(tǒng)操作中，將材料從深冷箱中取出，直接暴露于空氣中回溫而造成材料表面結(jié)霜、吸水的難題。
[0017]可以理解的是，本發(fā)明提供的深冷箱還可以通過控制電磁閥開合，實現(xiàn)液氮、氮氣(其它氣體)的回收利用。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例提供的深冷箱的組成示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例提供的溫度工藝參數(shù)曲線圖。
【具體實施方式】
[0020]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
[0021]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0022]請參閱圖1，本發(fā)明第一實施例提供一種深冷箱100，其包括下述部件:
[0023]箱體(12)、蓋設(shè)于所述箱體(12)上的箱蓋(6)、滑動隔板(10)、置于所述箱體(12)側(cè)壁的電加熱絲(3)和(5)、及置于所述箱體(12)內(nèi)的溫度傳感器(4)。
[0024]其中，所述箱體(12)的兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)置有兩個管路入口及兩個管路出口。
[0025]優(yōu)選地，所述兩個管路入口分別為液氮入口和氮氣入口。本發(fā)明優(yōu)選采用液氮作為制冷劑，成本低廉，無環(huán)境污染，操作方便?？梢岳斫?，實際中并不限于輸入液氮和氮氣，還可以采用其他制冷劑其對應(yīng)氣體。
[0026]進一步地，所述兩個管路入口及兩個管路出口還對應(yīng)設(shè)置有電磁閥(1、7、8、13)。優(yōu)選地，所述電磁閥(1、7、8、13)可根據(jù)溫度或壓力信號控制管路開閉?？梢岳斫?，本申請通過相應(yīng)電磁閥根據(jù)需要控制管路開閉，有效配合形成深冷處理、回火處理等深冷箱內(nèi)封閉環(huán)境，并杜絕外界空氣進入箱體。
[0027]進一步地，所述兩個管路入口還設(shè)置有液氮分散器(2)及與所述液氮分散器(2)連接的軸流風(fēng)機(9)。
[0028]優(yōu)選地，液氮分散器(2)采用不銹鋼環(huán)管上面開小孔制成，可以理解，在軸流風(fēng)機(9)的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)液氮的快速分散提高系統(tǒng)的工作效率。
[0029]優(yōu)選地，所述箱體(12)的箱壁采用不銹鋼板制成，中間采用聚氨酯發(fā)泡材料填充?？梢岳斫猓ㄟ^采用上述結(jié)構(gòu)進一步提高了該冷箱的致密性。
[0030]進一步地，所述滑動隔板(10)設(shè)置于所述箱體(12)內(nèi)且可沿所述箱體的內(nèi)壁(12)
上下滑動。
[0031]優(yōu)選地，所述滑動隔板(10)與所述箱體的內(nèi)壁(12)間填充有橡膠?？梢岳斫?，通過在所述滑動隔板(10)與所述箱體的內(nèi)壁(12)間填充橡膠，保持良好接觸，減少摩擦。
[0032]優(yōu)選地，所述深冷箱還包括自動升降機構(gòu)(11)，所述自動升降機構(gòu)(11)的一側(cè)固定于所述箱體(12)的底部，另一側(cè)與所述滑動隔板(10)固定連接，通過所述自動升降機構(gòu)
(11)的升降運動可實現(xiàn)所述滑動隔板(10)沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動。
[0033]可以理解，所述自動升降機構(gòu)實現(xiàn)帶動滑動隔板上下運動，通過所述滑動隔板從而改變深冷箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，當(dāng)滑動隔板在底部時，整體深冷箱可實現(xiàn)低至-196°C的深冷處理，同時可實現(xiàn)液氮浸泡處理功能，并且通過控制電磁閥開合，還可以實現(xiàn)液氮、氮氣(其它氣體)的回收利用；當(dāng)滑動隔板在中部時，通過通入帶壓氮氣(其它氣體)上部箱體形成可控回火處理環(huán)境。
[0034]優(yōu)選地，所述深冷箱還包括彈簧式安全閥(14)，所述彈簧式安全閥(14)用于降低所述深冷箱內(nèi)部的壓力?？梢岳斫?，通過配置彈簧式安全閥，以防深冷箱內(nèi)部壓力過大，提尚系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0035]本發(fā)明提供的深冷箱，包括箱體(12)、蓋設(shè)于所述箱體(12)上的箱蓋(6)、可沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動的滑動隔板(10)、置于所述箱體(12)側(cè)壁的電加熱絲(3，5)、及置于所述箱體(12)內(nèi)的溫度傳感器(4)，從而實現(xiàn)了在不打開深冷箱的前提下，為處理材料提供氮氣(其它氣體)環(huán)境的可控溫回溫處理條件，使得材料的整個深冷處理及回溫過程都能在含水量極低的氮氣(其它氣體)中進行，有效地避免了傳統(tǒng)操作中，將材料從深冷箱中取出，直接暴露于空氣中回溫而造成材料表面結(jié)霜、吸水的難題。
[0036]實施例
[0037]以工程塑料PA6為例，深冷處理流程如下:
[0038]1.打開深冷箱蓋6，放入PA6樣品后蓋上，保證所有電磁閥都是關(guān)閉狀態(tài)；
[0039]2.設(shè)置工藝參數(shù)如圖2所示實現(xiàn)冷處理(包含液氮浸泡、回火等過程)；
[0040]3.深冷箱電腦程序自動控制自動升降機構(gòu)11到底部，帶動滑動隔板10到底部，打開液氮入口電磁閥8通入液氮，在液氮分散器與軸流風(fēng)機2作用下實現(xiàn)箱體內(nèi)均勻降溫，按設(shè)定降溫速率發(fā)生溫度變化，出口電磁閥13自動開合排出多余汽化氮氣；
[0041]4.隨著溫度降低，到液氮溫度_196°C時，排出多余汽化氮氣后，隨著液氮量增加，當(dāng)出口電磁閥13有液氮流出時，關(guān)閉出口電磁閥13，根據(jù)深冷箱內(nèi)壓力，自動開合氮氣(其它氣體)出口電磁閥7排出汽化氮氣。從而實現(xiàn)液氮浸泡功能，液氮具體用量，可根據(jù)樣品大小而定；
[0042]5.回火到70 °C的過程中，關(guān)閉液氮入口電磁閥8，打開出口電磁閥13回收部分液氮。關(guān)閉出口電磁閥13后，啟動自動升降機構(gòu)11推動滑動隔板10上升到中部。自動打開氮氣(其它氣體)入口電磁閥I，充入帶壓氮氣(其它氣體)，完成充氣后，關(guān)閉氮氣(其它氣體)入口電磁閥I，同時根據(jù)加熱溫度速率的需要，啟動電加熱絲3、電加熱絲5對樣品所在的氮氣(其它氣體)回火環(huán)境進行加熱，直至70°C并進行保溫。期間氮氣(其它氣體)出口電磁閥7自動開合，排出箱內(nèi)氮氣(其它氣體)防止內(nèi)部壓力過大；
[0043]6.70°C保溫結(jié)束后，回到室溫階段。自動調(diào)低電加熱絲3、電加熱絲5的加熱功率，使樣品溫度降低至室溫。(也可直接充入室溫氮氣(其它氣體)，使樣品更快回到室溫。)；
[0044]7.深冷箱蓋6，取出工程塑料PA6試樣，進行性能測試；
[0045]其中，氮氣(其它氣體)出口電磁閥7和出口電磁閥13排出的氮氣(其它氣體)可根據(jù)需要進行回收利用。
[0046]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種深冷箱，其特征在于，包括: 箱體(12)、蓋設(shè)于所述箱體(12)上的箱蓋(6)、設(shè)置于所述箱體(12)內(nèi)且可沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動的滑動隔板(10)、置于所述箱體(12)側(cè)壁的電加熱絲(3)和(5)、及置于所述箱體(12)內(nèi)的溫度傳感器(4); 所述箱體(12)的兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)置有兩個管路入口及兩個管路出口，所述兩個管路入口及兩個管路出口還對應(yīng)設(shè)置有電磁閥(1、7、8、13)，所述兩個管路入口還設(shè)置有液氮分散器(2)及與所述液氮分散器(2)連接的軸流風(fēng)機(9)。2.如權(quán)利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述深冷箱還包括自動升降機構(gòu)(11)，所述自動升降機構(gòu)(11)的一側(cè)固定于所述箱體(12)的底部，另一側(cè)與所述滑動隔板(10)固定連接，通過所述自動升降機構(gòu)(11)的升降運動可實現(xiàn)所述滑動隔板(10)沿所述箱體的內(nèi)壁(12)上下滑動。3.如權(quán)利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述深冷箱還包括彈簧式安全閥(14)，所述彈簧式安全閥(14)用于降低所述深冷箱內(nèi)部的壓力。4.如權(quán)利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述兩個管路入口分別為液氮入口和氮氣入口。5.如權(quán)利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述電磁閥(1、7、8、13)可根據(jù)溫度或壓力信號控制管路開閉。6.如權(quán)利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述箱體(12)的箱壁采用不銹鋼板制成，中間采用聚氨酯發(fā)泡材料填充。7.如權(quán)利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述液氮分散器(2)采用不銹鋼環(huán)管上面開小孔制成。8.如權(quán)利要求1所述的深冷箱，其特征在于，所述滑動隔板(10)與所述箱體的內(nèi)壁(12)間填充有橡膠。9.如權(quán)利要求2所述的深冷箱，其特征在于，所述自動升降機構(gòu)(11)采用小型固定液壓式升降平臺。
【文檔編號】F25D3/10GK105972901SQ201610402487
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】王俊杰, 童寧祥, 顧開選, 郭嘉
【申請人】中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所