[其他]半導體真空冷凍干燥器

無效

• 申請號: 87209124
• 申請日: 1987-06-12
• 公開（公告）號: CN87209124U
• 公開（公告）日: 1988-01-20
• 發明（設計）人: 蔡戴熙;國毅;葉京漢;成桂平
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: F25B21/01
• 分類號: F25B21/01;F26B5/06
• 代理公司: 南開大學專利事務所
• 代理人: 趙尊生

本發明屬于冷凍裝置，也屬于真空干燥裝置。

目前市售的真空冷凍干燥設備多為壓縮機式或者采用液氮致冷真空干燥，前者致冷量大，但結構比較復雜，價格昂貴，而且存在致冷介質（如氟里昂等）漏出的可能性；后者雖可用于少量樣品的冷凍干燥，但穩定性難于保證。在保存生物樣品使之保持生物活性和原結構不變以及微量元素分析中，真空冷凍干燥器是十分需要的設備之一。

本發明的目的在于提供一種結構簡單、造價低廉、致冷溫度可控、無噪音、無級調節、安全可靠、經久耐用的專供實驗室使用的真空冷凍干燥器。

本發明采用半導體帕爾帖效應（電致冷效應）。當電流沿某一方向流過金屬－－半導體電偶對時，一端發熱，另一端致冷。改變電流方向，發熱端與致冷端即調換位置。將一定數量的電偶對組成一個系統，用冷卻水將熱端的熱量帶走，即可實現冷凍性能；改變電流方向，即可實現升溫性能。將這樣的系統與真空系統結合起來就可分別實現冷凍、升溫或減壓干燥性能。

本發明是由底盤、真空罩、真空墊圈、金屬－－半導體電偶對致冷電堆、塑料膜、勻溫盤、冷卻水箱、真空三通閥、真空泵和可變電壓電源構成。

參照附圖：圖中（1）是底盤，（2）是金屬－－半導體電偶對致冷電堆，（3）是塑料膜，（4）是勻溫盤，（5）是熱電偶，（6）是真空罩，（7）是真空墊圈，（8）是真空規，（9）是真空三通閥，（10）是電磁閥，（11）是真空泵，（12）是冷卻水箱，（12a）是冷卻水箱入水口，（12b）是冷卻水箱出水口，（13）是水壓繼電器，（14）是可變電壓電源，（15）是溫度表，（16）是濾氣球，（17）是電開關。

底盤（1）是經過表面氧化的金屬板（如銅板）做成，因為金屬具有較高的電導率和良好的導熱性，這樣可以有效地傳遞熱能，有利于設在底盤（1）下方的冷卻水箱（12）將熱量帶走，提高致冷效率。冷卻水箱（12）焊接在底盤（1）上。底盤（1）上方的致冷電堆（2）是由一級、140對電偶對整齊排列而成。本發明選用的電偶對為φ7×L7，每對電偶在△T＝30℃溫度下致冷量為0.8大卡／小時，額定通電電流為20安培。當然，致冷電堆的電偶級數及對數可根據不同致冷溫度和致冷量作出改變，致冷電堆的布局也可根據溫度場的要求而改變。致冷電堆（2）的供電導線通過絕緣密封方式穿過底盤（1），然后與可變電壓電源（14）相連結，可變電壓電源（14）是電壓連續可調的直流電源，它可由可調變壓器、整流器和濾波器組成，調節可調變壓器，可設定冷凍溫度；或者由變壓器及可控硅整流器及其調節電路組成，調節電路受溫度信號的控制，可進行冷卻溫度自動設定。水壓繼電器（13）安裝在冷卻水箱入水口（12a）管線上，市電經過水壓繼電器（13）的接點與電源接通。當水壓不足時，水壓繼電器接點自動斷開，切斷供電電源，這時，可變電壓電源（14）停止向致冷電堆（2）供電，以保護冷凍干燥器。水壓不足或市電供電中斷時，電磁閥（10）動作，使真空泵（11）及冷凍干燥器通過濾氣球（16）與大氣相通，以防止真空泵（11）中的泵油倒流進入真空系統，並保護樣品。致冷電堆（2）上方的勻溫盤（4）用金屬板（如鋁板）做成，它與致冷電堆（2）之間用涂有電絕緣導熱膏（如硅膠等）的塑料膜（3）隔開。勻溫盤（4）上裝有熱電偶（5），用于測定冷凍溫度。熱電偶（5）通過絕緣密封方式穿過底盤（1），並與溫度表（5）相連接。在采用自動控溫時，熱電偶（5）與溫度信號檢測及自控系統相連接。真空罩（6）用玻璃做成，采用磨口方式通過真空墊圈（7）放置在底盤（1）的上方外沿構成冷凍干燥室。在底盤（1）的下方，連接一個與冷凍干燥室相通的管，該管與真空三通閥（9）連接，其間安裝一個真空規（8），以監測冷凍干燥室真空度。真空三通閥（9）通過電磁閥（10）與真空泵（11）接通。停電時，電磁閥（10）如前所述使真空系統及真空泵（11）通過濾氣球（16）與大氣接通。真空三通閥（9）有與大氣的通路，在通向大氣的管路上裝有濾氣球（16），當樣品真空干燥完成時，通過這個濾氣球（16）向冷凍干燥室放氣，以防止空氣中雜質污染樣品。真空泵（11）采用一般抽速的機械泵即可，為了避免污染泵油，以采用氣鎮式真空泵為宜。

本發明的主要技術參數是：

電源：220V，50Hz

耗用功率：1.2KVA

冷凍干燥室容積：φ24×20cm³

勻溫盤表面積：220cm²

溫度調節范圍：＋50℃～－30℃

最大冷干量：100克（水樣物）

真空度：＜1mmHg