低温恒温池实验平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低温恒温池实验平台，包括有制冷机、真空杜瓦组件、恒温池组件等；制冷机安装在真空杜瓦组件的真空杜瓦筒体上，真空杜瓦筒体与制冷机安装法兰相连，制冷机冷头位于真空杜瓦筒体内部，真空杜瓦筒体内位于制冷机冷头下方设有热桥、加热块、恒温池组件；制冷机冷头与恒温池组件之间通过热桥连接；热桥表面对称布置有数个加热块；恒温池组件处于热桥正下方，且恒温池长圆筒体与真空杜瓦筒体同轴。本实用新型专利技术解决了低温工程中关于长度大于1000mm的长圆筒体内压力低于一个标准大气压气体的温度调节与控制问题，而且能够将此气态空间的温度均匀性控制在1K以内；结构上可以使热传导路径自由可调，有利于调高温度均匀性指标。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及低温工程温度调节与控制领域，具体为低温恒温池实验平台。
技术介绍
目前，在低温工程的温度调节与控制领域，对于外形为圆盘状，直径尺寸小于400mm的金属固体的温度调节与控制技术基本成熟。这是因为小直径的圆盘状金属结构形式简单，便于热（或冷）量的传递；圆盘状的外形表面便于加热块的布置以及与冷源制冷机的表面进行连接固定；而且固体的导热系数较大，故而控制的响应时间相应较短。但是，在低温工程实践中，我们常常还会遇到需要对长度大于1000mm的长圆筒体内的气体进行温度调节与控制的问题。相对于小直径的规则固体而言，现有技术对长圆筒体内气体温度调节与控制问题的解决却没有很好的方案。主要原因在于以下几点：一、长圆筒体的外表面为弧形面，与冷源制冷机平面间的连接不易实现，需设计转接结构才能实现两者间的有效紧密连接；二、长圆筒体与制冷机间的转接结构使两者之间不再是简单的一维热传导，导热热阻增加较多，而且导热面积在各结构件上也不再相等，增加了热传导的影响因素；三、相对于单一的纯固体传导，冷量由制冷机传递到长圆筒体内的气态空间还需要综合考虑固体与气体间的热传导、热对流及气体与气体间的热传导因素，热传导方式不再单一，复杂很多；四、在控制的响应时间方面，除长圆筒体长度大于1000mm使热传导路径变长增加响应时间外，气体的导热系数远远小于固体的导热系数也使控制的响应时间大大增加。对于以上技术瓶颈，现有的技术方案显然无法解决。
技术实现思路
本技术的目的是提供一套低温恒温池实验平台，以解决现有技术中无法解决的对长度大于1000mm的长圆筒状气态空间进行温度调节与控制的问题。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：低温恒温池实验平台，其特征在于：包括有制冷机、真空杜瓦组件、热桥、加热块、恒温池组件；所述真空杜瓦组件包括有真空杜瓦筒体，真空杜瓦筒体的两端侧壁的中部安装有真空杜瓦石英玻璃光窗，真空杜瓦筒体的底部设有真空杜瓦支撑底座，真空杜瓦筒体的前、后侧壁上分别设有实验平台进气组件、实验平台出气组件；所述恒温池组件包括有恒温池长圆筒体，恒温池长圆筒体的两端侧壁的中部安装有恒温池石英玻璃光窗，恒温池长圆筒体上套装有数组恒温池抱箍，每组恒温池抱箍的两个恒温池抱箍上端面之间通过恒温池抱箍连接板连接，各个恒温池抱箍连接板上端面上分别设有恒温池垫片；所述制冷机安装在真空杜瓦组件的真空杜瓦筒体上，真空杜瓦筒体与制冷机安装法兰相连，制冷机冷头位于真空杜瓦筒体内部，且制冷机冷头的右视方向中心面与真空杜瓦筒体的右视方向中心面重合；所述真空杜瓦筒体内位于制冷机冷头下方设有热桥、加热块、恒温池组件，但不与它们相接触；所述制冷机冷头与恒温池组件之间通过热桥连接，热桥为两块对称布置的弯折板，热桥的一端连接制冷机冷头，另一端连接恒温池垫片；所述热桥表面对称布置有数个加热块；所述恒温池组件处于热桥正下方，且恒温池长圆筒体与真空杜瓦筒体同轴，恒温池长圆筒体的右视方向中心面与真空杜瓦筒体的右视方向中心面重合。所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述热桥与制冷机冷头间、热桥与加热块间、热桥与恒温池垫片间的所有接触面均填充铟片，并通过黄铜螺栓紧固连接。所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述热桥、恒温池长圆筒体、恒温池抱箍、恒温池抱箍连接板、恒温池垫片均为紫铜加工而成。所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述恒温池长圆筒体长度范围为1000mm~1500mm。所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述加热块、恒温池抱箍、恒温池垫片的位置均可独立地自由移动，便于对低温恒温池实验平台的热传导路径进行调节。所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述恒温池长圆筒体内部气态空间压力始终低于一个标准大气压，且气态空间在77K~200K范围内的整体温度均匀性，通过调节热传导路径及调节加热功率的输出可以控制在1K以内。本技术的有益效果在于：第一、本技术解决了低温工程中关于长度大于1000mm的长圆筒体内压力低于一个标准大气压气体的温度调节与控制问题，而且能够将此气态空间的温度均匀性控制在1K以内；第二、本技术结构上实现了长圆筒体弧形表面与冷源表面间的有效紧密连接，为冷量由冷源高效的传递到长圆筒体内部的气态空间创造了有利的条件；第三、本技术结构设计上实现了低温恒温池实验平台内加热块、恒温池抱箍、恒温池垫片等部件的位置均可独立地自由移动的功能，便于对低温恒温池实验平台的热传导路径进行调节，以便找到最优的热传导路径，提高气态空间的温度均匀性指标。附图说明图1a为本技术结构的主视图。图1b为本技术结构的右视图。图2a为真空杜瓦组件结构的主视图。图2b为真空杜瓦组件结构的右视图。图2c为真空杜瓦组件结构的俯视图。图3a为制冷机、热桥、恒温池组件、加热块四者之间的连接结构的主视图。图3b为制冷机、热桥、恒温池组件、加热块四者之间的连接结构的右视图。图3c为制冷机、热桥、恒温池组件、加热块四者之间的连接结构的俯视图。图4a为恒温池组件结构的主视图。图4b为恒温池组件结构的右视图。图4c为恒温池组件结构的俯视图。图5a为恒温池组件中恒温池抱箍、恒温池抱箍连接板、恒温池垫片三者之间的连接结构的主视图。图5b为恒温池组件中恒温池抱箍、恒温池抱箍连接板、恒温池垫片三者之间的连接结构的右视图。图5c为恒温池组件中恒温池抱箍、恒温池抱箍连接板、恒温池垫片三者之间的连接结构的俯视图。图6a为热桥的主视图。图6b为热桥的侧视图。具体实施方式如图1a、1b所示,低温恒温池实验平台，包括有制冷机1、真空杜瓦组件2、热桥3、加热块4、恒温池组件5。如图2a、2b、2c所示，真空杜瓦组件2包括有真空杜瓦筒体6、真空杜瓦石英玻璃光窗7、真空杜瓦支撑底座8、实验平台进气组件9、实验平台出气组件10。如图4a、4b、4c所示，恒温池组件5包括有恒温池长圆筒体11、恒温池石英玻璃光窗12、恒温池抱箍13、恒温池抱箍连接板14、恒温池垫片15。如图1、图2及图3所示，在结构组成上，真空杜瓦组件2通过真空杜瓦支撑底座8安放于水平支撑面上，制冷机1的安装法兰与真空杜瓦筒体6的上法兰通过O型圈密封，不锈钢螺钉紧固；热桥3本技术中共使用两个，通过黄铜螺钉分别对称安装在制冷机1的冷头上；恒温池组件5通过黄铜螺栓及黄铜螺母与热桥3紧固连接；加热块4共计四个，通过黄铜螺钉分别对称安装在热桥3上。如图2所示，在结构组成上，真空杜瓦组件2上的两套真空杜瓦石英玻璃光窗7通过O型圈与真空杜瓦筒体6形成密封，并通过不锈钢螺钉紧固；真空杜瓦支撑底座8与真空杜瓦筒体6使用氩弧焊焊接在一起；实验平台进气组件9、实验平台出气组件10均与真空杜瓦筒体6使用氩弧焊焊接在一起。如图4所示，在结构组成上，恒温池长圆筒体11与两端的恒温池石英玻璃光窗12通过银钎焊焊接在一起；恒温池抱箍13通过四本文档来自技高网...

【技术保护点】
低温恒温池实验平台，其特征在于：包括有制冷机、真空杜瓦组件、热桥、加热块、恒温池组件；所述真空杜瓦组件包括有真空杜瓦筒体，真空杜瓦筒体的两端侧壁的中部安装有真空杜瓦石英玻璃光窗，真空杜瓦筒体的底部设有真空杜瓦支撑底座，真空杜瓦筒体的前、后侧壁上分别设有实验平台进气组件、实验平台出气组件；所述恒温池组件包括有恒温池长圆筒体，恒温池长圆筒体的两端侧壁的中部安装有恒温池石英玻璃光窗，恒温池长圆筒体上套装有数组恒温池抱箍，每组恒温池抱箍的两个恒温池抱箍上端面之间通过恒温池抱箍连接板连接，各个恒温池抱箍连接板上端面上分别设有恒温池垫片；所述制冷机安装在真空杜瓦组件的真空杜瓦筒体上，真空杜瓦筒体与制冷机安装法兰相连，制冷机冷头位于真空杜瓦筒体内部，且制冷机冷头的右视方向中心面与真空杜瓦筒体的右视方向中心面重合；所述真空杜瓦筒体内位于制冷机冷头下方设有热桥、加热块、恒温池组件，但不与它们相接触；所述制冷机冷头与恒温池组件之间通过热桥连接，热桥为两块对称布置的弯折板，热桥的一端连接制冷机冷头，另一端连接恒温池垫片；所述热桥表面对称布置有数个加热块；所述恒温池组件处于热桥正下方，且恒温池长圆筒体与真空杜瓦筒体同轴，恒温池长圆筒体的右视方向中心面与真空杜瓦筒体的右视方向中心面重合。...

【技术特征摘要】
1.低温恒温池实验平台，其特征在于：包括有制冷机、真空杜瓦组件、热桥、加热块、恒温池组件；所述真空杜瓦组件包括有真空杜瓦筒体，真空杜瓦筒体的两端侧壁的中部安装有真空杜瓦石英玻璃光窗，真空杜瓦筒体的底部设有真空杜瓦支撑底座，真空杜瓦筒体的前、后侧壁上分别设有实验平台进气组件、实验平台出气组件；所述恒温池组件包括有恒温池长圆筒体，恒温池长圆筒体的两端侧壁的中部安装有恒温池石英玻璃光窗，恒温池长圆筒体上套装有数组恒温池抱箍，每组恒温池抱箍的两个恒温池抱箍上端面之间通过恒温池抱箍连接板连接，各个恒温池抱箍连接板上端面上分别设有恒温池垫片；所述制冷机安装在真空杜瓦组件的真空杜瓦筒体上，真空杜瓦筒体与制冷机安装法兰相连，制冷机冷头位于真空杜瓦筒体内部，且制冷机冷头的右视方向中心面与真空杜瓦筒体的右视方向中心面重合；所述真空杜瓦筒体内位于制冷机冷头下方设有热桥、加热块、恒温池组件，但不与它们相接触；所述制冷机冷头与恒温池组件之间通过热桥连接，热桥为两块对称布置的弯折板，热桥的一端连接制冷机冷头，另一端连接恒温池垫片；所述热桥表面对称布置有数个加热块；所述恒温池组件处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀锋，李丽娟，张俊峰，丁怀况，丁先庚，武义锋，何超峰，苏玉磊，罗智，
申请(专利权)人：安徽万瑞冷电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34