专利名称：橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温差电技术领域，特别是涉及一种橡胶低温脆性测定用 温差电冷阱致冷系统。
背景技术：
橡胶低温脆性测定是橡胶在规定条件下试样受冲击出现破坏时的最高温 度，通过低温脆性测定可对非硬质塑料及其他弹性材料在低温下的使用性能 作比较性鉴定，低温脆性的测定无论在科学研究、橡胶、塑料及其他制品的
质量检验、生产过程的质量控制过程中都是不可或缺的；目前，在国内很多 建材、橡胶、塑料、包装、线缆、胶带等多种材料和成品的物理性能分析测 试都依赖于进口设备和国内少数几家单位提供的大型设备，对于这些大型设 备首先是成本高，需要大量的资本投入，其次是需要专门的人才进行操作和 维护，无疑浪费了人才，再有这些设备中的相当部分体积庞大，不宜移动受 时空限制大。 发明内容
本实用新型为解决现有技术中存在的问题，而提供了一种体积小、重量 轻、便于携带运输、成本低，测试精度高的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱 致冷系统。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所釆用的技术方案是 橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，包括温差电致冷器和冷阱， 其特点是所述冷阱由防漏密封螺紋啮合连接的聚四氟材料冷阱座、紫铜材 料阱体和聚四氟材料冷阱套构成，所述温差电致冷器冷面贴在紫铜阱体外面、 温差电致冷器热面贴有紫铜水套，通以直流电致冷，实现能量交换。 本实用新型还可以采用如下技术措施来实现
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述防漏密封螺 紋啮合连接处均匀涂抹有密封胶；所述温差电致冷器与阱体和水套的接触面均匀涂抹有导热硅脂。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述温差电致冷 器、阱体和水套由定位螺栓穿过定位板紧固定位压块夹紧，使温差电致冷器、 阱体和水套具有良好接触，冷阱座和冷阱套各端面分别用紧固螺栓固定在外 壳内壁上。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述外壳外壁上 设置有接线端子，所述温差电致冷器和阱体交界处设置有加热器，所述阱体 中部通过导热胶固结有热偶。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述温差电致冷 器、加热器、热偶导线分别连接在所述接线端子上。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述加热器由 220VAC电源为PID仪表、开关电源和由继电器控制。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述水套连接有
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述阱体为外方 内圆结构，所述冷阱座和冷阱套为圆柱体结构。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述温差电致冷 器釆用三级大功率TEM系列致冷器。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特点是所述冷阱致冷系 统空隙处填充有聚氨酯泡沫。
本实用新型具有的优点和积极效果是通过釆用紫铜主阱体位于两个用 于保温和蓄冷液用聚四氟冷阱座、冷阱套中间，阱体导热性好而其余部分导 热性差，在保证冷阱良好降温的同时也有效的保证阱体能量损粍，减小其与 外界的热交换；冷阱致冷系统剩余所有空间均匀填充聚氨酯泡沬，不仅有效 实现冷阱的保温，减少漏热还可以防止温差电致冷过程遇空气冷凝结露造成 温差电材料与电极处形成原电池自我腐蚀的情形发生，同时，增加了整体机 械强度，抗冲击振动能力大大加强，可远程运输，该冷阱具有分立性强，安 装方便，损坏时方便维护的特点，特别适于精细部件深低温试验及要求降温速度快的低温试验场合使用。
图1为本实用新型橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统结构半剖主
视图2为本实用新型橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统结构局部剖 俯视图3为本实用新型橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统结构控制电 路示意图。
图中的标号分别为l为外壳，2为聚氨酯泡沬，3为冷阱套，4为水套， 5为定位板，6为定位压块，7为温差电致冷器，8为阱体，9为定位螺栓， IO为密封胶，ll为冷阱座，12为紧固螺栓，13为加热器，14为热偶，15为 致冷器、热偶、加热器接线端子，16为水嘴，17为继电器，18为PID仪表， 19为开关电源。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施 例，并配合附图详细说明如下
请参照图1-图3:橡胶低温脆性测定用温差电冷阱的致冷系统包括温差 电致冷器7、冷阱座ll、阱体8和冷阱套3;温差电致冷器7作为该系统最 核心的部件，通以直流电致冷，实现能量交换；冷阱由冷阱座ll、阱体8和 冷阱套3三部分构成，其中阱体8由热导系数高的紫铜材料加工处理而成， 冷阱座11和冷阱套3由导热性能差的聚四氟材料加工而成，这三部分采用防 漏密封螺紋啮合方式连接，为了防止因为三部分材料不同因膨胀系数造成机 械性渗漏在螺紋啮合面处均匀涂抹硅橡胶密封胶10;温差电致冷器7位于紫 铜阱体8和用于传热的紫铜水套4之间，形成独特的三明治结构，温差电致 冷器7、阱体8、水套4之间的接触面均匀涂抹导热硅脂，保证良好热传导； 通过定位压块6和定位板5，由定位螺栓9的夹紧实现温差电致冷器7与阱 体8和水套4三者之间的良好接触；紧固螺栓12分别将冷阱座11固定在底 面外壳1上、将冷阱套3固定在顶面外壳1上。热偶14由导热胶固结于阱体8中部，监测冷阱实际温度；加热器13对阱体8温度实现热补偿功能，保证 所需温度的精度。水套4和水嘴16通以不同流量的循环水，用以实现温差电 致冷器7热面散热；冷阱致冷系统剩余所有空间均句填充聚氨酯泡沫2,不 仅有效实现冷阱的保温，减少漏热还可以防止温差电致冷过程遇空气冷凝结 露造成温差电材料与电极处形成原电池自我腐蚀的情形发生，同时，增加了 整体机械强度，抗冲击振动能力大大加强，可远程运输；220VAC电源为PID 仪表18、开关电源19和由继电器17控制的加热器13供电，差电致冷器7、 热偶14、加热器13上导线分别连接在外壳1外面的端子15上，PID仪表18 输出信号分别送到电压可调开关电源控制其致冷输出和继电器17控制加热 器的工作与否，通过PID仪表18的自整定功能实现温差电冷阱连续、高精度
控温。控温精度达到土o. rc。
实施例温差电致冷器7为4支TEM3-11725型三级致冷器，釆用两串两 并的混合连接方式，开关电源满额工作电压20V,工作电流46A,温差电致冷 器7冷面与紫铜阱体8紧密连接，接触面均匀涂抹导热硅脂，实现对阱体内 工作液吸热，阱体8为外形长方体，与其同心圆柱体贯穿整个阱体，该紫铜阱 体8有密封型内螺紋，冷阱座ll、冷阱套3为圆环，内径与阱体8相同，冷 阱座11底座与外壳1连接，冷阱套3顶盖与外壳1连接，实现整个冷阱定位。 冷阱制冷范围内可容纳800ml~ 1300ml的液体；热偶14通过导热胶固结在阱 体8上的热偶孔内，实现温度监测。阱体8内均匀填充聚氨酯泡沬，实现对 冷阱有效保温，增强致冷器可靠性，增加冷阱机械强度。整个冷阱外形尺寸 为300咖x 300mmx 300mm，占用空间很小。紫铜阱体8和聚四氟阱体通过防漏 密封螺紋啮合构成三段式冷阱。温差电致冷器7冷端贴于紫铜阱体8热吸收 平面，实现阱体8内工作液降温，定位板5、定位压块6和定位螺栓9将温 差电致冷器7紧固于紫铜阱体8表面，使它们之间保持良好接触，无相对运 动，为保证他们之间良好热接触，将接触面均匀涂抹一层导热硅脂。将冷阱 通过紧固螺栓12固结于外壳上下端面之间，保证良好相对定位。阱体8和温 差电致冷器7外的空间釆用整体发泡工艺将其均匀填充聚氨酯泡沬2，实现 与外部良好绝热的同时也增强了冷阱机械强度。阱体内充满液体实现热传导。引入连续PID自整定调节控温方式具有响应速度快，控温精度高等特点。
橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统就是利用温差电致冷原理进行 工作的，即当温差电致冷器7中有直流电通过时，温差电致冷器7—面吸热
一面放热，分别称其为温差电致冷器的冷端和热端，将热端废热排出并保持 在一定温度而冷端不断对工作环境吸热降温。该原理具体应用到一种橡胶低 温脆性测定用温差电冷阱就是致冷器通过紫铜阱体8对工作液吸热实现降 温，而通以循环水的紫铜水套4负责将致冷器热端废热导出排走。 一种橡胶 低温脆性测定用温差电冷阱能够实现-80匸 (TC的深温大温度测定范围，冷 阱具有可容纳800ral~ 1300ml大大容积，整个冷阱外形尺寸为300mmx 300mm x 300mm,占用空间很小。PID控制方式和PTC陶瓷加热补偿方式的引入实现
高精度自动温控，可随意设置需要温度，控温精度达到土o. rc。
橡胶低温脆性测定用温差电冷致冷系统工作过程如下通电后整个系统 处于待机状态时，PID仪表18显示当前热偶14测定温度。设定冷阱所需温
度，接通温差电致冷器7，开始致冷工作。如果所需温度高于当前监测温度， 那么温差电致冷器7开始工作，当监测温度低于所需温度时，继电器闭合， 控制加热器13工作，实现热补偿，保证所需温度，精度为土0.1。C。如果当 前监测温度低于所需温度，那么温差电致冷器7不开起，继电器17直接控制 加热器13热补偿，直到监测温度高于所需温度时，温差电致冷器7开始工作。 由于PID仪表18具有数显和自整定功能，可以实时显示温度并实现连续高精 度控温。
权利要求1.橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，包括温差电致冷器和冷阱，其特征在于所述冷阱由防漏密封螺纹啮合连接的聚四氟材料冷阱座、紫铜材料阱体和聚四氟材料冷阱套构成，所述温差电致冷器冷面贴在紫铜阱体外面、温差电致冷器热面贴有紫铜水套，通以直流电致冷，实现能量交换。
2. 根据权利要求l所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述防漏密封螺紋啮合连接处均匀涂抹有密封胶；所述温差电致冷器 与阱体和水套的接触面均匀涂抹有导热硅脂。
3. 根据权利要求l所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述温差电致冷器、阱体和水套由定位螺栓穿过定位板紧固定位压块 夹紧，使温差电致冷器、阱体和水套具有良好接触，冷阱座和冷阱套各端面 分别用紧固螺栓固定在外壳内壁上。
4. 根据权利要求3所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述外壳外壁上设置有接线端子，所述温差电致冷器和阱体交界处设 置有加热器，所述阱体中部通过导热胶固结有热偶。
5. 根据权利要求4所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述温差电致冷器、加热器、热偶导线分别连接在所述接线端子上。
6、 根据权利要求5所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述加热器由220VAC电源为PID仪表、开关电源和由继电器控制。
7、 根据权利要求l所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述水套连接有水嘴。
8、 根据权利要求l所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述阱体为外方内圆结构，所述冷阱座和冷阱套为圆柱体结构。
9、 根据权利要求l所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特征 在于所述温差电致冷器采用三级大功率TEM系列致冷器。
10、 根据权利要求1所述的橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，其特 征在于所述冷阱致冷系统空隙处填充有聚氨酯泡沬。
专利摘要本实用新型属于橡胶低温脆性测定用温差电冷阱致冷系统，包括温差电致冷器和冷阱，其特点是所述冷阱由防漏密封螺纹啮合连接的聚四氟材料冷阱座、紫铜材料阱体和聚四氟材料冷阱套构成，所述温差电致冷器冷面贴在紫铜阱体外面、温差电致冷器热面贴有紫铜水套，通以直流电致冷，实现能量交换。通过采用紫铜阱体和聚四氟材料冷阱座、冷阱套，在保证冷阱良好降温的同时减小其与外界的热交换；冷阱致冷系统剩余所有空间均匀填充聚氨酯泡沫，不仅能够保温，还可以防止温差电材料与电极自我腐蚀，同时，增加整体机械强度，抗冲击振动能力大大加强，还可远程运输，特别适于精细部件深低温试验及要求降温速度快的低温试验场合使用。
文档编号F25B21/02GK201152651SQ20072009897
公开日2008年11月19日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者王铁民, 陈学军, 马洪奎 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所