基于分布式半导体制冷的超重力离心机真空舱室用换热片的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于分布式半导体制冷的超重力离心机真空舱室用换热片，主要用于真空舱室内超重力离心机高速运转时大量产热的及时换热散热。


背景技术：

2.随着超重力离心机转速、尺寸等参数的不断提高，离心机高速运转时在舱室内产生的风阻功率引起的热能上升成为不可忽视、亟需解决的重点问题之一。目前常压舱室中的高速离心机运转时产生的热量可达5
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106w级别，舱室抽真空至5000pa后，高速离心机运转产生的热量仍达3
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105w级别。
3.为了将如此数量级的产热散走，现有技术在真空舱室近壁设置-30℃或更低温度的不锈钢液冷换热片，配套对应的低温制冷机组，低温换热片的内壁面与舱室内的高速热空气换热，从而将产热散走，但受换热片材料和冷却液传热性能限制，通过换热片的热流通量有限，由于舱室空间有限，能布置下的换热片面积也受限，低温换热片的外壁面基本处于闲置状态，并且现有换热片为大块面板整体换热，不具备局部热流密度调节功能，要获得舱室内壁面各位置的温度需加装温度传感器，同时不同位置的温度差异易引起换热片局部过冷或过热。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的基于分布式半导体制冷的超重力离心机真空舱室用换热片，可以对展示板进行保护，且可以清理透明板。
5.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于分布式半导体制冷的超重力离心机真空舱室用换热片，其特征在于：包括半导体制冷片、液冷换热面板、内冷壁、隔热夹层和电控盒；半导体制冷片上设置有冷端、热端和电源线；液冷换热面板上设置有液冷内壁和液冷外壁；所述的半导体制冷片为若干片，半导体制冷片的热端贴合固定在液冷内壁上；内冷壁贴合覆盖在半导体制冷片的冷端上；隔热夹层填充在内冷壁和液冷内壁之间的空隙中；电控盒安装在液冷换热面板上；所述的液冷内壁上划分为若干个区域，所述的电控盒为若干台，一台电控盒与一个区域中的半导体制冷片匹配，每个区域中的半导体制冷片的电源线与同一台电控盒连接。
6.本实用新型所述的半导体制冷片以m
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n阵列分布的方式分布在液冷内壁的各区域上。
7.本实用新型所述的半导体制冷片的电源线紧贴液冷内壁布置。
8.本实用新型所述的液冷换热面板上还设置有冷却液流道、冷却液入口和冷却液出口，冷却液入口和冷却液出口与冷却液流道连通。
9.本实用新型所述的液冷外壁上设置有电控盒托槽，电控盒安装在电控盒托槽中，并紧贴液冷外壁。
10.本实用新型所述的液冷换热面板上设置有集线孔，半导体制冷片的电源线穿过隔热夹层后，通过集线孔连接至电控盒。
11.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、近年随着半导体新材料的不断发现，半导体制冷技术进入飞速发展阶段。半导体制冷片具有制冷效率快、制冷量可通过电流精确控制的特点。工作时，半导体制冷片冷、热端散热密度可以达4~8
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104w/m2，7.5~15m2的制冷片即可将真空舱内3
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105w的产热量带走，如果采用不锈钢液冷换热片则需要80m2，因此本实用新型可明显减少换热装置的占用面积。2、分布在内冷壁和液冷换热面板之间的半导体制冷片不仅起到冷端1.1吸热、热端放热的快速换热作用，由于是分区域分布布置，每个最小区域的半导体制冷片组成独立感知和冷热控制单元，可以通过电控盒分区联合控制各单元，可以根据内冷壁不同位置壁面温度的差异而分别调控各单元制冷功率，具有分区测量温度、分区调控制冷量的功能，从将舱室近壁面温度控制在稳定范围内，防止换热片出现过冷或过热。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例的侧视剖面结构示意图。
13.图2为图1的a-a向结构示意图。
14.图3为图1的b-b向结构示意图。
15.图4为图1的c处放大结构示意图。
16.图5为多组本实用新型实施例组合在一起的结构示意图。
17.图6为图5去掉内冷壁的结构示意图。
18.图7为多组本实用新型实施例组合连接成环的俯视结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
20.本实用新型实施例包括半导体制冷片1、液冷换热面板2、内冷壁6、隔热夹层7和电控盒8。
21.半导体制冷片1上设置有冷端1.1、热端1.2和电源线1.3。
22.液冷换热面板2上设置有液冷内壁2.1、冷却液流道2.2、液冷外壁2.3、冷却液入口3和冷却液出口4。液冷内壁2.1位于液冷换热面板2的正面，面向离心机；液冷外壁2.3位于液冷换热面板2的背面；冷却液入口3和冷却液出口4与冷却液流道2.2连通。
23.半导体制冷片1为若干片，半导体制冷片1的热端1.2贴合固定在液冷内壁2.1上。液冷内壁2.1上划分为若干个区域，每个区域中的半导体制冷片1以m
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n阵列分布的方式采用导热硅胶有序贴合在液冷内壁2.1上。
24.半导体制冷片1的电源线1.3紧贴液冷内壁2.1布置，使电源线1.3的发热被液冷内壁2.1带走。
25.内冷壁6贴合覆盖在半导体制冷片1的冷端1.1上。内冷壁6起到增大冷端1.1组与舱室空气的接触面积、保护半导体制冷片1组免受冲击的作用。同理，液冷内壁2.1起到增大热端1.2组与冷却液接触面积的作用。
26.隔热夹层7填充在内冷壁6和液冷内壁2.1之间除半导体制冷片1组之外的空隙中。隔热夹层7起到防止冷端1.1和热端1.2短路、保护半导体制冷片1的作用。
27.舱室内产生的热量经内冷壁6由冷端1.1吸收传递到热端1.2，热端1.2的热量传递到液冷内壁2.1被冷却液流道2.2中流通的冷却液吸收带走，冷却液经冷却液入口3和冷却液出口4在冷却液流道2.2内流动，与液冷内壁2.1和液冷外壁2.3换热。
28.液冷换热面板2横向的两侧设置有若干个半圆形的集线孔5；在液冷外壁2.3的适当位置设置有电控盒托槽9，电控盒8安装在电控盒托槽9中，并紧贴液冷外壁2.3，半导体制冷片1的电源线1.3穿过隔热夹层7后，通过集线孔5连接至电控盒8，利用液冷外壁2.3的冷能来冷却电控盒8的发热量，使液冷换热面板2内外两侧的冷能得到充分利用。电控盒8为若干台，一台电控盒8与一个区域中的半导体制冷片1匹配，每个区域中的半导体制冷片1的电源线1.3与同一台电控盒8连接，如此这台电控盒8就能控制这个区域中所有的半导体制冷片1，而不同区域中的半导体制冷片1的电源线1.3与不同的电控盒8连接，如此就可以分区控制。
29.通常，单块液冷换热面板2的面积为3m2，单块半导体制冷片1的面积为0.01 m2，单块半导体制冷片1面积为单块液冷换热面板2面积的1/300倍，一块液冷换热面板2上可以布置多块半导体制冷片1。半导体制冷片1的总面积可为所在液冷换热面板2面积的0.12倍。
30.根据舱室周长来确定所需换热片的数量，尽量多的换热片在舱室内组合连接成环，接近圆筒面的多边形筒面，将离心机围住，根据需要预留门等开口。
31.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。