專(zhuān)利名稱(chēng):一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種高精度的風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，本實(shí)用新型屬于工業(yè)制冷領(lǐng)域，包括溫度傳感器、流量傳感器、冷媒箱、泵、板翅式散熱器、制冷片組件、調(diào)速風(fēng)扇、板翅式散熱器、流量調(diào)節(jié)閥、可調(diào)直流電源和控制器；所述溫度傳感器、流量傳感器、冷媒箱、泵、板翅式散熱器、制冷片組件、調(diào)速風(fēng)扇、板翅式散熱器、流量調(diào)節(jié)閥、可調(diào)直流電源、控制器之間相互固定連接；本實(shí)用新型提出的一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷設(shè)備，通過(guò)溫度傳感器、流量傳感器、可調(diào)直流電源、調(diào)速風(fēng)扇、流量調(diào)節(jié)閥同時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量值和溫度值，最終實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)制冷領(lǐng)域，特別是涉及風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，所涉及的恒溫設(shè)備裝置中的應(yīng)用制冷片能獲得一定制冷量的，并且該制冷片的熱端采用風(fēng)冷方式散熱。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體制冷主要是帕爾帖效應(yīng)在制冷領(lǐng)域的應(yīng)用。半導(dǎo)體制冷技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有:1)、在制冷片兩端接通直流電源，可立刻生成一定制冷量，制冷迅速，操作簡(jiǎn)單;2)、與壓縮相變制冷相比，無(wú)可動(dòng)部件，無(wú)摩擦損傷，可靠性強(qiáng);3)、制冷量?jī)H受制冷片性能參數(shù)、散熱情況、電流大小影響，容易實(shí)現(xiàn)高精度溫度控制;4)、不需要冷媒，無(wú)污染。半導(dǎo)體制冷技術(shù)尤其適用于制冷量不大，又要求裝置非常緊湊的場(chǎng)合。目前，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)防、科研試驗(yàn)、工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器儀表、電子元件、藥品、疫苗等的冷卻、加熱和恒溫控制;在工業(yè)及民用領(lǐng)用，半導(dǎo)體制冷技術(shù)也被逐漸受到重視。
[0003]對(duì)此，國(guó)家局于2010年I月13號(hào)公布了一份名為“半導(dǎo)體制冷、制熱設(shè)備和空調(diào)”、申請(qǐng)?zhí)枮椤?00910090702.2”的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)，該案中公開(kāi)了一種半導(dǎo)體制冷、制熱設(shè)備和空調(diào)，它側(cè)重于解決隔離制冷片冷端和熱端并獲得較好制冷效果的的問(wèn)題，提出了兩個(gè)換熱器的方法把半導(dǎo)體制冷片冷、熱端的能量分別帶出。然而，該案并沒(méi)有解決“對(duì)變化熱負(fù)荷的恒定溫控需求”的問(wèn)題，但在工業(yè)上，我們會(huì)常常遇到對(duì)變化熱負(fù)荷的恒定溫控需求方面的問(wèn)題。因此，本實(shí)用新型為了解決工業(yè)上發(fā)熱部件需恒定溫度環(huán)境工作的問(wèn)題，提出了一種基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)以上的問(wèn)題，提供一種易于實(shí)現(xiàn)高精度溫度控制的半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，用于解決工業(yè)領(lǐng)域中的動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷的恒定溫控難題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，包括:溫度傳感器、流量傳感器、冷媒箱、栗、換熱器、制冷片組件、第一調(diào)速風(fēng)扇、第二調(diào)速風(fēng)扇、第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器、流量調(diào)節(jié)閥、可調(diào)直流電源、控制器，
[0006]所述溫度傳感器的出口與流量傳感器的進(jìn)口連接，所述流量傳感器的出口與冷媒箱的進(jìn)口連接，所述冷媒箱的出口與栗的進(jìn)口連接，所述栗的出口與換熱器的進(jìn)口連接，所述換熱器的出口與流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口連接；
[0007]所述換熱器、制冷片組件和第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器之間固定連接；所述第一調(diào)速風(fēng)扇、第二調(diào)速風(fēng)扇安設(shè)于第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器的外部；
[0008]所述控制器的信號(hào)輸入口通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述溫度傳感器和流量傳感器連接，所述控制器的信號(hào)輸出口通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與流量調(diào)節(jié)閥和可調(diào)直流電源連接。
[0009]所述第一板翅式散熱器及第二板翅式散熱器包括底板和固定連接于底板上的散熱翅片；
[0010]在所述第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器的底板上分別開(kāi)設(shè)有底板通孔一，在所述底板通孔一的內(nèi)部穿設(shè)有第一緊固件，
[0011]所述第一緊固件包括第一螺桿、第一螺母、彈簧墊圈、第一墊圈和第二墊圈；所述第一螺桿穿設(shè)于底板通孔一的內(nèi)部，將第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器固定連接，所述第一螺母通過(guò)螺旋紋與所述第一螺桿的頭部固定連接，在所述第一螺母與第一板翅式散熱器的連接處從外到內(nèi)分別安設(shè)有彈簧墊圈及第一墊圈，在所述第一螺桿的根部與第二板翅式散熱器連接處之間設(shè)有第二墊圈。
[0012]在所述底板上還開(kāi)設(shè)有底板通孔二，在所述第一板翅式散熱器和第二板翅式散熱器的外部分別設(shè)置有“U”形風(fēng)罩，在所述“U”形風(fēng)罩上還開(kāi)設(shè)有風(fēng)罩通孔，在所述風(fēng)罩通孔和底板通孔二中穿設(shè)有第二緊固件，
[0013]所述第二緊固件包括第二螺桿和第二螺母，所述第二螺桿穿設(shè)于所述兩孔之間，所述第二螺母通過(guò)螺紋與第二螺桿連接。
[0014]所述“U”形風(fēng)罩的長(zhǎng)度大于第一、二板翅式散熱器的翅片長(zhǎng)度。
[0015]在所述制冷片組件、換熱器和第一板翅式散熱器及第二板翅式散熱器之間均設(shè)置有導(dǎo)熱強(qiáng)化材料，所述導(dǎo)熱強(qiáng)化材料為導(dǎo)熱硅脂、銀箔、銅箔、鋁箔之一。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提出的一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷設(shè)備，通過(guò)溫度傳感器、流量傳感器、可調(diào)直流電源、調(diào)速風(fēng)扇、流量調(diào)節(jié)閥同時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量值和溫度值，最終實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制。
【附圖說(shuō)明】

[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖2為設(shè)備流量傳感器后置示意圖；
[0019]圖3為若干個(gè)制冷片串聯(lián)組成制冷片組件示意圖；
[0020]圖4為偶數(shù)個(gè)制冷片等量分成兩組并聯(lián)組成制冷片組件示意圖；
[0021 ]圖5為制冷片的第一種彈性擠壓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為制冷片第二種彈性擠壓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為調(diào)速風(fēng)扇設(shè)置于翅片側(cè)端示意圖；
[0024]圖8為帶有梳齒結(jié)構(gòu)的板翅式散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖9為調(diào)速風(fēng)扇側(cè)置時(shí)的風(fēng)罩結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中圖1是溫度傳感器；
[0027]2是流量傳感器；
[0028]3是冷媒箱；
[0029]4 是栗；
[0030]5是換熱器；
[0031 ]6是制冷片組件，61是制冷片，62是導(dǎo)線；
[0032]7a是第一調(diào)速風(fēng)扇，7b是第二調(diào)速風(fēng)扇;71是動(dòng)力驅(qū)動(dòng)元件；
[0033]8a是第一板翅式散熱，Sb是第二板翅式散熱器，81是底板通孔一，82是加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)；
[0034]9是流量調(diào)節(jié)閥；
[0035]10為可調(diào)直流電源；
[0036]11是控制器；
[0037]12是第一緊固件，121是第一螺桿，122是第一螺母，123是彈簧墊圈，124a是第一墊圈，124b是第二墊圈；
[0038]125是壓縮彈簧；
[0039]13是“U”形風(fēng)罩；131是風(fēng)罩通孔；
[0040]14是第二緊固件。
【具體實(shí)施方式】
[0041]如圖1-9所示，一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，包括:溫度傳感器1、流量傳感器2、冷媒箱3、栗4、換熱器5、制冷片組件6、第一調(diào)速風(fēng)扇7a、第二調(diào)速風(fēng)扇7b、第一板翅式散熱器8a、第二板翅式散熱器Sb、流量調(diào)節(jié)閥9、可調(diào)直流電源10、控制器11，
[0042]所述溫度傳感器I的出口與流量傳感器2的進(jìn)口連接，所述流量傳感器2的出口與冷媒箱3的進(jìn)口連接，所述冷媒箱3的出口與栗4的進(jìn)口連接，所述栗4的出口與換熱器5的進(jìn)口連接，所述換熱器5的出口與流量調(diào)節(jié)閥9的進(jìn)口連接；
[0043]對(duì)于流量控制，所述流量傳感器2實(shí)時(shí)向控制器11發(fā)送流量信號(hào)，所述控制器11根據(jù)設(shè)定流量值實(shí)時(shí)向流量調(diào)節(jié)閥9發(fā)送開(kāi)度調(diào)節(jié)信號(hào)，通過(guò)負(fù)偏差控制使流量恒定在設(shè)定值;對(duì)于溫度控制，所述溫度傳感器I實(shí)時(shí)向控制器11發(fā)送溫度信號(hào)，所述控制器11根據(jù)設(shè)定溫度值實(shí)時(shí)向可調(diào)直流電源9和第一及第二調(diào)速風(fēng)扇發(fā)送控制信號(hào)，通過(guò)改變可調(diào)直流電源10的輸出電流和第一及第二調(diào)速風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)溫度的高精密控制；
[0044]優(yōu)選的，所述流量傳感器2還可以設(shè)置于換熱器5與流量調(diào)節(jié)閥9之間，所述流量傳感器2的進(jìn)口與所述換熱器5的出口連接，所述流量傳感器2的出口與流量調(diào)節(jié)閥9的進(jìn)口連接，所述優(yōu)選方案可消除因置入式溫度傳感器擾亂流場(chǎng)而影響流量傳感器測(cè)量精度的問(wèn)題;此外，流量傳感器2設(shè)置于流量調(diào)節(jié)閥9的前端，使它更易于快速地響應(yīng)流量調(diào)節(jié)閥9開(kāi)度調(diào)整帶來(lái)的流量變化，進(jìn)而可以更好地精確調(diào)節(jié)流量；
[0045]所述換熱器5、制冷片組件6和第一板翅式散熱器8a、第二板翅式散熱器8b之間固定連接;所述換熱器5、制冷片組件6和第一板翅式散熱器8a、第二板翅式散熱器8b之間固定連接;所述第一調(diào)速風(fēng)扇7a、第二調(diào)速風(fēng)扇7b安設(shè)于第一板翅式散熱器8a、第二板翅式散熱器Sb的外部；當(dāng)所述第一及第二調(diào)速風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在板翅式散熱器內(nèi)形成受迫對(duì)流換熱，帶走由制冷片組件6生成的熱量;所述換熱器5的兩端分別設(shè)置有制冷片組件6、第一及第二板翅式散熱器和第一及第二調(diào)速風(fēng)扇，進(jìn)而可提高換熱器5單位面積上的制冷功率;在所述第一調(diào)速風(fēng)扇7a、第二調(diào)速風(fēng)扇7b上還設(shè)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)元件71，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)元件71用以驅(qū)動(dòng)第一調(diào)速風(fēng)扇7a及第二調(diào)速風(fēng)扇7b。
[0046]所述控制器11的信號(hào)輸入口通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述溫度傳感器I和流量傳感器2連接，所述控制器11的信號(hào)輸出口通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與流量調(diào)節(jié)閥9和可調(diào)直流電源10連接;這樣可以實(shí)時(shí)的獲取回流溫度和循環(huán)流量信息，所述回流溫度的穩(wěn)定程度作為評(píng)價(jià)溫控效果的指標(biāo);
[0047]其中所述制冷片組件6由若干個(gè)制冷片61通過(guò)導(dǎo)線62連接串聯(lián)組成，所述制冷片組件6還可以由偶數(shù)個(gè)制冷片61等量分成兩組通過(guò)導(dǎo)線62連接并聯(lián)組成。
[0048]所述第一板翅式散熱器8a及第二板翅式散熱器8b包括底板和固定連接于底板上的散熱翅片;所述散熱翅片為梳齒結(jié)構(gòu)，在所述散熱翅片與底板的連接處還設(shè)有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)82;所述梳齒結(jié)構(gòu)可以提高流經(jīng)氣流的紊亂程度，增大換熱面積，能更好的強(qiáng)化換熱;所述加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)82可以提高底板在一個(gè)方向上的剛度，進(jìn)而使得所述第一及第二板板翅式散熱器的底板厚度可適當(dāng)減薄以減少熱阻，另外，剛度的增大使得所述第一及第二板板翅式散熱器可以用更大的力去擠壓制冷片組件6，有利于消除間隙，提高傳熱。
[0049]在所述第一板翅式散熱器8a、第二板翅式散熱器8b的底板上分別開(kāi)設(shè)有底板通孔一 81，在所述底板通孔一 81的內(nèi)部穿設(shè)有第一緊固件12，
[0050]所述第一緊固件12包括第一螺桿121、第一螺母122、彈簧墊圈123、第一墊圈124a和第二墊圈124b;所述第一螺桿121穿設(shè)于底板通孔一 81的內(nèi)部，將第一板翅式散熱器8a、第二板翅式散熱器8b固定連接，所述第一螺母122通過(guò)螺旋紋與所述第一螺桿121的頭部固定連接，在所述第一螺母122與第一板翅式散熱器8a的連接處從外到內(nèi)分別安設(shè)有彈簧墊圈123及第一墊圈124a，在所述第一螺桿121的根部與第二板翅式散熱器Sb連接處之間設(shè)有第二墊圈124b，所述制冷片組件6通常是由陶瓷材料制成，且厚度較薄，擠壓不均衡會(huì)發(fā)生脆性破裂;通過(guò)第一緊固件12及彈簧墊圈123的彈性調(diào)節(jié)，可以使得制冷片組件6的擠壓力更為均勻；
[0051]優(yōu)選的，所述的彈簧墊圈123還可以?xún)?yōu)選為壓縮彈簧125;通過(guò)壓縮彈簧125的彈性調(diào)節(jié)，這樣也可以使得制冷片組件6的擠壓力更為均勻。
[0052]在所述底板上還開(kāi)設(shè)有底板通孔二，在所述第一板翅式散熱器8a和第二板翅式散熱器Sb的外部分別設(shè)置有“U”形風(fēng)罩13，在所述“U”形風(fēng)罩上13還開(kāi)設(shè)有風(fēng)罩通孔131，在所述風(fēng)罩通孔131和底板通孔二中穿設(shè)有第二緊固件14，
[0053]所述第二緊固件14包括第二螺桿和第二螺母，所述第二螺桿穿設(shè)于所述兩孔之間，所述第二螺母通過(guò)螺紋與第二螺桿連接；當(dāng)所述第一及第二調(diào)速風(fēng)扇設(shè)置于所述第一及第二板翅式散熱器上的散熱翅片的側(cè)端時(shí)，這樣就可以保證此時(shí)氣流能更多地帶走熱量。
[0054]所述“U”形風(fēng)罩13的長(zhǎng)度大于第一、二板翅式散熱器的翅片長(zhǎng)度;這樣可以使得使第一及第二調(diào)速風(fēng)扇與第一及第二板翅式散熱器上的翅片端面之間留有一定的間隙；當(dāng)所述第一及第二調(diào)速風(fēng)扇的葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，受葉片形狀和離心力影響臨近區(qū)域的風(fēng)壓嚴(yán)重不均衡，此“間隙”可有效緩解流經(jīng)翅片風(fēng)量不均的問(wèn)題。
[0055]在所述制冷片組件6、換熱器5和第一板翅式散熱器8a及第二板翅式散熱器Sb之間均設(shè)置有導(dǎo)熱強(qiáng)化材料，所述導(dǎo)熱強(qiáng)化材料為導(dǎo)熱硅脂、銀箔、銅箔、鋁箔之一。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，其特征在于，包括:溫度傳感器、流量傳感器、冷媒箱、栗、換熱器、制冷片組件、第一調(diào)速風(fēng)扇、第二調(diào)速風(fēng)扇、第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器、流量調(diào)節(jié)閥、可調(diào)直流電源、控制器， 所述溫度傳感器的出口與流量傳感器的進(jìn)口連接，所述流量傳感器的出口與冷媒箱的進(jìn)口連接，所述冷媒箱的出口與栗的進(jìn)口連接，所述栗的出口與換熱器的進(jìn)口連接，所述換熱器的出口與流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口連接； 所述換熱器、制冷片組件和第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器之間固定連接;所述第一調(diào)速風(fēng)扇、第二調(diào)速風(fēng)扇安設(shè)于第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器的外部； 所述控制器的信號(hào)輸入口通過(guò)數(shù)據(jù)線與所述溫度傳感器和流量傳感器連接，所述控制器的信號(hào)輸出口通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與流量調(diào)節(jié)閥和可調(diào)直流電源連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，其特征在于，所述第一板翅式散熱器及第二板翅式散熱器包括底板和固定連接于底板上的散熱翅片； 在所述第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器的底板上分別開(kāi)設(shè)有底板通孔一，在所述底板通孔一的內(nèi)部穿設(shè)有第一緊固件， 所述第一緊固件包括第一螺桿、第一螺母、彈簧墊圈、第一墊圈和第二墊圈；所述第一螺桿穿設(shè)于底板通孔一的內(nèi)部，將第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器固定連接，所述第一螺母通過(guò)螺旋紋與所述第一螺桿的頭部固定連接，在所述第一螺母與第一板翅式散熱器的連接處從外到內(nèi)分別安設(shè)有彈簧墊圈及第一墊圈，在所述第一螺桿的根部與第二板翅式散熱器連接處之間設(shè)有第二墊圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，其特征在于，在所述第一板翅式散熱器、第二板翅式散熱器的底板上還開(kāi)設(shè)有底板通孔二，在所述第一板翅式散熱器和第二板翅式散熱器的外部分別設(shè)置有“U”形風(fēng)罩，在所述“U”形風(fēng)罩上還開(kāi)設(shè)有風(fēng)罩通孔，在所述風(fēng)罩通孔和底板通孔二中穿設(shè)有第二緊固件， 所述第二緊固件包括第二螺桿和第二螺母，所述第二螺桿穿設(shè)于所述兩孔之間，所述第二螺母通過(guò)螺紋與第二螺桿連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，其特征在于，所述“U”形風(fēng)罩的長(zhǎng)度大于第一、二板翅式散熱器的翅片長(zhǎng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷型半導(dǎo)體制冷恒溫設(shè)備，其特征在于，在所述制冷片組件、換熱器和第一板翅式散熱器及第二板翅式散熱器之間均設(shè)置有導(dǎo)熱強(qiáng)化材料，所述導(dǎo)熱強(qiáng)化材料為導(dǎo)熱硅脂、銀箔、銅箔、鋁箔之一。
【文檔編號(hào)】F25B49/00GK205718054SQ201620232963
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】馮占輝
【申請(qǐng)人】無(wú)錫溥匯機(jī)械科技有限公司