1.本实用新型涉及离心机领域,尤其涉及一种离心机。
背景技术:2.离心机是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物种各组分的机械。离心机可分为带制冷型和不带制冷型。制冷离心机就是在内腔外表面用铜管一圈圈的盘绕,使铜管紧贴内腔,内腔和外壳之间用发泡剂填满。这些铜管就是蒸发器,制冷剂在铜管内部流动,用焊锡将铜管和内腔固定,加强铜管内制冷剂与内腔的换热,吸收离心机高速运转时产生的热量,达到快速降温的目的。
3.铜管用焊锡固定在内腔壁面上,这种方法虽然可以增大铜管和内壁的接触面积,但是这部分的接触面积还是很小,大部分的换热面积并未有效利用,而且一圈圈的铜管之间也有间隙,这使得铜管和内腔的实际接触面积很小,影响换热效果,不利于快速降温。在离心机制冷时可以明显看到内腔会有一条条的结霜痕迹,这就是铜管和内腔紧密贴合的部分,为贴合的部分,结霜不明显。
4.制冷离心机控温的方式有两种:一、压缩机启停式,离心机运转时,转子和腔内空气摩擦,产生的热量很大,压缩机一旦停机,腔内温度快速上升,这种方式导致腔内的温度波动度较大,最大有十几度的温差,会造成某些样品的分离失败;二是压缩机长开式,这种控制方法可以保持腔内温度波动度控制在
±
1℃范围内,但是这种方式的缺陷在于电磁阀不停的开关,产生的噪音很大,尤其是在实验室这种安静的环境中,使操作者感到很难忍受。
技术实现要素:5.本实用新型实施例提供一种离心机,解决市场上离心机降温速率慢和控温精度和噪音无法同时兼顾的问题,具有降温速率快、控温精确度高的优点。
6.为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提出了一种离心机,所述离心机包括外壳以及设置于所述外壳内的内腔,所述内腔上分别设置有进口与出口,所述内腔外表面缠绕有铜管;
7.其中,所述内腔外壁与所述外壳之间依次设置有相变蓄冷层、隔断层以及发泡保温层。
8.本技术中,腔体结构由隔断层分为内外两层,内层填充相变蓄冷材料,外层填充发泡保温材料,制冷系统无旁通电磁阀,降低了系统运行过程中产生的噪音问题;且腔内温度达到设定温度后,压缩机停机,依靠相变蓄冷层蓄积的冷量来平衡内腔内转子的旋转发热量,当蓄积的冷量释放完后,腔内温度上升到一定的温差,压缩机再次启动降温,通过这种方式使内腔内温度波动度控制在
±
1℃范围内,提高控温精度。
9.进一步地,所述铜管与所述内腔采用锡焊连接。
10.本技术中,铜管与内腔采用锡焊连接,利用锡的导热性进一步提高热交换速率,从
而提高降温速率。
11.进一步地,所述相变蓄冷层包括相变蓄冷填充剂。
12.本技术中,相变蓄冷填充剂作为热交换介质,增大了铜管和内腔的接触换热面积,大大提高降温速率。
13.进一步地,所述相变蓄冷填充剂在相变温度点以上为液体状态,所述相变蓄冷填充剂相变温度点以下为固体状态;所述相变蓄冷填充剂在常温下以液体状态填充到所述铜管之间的间隙中。
14.进一步地,所述相变蓄冷填充剂包括水。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例离心机的内部结构图;
16.图2是本实用新型实施例离心机的制冷原理图;
17.图3是本实用新型实施例离心机的另一种制冷原理图。
具体实施方式
18.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
19.本实用新型实施例中若有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
20.另外,在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
21.请参照图1,本实用新型实施例的离心机包括外壳60以及设置于所述外壳60内的内腔10,所述内腔10上分别设置有进口11与出口12,所述内腔10外表面缠绕有铜管20;
22.其中,所述内腔10外壁与所述外壳60之间依次设置有相变蓄冷层30、隔断层40以及发泡保温层50。
23.请一并参照图2,蒸发器铜管20绕内腔10表面贴紧,蒸发器铜管20与内腔10贴合位置用锡焊连接,制冷剂在蒸发器内吸收从内腔10传递的热量。
24.内腔10与隔断层40之间填充相变蓄冷层30,相变蓄冷层30在相变温度点以上为液体状态,相变温度点以下为固体状态,在常温下以液体状态填充到铜管与铜管的间隙中,作为传热介质增大了铜管20和内腔10的接触换热面积,蒸发器内的冷量一部分直接通过铜管20和内腔10的接触传递到腔内,另一部分冷量通过填充到铜管20之间的相变蓄冷层30作为介质,间接传递到内腔10内部。
25.此实施例中,相变蓄冷层30与水和冰的固液相变一样,在相变过程中会吸收或释放大量的冷量。用户分离不同的样品,需要的温度也不尽相同,可根据用户的使用温度填充不同温度点的相变蓄冷层。优选的,所述相变蓄冷层包括相变蓄冷填充剂。
26.中间隔断层40和外壳60之间的空隙用发泡保温层50填充,作为保温层,防止冷量从腔内渗出。
27.如图2所示,本技术控温方式采用压缩机启停式,压缩机70排气经过冷凝器80降温后,通过节流装置90降温降压后流入内腔10内部,与内腔10内部的蒸发器进行换热,然后返回压缩机70,完成一个循环。达温后压缩机停机,内腔10内温度升高到一定温度后,压缩机重新启动。
28.具体应用中,以细胞分离为例,分离细胞多在室温下使用离心机进行,这是由于在37℃下细胞的功能处于最佳状态,分离温度接近常温有利于保持细胞的完整性,然而某些种类的细胞在操作过程中会破裂,所释放出的胞内酶对细胞有不同程度的破坏。同样在解离固体组织中的细胞时,都会应用蛋白水酶解,例如胰蛋白酶、胶原酶等。在随后的清洗过程中这些酶未能彻底从游离细胞中清除,它们会对细胞继续作用,所以有时在4℃下分离,其作用是抑制这些酶的活性。
29.以4℃的细胞分离为例,填充的相变蓄冷填充剂为水,在制冷运行过程中,蒸发器内的冷量一部分通过铜管20与壁面直接接触传递到内腔10内,另一部分冷量被水吸收降温,通过铜管20之间的间隙传入内腔10内部,当温度降到0℃以下时,水逐渐由液态变成固态,储存了大量的冷量,内腔10内的空气温度降到4℃,此时压缩机70停止制冷,内腔10转子高速旋转产生的热量通过壁面传递到蒸发器铜管及冰层内,冰层开始吸热融化,当冰全部融化为水时,腔内温度升高到5℃以上,此时压缩机70再次启动制冷,完成一个循环。
30.本技术中,腔体结构由隔断层分为内外两层,内层填充相变蓄冷材料,外层填充发泡保温材料,制冷系统无旁通电磁阀,降低了系统运行过程中产生的噪音问题;且腔内温度达到设定温度后,压缩机停机,依靠相变蓄冷层蓄积的冷量来平衡内腔内转子的旋转发热量,当蓄积的冷量释放完后,腔内温度上升到一定的温差,压缩机再次启动降温,通过这种方式使内腔内温度波动度控制在
±
1℃范围内,提高控温精度。
31.此外,如图3所示,将旁通中的电磁阀换成电子膨胀阀,由于电子膨胀阀开度可调,可通过开度的调整使内腔10内的温度波动度控制在
±
1℃范围内,而且电子膨胀阀动作时的噪音很小,在系统稳定后就保持固定的开度不再动作,也可解决系统运行过程中产生的噪音问题。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
技术特征:1.一种离心机,其特征在于,所述离心机包括外壳以及设置于所述外壳内的内腔,所述内腔上分别设置有进口与出口,所述内腔外表面缠绕有铜管;其中,所述内腔外壁与所述外壳之间依次设置有相变蓄冷层、隔断层以及发泡保温层。2.如权利要求1所述的离心机,其特征在于,所述铜管与所述内腔采用锡焊连接。3.如权利要求1所述的离心机,其特征在于,所述相变蓄冷层包括相变蓄冷填充剂。4.如权利要求3所述的离心机,其特征在于,所述相变蓄冷填充剂包括水。
技术总结本实用新型实施例通过提出一种离心机,所述离心机包括外壳以及设置于所述外壳内的内腔,所述内腔上分别设置有进口与出口,所述内腔外表面缠绕有铜管;其中,所述内腔外壁与所述外壳之间依次设置有相变蓄冷层、隔断层以及发泡保温层。该种离心机中,腔体结构由隔断层分为内外两层,内层填充相变蓄冷材料,外层填充发泡保温材料,制冷系统无旁通电磁阀,降低了系统运行过程中产生的噪音问题;且腔内温度达到设定温度后,压缩机停机,依靠相变蓄冷层蓄积的冷量来平衡内腔内转子的旋转发热量,当蓄积的冷量释放完后,腔内温度上升到一定的温差,压缩机再次启动降温,通过这种方式使内腔内温度波动度控制在
技术研发人员:谢伟民 杨喜
受保护的技术使用者:苏州贝茵医疗器械有限公司
技术研发日:2021.11.26
技术公布日:2022/7/4