一种微型半导体制冷装置箱体结构制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种微型半导体制冷装置箱体结构，其包括壳体，在壳体内中部由内胆围成制冷腔，在壳体的顶部加工有取放窗口，取放窗口上设置有延伸至制冷腔的密封螺栓，在内胆的左侧与右侧对称设置有制冷装置，内胆的顶部、底部、前侧以及后侧与壳体之间设置有保温层；本实用新型专利技术结构简单、体积小、成本低、散热效果好，拓展了微型制冷装置的应用范围，扩大其应用领域。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种微型半导体制冷装置箱体结构
本技术涉及一种微型制冷装置，特别涉及一种微型半导体制冷装置箱体结构。
技术介绍
现有的半导体制冷装置，一般外形尺寸和制冷空间均较大，耗电量高，制冷效率较差，结构设计不够合理，鲜有专门应用于实验室仪器设备开发的半导体制冷装置。随着微机电技术的发展，各种设备的小型化与微型化已是一个必然的发展趋势，也是当前科学仪器设备的一个发展方向。小型化与微型化不仅减小了设备的体积，而且也降低的设备的功耗与成本，同时还增强了仪器的功能。制冷设备的小型化尤为迫切，在医药、生物制品的方面，半导体制冷装置为保存生物活性提供了良好的解决途径。在材料制备方面，冷冻技术作为纳米粉体材料的制备方法得到了广泛的发展，广泛应用于新材料领域用来制备超微单相粉体或简单掺杂复合粉体，还被应用于一些特殊结构材料的制备。另外，在食品加工、农产品保存以及其他特殊应用的前期研究方面，也需要使用微型真空冷冻干燥技术，以加快开发进度、节省成本。由此可见，实验用微型半导体制冷装置的用途非常广泛，具有迫切的市场需求。因此有必要设计一种实验用体积小、成本低、性能高、低功耗、结构合理紧凑，且对制冷温度、加热温度以及制冷与加热的速率等各种参数能够实时、准确控制，可以做到温度的精细控制的多级微型半导体制冷装置，为高性能生物制剂、功能材料等的实验室制备方法以及性能研究提供有力支撑。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种体积小、成本低、性能高、低功耗，制冷效果好的实验用微型半导体制冷装置箱体结构。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是:其包括壳体，在壳体内中部由内胆围成制冷腔，在壳体的顶部加工有取放窗口，取放窗口上设置有延伸至制冷腔的密封螺栓，在内胆的左侧与右侧对称设置有制冷装置，内胆的顶部、底部、前侧以及后侧与壳体之间设置有保温层；上述制冷装置是在半导体制冷片的冷效应面与内胆之间填充有隔热垫、热效应面设置有散热器，半导体制冷片与隔热垫之间通过延伸至内胆的导冷柱连接，散热器的散热端两侧设置有送风风扇和抽风风扇；在半导体制冷片的外表面均涂覆有导热硅脂层。上述壳体上与送风风扇、抽风风扇对应的位置加工有百叶式出风窗口上述散热器的端部嵌入壳体内，与箱体连接为一体结构。上述散热器为铜制翅片散热器，在每个翅片上加工有凹槽，翅片厚度为0.5mm, 一个翅片与相邻一个翅片之间的距离为2.0mm。[0011 ] 上述半导体制冷片是三级半导体制冷片。上述密封螺栓是空心螺栓，在空心螺栓上设置有上数显探针式温度计和下数显探针式温度计，上数显探针式温度计延伸至制冷腔的顶部，下数显探针式温度计延伸至制冷腔的底部。上述壳体的左、右侧壁为铜质板，顶部、底部以及前、后侧壁为聚氯乙烯塑料板。本技术的微型半导体制冷装置箱体结构，通过在壳体的左侧与右侧对称设置由半导体制冷片、散热器、隔热垫、导热硅脂层、导冷柱以及送风风扇与抽风风扇等构成的制冷散热机构，而且散热器的端部嵌入壳体内，与壳体成为一体化设计，散热器的翅片之间间距缩小，外形优化，大大提高了壳体的散热性能，保证制冷效果好，降低了制冷功耗，大大提高冻干产品的质量，本技术稳定工作后耗电功率约在70W左右，用万用表测试电流为2.40A，约IOmin之后，箱内温度即可达到-50°C并且运行稳定，其结构简单、体积小、成本低、散热效果好，拓展了微型制冷装置的应用范围，扩大其应用领域。【附图说明】图1为本技术实施例的结构示意图。图2为图1中的密封螺栓12的结构示意图。图3为图1中I的局部放大图。【具体实施方式】现结合附图与实施例对本技术的技术方案进行进一步说明，但是本技术不仅限于下述的实施情形。由图1可知，本实施例的微型半导体制冷装置箱体结构是由壳体1、保温层2、内胆3、半导体制冷片4、隔热垫5、散热器6、抽风风扇7、送风风扇8、螺栓9、导冷柱10、导热娃脂层11、密封螺栓12、上数显探针式温度计13以及下数显探针式温度计14连接构成。本实施例的壳体I大小为120mm(长)X 120mm(宽)X 162mm(高),壳体I的顶部、底部以及前、后侧壁均采用厚度为5mm的PVC聚氯乙烯塑料板制成，左侧壁与右侧壁采用铜板制成，左、右侧壁的两端分别向前、后侧壁延伸，并将延伸出的端部加工成凸块结构，前、后侧壁上相应位置加工为凹槽结构，用凸块与凹槽的嵌入式连接方式使左、右侧壁分别与前、后侧壁连接为一体结构，连接处再用螺栓紧固。在壳体I上自带控制芯片、温控装置、显示器以及电源连接器等，属于现有技术中普通的制冷装置箱体，本实施例在壳体I的顶部加工有一个圆形的取放窗口，便于存取冷冻物，在取放窗口上安装一个密封螺栓12，保证箱体的密封性。本实施例的密封螺栓12采用圆柱形的空心尼龙螺栓结构，参见图2，空心螺栓的直径为20_，顶部设置有圆弧形把手，便于存取冷冻物时的拧合，在空心螺栓上设置有上数显探针式温度计13和下数显探针式温度计14，用于检测制冷温度，上数显探针式温度计13和下数显探针式温度计14分别嵌入空心螺栓上由空心螺栓的顶端贯通至空心螺栓底端。在壳体I内腔中部是由铜质内胆3围成的制冷腔，制冷腔空间大小为40mm (长)X 40mm (宽)X 30mm (高),上数显探针式温度计13的下端延伸至制冷腔的顶部，下数显探针式温度计14的下端延伸至制冷腔的底部，在内胆3的前侧、后侧以及顶部、底部与壳体I侧壁之间是保温层2，保温层2采用绝热良好、重量轻、粘接性强、不吸水的33mm的固态聚氨酯泡沫塑料，以便获得良好的保温性能。在壳体I内内胆3的左侧与右侧对称设置有制冷装置，该制冷装置由半导体制冷片4、隔热垫5、散热器6、导冷柱10、送风风扇8、抽风风扇7以及导热娃脂层11连接构成，本实施例的半导体制冷片4分别安装在内胆3的左壁和右壁外侧，该半导体制冷片4是三级半导体制冷片4TEC3-23003，规格为20mmX30mmX40mm,厚度为10.8mm,自下而上分为相互连接的第一级制冷片、第二级制冷片和第三级制冷片，其中第一级制冷片与第二级制冷片、第二级制冷片与第三级制冷片厚度差均为3.4mm,最大电压12V，最大电流3A，冷、热效应面最大温差为102°C，三级半导体制冷片4的冷效应面正对铜内胆3，在第一级制冷片与铜内胆3之间的空间填充有隔热垫5，用于减少第一级制冷片和第二级制冷片的热量传递，在隔热垫5的四个角上安装有空心的导冷柱10，导冷柱10的一端延伸至铜内胆3，另一端延伸至第一级制冷片的表面上，通过导冷柱10进行制冷导冷，参见图3，为了进一步加强导热效果，在三级半导体制冷片4的外表面上均涂覆有导热硅脂层11，在三级半导体制冷片4的热效应面一侧安装有铜制翅片散热器6,为了提高散热效果，在散热器6的每个翅片上都加工有凹槽,每个翅片的厚度为0.5mm,一个翅片与相邻一个翅片之间的间距为2.0mm,散热器6的端部嵌入壳体I内，与壳体I连接为一体，有利于散热，同时还用尼龙螺栓9将隔热垫5固定在散热器上。在散热器6的散热端两侧分别安装送风风扇8和抽风风扇7，送风风扇8和抽风风扇7的风向一致，送风风扇8向散热器6送风,抽风风扇7对散热器6抽风,达到散热器6快速散热的效果。为了加强散热，在壳体I上正对送风风扇8和抽风风扇7的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型半导体制冷装置箱体结构，包括壳体（1），在壳体（1）内中部由内胆（3）围成制冷腔，其特征在于：在壳体（1）的顶部加工有取放窗口，取放窗口上设置有延伸至制冷腔的密封螺栓（12），在内胆（3）的左侧与右侧对称设置有制冷装置，内胆（3）的顶部、底部、前侧以及后侧与壳体（1）之间设置有保温层（2）；?上述制冷装置是在半导体制冷片（4）的冷效应面与内胆（3）之间填充有隔热垫（5）、热效应面设置有散热器（6），半导体制冷片（4）与隔热垫（5）之间通过延伸至内胆（3）的导冷柱（10）连接，散热器（6）的散热端两侧设置有送风风扇（8）和抽风风扇（7）；在半导体制冷片（4）的外表面均涂覆有导热硅脂层（11）。

【技术特征摘要】
1.一种微型半导体制冷装置箱体结构，包括壳体(1)，在壳体(I)内中部由内胆(3)围成制冷腔，其特征在于:在壳体(I)的顶部加工有取放窗口，取放窗口上设置有延伸至制冷腔的密封螺栓(12)，在内胆(3)的左侧与右侧对称设置有制冷装置，内胆(3)的顶部、底部、前侧以及后侧与壳体(I)之间设置有保温层(2)； 上述制冷装置是在半导体制冷片(4)的冷效应面与内胆(3)之间填充有隔热垫(5)、热效应面设置有散热器(6)，半导体制冷片(4)与隔热垫(5)之间通过延伸至内胆(3)的导冷柱(10)连接,散热器(6)的散热端两侧设置有送风风扇(8)和抽风风扇(7);在半导体制冷片(4)的外表面均涂覆有导热硅脂层(11)。2.根据权利要求1所述的微型半导体制冷装置箱体结构，其特征在于:所述壳体(I)上与送风风扇(8)、抽风风扇(7)对应的位置加工有百叶式出风窗口。3.根据权利要求1所述的微型半导体制冷装置箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛云宏，王超，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：实用新型
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