低温环境制备装置制造方法及图纸

一种低温氛围生成设备，包括前冷头和支架组合体，前冷头的前端连接于制冷机冷头、后端连接于支架组合体，支架组合体包括多个间隔设置并且导热系数依次递变的导冷分支，每个导冷分支上独立设置有温度传感器和加热块，导冷分支的末端连接有深冷腔，导冷分支的末端与深冷腔的接触面上设置用于增大接触面积并降低热阻的铟层，深冷腔内填充有气体，深冷腔的顶面和底面密封安装有液封玻片、侧面设置有诊断孔，诊断孔上安装诊断窗，诊断窗由多个曲率半径不同并沿水平轴线对称分布的基弧单元组成，各个基弧单元的边缘依次相连接为冷却气体提供流入空间，基弧单元具有沿水平轴线分布的不同的圆心且半径随中心角的增加而增加。

【技术实现步骤摘要】
低温环境制备装置
本专利技术属于低温技术应用领域。
技术介绍
随着低温技术应用的不断深入与发展，超低温的应用技术研究正在逐渐成熟进步，利用制冷机制造出超低温环境得到各行各业广泛应用，多种气体只有在超低温环境下才能够液化及固化，满足科学实验研究的各种超低温气体液化后的低温环境制备即可通过制冷机输出的超低温冷量来实现，但是不管何种制冷机，其本身只有冷头的单一冷量输出，如何生成并监测低温氛围的时间稳定性是需要解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种用于将制冷机冷量单一传输转换为有温度差的多路传输并对充气冷冻样品的均匀低温腔体制备产生影响的低温环境制备装置。本专利技术提供了一种低温环境制备装置，包括前冷头和支架组合体，所述的前冷头的前端连接于制冷机冷头、后端连接于所述的支架组合体，所述的支架组合体包括多个间隔设置并且导热系数依次递变的导冷分支，所述的导冷分支将制冷机冷头的冷量传导并转变为具有温度梯度的多路冷量输出，每个所述的导冷分支上独立设置有温度传感器和加热块，所述的导冷分支的末端连接有深冷腔，所述的导冷分支的末端与深冷腔的接触面上设置用于增大接触面积并降低热阻的铟层，所述的深冷腔内填充有气体，所述的深冷腔的顶面和底面密封安装有液封玻片、侧面设置有诊断孔，所述的诊断孔上安装诊断窗，还包括检测单元和控制单元，所述的检测单元连接于所述的诊断窗对深冷腔诊断并输出诊断结果，所述的控制单元根据诊断结果控制温度传感器和加热块调整多路冷量输出的温度梯度；其中，所述的诊断窗由多个曲率半径不同并沿水平轴线对称分布的基弧单元组成，各个所述的基弧单元的边缘依次相连接为冷却气体提供流入空间，所述的基弧单元具有沿水平轴线分布的不同的圆心且半径随中心角的增加而增加；其中，所述的诊断窗包括设置于所述的诊断孔的中心位置的中心光学区、设置于所述的诊断孔的边缘位置固定区、连接于所述的中心光学区与边缘位置固定区之间的边缘光学区，所述的中心光学区、边缘光学区、边缘位置固定区的曲率R为：，式中，a为长度参数，K为指数参数，φ为极角，ψ为基弧单元上任一点法线与极半径的夹角。优选的，所述的液封玻片、诊断窗采用低温胶与深冷腔密封粘合。优选的，还包括二级低温屏蔽，所述的二级低温屏蔽扣合在所述的深冷腔的外部。优选的，所述的支架组合体包括导冷支架Ⅰ和导冷支架Ⅱ，所述的导冷支架Ⅱ的导热系数小于导冷支架Ⅰ，所述的导冷支架Ⅰ、导冷支架Ⅱ上设置有凹槽，所述的凹槽中安装温度传感器和加热块。优选的，所述的前冷头上设置有第一连接台阶，所述的导冷支架Ⅰ安装在所述的第一连接台阶上，所述的导冷支架Ⅰ上设置有第二连接台阶，所述的导冷支架Ⅱ安装在所述的第二连接台阶上。优选的，所述的前冷头、导冷支架Ⅰ、导冷支架Ⅱ之间设有定位凸台以保证定位精度。优选的，所述的导冷支架Ⅰ与导冷支架Ⅱ的前端对称设置有台阶式夹持面，所述的台阶式夹持面包括第一夹持面和第二夹持面，所述的第二夹持面位于所述的第一夹持面的外部，所述的深冷腔连接于所述的第一夹持面，所述的二级低温屏蔽连接于所述的第二夹持面。优选的，所述的深冷腔具有第一连接臂和第二连接臂，所述的第一连接臂和第二连接臂分别连接于所述的第一夹持面。本专利技术的有益效果为：在不影响制冷机冷量传输的情况下将制冷机的单一冷量输出分为多路可控输出，在深冷腔内产生温度梯度的方式，通过对温度梯度的精密控制与调节来实现低温腔体的气体固化均匀性进行有效控制；通过特定曲率半径的基弧单元组合形成冷却气体提供流入空间，通过对各个独立空间内的低温环境监测对比可以对形成的温度梯度空间进行状态判定。附图说明附图1为本专利技术的低温环境制备装置的立体图；附图2为本专利技术的低温环境制备装置的俯剖视图；附图3为本专利技术的低温环境制备装置的侧视图；附图4本专利技术的低温环境制备装置的前冷头的立体图；附图5本专利技术的低温环境制备装置的支架组合体的立体图；附图6本专利技术的低温环境制备装置的深冷腔的立体图；附图7本专利技术的低温环境制备装置的诊断窗的示意图。具体实施方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。参见附图1至附图6，附图1为本专利技术的低温环境制备装置的立体图，附图2为本专利技术的低温环境制备装置的俯剖视图，附图3为本专利技术的低温环境制备装置的侧视图，附图4本专利技术的低温环境制备装置的前冷头的立体图，附图5本专利技术的低温环境制备装置的支架组合体的立体图，附图6本专利技术的低温环境制备装置的深冷腔立体图。本实施例中的低温环境制备装置，包括由无氧高导铜制成的前冷头1和由无氧高导铜制成的支架组合体13，前冷头1的前端连接于制冷机冷头、后端连接于支架组合体13，支架组合体13包括导冷支架Ⅰ2和导冷支架Ⅱ6，导冷支架Ⅱ6的导热系数小于导冷支架Ⅰ2。导冷支架Ⅰ2和导冷支架Ⅱ6将制冷机冷头的冷量传导并转变为具有温度梯度的多路冷量输出，导冷支架的设计保证了有效蓄冷和控温精度，减小了在控温时温度的波动幅度，多路导冷支架采用不同导热系数的设计，能够让深冷腔上的温度梯度调节范围更加大，在不影响制冷机冷量传输的情况下将制冷机的单一冷量输出分为多路可控输出，在深冷腔内产生温度梯度的方式，通过对温度梯度的精密控制与调节来实现低温腔体的气体固化均匀性进行有效控制。每个导冷分支上独立设置有温度传感器3和加热块4，导冷支架Ⅰ2、导冷支架Ⅱ6上设置有凹槽21，凹槽21中安装温度传感器3和加热块4，温度传感器3和加热块4与前冷头1通过螺钉5连接，采用螺钉连接紧固的方法使得深冷腔和导冷支架在外部能量引入并完成实验损坏后更换简便，同时保证了导冷支架与深冷腔之间的有效传热。导冷支架Ⅰ2与导冷支架Ⅱ6的前端对称设置有台阶式夹持面，台阶式夹持面包括第一夹持面17和第二夹持面18，第二夹持面18位于第一夹持面17的外部，深冷腔8连接于第一夹持面17，二级低温屏蔽12连接于第二夹持面18。导冷分支的末端连接有深冷腔8，深冷腔8内填充有气体，深冷腔8的顶面和底面密封安装有液封玻片9、侧面设置有诊断孔10，诊断孔10上安装诊断窗11，液封玻片9、诊断窗11采用低温胶与深冷腔8密封粘合。检测单元连接于诊断窗10对深冷腔8诊断并输出诊断结果，控制单元根据诊断结果控制温度传感器3和加热块4调整多路冷量输出的温度梯度。前冷头1上设置有第一连接台阶14，导冷支架Ⅰ2安装在第一连接台阶14上，导冷支架Ⅰ2上设置有第二连接台阶15，导冷支架Ⅱ6安装在第二连接台阶15上，前冷头1、导冷支架Ⅰ2、导冷支架Ⅱ6之间设有定位凸台16以保证定位精度，精密定位凸台的设计，在重复安装和更换时能够保证深冷腔中心的定位精度。深冷腔8具有第一连接臂19和第二连接臂20，第一连接臂1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温环境制备装置，其特征在于：包括前冷头（1）和支架组合体（13），所述的前冷头（1）的前端连接于制冷机冷头、后端连接于所述的支架组合体（13），所述的支架组合体（13）包括多个间隔设置并且导热系数依次递变的导冷分支，所述的导冷分支将制冷机冷头的冷量传导并转变为具有温度梯度的多路冷量输出，每个所述的导冷分支上独立设置有温度传感器（3）和加热块（4），所述的导冷分支的末端连接有深冷腔（8），所述的导冷分支的末端与深冷腔（8）的接触面上设置用于增大接触面积并降低热阻的铟层，所述的深冷腔（8）内填充有气体，所述的深冷腔（8）的顶面和底面密封安装有液封玻片（9）、侧面设置有诊断孔（10），所述的诊断孔（10）上安装诊断窗（11），还包括检测单元和控制单元，所述的检测单元连接于所述的诊断窗（10）对深冷腔（8）诊断并输出诊断结果，所述的控制单元根据诊断结果控制温度传感器（3）和加热块（4）调整多路冷量输出的温度梯度；其中，所述的诊断窗（11）由多个曲率半径不同并沿水平轴线对称分布的基弧单元组成，各个所述的基弧单元的边缘依次相连接为冷却气体提供流入空间，所述的基弧单元具有沿水平轴线分布的不同的圆心且半径随中心角的增加而增加；其中，所述的诊断窗（11）包括设置于所述的诊断孔（10）的中心位置的中心光学区（22）、设置于所述的诊断孔（10）的边缘位置固定区（23）、连接于所述的中心光学区（22）与边缘位置固定区（23）之间的边缘光学区（24），所述的中心光学区（22）、边缘光学区（24）、边缘位置固定区（23）的曲率R为：/n...

【技术特征摘要】
1.一种低温环境制备装置，其特征在于：包括前冷头（1）和支架组合体（13），所述的前冷头（1）的前端连接于制冷机冷头、后端连接于所述的支架组合体（13），所述的支架组合体（13）包括多个间隔设置并且导热系数依次递变的导冷分支，所述的导冷分支将制冷机冷头的冷量传导并转变为具有温度梯度的多路冷量输出，每个所述的导冷分支上独立设置有温度传感器（3）和加热块（4），所述的导冷分支的末端连接有深冷腔（8），所述的导冷分支的末端与深冷腔（8）的接触面上设置用于增大接触面积并降低热阻的铟层，所述的深冷腔（8）内填充有气体，所述的深冷腔（8）的顶面和底面密封安装有液封玻片（9）、侧面设置有诊断孔（10），所述的诊断孔（10）上安装诊断窗（11），还包括检测单元和控制单元，所述的检测单元连接于所述的诊断窗（10）对深冷腔（8）诊断并输出诊断结果，所述的控制单元根据诊断结果控制温度传感器（3）和加热块（4）调整多路冷量输出的温度梯度；其中，所述的诊断窗（11）由多个曲率半径不同并沿水平轴线对称分布的基弧单元组成，各个所述的基弧单元的边缘依次相连接为冷却气体提供流入空间，所述的基弧单元具有沿水平轴线分布的不同的圆心且半径随中心角的增加而增加；其中，所述的诊断窗（11）包括设置于所述的诊断孔（10）的中心位置的中心光学区（22）、设置于所述的诊断孔（10）的边缘位置固定区（23）、连接于所述的中心光学区（22）与边缘位置固定区（23）之间的边缘光学区（24），所述的中心光学区（22）、边缘光学区（24）、边缘位置固定区（23）的曲率R为：

，式中，a为长度参数，K为指数参数，φ为极角，ψ为基弧单元上任一点法线与极半径的夹角。


2.根据权利要求1所述的低温环境制备装置，其特征在于：所述的液封玻片（9）、诊断窗（11）采用低温胶与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘喜川，
申请(专利权)人：苏州阿奎睿思机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32