具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及超低溫冷凍設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)。該具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)包括：箱體和制冷裝置，所述的箱體的箱壁內(nèi)設(shè)置有復(fù)合絕熱材料，該復(fù)合絕熱材料至少包括發(fā)泡材料和氣凝膠氈。所述的復(fù)合絕熱材料還包括有真空隔熱板。本實(shí)用新型箱壁內(nèi)設(shè)置的復(fù)合絕熱材料由真空絕熱板、發(fā)泡材料和氣凝膠氈，該氣凝膠氈相對于傳統(tǒng)的發(fā)泡材料具有更好的保溫隔熱效果，所以可以進(jìn)一步的降低箱壁的厚度。同時(shí)氣凝膠氈直接附著在向壁內(nèi)層的外面，其將直接接觸冷藏機(jī)內(nèi)的冷凍空間，由于氣凝膠的導(dǎo)熱率隨著溫度的降低而降低，這樣對于冷藏機(jī)產(chǎn)品而言是非常有利的，在低溫環(huán)境下，可以更進(jìn)一步的阻止外部熱量傳導(dǎo)至冷藏機(jī)內(nèi)。
【專利說明】具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型涉及超低溫冷凍設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)。
【背景技術(shù)】:
[0002]在目前的生物、醫(yī)藥等行業(yè)領(lǐng)域，通常需要對生物樣本進(jìn)行存儲，比如科研院校、涉及生命科學(xué)的實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院、藥廠、生物技術(shù)公司等等，都需要在工作、生產(chǎn)中使用生物樣本。通常這些生物樣本是放置在冷凍設(shè)備中。這種冷凍設(shè)備區(qū)別于一般的冰箱、冷庫等常規(guī)冷凍設(shè)備，其工作時(shí)的存儲溫度可能低至零下86攝氏度，只有在超低溫環(huán)境下，這些生物樣本才可能得到較長時(shí)間的存儲。這種冷凍設(shè)備通常被稱之為超低溫冷藏機(jī)，或者超低溫冷凍柜等。
[0003]目前傳統(tǒng)的超低溫冷凍設(shè)備一般采用兩個(gè)級聯(lián)的壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)，以獲得更低制冷效果。除了制冷系統(tǒng)，所述的冷凍設(shè)備還必須具有足夠好的保溫效果，以防止冷凍設(shè)備外部的熱量與內(nèi)部進(jìn)行熱交換，影響設(shè)備的制冷效果。通常目前的超低溫冷凍設(shè)備的箱壁都采用復(fù)合絕熱材料，通常是在箱壁內(nèi)填充聚氨酯發(fā)泡材料作為保溫層。由于超低溫冷凍設(shè)備內(nèi)部與外部之間存在巨大的溫差，所以如果要求冷凍設(shè)備的保溫效果達(dá)到要求，必須要求所填充的聚氨酯發(fā)泡材料足夠的厚。這樣就將導(dǎo)致冷凍設(shè)備的體積過于龐大，并且其內(nèi)部的冷凍存儲空間相對于整個(gè)設(shè)備的體積而言使用效率較低。
[0004]為了解決上述問題，一些生產(chǎn)廠家提出過許多改進(jìn)的技術(shù)方案，例如在聚氨酯發(fā)泡材料中增加真空隔熱板(VIP)，這種真空隔熱板相對于傳統(tǒng)的聚氨酯發(fā)泡材料具有更加良好的保溫效果，并且其厚度較薄。見專利號為6128914的美國實(shí)用新型專利說明書，其就提出了這樣一種技術(shù)方案。該技術(shù)方案中冷藏機(jī)的隔熱材料使用了真空隔熱板和發(fā)泡材料的復(fù)合材料，即在箱體的箱壁的間隙內(nèi)填充發(fā)泡材料，并且真空隔熱板也插入該發(fā)泡材料中。這種技術(shù)方案相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品確實(shí)具有很大的進(jìn)步，其降低了產(chǎn)品的壁厚，并且并沒有降低產(chǎn)品的保溫性能。
[0005]本 申請人:作為一家專業(yè)生產(chǎn)超低溫冷凍設(shè)備的企業(yè)，一直也在解決如何在盡可能降低產(chǎn)品壁厚的前提下，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的保溫性能，經(jīng)過發(fā)明人不斷的實(shí)驗(yàn)，終于提出以下技術(shù)方案。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就在于克服傳統(tǒng)產(chǎn)品所存在的體積較大的不足，提供一種具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，本超低溫冷藏機(jī)的壁厚在同等條件下，具有更好的保溫效果。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了下述技術(shù)方案:該具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)包括:箱體和制冷裝置，所述的箱體的箱壁內(nèi)設(shè)置有復(fù)合絕熱材料，該復(fù)合絕熱材料至少包括發(fā)泡材料和氣凝膠氈。[0008]進(jìn)一步而言，所述的復(fù)合絕熱材料還包括有真空隔熱板。
[0009]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的箱體包括:構(gòu)成箱體內(nèi)部冷凍空間的主體和連接在主體上并與之配合的蓋體。
[0010]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的主體由內(nèi)層和外層構(gòu)成，并且在內(nèi)層與外層之間具有供所述復(fù)合絕熱材料填充的夾層空間。
[0011]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的蓋體由殼體和填充于殼體內(nèi)的復(fù)合絕熱材料構(gòu)成。
[0012]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的真空隔熱板固定于外層的內(nèi)壁，所述的氣凝膠氈固定在內(nèi)層的外壁，內(nèi)層和外層之間的其他空間填充發(fā)泡材料。
[0013]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述真空隔熱板固定于殼體外側(cè)面的內(nèi)壁，所述的氣凝膠氈固定在殼體內(nèi)側(cè)面的內(nèi)壁，殼體內(nèi)的其他空間填充發(fā)泡材料。
[0014]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述氣凝膠氈是以玻璃纖維為基材，氣凝膠附著于玻璃纖維上。
[0015]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的氣凝膠為無定形二氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠的任意一種或者二者的組合；所述發(fā)泡材料采用聚氨酯發(fā)泡材料。
[0016]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述制冷裝置位于箱體下方的工作艙內(nèi)。
[0017]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果:本實(shí)用新型箱壁內(nèi)設(shè)置的復(fù)合絕熱材料由真空絕熱板、發(fā)泡材料和氣凝膠氈，該氣凝膠氈相對于傳統(tǒng)的發(fā)泡材料具有更好的保溫隔熱效果，所以可以進(jìn)一步的降低箱壁的厚度。同時(shí)氣凝膠氈直接附著在向壁內(nèi)層的外面，其將直接接觸冷藏機(jī)內(nèi)的冷凍空間，由于氣凝膠的導(dǎo)熱率隨著溫度的降低而降低，這樣對于冷藏機(jī)產(chǎn)品而言是非常有利的，在低溫環(huán)境下，可以更進(jìn)一步的阻止外部熱量傳導(dǎo)至冷藏機(jī)內(nèi)，對冷藏機(jī)內(nèi)的超低溫冷凍環(huán)境形成良好的隔絕效果O
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1中A-A的剖視圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1與傳統(tǒng)產(chǎn)品的在升溫狀態(tài)下的保溫效果對比曲線圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1與傳統(tǒng)產(chǎn)品的在降溫狀態(tài)下的保溫效果對比曲線圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]
I箱體2制冷裝置3真空隔熱板
4發(fā)泡材料5氣凝膠氈
11主體12蓋體111內(nèi)層
112外層120殼體
20工作艙【具體實(shí)施方式】:
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0025]見圖1、2所示，這是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，本實(shí)施例中超低溫冷藏機(jī)為立式冷藏機(jī)，其包括箱體I和制冷裝置2。箱體I作為冷藏機(jī)的冷凍空間，其包括:構(gòu)成箱體I內(nèi)部冷凍空間的主體11和連接在主體11上并與之配合的蓋體12，通過主體11與蓋體12的配合形成一個(gè)密閉的冷凍空間。
[0026]在箱體I的下方設(shè)置有一個(gè)工作艙20，所述的制冷裝置2就設(shè)置于該工作艙20內(nèi)，通過制冷創(chuàng)制對箱體I內(nèi)工作環(huán)境進(jìn)行制冷，使之保持在超低溫的工作環(huán)境。本實(shí)用新型中的制冷裝置2采用兩個(gè)級聯(lián)的壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。工作艙20固定在箱體I下方，并對箱體I提供支撐。
[0027]箱體I的主體11以及蓋體12均采用鋼板制作，具體而言，所述的主體11由內(nèi)層111和外層112構(gòu)成，內(nèi)層111和外層112均采用鋼板制作，在內(nèi)層111與外層112之間形成有一個(gè)夾層空間，該夾層空間中填充有復(fù)合絕熱材料。
[0028]同樣，所述的蓋體12是由鋼板制作形成一個(gè)中空的殼體120，在殼體120內(nèi)填充與箱體I中相同的復(fù)合絕熱材料。
[0029]上述的復(fù)合絕熱材料由真空隔熱板3、發(fā)泡材料4和氣凝膠氈5構(gòu)成的復(fù)合絕熱材料。
[0030]所述的真空隔熱板3即VIP(Vacuum Insulation Panel),這是真空保溫材料中的一種，真空隔熱板一般是由填充芯材與真空保護(hù)表層復(fù)合而成。由于其內(nèi)部采用真空處理，其可以有效地避免空氣對流引起的熱傳遞，因此導(dǎo)熱系數(shù)可大幅度降低。這種材料目前已經(jīng)被廣泛使用者冰箱、冷凍設(shè)備中。
[0031]本實(shí)用新型中的發(fā)泡材料4采用聚氨酯發(fā)泡材料，采用聚氨酯泡沫是因?yàn)槠鋵?dǎo)熱系數(shù)低，其不僅可以作為隔熱材料，并且其固化后還可起到粘接功效，將真空隔熱板3和氣凝膠氈5牢固的粘接固定，形成固化的復(fù)合絕熱材料。
[0032]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)改進(jìn)就是增加了氣凝膠氈5作為隔熱材料。氣凝膠(aerogel)是一種超輕的、以氣體為分散介質(zhì)的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔性凝聚態(tài)物質(zhì)，即凝膠的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中充滿的介質(zhì)是氣體，其外表呈固體狀。氣凝膠的密度非常低，可達(dá)到3kg/每立方米。目前的氣凝膠種類較多，具有單組分的氣凝膠，例如二氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠，氧化鈦氣凝膠等，也有多組分氣凝膠，例如二氧化硅與氧化鋁氣凝膠等，還有有機(jī)氣凝膠等。本實(shí)用新型的氣凝膠氈5中所采用的氣凝膠為無定形二氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠的任意一種或者二者的組合。該氣凝膠氈5是以玻璃纖維為基材，氣凝膠附著于玻璃纖維上。這樣所制作處的氣凝膠氈的厚度在3-10mm之間，其密度約為200g/m2。
[0033]見圖1、2所示，對于箱體I而言，所述的真空隔熱板3附著固定在外層112的內(nèi)壁上，所述的氣凝膠氈5固定在內(nèi)層111的外壁，可通過包裹纏繞的方式將整個(gè)內(nèi)層111的外壁包裹一層氣凝膠氈5，其他空間均填充聚氨酯發(fā)泡材料4，待聚氨酯發(fā)泡材料4固化后，在箱體I主體11的夾層空間形成一個(gè)固化的復(fù)合絕熱材料。
[0034]同樣，對于蓋體12而言，所述真空隔熱板3固定于殼體120外側(cè)面的內(nèi)壁，所述的氣凝膠氈5固定在殼體120內(nèi)側(cè)面的內(nèi)壁，其余空間填充聚氨酯發(fā)泡材料4。[0035]之所以采用上述結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)闅饽z自身所具有的導(dǎo)熱率特性所決定的。見下表所示，這是對本實(shí)用新型氣凝膠氈5在不同溫度下的導(dǎo)熱率的測試結(jié)果。
[0036]
【權(quán)利要求】
1.具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，包括:箱體(I)和制冷裝置(2)其特征在于，所述的箱體(I)的箱壁(10)內(nèi)設(shè)置有復(fù)合絕熱材料，該復(fù)合絕熱材料至少包括發(fā)泡材料(4)和氣凝膠氈(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述的復(fù)合絕熱材料還包括有真空隔熱板(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述的箱體(I)包括:構(gòu)成箱體(I)內(nèi)部冷凍空間的主體(11)和連接在主體(11)上并與之配合的蓋體(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述的主體(11)由內(nèi)層(111)和外層(112)構(gòu)成，并且在內(nèi)層(111)與外層(112)之間形成有供所述復(fù)合絕熱材料填充的夾層空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述的蓋體(12)由殼體(120)和填充于殼體(120)內(nèi)的復(fù)合絕熱材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述的真空隔熱板(3)固定于外層(112)的內(nèi)壁，所述的氣凝膠氈(5)固定在內(nèi)層(111)的外壁，內(nèi)層(111)和外層(112 )之間的其他空間填充發(fā)泡材料(4 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述真空隔熱板(3)固定于殼體(120)外側(cè)面的內(nèi)壁,所述的氣凝膠租(5)固定在殼體(120)內(nèi)側(cè)面的內(nèi)壁，殼體(120 )內(nèi)的其他空間填充發(fā)泡材料(4 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述氣凝膠氈(5)是以玻璃纖維為基材，氣凝膠附著于玻璃纖維上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有復(fù)合絕熱材料的超低溫冷藏機(jī)，其特征在于:所述制冷裝置(2 )位于箱體(I)下方的工作艙(20 )內(nèi)。
【文檔編號】F25D13/00GK203719292SQ201320547395
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】林向前 申請人:太倉藝斯高醫(yī)療器械科技有限公司