Ultra-madala temperatuuriga külmiku struktuuri, põhimõtte ja rakenduse analüüs
Väga madala temperatuuriga külmikuid nimetatakse ka ülimadalate temperatuuride hoiukastideks, ülimadalatemperatuurilisteks sügavkülmikuteks ja ülimadalate temperatuuridega hoiukastideks. Tavalisemat -60 kraadist madala temperatuuriga külmikut saab kasutada tuunikala säilitamiseks, elektroonikaseadmete, spetsiaalsete materjalide madalatemperatuuriliseks testimiseks ning plasma, bioloogiliste materjalide, vaktsiinide, reaktiivide jms säilitamiseks. sügavkülmik külmikud -40 kraadi, -60 kraadi, -86 kraadi, -120 kraadi, -136 kraadi ja -160 kraadi ja -192 kraadi.
Ülimadalatel külmikutel on tavaliselt horisontaalsed ja vertikaalsed kapid. Sisemine kast on tavaliselt jagatud mitmeks laagrikihiks ja iga kiht on kujundatud siseuksega, mida saab iseseisvalt avada ja sulgeda. Välimine kast on tavaliselt moodustatud viie külmvaltsitud terasplaadi otsese liitmise teel. Karbi sees ja väljaspool on 60 mm ja 80 mm polüuretaanvahtmaterjale. Termostaat on plaatina takistusandur täpseks temperatuuri reguleerimiseks. Külmutusagensid kasutavad keskkonnakaitsenõuete täitmiseks üldiselt keskkonnasõbralikke jahutusaineid.
Ülimalt madala temperatuuriga külmiku jahutussüsteem võtab põhimõtteliselt vastu kaskaadjahutuse tööpõhimõtet ning kahte täielikult suletud kompressorit kasutatakse kõrge ja madala temperatuuriga kompressorina. Madalatemperatuurilise aurusti vasktoru kinnitatakse mähise kujul otse sisemise kasti välisküljele ning vahe mähise ja karbi seina vahel täidetakse soojusvahetusefekti suurendamiseks soojusjuhtiva liimiga. . Kondenseeruv aurusti on kestast toruga konstruktsioon, mille sees on neli keermestatud vasktoru ja võtab vastuvoolu soojusvahetusmeetodi.
Madalatemperatuuriline süsteem on varustatud ka gaassoojusvahetiga, mis võimaldab aurusti madalrõhuga gaasil vahetada soojust kõrgsurvegaasiga enne kondenseerumisaurutisse sisenemist, mis mitte ainult ei vähenda kondenseeruva aurusti soojuskoormust , kuid kasutab ka soojust täielikult ära. Filtris kasutatakse enamasti vaha eemaldavat filtrit, mille eesmärk on tõhusalt eemaldada parafiin külmutatud õlist, et vähendada&"õli blokeerimise &" võimalust; süsteemis.
Lisaks saab ülikülmase temperatuuriga külmkappi varustada ka mõne lisaseadmega vastavalt erinevatele kasutusviisidele, näiteks temperatuuri salvestajaga, mis on mugav tööparameetrite püsivaks salvestamiseks; süsinikdioksiidi varusüsteem, mida kasutatakse eriolukordades tagamaks, et gaas hoiukeskkonnas jääb normaalsesse olekusse; , Mis tagab kompressori normaalse töö madalal rõhul.
Kui toide on sisse lülitatud ja kui paneel näitab, et temperatuur on seadistatud temperatuurist kõrgem, käivitub kõigepealt esimese astme kompressor ja esimese astme jahutussüsteem hakkab tööle, põhjustades teise etapi jahutuse kondensaatori temperatuuri süsteem langeb, see tähendab teise astme jahutussüsteem Külmaaine temperatuur langeb. Mõneminutilise viivituse järel hakkab tööle ka teise astme jahutussüsteem. Selle aurusti asub külmiku siseseinal, mis võib külmiku sisetemperatuuri palju langetada. Esimese astme jahutussüsteemi aurusti neelab ja esimese astme kondensaatori eralduv soojus hajub õhku.
Kui külmiku sisetemperatuur saavutab seatud temperatuuri, edastab temperatuurianduri takistus teabe, juhtrelee lülitatakse välja ja lülitatakse välja ning kaheastmeline jahutussüsteem lakkab töötamast. Kui temperatuur külmikus tõuseb uuesti ja ületab seatud temperatuuri, kordab külmik ülaltoodud toimingut uuesti, nii et külmkapis hoitakse alati seatud temperatuuri.
Biokeemia ja molekulaarbioloogia laboratooriumis saab vastavalt külmumistingimustele osta erinevaid temperatuuri reguleeritavaid külmikuid, näiteks -20 ° C, -40 ° C, -70 ° C, -85 ° C, -152 ° C jne. Nende hulgas on kaks viimast väga madala temperatuuriga sügavkülmikud, mis töötati välja 20. sajandi lõpus bioloogiliste proovide või ravimite külmutamiseks ja säilitamiseks. Neid kasutatakse laialdaselt bioloogilistes uuringutes, kliinilises, meditsiinis ja tööstuses.
Väga madala temperatuuriga külmikuid saab kasutada ravimite, vaktsiinide, ensüümide, hormoonide, tüvirakkude, trombotsüütide, sperma, siirdatud naha ja inimkehast võetud proovide, seemnete iduplasmapankade, geenikloonimispankade ning mõnede oluliste bioloogiliste ja keemiliste ainete hoidmiseks reagendid.
Molekulaarsete kloonimiskatsete käigus kasutatakse pädeva E. coli, pädevate rakkude ja bakteriofaagi varude hoidmiseks laialdaselt -70 ℃ ülimadalat temperatuuri.
Ülimadalatel külmikutel on üldiselt suhteliselt täielik seadmete töögarantii. Näiteks kõrge temperatuuri häirefunktsioon, elektrikatkestus, filtri ummistumise tuvastamise funktsioon, automaatne sisendabi funktsioon, proovide ohutuse häiresüsteem, mikrotöötlus- ja analoogjuhtimissüsteem, süsinikdioksiidi varusüsteem ja salvestaja jne.
Üldjuhul ülimadalatel temperatuuridel töötavate külmikute toimivuse kontrollimisel võetakse arvesse minimaalset jahutustemperatuuri, suurust, kujuomadusi (horisontaalne või vertikaalne), kompressori müra, vibratsiooni amplituudi, temperatuuri ühtlust kapis, rikete määra (eriti kompressorit) ja valikulisi tarvikuid arvestatakse täielikult koos nende enda kasutamisnõuete ja laboriruumi paigutusega.
Tulevikus on peamine mure ülimadalatel temperatuuridel külmikute töökindlus ja ladustamistingimused, mis võivad vastata erinevatele proovidele, sealhulgas temperatuur ja gaasi koostis. Lisaks kasutavad mõned ettevõtted bioloogiliste materjalide kõrgemate temperatuuride ühtlustamisnõuete täitmiseks külmikuriiulite jahutamiseks metallrõngaid või kujundavad riiulid aukudeks, et lahendada soojuse hajumise probleem, suurendada külmumiskiirust ja tõsta temperatuuri. . seks.
Tulevikus peab ülimadalatel temperatuuridel töötavate külmikute projekteerimisel arvestama ka energia säästmise ja keskkonnakaitse nõudeid ning need peavad olema varustatud keskkonna avastamise süsteemiga. Samal ajal muutuvad nanomaterjalid tulevikus ka paljulubavateks materjalideks üliküllasel temperatuuril külmikute valmistamisel.
Madala temperatuuriga külmiku põhieesmärk: teaduslikuks uurimistööks, meditsiinitarvete (plasma), bioloogiliste toodete (säilitusorganid, vaktsiinid, mullaproovid), ookeanitoodete, elektroonikakomponentide, keemiliste materjalide ja muude madala temperatuuriga materjalide säilitamiseks katsed ja ladustamine jne. Seda kasutatakse rohkem haiglates, ülikoolides, uurimisüksustes ja tööstuslikus ladustamises.