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岩征仪器超低温反应装置工作原理

更新时间：2025-06-06      浏览次数：184

工作原理与核心组件

1. 制冷原理

  • 相变制冷：利用液氮（沸点 - 196℃）、液氩（-186℃）等低温液体的汽化吸热实现降温，需配合保温系统减少热量传递。

  • 机械制冷：通过压缩机驱动制冷剂（如氟利昂、氦气）进行循环，结合多级冷凝（如复叠式制冷）达到超低温，典型温度范围 - 40℃至 - 120℃。

  • 半导体制冷：基于帕尔贴效应（Peltier effect），通过直流电驱动半导体元件产生温差，适用于小型低温模块（-50℃以上），制冷量较小。

2. 关键组件

  • 反应釜 / 杜瓦瓶：

    • 材质：不锈钢（316L）或耐低温玻璃（如高硼硅玻璃），内衬聚四氟乙烯（PTFE）防腐蚀。

    • 结构：双层真空绝热设计（类似保温瓶），夹层填充绝热材料（如珍珠岩、气凝胶），降低热传导。

    • 容积：实验室级 0.5-5L，工业级 10-1000L。

  • 制冷系统：

    • 复叠式压缩机：高温级（R22）+ 低温级（R23），温度 - 86℃。

    • 螺杆式压缩机（工业级）：制冷量可达 100kW 以上，适用于大规模低温反应。

    • 储罐：常压杜瓦罐（容积 50-500L），带液位计和压力调节阀。

    • 输送方式：虹吸式（靠液位差自流）或加压式（通过氮气加压输送），配备不锈钢波纹管防止低温脆断。

    • 液氮供应系统：

    • 机械制冷机组：

  • 控温系统：

    • 温度传感器：PT100 铂电阻（精度 ±0.5℃）或热电偶（如 T 型，适用于 - 200℃）。

    • 控制器：PID 智能温控仪，支持程序降温（如从室温降至 - 150℃，斜率可设为 5℃/min），带 RS485 接口连接上位机。

  • 搅拌与密封系统：

    • 搅拌器：不锈钢锚式或桨式搅拌，转速 0-500rpm，通过磁力耦合器驱动（避免轴封泄漏）。

    • 密封：低温 O 型圈（材质为氟橡胶或金属波纹管），耐受 - 200℃低温。


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